DE2026267A1

DE2026267A1 - Firing supports - for use in quick firing tunnel kilns

Info

Publication number: DE2026267A1
Application number: DE19702026267
Authority: DE
Inventors: Jakob 6640 Merzig Giersberg
Original assignee: Villeroy and Boch AG
Current assignee: Villeroy and Boch AG
Priority date: 1970-05-29
Filing date: 1970-05-29
Publication date: 1971-12-09

Abstract

The supports in particular for ceramic wire in quick firing ceramic kilns are designed so, that the heat exchange capacity of their surfaces in relation to their heat capacity increase along the length opposite to their direction of movement through the kiln. This can be achieved by thickness variation, changing of surface profile and application of layers affecting the radiation absorbtion behaviour of the plates. The method reduces the thermal gradients in support plates, set up in quick firing tunnel furnaces, resulting in breakages due to thermal causes.

Description

"Brennhilfsmittel, insbesondere Brennunterlage, für den Brand keramischer Ware" Die Erfindung bezieht sich auf ein Brennhilfsmittel, insbesondere eine Brennunterlage, für den Brand keramischer Ware in einem Kanalofen, insbesondere in einem Schnellbrandofen. "Kiln furniture, especially firing base, for firing ceramic Goods "The invention relates to a kiln furniture, in particular a firing base, for firing ceramic goods in a duct furnace, especially in a rapid firing furnace.

Schnellbrandöfen sind in den letzten Jahren in steigendem Masse eingesetzte Kanalöfen, in denen die Ware auf Unterlagen mittels einer Transporteinrichtung, beispielsweise Transportrollen, verhältnismässig schnell vorwärtsbewegt und dabei in kürzester Zeit auf Brenntemperatur gebracht, gebrannt und wieder abgekühlt wird.Rapid firing ovens have been used to an increasing extent in recent years Channel ovens in which the goods are stored on documents by means of a transport device, For example, transport rollers, moved forward relatively quickly and at the same time brought to firing temperature in a very short time, fired and then cooled down again.

Gegenüber beispielsweise 60 Stunden Brennzeit im herkömmlichen Tunnelofen durchläuft die Ware den Schnellbrandofen in beispielsweise 3 1/2 Stunden. Die Länge der Schnellbrandöfen ist ziemlich kurz und bedingt damit ein erhebliches Temperaturgefälle entlang des Transportweges. Hierdurch werden die Brennunterlagen, die mit Rücksicht auf den Transportmechanismus eine gewisse Länge haben müssen, über ihre ohnehin nicht geringe und häufige Temperaturwechselbeanspruchung hinaus mit starken Wärmespannungen infolge unterschiedlicher Temperaturen in ihrem vorderen und ihrem hinteren Bereich belastet; der Temperaturunterschied zwischen Vorderseite und Hinterseite- kann 60 0C und mehr betragen. Die unerwünschte Folge ist eine hohe Bruchgefahr , die zu häufigem Auswechseln der Brennunterlagen zwingt; tritt ein Bruch ein, so kann dies zu empfindlichen Störungen im Transportsystem und damit zum Stillstand des Ofens einschliesslich Verlust der eingebrachten Ware, Produktionsausfall usw. führen.Compared to, for example, 60 hours of burning time in a conventional tunnel kiln the goods pass through the high-speed furnace in, for example, 3 1/2 hours. The length the rapid firing furnace is quite short and therefore causes a considerable temperature gradient along the transport route. This ensures that the firing documents are made with consideration on the transport mechanism must have a certain length, about their anyway not small and frequent thermal shock stresses with strong thermal stresses due to different temperatures in their front and rear areas burdened; the temperature difference between the front and back - can be 60 0C and more. The undesirable consequence is a high risk of breakage, which too forcing frequent changing of the firing supports; if a break occurs, so can this to sensitive disturbances in the transport system and thus to a standstill of the furnace including loss of the brought in goods, loss of production, etc.

Um dem entgegenzuwirken, stellt man die Brennunterlagen aus keramischen Werkstoffen von hoher Temperaturwechselbeständigkeit her und gestaltet sie so, dass die erwähnten Temperaturunterschiede nur möglichst geringe Wärmespannungen verursachen und diese sich möglichst nicht auswirken können.To counteract this, the firing bases are made of ceramic Materials that are highly resistant to temperature changes and are designed in such a way that the temperature differences mentioned cause only the lowest possible thermal stresses and these can not have an impact as far as possible.

