DE2810043C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit der Vergütung von teerhaltigem feuerfestem Material, insbesondere teergebundenen oder teer­ getränktem Dolomit-, Magnesit-, Dolomag- oder Schamotte- Steinen, bei dem das feuerfeste Material zum Austreiben verdampfbarer Teerbestandteile getempert wird.

Mit der Temperung des feuerfesten Materials wird ein doppel­ tes Ziel verfolgt. Zum einen soll vermieden werden, daß die flüchtigen Teerbestandteile erst beim bestimmungsgemäßen Gebrauch des feuerfesten Materials, beispielsweise zur Aus­ kleidung von Konvertern, austreten und zur Umweltverschmutzung führen. Zum anderen soll durch das Tempern ein feuerfestes Material mit einem definierten Kohlenstoffgehalt erzeugt werden, wie es insbesondere zur Auskleidung von Konvertern benötigt wird.

Häufig wurde das feuerfeste Material bei dem Tempervorgang bis auf etwa 350°C erhitzt. Oberhalb dieser Temperatur spalten sich schwere Kohlenwasserstoffe in den austreten­ den Teerbestandteilen in leicht flüchtige Kohlenwasserstoffe auf, die sich bereits bei niedrigen Temperaturen (etwa 60°C) an der Luft selbst entzünden und daher beim Tempern in 0₂- haltiger Atmosphäre mit einer höheren Maximaltemperatur als 350°C die Gefahr von Explosionen und Bränden in der Temperanlage heraufbeschwören. Ferner würde bei einer Er­ hitzung des feuerfesten Materials in Luft auf über 400°C der in den Steinen eingelagerte Kohlenstoff verbrennen. Bei einer Temperung des feuerfesten Materials mit einer Maximaltemperatur von etwa 350°C kann jedoch nur ein Teil der verdampfbaren Teerbestandteile aus dem feuerfesten Ma­ terial ausgetrieben werden.

Aus der GB-PS 15 01 143 ist es bekannt, zur Herstellung von keramischen Körpern einen grünen Ausgangskörper, der aus keramischen Bestandteilen und Bindemitteln auf Polyolefinbasis besteht, zum Zwecke der Zersetzung der Bindemittel auf eine Temperatur von 200°C bis 800°C zu erhitzen und dabei in einer Inertgasatmosphäre zu arbeiten, die durch Verbrennung von Brenngasen mit einer unterstöchi­ metrischen Menge von Sauerstoff gewonnen wird. Dieses Ver­ fahren wird in einem Ofen durchgeführt, der mit einem Brenner versehen ist. Dem Brenner wird ein reiches Gemisch von Luft und kohlenstoffhaltigem Brenngas, insbesondere Erdgas zugeführt. Der Ofen ist mit einem Auslaß, einer Auf­ nahme für die zu behandelnden Werkstücke, einem Thermoele­ ment, einem Druckmesser und einem Gasanalysengerät ausge­ rüstet.

Ausgehend von dem Stand der Technik nach der GB-PS 15 01 143 betrifft die Erfindung eine Einrichtung zum Ver­ güten von teerhaltigem feuerfestem Material, insbesondere teergebundenen oder teergetränkten Dolomit-, Magnesit-, Dolomag- oder Schamotte-Steinen, mit einem Temperofen zum Tempern des feuerfesten Materials, dieser Temperofen aus­ geführt mit einer gegenüber der Außenluft absperrbaren, mit einem im wesentlichen sauerstofffreien Inertgas be­ schickbaren Inertgaszone, Zuführeinrichtungen zum Zu­ führen eines von Teerbestandteilen und Sauerstoff im wesentlichen freien Inertgases zur Inertgaszone und Abzugseinrichtungen zum Abführen des die ausgetriebenen Teerbestandteile enthaltenden Inertgases sowie Mittel zur Regelung der Ofentemperatur.

Eine solche Einrichtung arbeitet nicht wirtschaftlich, da die Heizkosten für das Anlaufen der Anlage zu hoch sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung gattungsgemäßer Art so auszubilden, daß sie wirtschaftlich arbeitet. Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgeschlagen, daß der Temperofen als Durchlaufofen mit Transportmitteln für das feuerfeste Material ausgebildet ist und - in Durchlaufrichtung gesehen - hintereinander eine gegenüber der Außenluft und der Inertgaszone absperrbare Eingangs­ schleuse, eine Temperzone, eine gegenüber der Temperzone und der Außenluft absperrbare Inertgaskühlzone und eine Luftkühlzone aufweist.

Während bei der bekannten Einrichtung die Teerdämpfe peri­ odisch jeweils in großer Menge anfallen, ist bei dem er­ fingunsgemäßen Verfahren ein kontinuierlicher Abzug einer nahezu konstanten Menge von Teerdämpfen möglich, so daß deren Beseitigung umproblematisch wird.

Wesentlich ist auch bei der erfindungsgemäßen Ausbildung, daß die Inertgaszone des Temperofens, in der das Aufheizen, das Tempern und das Abkühlen des feuerfesten Materials stattfinden, sowie die Zuführeinrichtung und die Abzugsein­ richtungen für das Inertgas so ausgebildet sind, daß keine wesentlichen Mengen an Sauerstoff in die Inertgaszone oder in die Transportwege des Inertgases eindringen können. Falls dies geschähe, bestünde die Gefahr, daß die Temper­ ofenanlage durch Brand oder Explosion verdampfbarer Teer­ bestandteile beschädigt oder völlig zerstört wird.

