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Verfahren und Anlage zum Brennen, Sintern oder Dritten von keramischen
oder feuerfesten Massen, Zementklinkern o. dgl.
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Die Erfindung betrifft das Brennen, Sintern oder Fritten von keramischen
oder feuerfesten Massen, Zementklinkern o. dgl0 aus einer mit Wasser angemachten
Rohstoffmischung in einem Tunnelofen und hat ein besonders zweckmäßiges Verfahren
sowie eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Anlage zum Gegenstand.
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Zum Brennen, Sintern oder Fritten keramischer oder feuerfester Massen
sind äe nach dem Anwendungsbereich verschiedene Verfahren bekannt. Formlose Massen
dieser Art, welche nach der Behandlung als Zwischenprodukte oder Zuschlagstoffe
Verwendung finden sollen, werden in verschiedenartigen Öfen, wie Schachtöfen, Drehrohröfen,
Fritteöfen, Sinterbänder o. dgl. behandelt.
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Zum Brennen von Zementklinkern finden überwiegend Drehrohröfen Verwendung.
Für die Herstellung von Tonerde zement durch Sintern einer Rohstoffmischung aus
tonerdehaltigen Stoffen und Kalk ist bereits beschrieben worden, die durch Wasserzusatz
piastifizierte Rohstoffmischung zu brikettartigen Formlingen zu verarbeiten und
diese in einem Tunnelofen zu sintern. Eine praktische Anwendung hat dieser Vorschlag
jedoch wegen zahlreicher Schwierigkeiten
und Nachteile nicht gefunden.
Tunnelöfen werden in der keramischen Industrie praktisch ausschließlich zum Brennen
geformter Produkte verwendet, wobei die rohen Formlinge in einer bestimmten Weise
auf Tunnelofenwagen gesetzt, d.h. gestapelt werden.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zum Brennen, Sintern oder Fritten von keramischen oder feuerfesten Massen, Zementklinkern
o. dgl., also formlosen Massen zu entwickeln, welches auf wirtschaftliche Weise
eine kontinuierliche Massenproduktion ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rohstoffmischung
als lockeres Stranghaufwerk auf die Tunnelofenwagen gelegt und durch den Tunnelofen
geführt wird.
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Dieses Verfahren nutzt in vorteilhafter Weise die günstigen Brenneigenschaften
eines Tunnelofens aus, wobei jedoch die Verfahrensschrittegegenüber der bekannten
Arbeitsweise erheblich vereinfacht wird. Wahrend bisher davon ausgegangen wurde,
daß bei einer Behandlung in Tunnelöfen ein Wagenbesatz erforderlich ist, der eine
teuere und zeitraubende Formgebung erforderlich machte, wird erfindungsgemäß auf
diesen Verfahrensschritt völlig verzichtet. Nach dem neuartigen Verfahren werden
die Tunnelofenwagen auf einfache Art und Weise kontinuierlich mit der Rohstoffmasse
belegt. Diese Rohstoffmasse liegt ungeordnet und wirr als lockeres Stranghaufwerk
auf dem Tunnelofenwagen, wobei der Strangquerschnitt vorzugsweise zwischen 1 bis
5 cm beträgt. Das Stranghaufwerk bildet eine relativ große Massenoberfläche, welche
die Trocknung und Thermoreaktion des Rohmaterials wesentlich verbessert. Da die
Tunnelofenwagen Stoß an Stoß durch den Tunnelofen laufen, wird praktisch ein sich
über die gesamte
Ofenlänge erstreckender Strang, ausgebildet als
Stranghaufwerk, durch den Tunnelofen geführt.
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Das Beladen der Tunnelofenwagen geschieht auf einfache Art und Weise
dadurch, daß die Rohstoffmischung in Form mehrerer dünner Stränge als loses Haufwerk
auf die Stoß an Stoß in den Tunnelofen einfahrenden Tunnelofenwagen fällt. Diese
Arbeitsweise ist besonders einfach und preiswert. Um einerseits die Ladefläche der
Tunnelofenwagen zu schützen und ein Anbacken des Brenngutes zu verhindern, wird
zweckmäßig vor dem Auflegen des Stranghaufwerkes auf die Tunnelofenwagen eine Unterschicht
aus bereits gesintertem oder gefrittetem und zerkleinertem Fertigprodukt geschüttet.