Die Erfindung hat eine weitere Verminderung der Bruchgefahr zum Ziel. Sie beruht auf der Erkenntnis, dass schon die innerhalb der Brennunterlage auftretenden Temperaturunterschiede selbst verringert werden können und schlägt ein Brennhilfsmittel der eingangs genannten Art vor, bei dem das Wärmeaustauschvermögen der Oberfläche des Brennhilfsmittels im Verhältnis zur Wärmekapazität des Brennhilfsmittels entgegen der Transportrichtung zunimmt.The invention aims to further reduce the risk of breakage. It is based on the knowledge that those already occurring within the firing base Temperature differences themselves can be reduced and a kiln furniture suggests of the type mentioned above, in which the heat exchange capacity of the surface of the kiln furniture in relation to the heat capacity of the kiln furniture the direction of transport increases.

Dieses Prinzip, dessen Wirkung weiter unten erläutet wird, kann auf verschiedene Weisen verwirklicht werden.This principle, the effect of which is explained below, can be applied to different ways can be realized.

Es kann die Oberfläche des Brennhilfsmittels im Verhältnis zur Masse entgegen der Transportrichtfung zunehmen, wofür wiederum mehrere Möglichkeiten bestehen: Die Dicke einer Brennunterlage kann entgegen der Transportrichtung abnehmen.It can be the surface of the kiln furniture in relation to the mass increase contrary to the direction of transport, for which there are several possibilities: The thickness of a firing base can decrease against the direction of transport.

Das Brennhilfsmittel kann mit einer Vielzahl von Ausnehmungen versehen sein, deren Grösse und/oder Anzahl entgegen der Transportrichtung zunimmt.The kiln furniture can be provided with a large number of recesses be whose size and / or number increases against the direction of transport.

Die Oberfläche des Brennhilfsmittels kann entgegen der Transportrichtung zunehmend gewellt und/oder gerippt sein.The surface of the kiln furniture can be opposite to the direction of transport increasingly wavy and / or ribbed.

Eine andere Art der Verwirklichung besteht darin, dass das Brennhilfsmittel an seiner Oberfläche Material von entgegen der Transportrichtung zunehmender Strahlungsabsorption aufweist.Another way of achieving this is that the kiln furniture on its surface material of radiation absorption increasing against the direction of transport having.

Alle diese Massnahmen-können kombiniert werden, ohne sich in ihrer Wirkung zu beeinträchtigen.All of these measures-can be combined without falling into theirs Affect effect.

Sie haben zur Folge, dass das Brennhilfsmittel sich in seinen hinteren Bereichen schneller der Umgebungstemperatur angleicht als in den vorderen Bereichen, dass also beim Durchlaufen der Aufheizzone des Ofens die hinteren Bereiche schneller aufgeheizt und beim Durchlaufen der Kühl zone die hinteren Bereiche schneller abgekühlt werden. In den Brennzone, wo kein starkes Temperaturgefälle in der Transportrichtung herrscht und deshalb auch bisher keine erheblichen Wärmeunterschiede in den Brennhilfsmitteln vorhanden waren, haben die erfindungsgemässen Massnahmen keinerlei nachteilige Folgen. Da hier nämlich auch zwischen dem Brennhilfsmittel und seiner Umgebung kein wesentlicher Temperaturunterschied besteht, wirken sie sich überhaupt nicht aus. Die Gestaltungen, die die Oberfläche des Brennhilfsmittels im Verhältnis zur Masse verändern, nehmen sowohl auf den Wärmeübergang durch Konvektion als auch auf den Wärmeübergang durch Strahlung Einfluss. Die zuletzt erwähnte Möglichkeit einer unterschiedlichen Strahlungsabsorption beeinflusst allein den Wärmeaustausch durch Strahlung, der jedoch in den betreffenden Temperaturbereichen weitaus überwiegt.As a result, the kiln furniture is in its rear Areas more quickly to the ambient temperature than in the front areas, so that when passing through the heating zone of the oven, the rear areas are faster heated up and the rear areas cooled down faster when passing through the cooling zone will. In the burning zone, where there is no strong temperature gradient in the direction of transport there are and therefore no significant heat differences in the kiln furniture so far were present, the measures according to the invention have no disadvantageous consequences. Because there is no essential between the kiln furniture and its surroundings If there is a temperature difference, they have no effect at all. The designs which change the surface of the kiln furniture in relation to the mass, take both on the heat transfer by convection and on the heat transfer by Radiation influence. The last-mentioned possibility of different radiation absorption affects only the heat exchange through radiation, which however in the relevant Temperature ranges far outweighs.