Beim Betrieb der erfindungsgemäßen Einrichtung wird das feuerfeste Material in einer Atmosphäre eines im wesent­ lichen sauerstofffreien Inertgases getempert und nach dem Tempern in einer von flüchtigen Teerbestandteilen im wesent­ lichen freien Inertgasatmosphäre mindestens eins unter die Entzündungstemperatur des im feuerfesten Materials ver­ bliebenen Kohlenstoffes abgekühlt. Eine Erhitzung bis zu einer Maximaltemperatur von mindestens 700°C ist möglich. In der Inertgasatmosphäre wird mangels Sauerstoffes eine Selbstentzündung der aus dem feuerfesten Material ausge­ triebenen Teerbestandteile bzw. des in dem feuerfesten Material eingelagerten Kohlenstoffes vermieden. Gleich­ zeitig dient das Inertgas als Trägergas zur Aufnahme der flüchtigen Teerbestandteile, die mit dem Inertgas abge­ führt werden können.

Das Aufheizen, Tempern und Abkühlen des feuerfesten Materials kann durch Zufuhr von Inertgas geeigneter Temperatur zu dem feuerfesten Material erfolgen. Die zur Bildung der Inertgasatmosphäre und für den Tempervorgang benötigte große Mengen heißen Inertgases kann man zu ökonomisch ver­ tretbaren Bedingungen durch die stöchiometrische oder un­ terstöchiometrische Verbrennung eines geeigneten gasför­ migen oder flüssigen Brennstoffes wie beispielsweise Erdgas erhalten, so daß das heiße Inertgas aus einer Mischung von gasförmigem Brennstoff und Rauchgas besteht. Dabei läßt sich durch die Steuerung der Sauerstoffzufuhr und damit des Grades der Verbrennung die Temperatur des resultieren­ den Brennstoff-Rauchgas-Gemisches in gewissen Grenzen variie­ ren. Wird für bestimmte Verfahrensschritte wie das an­ fängliche Aufheizen des feuerfesten Materials oder das spätere Abkühlen desselben Inertgas niedrigerer Temperatur benötigt, so kann dieses durch Abkühlen des zunächst erzeug­ ten heißen Inertgases erhalten werden.

Eine hinsichtlich der Wärmebilanz sehr ökonomische Arbeits­ weise ergitbt sich dadurch, daß das Inertgas während des Tempervorgangs umgewälzt wird, indem das die verdampften Teerbestandteile aus dem Inertgas entfernt werden und das gereinigte und im wesentlichen sauerstofffreie Inertgas zurückgeführt wird, wobei die Temperatur des Inertgases während des Umlaufes durch Zufuhr heißen frischen Inert­ gases oder durch Abkühlen des Inertgases regelbar ist. Beim stationären Betrieb einer zur Durchführung des erfindungsge­ mäßen Verfahrens geeigneten Temperofenanlage brauchen also nur die in den einzelnen Verfahrensschritten unvermeidlichen Verluste an Inertgas und Wärme durch Neuerzeugung heißen Inertgases ausgeglichen zu werde, wodurch sich im kontinu­ ierlichen Betrieb einer derartigen Anlage nicht nur ein relativ geringer Energieverbrauch ergibt, sondern auch die Belastung der Umwelt durch ausgestoßene Abgase praktisch vermieden wird.

Eine einfache Art der Reinigung des Inertgases von den aus­ getriebenen Teerbestandteilen und gleichzeitig eine weitere Verbesserung der Wärmebilanz läßt sich dadurch erreichen, daß die flüchtigen Teerbestandteile in dem Inertgas unter Wärme- und Sauerstoffzufuhr verbrannt werden. Diese Ver­ brennung erfolgt unter Zugabe eines Luftüberschusses, so daß die Teerbestandteile vollständig verbrannt werden. Um das Inertgas wieder verwenden zu können, muß der nach der Verbrennung der Teerbestandteile im Inertgas noch enthaltene Luftsauerstoff aus dem Inertgas weitgehend entfernt werden. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß das von den Teerbestandteilen gereinigte, aber noch sauerstoffhal­ tige Inertgas durch den der Erzeugung frischen Inertgases dienenden Brennraum geleitet wird. Durch Zufuhr einer ent­ sprechenden Menge an Brennstoff wird dann bei der stöchio­ metrischen oder unterstöchiometrischen Verbrennung dessel­ ben praktisch der gesamte in dem Inertgas enthaltene Luft­ sauerstoff verbraucht, so daß das aus dem Brennraum aus­ tretende Inertgas wieder im wesentlichen sauerstofffrei ist. Als im wesentlichen sauerstofffrei soll dabei ein Inertgas gelten, dessen Sauerstoffgehalt so gering ist, daß sich die verdampften Teerbestandteile beim Einleiten des Inert­ gases in die Temperofenanlage nicht entzünden können. Hier­ zu darf der Sauerstoffgehalt nicht höher als 5% sein. Vorzugsweise sollte jedoch der Sauerstoffgehalt nicht mehr als 3% betragen.

Um diesen definierten Sauerstoffgehalt in dem Inertgas zu erreichen, ist es zweckmäßig, die Zufuhr von Brennstoff zu dem Brennraum während der Verbrennung der in dem Inert­ gas enthaltenen Teerbestandteile in Abhängigkeit des tatsäch­ lich gemessenen Restsauerstoffgehaltes in dem bei der Ver­ brennung entstehenden Inertgas zu regeln. Das heißt, es wird der Sauerstoffgehalt in dem bei der Verbrennung ent­ stehenden Inertgas gemessen und die Brennstoffzufuhr in Abhängigkeit der gemessenen Werte so eingestellt, daß sich der erwünschte Sauerstoffgehalt von weniger als drei Prozent in dem gebildeten Inertgas ergibt.