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Ein besonderer Vorteil besteht auch darin, daß die Ofengase günstig
durch das lockere Stranghaufwerk strömen können. Um diese Gasdurchstörmung insbesondere
im unteren Bereich des abgelegten Stranghaufwerkes noch zu verbessern, werden vorzugsweise
bei der Beladung der Tunnelofenwagen rn die Sohle des Stranghaufwerkes parallel
zur Ofenlängsachse verlaufende Zugkanäle angeformt. Die se Zugkanäle erstrecken
sich dann vom Ofenanfang bis zum Ofenende.
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Die zur Durchführung des neuartigen Verfahrens erforderliche Anlage
ist von besonders- einfachem Aufbau und erfordert nur einen geringen Maschinenaufwand.
Diese Anlage besteht aus einem Tunnelofen mit Heiz- und Kühlvorriöhtung für die
Vorwärm-, Sinter- und Kühlzone und einer die Tunnelofenwagen aufeinanderfolgend
und kontinuierlich durch den Tunnelofen drückenden Einschubvorrichtung. Dieser an
sich übliche Tunnelofen ist mit relativ kleinem Aufwand an die neue Verfahrensweise
angepaßt, wobei eine unmittelbar vor dem Ofenanfang angeordnete Beladeeinrichtung
mit einer Strang- oder Schneckenpresse vorgesehen ist und am Ofenanfang und Ofenende
schräg gegen
das Haufwerk anliegende Abdichtungsplatten angeordnet
sind. Eine besonders einfache Ausbildung für die Beladung geschieht dadurch, daß
die Strang- oder Schneckenpresse quer über die Ladefläche der rlM nelofenwagen verschwenkbar
ist.
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Um'die Zugkanäle in die Sohle des Stranghaufwerkes einzuformen, sind
unter der verschwenkbaren Strang- oder Schneckenpresse, etwas über der Ladefläche
der Tunnelofenwagen mehrerer parallel zur Ofenlängsachse verlaufende Gasabzugsrohre
angeordnet, welche mit ihrem offenen Ende in den Ofen ragen und mit ihrem außerhalb
des Tunnelofens liegenden Ende über eine Sammelleitung an einen Exhaustor angeschlossen
sind. Die Gasabzugsrohre haben vorzugsweise einen dreieckförmigen Querschnitt. Beim
Beladen fällt das Stranghaufwerk auf die Gasabzugsrohre und wird beim Vordrücken
der Tunnelofenwagen unter Bildung von Zugkanälen von diesen Gasabzugsrohren abgezogen.
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Während bei den bekannten Tunnelöfen am Ofenanfang bis Ende zur Abdichtung
des Ofenkanals gegen die Außenatmosphäre Rolltore o.dgl.
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angeordnet sind, sind erfindungsgemäß besondere Abdichtungsplatten
vorgesehen, welche gegen das lose Stranghaufwerk anliegen. Hierdurch wird ein kontinuierlicher
Durchlauf der Tunnelofenwagen Stoß an Stoß von der Beladestation bis zu einer hinter
dem Ofen befindlichen Entladestation ermöglicht. Diese Abdichtungsweise wirkt sich
auch nicht störend durch Andrücken der Abdichtungsplatten gegen das Haufwerk aus.
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Am Ofenende ist eine Entladeeinrichtung mit einer Entladegrube vorgesehen.
Die Entladeeinrichtung kann verschiedenartig ausgebildet sein. Ihre Aufgabe besteht
darin, das gebrannte Stranghaufwerk von den Tunnelofenwagen herunter zu schieben
oder -zu drücken. Beispielsweise besteht die MögliKkeit von der Stirnseite her eine
mit Zinken oder Gabeln versehene Entladeeinrichtung zu verwenden, unter denen der
betreffende Tunnelofenwagen mit Hilfe einer Senkbühne abgesenkt wird und welche
das abgenommene
Haufwerk in Entladegruben transportieren.