Einen Einfluss auf die Ware nehmen die Massnahmen nach der Erfindung nicht, da zwischen der Ware und den Brennhilfsmitteln immer nur Punkt- oder Linienberührung besteht. Das gleiche gilt für die einander berührenden Stirnseiten aufeinanderfolgender Brennunterlagen.The measures according to the invention have an influence on the goods not, as there is always only point or line contact between the goods and the kiln furniture consists. The same applies to the end faces of successive touching one another Firing pads.

Die Zeichnungen geben Ausführungsbeispiele der Erfindung ungefähr in natürlicher Grösse wieder.The drawings approximate embodiments of the invention in natural size again.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Brennunterlage für einen Schnellbrandofen.Fig. 1 shows a longitudinal section through a firing pad for a Rapid firing furnace.

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch eine andere Brennunterlage für einen Schnellbrandofen gemäss Linie II-II in Fig. 3.Fig. 2 shows a longitudinal section through another firing base for a rapid firing furnace according to line II-II in FIG. 3.

Fig. 3 zeigt ausschnittweise eine Draufsicht auf die Brennunterlage nach Fig. 2.Fig. 3 shows a detail of a plan view of the firing base according to Fig. 2.

Fig. 4 zeigt ausschnittweise einen Querschnitt durch den hinteren Bereich einer weiteren Brennunterlage für einen SChnellbrandofen.Fig. 4 shows a detail of a cross section through the rear Area of another firing base for a quick-firing furnace.

Fig. 5 zeigt ausschnittweise einen Querschnitt durch den vorderen Bereich der Brennunterlage nach Fig. 4.Fig. 5 shows a detail of a cross section through the front Area of the firing base according to FIG. 4.

Fig. 6 zeigt einen Fig. 4 entsprechenden Querschnitt durch eine weitere Unterlage.FIG. 6 shows a cross section corresponding to FIG. 4 through another Document.

Die waagerechten Pfeile zeigen die Transportrichtung an.The horizontal arrows indicate the direction of transport.

Alle gezeigten Brennunterlagen bestehen in herkömmlicher Weise aus einem Boden, auf dem in gleichen Abständen längsweise verlaufende Rippen 1 angeordnet sind, die als Auflage für die Ware dienen An den beiden Längsseiten weisen die Brennunterlagen flache, die Rippen 1 etwas überragende Seitenwände 2 auf. Der Boden 3 der Brennunterlage nach Fig. 1 hat an seiner Vorderseite eine Dicke a und wird nach seinem Ende zu bis zu einem kurz vor dem Ende liegenden Punkt 4 gleichmässig dünner; vom Punkt 4 ab steigt seine Dicke bis zum Ende wieder etwas an, um die mechanisch Festigkeit der rückwärtigen Stirnseite etwas zu erhöhen. Die Dicke b der Rückseite liegt aber dennoch unter der Dicke a der Vorderseite.All firing pads shown are made in a conventional manner a floor on which ribs 1 extending longitudinally at equal intervals are arranged that serve as a support for the goods. The firing supports are on the two long sides flat, the ribs 1 slightly protruding side walls 2. The bottom 3 of the firing pad according to Fig. 1 has a thickness a on its front side and becomes closed after its end evenly thinner up to a point 4 located shortly before the end; from the point From 4 onwards, its thickness increases again somewhat until the end, in order to increase the mechanical strength to increase the rear face a little. The thickness b of the back is however nevertheless under the thickness a of the front.

Der Boden 5 der Brennunterlage nach Fig. 2 und 3 ist zwischen den Rippen 1 mit Reihen achteckiger Durchbrüche 6 versehen, deren Grösse entgegen der Transportrichtung zunimmt. Die Abstände der Durchbrüche einer Reihe von Mittelpunkt zu Mittelpunkt sind gleich. Die Durchbrüche benachbarter Reihe sind um die Hälfte diese Abstands gegeneinander versetzt.The bottom 5 of the firing pad according to FIGS. 2 and 3 is between the Ribs 1 provided with rows of octagonal openings 6, the size of which is opposite to Transport direction increases. The distances between the openings of a series from the center point to center are the same. The breakthroughs in the adjacent row are by half this distance offset from each other.