Zur Steuerung und Vergleichmäßigung des Aufheizvorganges des feuerfesten Materials und zur besseren Nutzung der Inert­ gaswärme ist es vorteilhaft, wenn das Inertgas auch inner­ halb einzelner Abschnitte des Temperraumes der Temperofen­ anlage umgewälzt wird. Dadurch wird auch die Aufnahmekapazi­ tät des Inertgases für die verdämpfbaren Teerbestandteile besser genutzt.

Insbesondere durch die Zufuhr von Luft zum Verbrennen der verdampfbaren Teerbestandteile wird das Inertgasvolumen stän­ dig vergrößert, d. h. mehr Inertgas erzeugt, als für den Ver­ fahrensablauf in der Temperofenanlage benötigt wird. Ein Teil dieses Überschusses kann nach Kühlung zur Abkühlung des feuerfesten Materials nach dem Tempervorgang verwendet wer­ den, so daß für diesen Verfahrensabschnitt nicht eigens Inertgas erzeugt werde muß.

Nach der Abkühlung des feuerfesten Materials unter die Ent­ zündungstemperatur des im feuerfesten Material eingelagerten Kohlenstoffes durch Inertgas kann die Restkühlung des feuer­ festen Materials danach durch Kaltluftzufuhr erfolgen.

Die Transportmittel für das feuerfeste Material umfassen in Weiterbildung der Erfindung eine Vielzahl von Ofenwagen mit feuerfesten Plattformen, eine Einschubvorrichtung zum Einschieben der Ofenwagen aus der Eingangsschleuse in die Temperzone und eine Ausschubvorrichtung zum Ausschieben der Ofenwagen aus der Inertgaskühlzone in die Luftkühl­ zone. In regelmäßigen Zeitintervallen, deren Länge im wesentlichen durch die Aufenthaltsdauer des feuerfesten Materials in der Temperzone bestimmt ist, wird dann je­ weils ein Ofenwagen aus der Inertgaskühlzone in die Luft­ kühlzone und ein Ofenwagen aus der Eingangsschleuse in die Temperzone eingeschoben, wobei die in der Inertgaszone stehenden Ofenwagen zusammen um eine Wagenlänge vorgeschoben werden.

Um eine gleichmäßige Versorgung der gesamten Inertgaszone des Temperofens mit Inertgas und ggfs. einen großen Durch­ satz an Inertgas zu ermöglichen, ist in den Seitenwänden des Temperofens eine Vielzahl von im wesentlichen vertikal ver­ laufenden, über eine oder mehrere Zuführungsleitungen ge­ speisten Zuführungskanälen ausgebildet, deren Austritts­ öffnungen annähernd auf Höhe der Wagenplattformen angeordnet sind, so daß das heiße frische Inertgas direkt unter das feuer­ feste Material herangeführt wird und dieses umspülen kann. Ferner ist in der Decke des Temperofens eine Mehrzahl von Gasabzugskanälen ausgebildet.

Zur Erzielung einer für die gewünschte Temperung geeigneten Temperaturkurve ist es vorteilhat, wenn die Temperzone eine Mehrzahl von Temperaturregelzonen umfaßt, deren jede eine eigene, die innerhalb der Temperaturregelzone liegende Gruppe von Gaszuführungskanälen speisende Gaszuführungsleitung und mindestens einen Gasabzugskanal aufweist, wobei mindestens einem Teil der Temperaturregelzonen Mittel zur Temperatur­ regelung des Inertgases zugeordnet sind. Somit kann in den einzelnen Temperaturregelzonen der Inertgasdurchsatz und ggfs. die Inertgastemperatur unabhängig von den anderen Temperaturregelzonen eingestellt werden. Vorzugsweise weist jede Temperaturregelzone ein eigenes Umwälzgebläse auf, das den jeweiligen Gasabzugskanal mit den über eine Sammellei­ tung untereinander verbundenen zugehörigen Gaszuführungs­ kanälen verbindet. Das Umwälzgebläse ermöglicht insbesondere bei Temperaturänderungen eine gleichmäßige Temperaturver­ teilung in der Temperaturregelzone. Durch das Umwälzen des Inertgases innerhalb der jeweiligen Temperaturregelzone wird zudem eine bessere Ausnutzung der Wärme des Inertgases und seiner Aufnahmekapazität für flüchtige Teerbestandteile er­ reicht.

Wie bereits oben gesagt wurde, besteht das Inertgas zweckmä­ ßigerweise aus einer Mischung von Brennstoff und Rauchgas. Als Inertgasquelle für die erfindungsgemäße Erfindung dient daher eine Brennkammer mit einem Brenner, in der das Inertgas durch stöchiometrische oder unterstöchiometrische Verbrennung von Erdgas oder einem anderen geeigneten Brennstoff erzeugt wird.

Eine unterschiedliche Temperatur in den verschiedenen Tempe­ raturregelzonen kann allein schon dadurch erreicht werden, daß den Temperaturregelzonen unterschiedliche Volumina des heißen Inertgases zugeführt werden. Dies kann dadurch er­ folgen, daß im Weg der jeweils zugehörigen Gaszuführungs­ leitung ein Regelorgan zur Regelung des zugeführten Gasvo­ lumens angeordnet ist. In den in Durchlaufrichtung ersten Temperaturregelzonen kann auch die erwünschte niedrigere Temperatur dadurch erreicht werden, daß über eine weitere ebenfalls mit einem Regelorgan zur Volumenregelung versehene Zuführungsleitung Inertgas zugeführt wird, das nach dem Aus­ tritt aus der Brennkammer eines Wärmeaustauschers durchlaufen und dabei einen Teil seiner Wärme abgegeben hat. Durch Mischen der verschieden heißen Gasströme läßt sich dann die Tempera­ tur des in die jeweilige Temperaturregelzone eintretenden Inertgases genau auf den gewünschten Wert einstellen.

