DE19723692C2 - Verfahren zum Brennen von Ziegeln in einem Rollen-Brennofen sowie Brennofen zur Verfahrensdurchführung - Google Patents

Verfahren zum Brennen von Ziegeln in einem Rollen-Brennofen sowie Brennofen zur Verfahrensdurchführung

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 oder 2 sowie auf einen Rollen-Brennofen zur Verfahrensdurchführung.
Für das Brennen von Ziegeln, wie z. B. sogenannte Hintermauerziegel, Poroton-Plangroßblöcke, Wabenziegel und andere Ziegelarten, finden verstärkt Rollen-Brenn­ öfen Anwendung.
Die Hauptbrennparameter wie Temperatur, Luftmenge und Strömungsverhältnisse haben einen großen Einfluß auf die Brennzeit und die Qualität (Vermeidung von Rissen und Verformungen), wobei bei gleichmäßiger Durch- und/oder Umströmung der zu brennenden Ziegel die besten Ergebnisse erzielbar sind. Seitens der Ziegelhersteller besteht permanent die Forderung, die Brennzeiten sowie den dazu notwendigen anlagentechnischen Aufwand zu senken und die Durchsatzkapazität zu erhöhen, siehe "Ziegel-Industrie" 11/95, S. 860 ff.
Bei diesen kontinuierlich arbeitenden Rollen-Brennöfen werden die von einer Presseneinheit gefertigten Ziegel mittels einer zugeordneten Transporteinrichtung dem Rollen-Brennofen zugeführt und dem, den Schnelltrockner durchlaufenden, Rollenförderer übergeben. Dabei werden die vorzugsweise zueinander beabstandeten Ziegel reihenweise plaziert, wobei die ebenfalls mit Abstand zueinander gesetzten Ziegelreihen quer zur Förder­ richtung angeordnet sind.
Die einzelnen Rollen des Rollenförderers unterliegen neben den hohen thermischen Einflüssen zudem auch noch einer ständig wechselnden mechanischen Belastung, ein­ schließlich der dementsprechenden Durchbiegung.
In der Praxis ist deshalb der Bruch von Rollen keine Seltenheit. Produktionsstau und Ausschuß sind die nachteiligen Folgen.
Bei neueren Brennöfen mit Rollenfördersystem sind deshalb zusätzlich am Brennofen Einrichtungen vorge­ sehen, die das Auswechseln einzelner Rollen während des Produktionsflusses gestatten.
Bei langen Förderstrecken tritt ein weiterer Nachteil ein. Das am Anfang des Rollenförderers, vor dem Einlauf in den Brennofen erzeugte Setzbild (Ziegellage), mit gleichmäßigen Abständen zwischen den Ziegeln und zwischen den Reihen, wird durch die ständig wechselnde Belastung, Durchbiegung, der Rollen negativ beeinflußt. Am Ausgang des Brennofens ist das Setzbild oft fächer­ artig auseinandergezogen. Die dem Brennofen nachgeord­ nete Entnahmeeinrichtung ist dementsprechend zusätzlich auszubilden. Diese Erkenntnisse hat die Anmelderin während ihrer langjährigen Tätigkeit in der Keramik- Technik gesammelt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb vorrangig darin, Maßnahmen und Mittel zu schaffen, die eine weitere Verbesserung des schonenden und qualitäts­ sichernden Brennens der Ziegel auf, einem, einen Brennofen durchlaufenden, Rollenförderer gewährleisten und zudem einen geringen technisch-ökonomischen Aufwand erfordern.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind die in den Patent­ ansprüchen 1 oder 2 angegebenen verfahrensmäßigen Maßnahmen vorgesehen; die Patentansprüche 3 bis 10 offenbaren Merkmale zur Weiterbildung bzw. Ausgestal­ tung des neuen Verfahrens sowie bauliche Merkmale zur Ausgestaltung eines Rollen-Brennofens, der zur Verfah­ rensdurchführung besonders geeignet ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in Zeich­ nungen dargestellten Ausführungsbeispielen zusätzlich erläutert.