Der Boden 7 der Brennunterlage nach Fig. 4 und 5 ist an der Rückseite oben und unten gewellt und an der Vorderseite eben.The bottom 7 of the firing base according to FIGS. 4 and 5 is at the rear Wavy at the top and bottom and flat at the front.

Die Höhe der Wellung nimmt von der Rückseite bis zur Vorderseite gleichmässig ab. Fig. 6 zeigt eine Brennunterlage mit einem Boden 8, der ebenso wie der Boden 7, jedoch nur an der Oberseite gewellt ist. Die Wellung hat ausser der Oberflächenvergrösserung noch den Vorteil, dass die Brennunterlage gegen unterschiedliche Wärmeausdehnung unempfindlicher wird.The height of the corrugation increases evenly from the back to the front away. Fig. 6 shows a firing pad with a bottom 8, like the bottom 7, but is only corrugated on the upper side. The corrugation has besides the surface enlargement still the advantage that the firing base against different Thermal expansion becomes less sensitive.

Wie schon angedeutet, könnte eine gewellte Brennunterlage nach Fig. 4 und 5 oder 6 auch mit Durchbrüchen gemäss Fig. 2 und 3 versehen sein und gemäss Fig. 1 von der Vorderseite zur Rückseite dünner werden; darüberhinaus wäre noch eine Beschichtung mit einem Material derart möglich, dass die Strahlungsabsorption von der Vorderseite nach der Rückseite hin zunimmt.As already indicated, a corrugated firing base according to Fig. 4 and 5 or 6 can also be provided with openings according to FIGS. 2 and 3 and according to Fig. 1 become thinner from the front to the rear; moreover would still be a coating with a material possible in such a way that the radiation absorption increases from the front to the back.

Als solches Material könnten beispielsweise Gemische im Zusammensetzungsbereich zwischen 60g gebranntem Kaolin/90% Feldspat und 905 gebranntem Kaolin/10% Feldspat dienen oder noch andere feuerfeste Materialien von ähnlichem Weissgehalt wie Kaolin in Mischung mit Feldspat oder einem anderen Haftmittel z.B. einem glasurähnlichen Gemisch.Such a material could be, for example, mixtures in the composition range between 60g burnt kaolin / 90% feldspar and 905 burnt kaolin / 10% feldspar or other refractory materials with a similar white content as kaolin mixed with feldspar or another adhesive, e.g. a glaze-like one Mixture.

Claims

1. Kiln furniture, especially firing base, for firing ceramic Goods in a duct furnace, in particular in a rapid-fire furnace, characterized in that that the heat exchange capacity of the surface of the kiln furniture in proportion to the heat capacity of the kiln furniture increases against the direction of transport.

2. Kiln furniture according to claim 1, characterized in that its surface increases in relation to its mass against the direction of transport.

3. Kiln furniture according to claim 2, which is a firing base, characterized in that the thickness (arb) of the firing base (3) is opposite to Transport direction decreases.

4. Kiln furniture according to claim 2 or 3, characterized in that that it is provided with a large number of recesses (6), their size and / or Number increases against the direction of transport.

5. Kiln furniture according to one of claims 2-4, characterized in that that its surface is increasingly corrugated against the direction of transport (7; 8) and / or is ribbed.

6. Kiln furniture according to one of claims 1-5, characterized in that that there is material increasing on its surface from opposite to the direction of transport Has radiation absorption.

7. Kiln furniture according to one of claims 1-6, characterized in that that said ratio of heat exchange capacity to heat capacity is essentially increases over the entire length of the kiln furniture measured in the direction of transport.

8. Kiln furniture according to one of claims 1-7, characterized in that that said ratio of heat exchange capacity to heat capacity is essentially increases evenly.

9. Kiln furniture according to one of claims 6-8, characterized in that that said; Material made from different mixtures of a refractory material of high whiteness with an adhesive.

10. Kiln furniture according to claim 9, characterized in that said material from mixtures in the composition range between 605 fired Kaolin / 408 feldspar and 308 burnt kaolin / 10% feldspar.