Um die in dem Inertgas enthaltene Wärme möglichst gut zu nutzen und den Verbrauch an Brennstoff zur Erzeugung von neuem Inertgas so gering wie möglich zu halten, ist es zweckmäßig, wenn die Zuführeinrichtung und die Abzugsein­ richtung durch eine Rückführungsleitung für das Inertgas miteinander verbunden sind und im Weg der Rückführungsleitung eine Reinigungsvorrichtung zur Entfernung der aus dem feuer­ festen Material ausgetriebenen Teerbestandteile aus dem Inert­ gas angeordnet ist. Das beim Verlassen der Temperzone zumin­ dest noch warme Inertgas kan somit nach dem Entfernen der Teerbestandteile der Temperzone wieder zugeführt werden, wobei lediglich der während eines Umlaufes eingetretene Wär­ meverlust ergänzt werden muß.

Das Umwälzen des Inertgases, d. h. sowohl die Zuführung des heißen Inertgases zur Temperzone als auch das Absaugen des teerhaltigen Inertgases aus der Temperzone kann durch ein im Weg der Rückführungsleitung angeordnetes Fördergebläse erfolgen. Die Teerbestandteile können auf einfache Weise da­ durch entfernt werden, daß die Reinigungsvorrichtung von einer Verbrennungseinrichtung gebildet ist, in der die aus der Temperzone durch das Inertgas abgeführten Teerbestand­ teile unter Luftzufuhr verbrannt werden. Unter Umständen genügt die dadurch erzeugte Verbrennungswärme bereits, um die Wärmeverluste des Inertgases in der Temperzone wieder auszugleichen. Die Teerbestandteile, die sonst als Abfall­ stoffe in die Atmosphäre geleitet und die Umwelt belasten würden, können somit zur Erzeugung von Energie zum Betrieb der Anlage genutzt werden.

Eine Verbrennung der durch das Inertgas abgeführten Teerbe­ standteile kann auf besonders einfache Weise direkt in der als Inertgasquelle dienenden Brennkammer erfolgen. In dieser Brennkammer kann die zur Entzündung der Teerbestandteile notwendige Wärme durch Verbrennung von Brennstoff zugeführt werden.

Um eine vollständige Verbrennung der Teerbestandteile zu er­ reichen, muß die Verbrennung in einem Luftüberschuß erfolgen.

Andererseits soll das Inertgas beim Verlassen der Brenn­ kammer im wesentlichen wieder sauerstofffrei sein, d. h. vorzugs­ weise weniger als 3% Sauerstoff enthalten. Dieser Sauer­ stoffgehalt wird in der Weise eingestellt, daß über einen Sauerstoffmeßfühler der tatsächliche Sauerstoffgehalt in der Brennkammer gemessen und die Brennstoffzufuhr in Ab­ hängigkeit des gemessenen Sauerstoffgehaltes so geregelt wird, daß man den gewünschten Sauerstoffgehalt erhält.

Der durch die Verbrennung der ausgetriebenen Teerbestandteile und die stetige Erzeugung frischen heißen Inertgases erzeugte Inertgasüberschuß kann mindestens teilweise zur Kühlung des feuerfesten Materials in der Inertgaskühlzone verwendet werden, so daß für den Kühlvorgang nicht eigens Inertgas erzeugt werden muß. Zu diesem Zweck ist die Inertgasquelle über einen Zwischenkühler mit der Inertgaskühlzone verbunden, der ein Umwälzgebläse und ein im Umwälzkreislauf angeordneter Kühler zugeordnet ist. Das abgekühlte Inertgas wird aus der Inertgaskühlzone als Abgas abgeführt.

Um zu verhindern, daß durch eventuelle Undichtigkeiten oder beim Öffnen und Schließen der Absperrschieber zwischen den einzelnen Zonen des Temperofens Sauerstoff in die Inertgas­ zone eindrigen kann, ist die Inertgaszufuhr zu den Teilen der Temperofenanlage so geregelt, daß die Temperzone und die Inertgaskühlzone einen Überdruck gegenüber der Eingangsschleuse bzw. der Luftkühlzone aufweisen. Dabei ist der Druck in der Inertgaskühlzone noch höher als der Druck in der Temperzone, damit aus der Temperzone kein verunreinigtes Gas in die Inert­ gaskühlzone eintreten kann. Eingangsschleuse und Luftkühlzone werden vorzugsweise mit Unterdruck betrieben.

Zur weiteren Sicherung der Temperofenanlage ist eine mit der Inertgasquelle über einen Zwichenkühler verbunden Inertgas­ speichereinrichtung vorgesehen, die einen Verdichter zum Komprimieren eines Teiles des Inertgasüberschusses und einen Speicherbehälter zur Aufnahme des komprimierten Inertgases umfaßt. Die Speichereinrichtung hat die Aufgabe, im Falle einer Betriebsstörung den Temperofen mit Inertgas zu belüften, um so Brände in dem Temperofen zu vermeiden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung, welche in Verbindung mit den teilweise schematischen Zeichnungen die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es stellt dar

Fig. 1 einen halbschematischen Längsschnitt durch einen Temperofen der erfindungsgemäßen Einrichtung,

Fig. 2 einen Querschnitt längs Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 ein schematisches Blockdiagramm der erfindungs­ gemäßen Temperofenanlage.