Die Zeichnungen zeigen in weitestgehend schematischer Darstellung sowie teils im Schnitt einen Rollen- Brennofen gemäß den Patentansprüchen 5 bis 10 sowie die neuen verfahrensmäßigen Setzbilder gemäß den Patent­ ansprüchen 1 bis 3.
Im einzelnen zeigen die Figuren.
Fig. 1 einen Querschnitt durch den Rollen- Brennofen mit Blick in Förderrichtung;
Fig. 2 ein erfindungsgemäßes neues Setzbild für die Ziegelpositionierung auf den Rollen des Rollenförderers (gestufte Reihenlinie, RL1);
Fig. 3 ein weiteres neues Setzbild für die Ziegel (schräge Reihenlinie, RL2);
Fig. 4 eine mehrlagige Ziegelanordnung (L1 . . . Lx) auf den Rollen;
Fig. 5 einen Querschnitt durch den Rollen-Brenn­ ofen mit einer Ausgestaltungsvariante der Ofenräume;
Fig. 6 und Fig. 7 im Längsschnitt durch den Brennofen weitere mögliche Gestaltungsvarianten für die Ofenräume und die
Fig. 8 zeigt nun noch zum Zweck des Vergleiches ein herkömmliches, bekanntes Setzbild für die Beladung der Förderstrecke eines Rollen-Brennofens.
Die Erfindung geht gemäß den Fig. 1 und 8 von einem Verfahren zum Brennen von Ziegeln in einem Rollen- Brennofen 1, insbesondere einem Schnellbrennofen, bei dem die Ziegel in einer zugehörigen, nicht dargestell­ ten Beladestation allseits mit Abstand Ra und Za zuein­ ander reihenweise R1 bis Rx auf einem Rollenförderer 6 nach einem vorgegebenen Setzbild 5a, positioniert und nach dem Durchlaufen eines mit Brenngas bzw. Brennluft beaufschlagten Ofenraumes 2, 3 in einer zugeordneten, nicht dargestellten Entladestation vom Rollenförderer 6 entnommen werden, aus.
Kernpunkt des neuen Verfahrens ist dabei die spezielle Gestaltung des Setzbildes. Durch die jeweils um einen Teil ihrer Seitenlänge Zb in Förderrichtung F zueinan­ der versetzte Positionierung der Ziegel Z1 bis Zx in­ nerhalb einer jeden Reihe auf den Rollen des Rollenför­ derers 6 entsteht ein Setzbild Sn1 mit gestuften Reihenlinien RL1 gemäß der Fig. 2. Dadurch ergibt sich eine gleichmäßigere Rollenbelastung und eine vermin­ derte Durchbiegung der einzelnen Rollen. Gleichzeitig wird ein besserer Transport ohne Veränderung der Zie­ gelsollage und eine höhere Sicherheit gegen Rollenbruch gewährleistet.
Dieselben Vorteile werden durch ein Setzbild Sn2 mit von der Senkrechten zur Förderrichtung F abweichenden Reihenlinien RL2, also einer schräge Anordnung der Reihenlinien RL2 gemäß der Fig. 3 erzielt.
Eine Weiterbildung des Verfahrens sieht nun noch vor, daß der Rollenförderer 6 mit mindestens zwei aufeinan­ derliegenden Ziegellagen L1 bis Lx beladen wird, wobei die Setzbilder dieser Ziegellagen L1 bis Lx, in Förder­ richtung gesehen, zueinander versetzt angeordnet sind. Man erhält durch ein derartiges Stapeln eine weiter erhöhte Stabilität der Ziegelreihen und verhindert zudem noch ein seitliches Anlaufen von Ziegeln Z1 bzw. Zx an die innere Wand des Ofens. Bei Bruch einer ein­ zelnen der Rollen 6a bis 6n verhindert das Gewicht der oberen Ziegel Z ein Abkippen des unteren Ziegels in die entstehende Lücke und damit weiteren Rollenbruch.