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Besonders vorteilhaft läßt sich das neue Verfahren zum Sintern von
Zementklinkern, insbesondere von Tonerdezement verwenden.
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Hierbei besteht die Rohstoffmischung aus Tonerdematerial und Kalkstein.
Diese Mischung wird mit Wasser plastifiziert und in verschiedener Art und Weise-auf
die Tunnelofenwagen als loses Stranghaufwerk aufgelegt. Zur Anpassung an die brenntechnologischen
Verhältnisse bietet das Verfahren noch den Vorteil, daß das Brenngut zwischen der
Brenn- und Abkühlzone durch schräg auf das Sintergut gerichtete Kaltluftdüsen abgeschreckt
werden kann. Außerdem können zwischen der Vorwärm- und Brennzone als Luftschleuse
dienende Heißluftdüsen vorgesehen sein.
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Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert, und zwar zeigen: Figuren 1 - 3 eine Tunnelofenanlage in einem Längsschnitt,
wobei die Ofenabschnitte der Figuren 1 - 3 aneinander anschließen, Figuren 4 - 6
den Gegenstand der Figuren 1 - 3 in einer Draufsicht, Figur 7 den Gegenstand der
Figur 4 in einem Querschnitt nach Linie I-I und Figur 8 den Gegenstand der Figur
6 in einem Querschnitt nach Linie II-II.
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Der Tunnelofen 1 besitzt in bekannter Weise einen langen Brennkanal
2, durch den Tunnelofenwagen3Stoß an Stoß kontinuierlich hindurchgedrückt werden.
Hierfür sind, in der Zeichnung nicht dargestellt, an sich bekannte Einschubvorrichtungen-vorgesehen.
Je
nach Art des Behandlungsgutes bildet der Tunnelofen 1 eine Entwässerungszone
4, eine Entsäurungszone 5, eine Sinterzone 6 und eine Kühlzone 7. Am Ofenende wird
Kühlluft 8 zugeführt, welche sich an dem heißen Brenngut erwärmt und über Heißluftleitungen
als Heißluft 9 der Entsäurungs- und/oder Entwässerungszone 5, 4 zugeführt wird.
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Außerdem sind am Ende der Sinterzone 6 Kaltluftdüsen 10 vorgesehen,
welche direkt auf das Stranghaufwerk 19 gerichtet sind0 Die durch diese Kaltluftdüsen
zugeführte Kaltluft schreckt das Stranghaufwerk ab. Kurz vor der Sinterzone 6 sind
anderseits Heißluftdüsen 11 vorgesehen, welche sich über den Querschnitt des Brennkanals
2 erstrecken-und eine Buftschleuse zwischen der Sinterzone 6 und der davor liegenden
Entsäurungszone 5 bilden. Am Ofenanfang sind außerdem noch übliche Abluftleitungen
12 vorhanden, welche an einen Exhaustor 13 angeschlossen sind.
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Der Tunnelofen 1 ist weiterhin am Ofenanfang und am Ofenende mit Abdichtungsplatten
20 bzw. 26 ausgerüstet, welche an den Seitenwänden und der Decke des Ofenkanals
schräg in Transportrichtung weisend angelegt sind und beispielsweise von Federn
beaufschlagt sein können. Diese Abdichtungsplatten legen sich an das Stranghaufwerk
an und dichten die Ofenenden ab.
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Wie die Figuren 1 und 4 zu erkennen geben, ist vor dem Ofen eine Beladestation
vorgesehen. Diese besteht im wesentlichen aus einer Strang- oder Schneckenpresse
14, welche quer über die Ladefläche der Tunnelofenwagen 3 verschwenkbar ausgebildet
ist. Vor dieser Strang- oder Schneckenpresse 14 ist außerdem eine S'chüttvorrichtung
15 angebracht, welche zum Aufschütten einer Unterschicht 21 aus bereits gesintertem
oder gefrittetem und zerkleinertem Fertigprodukt auf die Tunnelofenwagen dient.