In den Fig. 1 und 2 erkennt man einen allgemein mit 10 be­ zeichneten, in Form eines gemauerten Tunnelofens ausgebilde­ ten Temperofen mit einem Fundament 12, Seitenwänden 14 und einer Decke 16, die den Tunnelraum 18 des Temperofens um­ schließen.

Auf dem Fundament oder Boden 12 sind in Längsrichtung dex Tunnelraums 18 verlaufende Schienen 20 verlegt, auf denen Ofenwagen 22 mit Schienenrädern 24 durch den Temperofen 10 hindurchgefahren werden können. Die Ofenwagen 22 weisen feuerfeste Plattformen 26 auf, auf denen jeweils das zu tempernde Gut, beispielsweise teerhaltige Dolomit-, Magnesit-, Dolomag- oder Schamottesteine, aufgeschichtet ist. An den schienenparallelen Seitenflächen der Wagenplattformen 26 sind schienenparellel verlaufende Rippen 30 ausgebildet, die in im wesentlichen komplementär ausgeformte Nuten 32 in den Seitenwänden 14 des Temperofens 10 eingreifen und mit diesen eine Labyrinthdichtung zur Abdichtung des oberhalb der Wagenplattformen 26 liegenden Teiles des Tunnelraumes 18 bilden.

Der Temperofen 10 umfaßt vier Abschnitte, die in Fig. 1 in Durchlaufrichtung von links nach rechts als Schleuse 34, Temperzone 36, Inertgaskühlzone 38 und Luftkühlzone 40 be­ zeichnet sind. Die Aufgabe der Zonen 34 bis 40 werden später noch näher erläutert. Die Eingangsschleuse 34 ist durch hochziehbare Schieber 42 und 44 gegenüber der Außen­ luft bzw. der Temperzone 36 abgesperrt. Desgleichen ist die Inertgaskühlzone 38 durch hochziehbare Schieber 46 und 48 gegenüber der Temperzone 36 bzw. der Luftkühlzone 40 abge­ sperrt.

Der Transport der Ofenwagen 22 erfolgt mittels einer durch eine hydraulische Kolbenzylinderanordnung 50 angedeutete Einschubmaschine sowie mittels einer durch eine hydraulische Kolbenzylinderanordnung 52 angedeutete Ausschubmaschine. Der Vorschub der Ofenwagen 22 erfolgt in regelmäßigen Inter­ vallen. Jeweils vor dem Einschub eines neuen Ofenwagens 22 wird der die Inertgaskühlzone 38 von der Lufkühlzone 40 trennende Schieber 48 geöffnet und der letzte in der Inert­ gaskühlzone 38 stehende Ofenwagen 22 in die Lufkühlzone 40 befördert. Daraufhin wird der Schieber 48 geschlossen und es werden die beiden die Temperzone 36 begrenzenden Schieber 44 und 46 geöffnet. Damit kann der in der belüftbaren Eingangs­ schleuse 34 stehende Ofenwagen 22 mittels der Einschubmaschine 50 unter gleichzeitigem Vorschub aller mit ihren Plattformen 26 aneinander anstoßender Ofenwagen 22 in der Temperzone 36 und der Intergaskühlzone 38 in die Temperzone 36 eingeschoben werden. Sobald der Vorschub beendet ist, werden die Schieber 44 und 46 wieder geschlossen.

Wie bereits oben ausführlich erläutert wurde, werden während des Tempervorganges Bestandteile des in dem zu vergütenden Material 28 enthaltenen Teers verdampft. Bei Temperaturen von mehr als 350°C spalten sich schwere Kohlenwasserstoffe in leicht flüchtige Kohlenwasserstoffe auf und entzünden sich bei Anwesenheit von Sauerstoff bereits bei niedrigen Temperaturen von etwa 50-60°C von selbst. Deshalb muß die Temperzone 36 und die Kühlzone 38 mit ei­ nem nahezu sauerstofffreien Inertgas beschickt werden. Zur Zuführung dieses Inertgases zum Tunnelraum 18 dienen in den Seitenwänden 14 des Temperofens 10 ausgebildete Zuführkanäle 54, die sich im wesentlichen vertikal von der äußeren Deckfläche 56 des Temperofens nach unten erstrekcen und mit direkt oberhalb der Wagenplattformen 26 liegenden Austrittsöffnungen 58 in den Tunnelraum 18 münden. Im Deckengewölbe 16 sind ferner eine Mehrzahl von Absaugöffnungen 60 ausgebildet, durch die das Inertgas wieder abgesaugt werden kann.

Die Temperzone 36 ist in vier Temperaturregelzonen 62, 64, 66 und 68 unterteilt (Fig. 3), die mit Inertgas unterschiedlicher Temperatur beschickt werden können, so daß das Aufheizen und Tempern des feuerfesten Materials in der Temperzone 36 in be­ stimmter Weise gesteuert werden kann. Jede der Temperaturregel­ zonen 62 bis 68 umfaßt eine Gruppe von Zuführkanälen 54, die durch parallel zu den Seitenwänden 14 des Temperofens 10 verlaufende Sammelzuführleitungen 70 für das Inertgas miteinander verbunden sind. Die Sammelzuführleitungen 70 ihrerseits sind untereinander durch eine quer zur Längsrich­ tung des Temperofens 10 verlaufende Verbindungsleitung 72 miteinander verbunden, gegenüber den Sammelzuführleitungen der anderen Temperaturregelzonen jedoch abgeschlossen.