Vorrichtungsmäßig ist hier am Rollen-Brennofen 1 nun neuerungsgemäß vorgesehen, daß vorzugsweise unmittelbar unterhalb der Rollen 6a bis 6n des Rollenförderers 6 mindestens eine auf Füßen 7a gelagerte, kopfseitig mindestens einen Längsträger 7b aufweisende Stütze 7 angeordnet ist, wobei diese Stütze 7 vorzugsweise min­ destens in der Hochtemperaturzone des Rollen-Brenn­ ofens 1 positioniert wird, siehe hierzu Fig. 1. Diese neue Gestaltung des zum Rollen-Brennofen 1 gehörenden Rollenförderers 6 verhindert bei Rollenbruch das Durch­ fallen der gebrochenen Rollenteile in den unteren Ofenraum 2 und verhindert zudem noch für eine größere Zeitspanne das Entstehen von Lücken in der Rollenbahn, in die Ziegel Z1 bis Zx abkippen und weitere Rollen­ brüche auslösen könnten.
Die genannten Stützen 7 berühren dabei im Normalbetrieb die Rollen 6 bis 6a nicht und wirken nur als Stütze bei Rollenbruch.
Weiterhin ist es vorteilhaft die Längsträger 7b der Stützen 7 schräg zur Förderrichtung F anzubringen, damit die Um- und/oder Durchströmung der Ziegel mit Brenngasen bzw. Brennluft nicht gestört wird.
Zum Erreichen kurzer Brennzeiten ist die Art und Weise der Um- und/oder Durchströmung der Ziegel mit Brenn­ gasen bzw. -Luft sehr wichtig.
Bei der vorliegenden Erfindung ist deshalb weiterhin noch speziell vorgesehen, daß zumindest in der Hoch­ temperaturzone des Rollen-Brennofens 1 Hochgeschwindig­ keitsbrenner 9 vorgesehen und in den Ofenräumen 2 und 3 derart unterschiedlich verteilt angeordnet sind, daß in letzteren 2 und 3 wechselseitig über und unter den transportierten Ziegeln Z Überdruckbereiche entstehen, so daß die Brenngase bzw. -luft die Ziegel wechsel­ seitig von unten nach oben und von oben nach unten um- und/oder durchströmen, so wie dies in den Fig. 6 und 7 schematisch gezeigt ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltungsvariante des neuen Rollen Brennofens 1 besteht darin, daß im unteren 2 und im oberen 3 Ofenraum, gegenüberliegend und einanderzugewandt, vorzugsweise bis unmittelbar an die Rollen bzw. an die durchlaufenden Ziegel heranreichende, raumteilende und wahlweise höhenver­ stellbare Zwischenwände 2a und 3a vorgesehen sind, siehe hierzu die Fig. 6.
Bei einer weiteren, von der vorhergenannten Ausführung abgeleiteten, speziellen Ausbildung sind die im unteren 2 und im oberen 3 Ofenraum vorgesehenen Zwi­ schenwände 2a' und 3a', in Föderrichtung F gesehen, zueinander versetzt angeordnet und reichen hier eben­ falls vorzugsweise bis unmittelbar an die Rollen des Rollenförderers 6 bzw. an die Ziegel Z heran, siehe hierzu die Fig. 7. Die Zwischenwände sind auch bei dieser Variante vorzugsweise wahlweise höhenverstell­ bar.
Die Brenngas bzw. -luftführung in den jeweiligen Ofen­ räumen ist ebenfalls aus den genannten Figuren ersicht­ lich. Gemäß der Fig. 6 werden die Brenngase/-luft in den jeweiligen Raumabschnitten 2b und 3b umgewälzt. Dagegen werden bei einer Gestaltung des Ofenraumes gemäß der Fig. 7 die Brenngase/-luft, entgegen der Förderrichtung F der Ziegel Z, durch die entstandenen Raumabschnitte 4 und 4' des Ofenraumes 2, 3 zum Brenn­ ofeneingang hingeführt.
Eine nicht dargestellte, weitere Ausführung des neuen Rollen-Brennofens 1 sieht die Kombination der beiden vorgenannten Brenngas-/-luftführungen vor; die Zwischenwände sind dafür entsprechend kombiniert ange­ ordnet.