Unter der verschwenkbaren Strang- oder Schneckenpresse 14
sind außerdem
mehrere parallel zur Ofenlängsachse verlaufende Gasabzugsrohre 16 angeordnet, welche
mit ihrem offenen Ende in den Ofen ragen und mit ihrem außerhalb des Tunnelofens
liegenden Ende an eine Sammelleitung 17 angeschlossen sind, die über Abluftleitungen
18 mit dem Exhaustor 13 verbunden ist.
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Am Ofenende ist, wie die Figuren 3 und 6 zeigen, eine Entladeeinrichtung
22 angeordnet. In der Zeichnung ist diese nur schematisch angedeutet. Sie besitzt
Zinken 23, welche unter das lose Stranghaufwerk greifen und dieses von den Tunnelofenwagen
abheben bzw. abstreifen und in Entladungsgruben 25 transportieren.
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Dabei ist eine Senkbühne 24 vorgesehen, welche den betreffenden Tunnelofenwagen
3 nach unten absenkt, so daß dieser auf einem etwas nach unten versetzten Schienenstrang
abgefahren werden kann.
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Mit der vorstehend beschriebenen Anlage können keramische oder feuerfeste
Massen, Zementklinker, insbesondere Tonerdezement-Massen o. dgl. auf folgende Art
und Weise gebrannt, gesintert oder gefrittet werden: Mit Hilfe der Schuttvorrichtung
15 wird zunächst eine dünne Schicht von etwa 2 bis 3 cm aus bereits gesintertem
oder gefrittetem und zerkleinertem Fertigprodukt auf die Tunnelofenwagen 3 geschüttet.
Diese bildet eine Unterschicht 21. Die Wagen werden dann aufeinanderfolgend Stoß
an Stoß unter der Beladestation entlang gefahren, wo die plastische Masse als Strang
von der hin- und herschwenkenden Strang- oder Schneckenpresse 14 als loses Haufwerk
auf die Tunnelofenwagen gelegt werden. Die Höhe des Haufwerkes hängt von den Konstruktionsmerkmalen
des Tunnelofens ab; falls der Brennkanal, wie bei Flachbrand-Tunnelöfen üblich,
sehr niedrig ist, kann die Höhe des Haufwerkes einige Zentimeter oder bei Ofentypen
mit höherem Brennkanal einige Dezimeter betragen. Der Strang fällt am Mundstück
der Strang- oder Schneckenpresse 14 nach unten auf die Tunnelofenwagen und überdeckt
dabei
die Gasabzugsrohre 16 und wird beim VordrücKen der Tunnelofenwagen
mitgenommen; dabei verläßt das Haufwerk schließlich die Gasabzugsrohre 16, so daß
in diesen Querschnittsbereichen Zugkanäle 27 gebildet werden, welche über die gesamte
Ofenlänge verbleiben. Die Tunnelofenwagen durchfahren dann den gesamten Tunnelofen,
wobei das Material entwässert und je nach der Beschaffenheit entsäuert, gesintert
oder gefrittet und abgekuhlt wird. Am Ofenende laufen die Tunnelofenwagen aufeinanderfolgend
in den Bereich der Entladeeinrichtung 22 wo das behandelte Stranghaufwerk 19 von
den Tunnelofenwagen abgehoben bzw. abgeführt wird.
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Das Stranghaufwerk gelangt dann in Entladegruben 25, von wo aus es
weiteren Bearbeitungsstationen, beispielsweise Zerkleinerungsanlagen o. dgl. zugeführt
wird.
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Das Verfahren ist für die Verarbeitung verschiedenartigster keramischer
Massen, Zementrohstoffe o. dgl. geeignet und kann beispielsweise zur Herstellung
von Schamotte, Zementklinkern, Fritteprodukten o. dgl. verwendet werden.