Jeder Temperaturregelzone 62 bis 68 ist ein Umwälzgebläse 74, 76, 78 bzw. 80 zugeordnet. Das der in Durchlaufrichtung letzten Temperaturregelzone oder Haltezone 68 zugeordnete Umwälzgebläse 80 ist in Fig. 2 deutlicher dargestellt. Die anderen Gebläse 74 bis 78 sind in der gleichen Weise aufge­ baut und unterscheiden sich entsprechend des für die jeweilige Temperaturregelzone geforderten Gasdurchsatzes lediglich unter Umständen in der Größe. Mit 82 ist das Gebläsegehäuse bezeich­ net, in dem sich das nicht dargestellte Schaufelrad des Geblä­ ses befindet. Dieses wird über eine Antriebswelle 84 und einen Antriebsriemen 86 von einem Motor 88 her angetrieben. Von der Absaugöffnung 60 im Deckenbewölbe 16 des Temperofens 10 führt eine Absaugleitung 90 zum axialen Ansaugstutzen 92 des Gebläses 80. Das durch die Absaugleitung 90 aus dem Tun­ nelraum 18 abgesaugte Inertgas wird von dem auf seiner Druck­ seite 94 über ein Verbindungsstück 96 mit der Verbindungslei­ tung 72 verbundenen Gebläse 80 in die Sammelzuführungsleitun­ gen 70 und von dort über die Zuführkanäle 54 in den Tunnel­ raum 18 zurückgepreßt. Das Gebläse 80 ist zusammen mit dem Motor 88 auf einem allgemein mit 98 bezeichneten, den Temper­ ofen übergreifenden Motagerahmen 98 montiert, der mit Stützen 100 auf dem Fundament 12 ruht und zur Aufnahme auch der ande­ ren noch zu beschreibenden Teile der Inertgasversorgungsein­ richtung dient.

Ventilatoren der eben beschriebenen Art werden auch in der Inertgaskühlzone und in der Luftkühlzone verwendet.

Anhand der Fig. 3 soll nun die Versorgung des Temperofens 10 mit Inertgas und der Verfahrensablauf beim Tempern des teer­ haltigen feuerfesten Materials erläutert werden.

Als Inertgasquelle dient eine Brennkammer 102 mit einem Brenner 104, in der Inertgas duruch stöchiometrische oder unterstöchiometrische Verbrennung eines flüssigen oder gasförmigen Brennstoffes erzeugt wird, der über eine Brenn­ stoffleitung 106 in den Brenner eingeführt wird. Das so er­ zeugte Inertgas gelangt über eine Leitung 108 und eine Lei­ tung 110 sowie von der Leitung 110 abzweigende Leitungen 112, 114, 116, 118 zu den vier Temperaturregelzonen 62, 64, 66 und 68. Die Leitungen 112 bis 118 münden in nicht dar­ gestellter Weise in die die Zuführungskanäle 54 der jewei­ ligen Temperaturregelzone miteinander verbundenden Sammel­ zuführungsleitungen. Um die Menge des in die jeweilige Temperaturregelzone einströmenden Inertgases und damit die Temperatur in der jeweiligen Temperaturregelzone einstellen zu können, ist in jeder der Leitungen 112, 114, 116 und 118 ein Regelorgan 120, 122, 124 bzw. 126 angeordnet, das bei­ spielsweise von einer Regelklappe zur Einstellung des pro Zeiteinheit durchfließenden Gasvolumens gebildet ist.

Von der Leitung 108 zweigt eine Leitung 128 ab, welche einen Teil des aus der Brennkammer 102 austretenden heißen Inert­ gases zu einem Wärmeaustauscher 130 leitet, in dem das Inert­ gas abgekühlt wird. Von dem Wärmeaustauscher 130 gelangt ein Teil des abgekühlten Inertgases unter der Wirkung eines För­ dergebläses 132 durch eine Leitung 134 in eine Leitung 136. Über den in Fig. 3 linken Abschnitt der Leitung 136 sowie Leitungen 138 bzw. 140 gelangt das abgekühlte Inertgas zu den Temperaturregelzonen 62 bzw. 64. Jede der Leitungen 138 und 140 ist mit einem Regelorgan 142 bzw. 144 zur Regelung des Durchflußvolumens versehen. Durch eine entsprechende Ein­ stellung der Regelorgane 142 und 120 bzw. 144 und 122 kann abgekühltes und heißes Inertgas so gemischt werden, daß das in die jeweilige Temperaturregelzone 62 bzw. 64 eintretende Inertgas die für die jeweilige Temperaturregelzone gewünschte Temperatur aufweist.

Das in den Temperofen 10 eingebrachte Inertgas dient neben der Aufheizung des zu tempernden Gutes vor allem als Träger der Teerdämpfe. Die der pro Zeiteinheit eingebrachten Menge an heißem von Teerbestandteilen freiem Inertgas entsprechende Menge an teerhaltigem Inertgas wird durch ein Fördergebläse 146 über Leitungen 148, 150, 152 und 154 aus den jeweiligen Temperaturregelzonen 62, 64, 66 bzw. 68 wieder entnommen und über eine gemeinsame Leitung 156 der Brennkammer 102 zugeführt. Die in dem eingeleiteten Inertgas enthaltenen Teerbestand­ teile werden in der Brennkammer 102 vollständig verbrannt, so daß man wiederum von Teerbestandteilen im wesentlichen freies Inertgas erhält, das den Temperaturregelzonen über die Leitungen 108 wieder zugeführt werden kann.