In den Raumabschnitten des Ofenraumes mit einem Temperaturbereich von unter 600°C werden vorteilhaf­ terweise Umluftgebläse zur Beeinflussung der Strömungs­ geschwindigkeit der Brenngase/-luft eingesetzt.
Da die äußeren Ziegel Z1 und Zx jeder transportierten Reihe einen Sicherheitsabstand zur inneren Ofenwand des Rollen-Brennofens 1 haben müssen, sieht die Erfindung zur Verbesserung der Brenngas-/-luftführung und des Nutzungsgrades noch vor, daß im Grenzbereich zwischen dem unteren 2 und dem oberen 3 Ofenraum, entlang der inneren Seitenwände des Rollen-Brennofens 1, jeweils eine Konsole 5a bzw. 5b angeordnet ist, die den Quer­ schnitt des unteren Ofenraumes 2 im besagten Bereich verjüngen und zudem noch wahlweise für die Führung der Rollen 6a bis 6n des Rollenförderers 6 nutzbar sind, siehe hierzu die Fig. 5.
Die Erfindung ist sinngemäß auch beim Brennen von anderen keramischen Produkten in Rollen-Brennöfen anwendbar, bei denen ebenfalls die Rollenbelastung verringert werden soll bzw. die Brennzeit der Produkte mit einer verbesserten Um- und/oder Durchströmung verkürzbar ist.
Bezugszeichenliste
1
Rollen-Brennofen
2
unterer Ofenraum
2
a,
2
a' Zwischenwände
2
b Raumabschnitte
3
oberer Ofenraum
3
a,
3
a' Zwischenwände
3
b Raumabschnitte
4
,
4
' Raumabschnitte
5
Grenzbereich
5
a,
5
b Konsolen
6
Rollenförderer
6
a . . .
6
n Rollen
7
Stützen
7
a Füße
7
b Längsträger
8
,
8
a Brenngase
9
Brenner
a Abstand von Pos.
7
b zu Pos.
6
a . . .
6
n
F Förderrichtung, Durchlaufrichtung durch den Brennofen
R1 . . . Rx Reihen
Ra Reihenabstand
RL, RL1 u. RL2 Reihenlinien
Sa bisheriges Setzbild
Sn1 neues Setzbild, mit gestufter Reihenlinie
Sn2 neues Setzbild, mit schräg verlaufender Reihenlinie
Z1 . . . Zx Ziegel
Za Ziegelabstand
Zb Seitenlänge
L1 . . . Lx Zeigellagen

Claims (12)

1. Verfahren zum Brennen von Ziegeln in einem Rollen- Brennofen (1), insbesondere einem Schnellbrenn­ ofen, bei dem die Ziegel in einer zugehörigen Bela­ destation allseits mit Abstand (Ra; Za) zueinander reihenweise (R1, . . . Rx) auf einem Rollenför­ derer (6) nach einem vorgegebenen Setzbild posi­ tioniert und nach dem Durchlaufen des (der) Ofenraumes (-räume) in einer zugeordneten Entlade­ station vom Rollenförderer (6) entnommen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die nebeneinander gesetzten Ziegel (Z1, . . . Zx) Reihen (R1, . . . Rx) bilden, deren jeweilige Reihenlinie (RL2) schräg zur Förder­ richtung (F) des Rollenförderers (6) verläuft und, daß der von der jeweiligen Reihenlinie (RL2) und der Förderrichtung (F) gebildete Winkel ungleich 90° ist, wobei ein Setzbild (Sn2) mit schrägen Reihenlinien (RL2) entsteht.
2. Verfahren zum Brennen von Ziegeln in einem Rollen- Brennofen (1), insbesondere einem Schnellbrenn­ ofen, bei dem die Ziegel in einer zugehörigen Bela­ destation allseits mit Abstand (Ra; Za) zueinander reihenweise (R1, . . . Rx) auf einem Rollenför­ derer (6) nach einem vorgegebenen Setzbild posi­ tioniert und nach dem Durchlaufen des (der) Ofenraumes (-räume) in einer zugeordneten Endlade­ station vom Rollenförderer (6) entnommen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ziegel (Z1, . . . Zx) innerhalb einer jeden Reihe (R1, . . . Rx) jeweils zueinander um einen Teil ihrer Seitenlänge (Zb) in Förderrich­ tung (F) versetzt positioniert werden, wobei eine gestufte Reihenlinie (RL1) gebildet und ein Setz­ bild (Sn1) erzeugt wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollenförderer (6) mit mindestens zwei aufeinanderliegenden Ziegellagen (L1, . . . Lx) be­ laden wird, wobei die Setzbilder (Sn1 bzw. Sn2) dieser Ziegellagen (L1, . . . Lx), in Förderrich­ tung (F) gesehen, zueinander versetzt angeordnet sind.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die, teils gelochten, Ziegel (Z1, . . . Zx; R1, . . . Rx) im Ofenraum (2, 3) von den Brenngasen (8, 8a) gezielt um- und/oder durch­ strömt werden.
5. Rollen-Brennofen zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, der durch einen durchlaufenden Rollenförderer (6) in einen oberen (3) und einen unteren (2) Ofenraum unter­ teilt ist, dem eingangsseitig eine Beladestation und ausgangsseitig eine Entladestation sowie Steuer- und Regeleinrichtungen zugeordnet sind und der min­ destens eine Heizquelle für mindestens einen der Ofenräume (2 und 3) aufweist, dadurch gekennzeichet, daß unterhalb von Rollen (6a, . . . 6n) des Rollenförderers (6) mindestens eine auf Füßen (7a) gelagerte, kopfseitig mindestens einen Längsträger (7b) aufweisende Stütze (7) vorgesehen ist, wobei diese Stütze (7) mindestens in der Hochtemperaturzone des Rollen-Brennofens (1) angeordnet ist.
6. Rollen-Brennofen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Längsträger (7b) der Stützen (7) in Bezug auf die Förderrichtung (F) schräg verlaufend angeordnet sind.
7. Rollen-Brennofen nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest in der Hochtemperaturzone des Brennofens Hochgeschwindigkeitsbrenner vorgesehen und in den Ofenräumen (2 und 3) derart unter­ schiedlich verteilt angeordnet sind, daß in letzteren (2 und 3) wechselseitig über und unter den transportierten Ziegeln (Z1, . . . Zx; R1, . . . Rx) Überdruckbereiche entstehen.
8. Rollen-Brennofen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im unteren (2) und im oberen (3) Ofenraum gegenüberliegend und einanderzugewandt, an die Rollen (6a, . . . 6n) bzw. an die Ziegel (Z1, . . . Zx; R1, . . . Rx) heranreichende, raumteilende Zwischenwände (2a bzw. 3a)vorgesehen sind.
9. Rollen-Brennofen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im unteren (2) und im oberen (3) Ofenraum in Förderrichtung (F) zueinander versetzt, an die Rollen (6a, . . . 6n) bzw. an die Ziegel (Z1, . . . Zx; R1, . . . Rx) heranreichende, raumteilende Zwischenwände (2a' bzw. 3a')vorgesehen sind.
10. Rollen-Brennofen nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Grenzbereich (5) zwischen dem unteren (2) und dem oberen (3) Ofenraum, entlang der inneren Seitenwände des Rollen-Brennofens (1) jeweils eine Konsole (5a bzw. 5b) angeordnet ist, die den unteren Ofenraum (2) im besagten Bereich verjüngen und zudem noch wahlweise für die Führung der Rollen (6a, . . . 6n) nutzbar sind.
11. Rollen-Brennofen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Längsträger (7b) unmittelbar unterhalb der Rollen (6a, . . . 6n) des Rollenförderers (6) angeordnet sind.
12. Rollen-Brennofen nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die raumteilenden Zwischenwände (2a bzw. 3a) bis unmittelbar an die Rollen (6a, . . . 6n) bzw. an die Ziegel (Z1, . . . Zx; R1, . . . Rx) heranreichen.
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