Zur vollständigen Verbrennung der von dem Inertgas in die Brennkammer 102 eingebrachten Teerbestandteile wird ein Luftüberschuß benötigt. Die Luftzufuhr zur Brennkammer 102 erfolgt durch ein Fördergebläse 158 über Leitungen 160 und 162. Gleichzeitig wird die für die Einleitung und Aufrecht­ erhaltung der Verbrennung der Teerbestandteile notwendige Wärme dadurch zugeführt, daß in dem Brenner 104 Brennstoff verbrannt wird.

Das die Brennkammer 102 verlassende heiße Inertgas soll im wesentlichen sauerstofffrei sein, d. h. sein Sauerstoffgehalt muß unter 5% liegen und sollte vorzugsweise nicht mehr als 3% betragen. Da jedoch die Verbrennung der Teerbestandteile in einem Luftüberschuß erfolgt, ist es notwendig, den Sauer­ stoffgehalt auf diesen erwünschten niedrigen Wert in der Brenn­ kammer 102 einzuregeln. Die Einstellung des richtigen Sauer­ stoffgehaltes erfolgt durch Regelung der Brennstoffzufuhr zum Brenner 104 in Abhängigkeit des tatsächlich in der Brenn­ kammer 102 gemessenen Sauerstoffgehaltes. Die Messung des Sauerstoffgehaltes erfolgt durch die Sauerstoffmeßsonde 164, welche über eine nur durch die gestrichelte Linie 166 angedeutete Regelstrecke auf ein in der Brennstoffleitung 106 angeordnetes Ventil 168 zur Einstellung der Brennstoff­ zufuhr zu dem Brenner 104 einwirkt. Ist der Sauerstoffgehalt in der Brennkammer 102 zu hoch, so wird das Ventil 168 weiter geöffnet und es kann mehr Brennstoff einströmen, um den Sauerstoffüberschuß zu verbrennen.

Das Inertgas soll in der Brennkammer 102 durch die Verbren­ nung der Teerbestandteile sowie des Brennstoffes eine be­ stimmte Temperatur erreichen. Diese Temperatur wird durch eine Temperaturmeßsonde 170 gemessen. Die Temperaturmeßsonde 170 ist Teil einer durch eine gestrichelte Linie 172 ange­ deuteten Strecke, welche die Temperaturmeßsonde 170 mit einem Ventil 174 verbindet, welches in einer von der Luft­ zuführleitung 160 zum Brenner 104 führenden Luftzuführlei­ tung 176 liegt. Wenn die Temperatur in der Brennkammer 102 unter einen bestimmten Wert absinkt, wird über die Regelstrecke 172 das Ventil 174 geöffnet, so daß mehr Luft in den Brenner 104 einströmt. Durch die von der Luftzuführleitung 176 zu einem in der Brennstoffleitung 106 gelegenen Ventil 178 führende gestrichelte Linie 180 ist angedeutet, daß gleichzeitig auch mehr Brennstoff dem Brenner 104 zugeführt wird. Dadurch wird die Leistung des Brenners 104 und somit auch die Temperatur in der Brennkammer 102 wieder angehoben.

Durch die Verbrennung der Teerbestandteile in der Brennkammer 102 sowie die zusätzliche Verbrennung von Sauerstoff ergibt sich bei jedem Umlauf des Inertgases durch die Anlage ein Volumenüberschuß. Ein Teil dieses Überschusses verläßt die Anlage als Abgas. Da nach den Umweltschutzbestimmungen in die Luft abgeleitetes Abgas mindestens 6% Sauerstoff ent­ halten muß, muß das aus der Brennkammer 102 zur Abgabe an die Luft bestimmte Abgas zunächst noch mit Sauerstoff ange­ reichert werden. Dies erfolgt in einer in der Fig. 3 sich rechts an die Brennkammer 102 anschließenden Belüftungskam­ mer 182, welche mit der Brennkammer 102 durch eine schema­ tisch angeordnete Verbindungsöffnung 184 verbunden ist. In die Belüftungskammer 182 wird Luft über ein Gebläse 186 und eine Leitung 188 eingeblasen. Wenn das Gas genügend mit Sauerstoff angereichert ist, kann es aus der Belüftungskammer 182 über eine Abgasleitung 190 abgegeben werden. Die Menge des durch die Abgasleitung 190 ausströmenden Gases läßt sich dabei durch eine schematisch angedeutete und über eine nicht dargestellte Regelvorrichtung gesteuerte Drosselklappe 192 einstellen.

Ein wesentlicher Teil des Inertgasüberschusses wird jedoch von der Brennkammer 102 über die Leitungen 108 und 128 zu dem Wärmeaustauscher 130 geleitet. Wie bereits besprochen wurde, wird ein Teil des aus dem Wärmeaustauscher austretenden ge­ kühlten Inertgases den Temperaturregelzonen 62 und 64 zuge­ führt. Ein weiterer Teil des gekühlten Inertgases wird über den in Fig. 3 rechten Abschnitt der Leitung 136 und eine Lei­ tung 194 zur Inertgaskühlzone 38 geleitet und dort durch ein Umwälzgebläse 196 zum Abkühlen des getemperten Gutes in die Inertgaskühlzone 38 eingeblasen. Um eine geregelte Tempera­ tursenkung in der Inertgaskühlzone 38 zu erreichen, ist dem Umwälzgebläse 196 der Inertgaskühlzone 38 ein Kühler 198 vor­ geschaltet, in dem die umgewälzten Inertgasmengen immer wieder abgekühlt werden. Die der Inertgaskühlzone 38 zuge­ führte Menge an kühlem Inertgas ist durch ein in der Lei­ tung 194 angeordnetes Regelorgan 200, beispielsweise eine Regelklappe, einstellbar.

Der nicht über die Leitung 134 aus dem Wärmeaustauscher 130 abgeführte Teil des abgekühlten Inertgases wird über einen Kompressor 202 und einen Kühler 204 sowie einen Wasserab­ scheider 206 einem Speicherkessel 208 für das Inertgas zuge­ führt. Dieser Speicherkessel 208 hat die Aufgabe, bei einer Betriebsstörung den Temperofen 10 mit Inertgas zu belüften und dadurch Brände oder Explosionen zu verhindern. Die Be­ lüftung der Temperofenanlage erfolgt über eine von dem Speicherkessel 208 ausgehende Sammelleitung 210, von der jeweils Zweigleitungen 212, 214, 216 und 218 über ent­ sprechende Absperrventile 220, 222, 224 bzw. 226 zu den Temperaturregelzonen 62, 64, 66 bzw. 68 führen.

Die Inbetriebnahme der Anlage erfolgt in der Weise, daß bei geschlossenen Schiebern 44, 46 und 48 in der Anlage enthaltene Luft durch das Fördergebläse 146 umgewälzt und durch die Brennkammer 102 der Inertgasquelle geleitet wird, wo bei der Verbrennung von Brennstoff der Luftsauerstoff allmählich verbraucht wird. Wenn die gesamte Anlage mit im wesentlichen sauerstofffreiem Inertgas gefüllt ist und diese die gwünschte Temperatur erreicht hat, werden in der vorher beschriebenen Weise nach und nach die Ofenwagen mit dem auf den Wagenplatt­ formen aufgeschichteten zu temperndem Material in die Temper­ zone eingeführt.

Claims (14)

1. Einrichtung zur Vergütung von teerhaltigem feuerfestem Material, insbesondere teergebundenen oder teergetränkten Dolomit-, Magnesit-, Dolomag- oder Schamotte-Steinen, umfassend einen Temperofen mit einer gegenüber der Außen­ luft absperrbaren, mit einem im wesentlichen sauerstoff­ freien Inertgas beschickbaren Inertgaszone, Zuführein­ richtungen zum Zuführen eines von Teerbestandteilen und Sauerstoff im wesentlichen freien Inertgases zur Inert­ gaszone und Abzugseinrichtungen zum Abführen des die aus­ getriebenen Teerbestandteile enthaltenden Inertgases so­ wie Mittel zur Regelung der Ofentemperatur, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperofen (10) als Durchlaufofen mit Transportmitteln (22, 50, 52) für das feuerfeste Material (28) ausgebildet ist und - in Durchlaufrichtung gesehen - hintereinander eine gegenüber der Außenluft und der Inertgaszone (36, 38) absperrbare Eingangsschleuse (34), eine Temperzone (36) eine gegen­ über der Temperzone (36) und der Außenluft absperrbare Inertgaskühlzone (38) und eine Luftkühlzone (40) aufweist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Transportmittel für das feuer­ feste Material (28) eine Mehrzahl von Ofenwagen (22) mit feuerfesten Plattformen (26), eine Einschubvorrichtung (50) zum Einschieben der Ofenwagen (22) aus der Eingangsschleuse (34) in die Temperzone (36) und eine Ausschubvorrichtung (52) zum Auschieben der Ofenwagen (22) aus der Inertgas­ kühlzone (38) in die Luftkühlzone (40) umfaßt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Eingangsschleuse (34) und die Inertgaskühlzone (38) jeweils durch Schieber (42, 44, 46, 48) absperrbar sind.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Seitenwänden (14) des Temperofens (10) im Bereich der Inertgaszone (36, 38) eine Vielzahl von im wesentlichen vertikal verlaufenden, über eine oder mehrere Zuführungsleitungen (70, 72) ge­ speisten Zuführungskanälen (54) ausgebildet ist, deren Austrittsöffnungen (58) annähernd auf Höhe der Wagen­ plattformen (26) angeordnet sind, und daß in der Decke (16) des Temperofens (10) eine Mehrzahl von Gasabzugs­ kanälen (60) ausgebildet ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Temperzone (36) eine Mehrzahl von Temperaturregelzonen (62, 64, 66, 68) umfaßt, deren jede eine eigene, die innerhalb der jeweiligen Tempera­ turregelzone (62, 64, 66, 68) liegende Gruppe von Zu­ führungskanälen (54) speisende Zuführungsleitung und mindestens eine Abzugsöffnung (60) aufweist, wobei min­ dstens einem Teil der Temperaturregelzonen (62, 64) Mittel (130, 142, 144) zur selektiven Temperaturre­ gelung zugeordnet sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jede Temperaturregelzone (62, 64, 66, 68) ein Umwälzgebläse (74, 76, 78, 80) aufweist, das die jeweilige Abzugsöffnung (60) mit den über eine Sam­ melleitung (70, 72) untereinander verbundenen zugehöri­ gen Zuführungskanälen (54) verbindet.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Inertgasquelle mit einer Brennkammer (102) und einem Brenner (104) um­ faßt, in der das Inertgas durch stöchiometrische oder unterstöchiometrische Verbrennung eines geeigneten gas­ förmigen oder flüssigen Brennstoffes erzeugt wird.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die der jeweiligen Temperatrurregelzone (62, 64) zugeordneten Mittel zur Temperaturregelung von einem im Weg der zugehörigen Zuführungsleitung (112, 114, 116, 118, 138, 140) ange­ ordneten Regelorgan (120, 122, 124, 126, 142, 144) zur Regelung des zugeführten Gasvolumens gebildet sind.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsein­ richtung (54) und die Abzugseinrichtung (60) durch eine Rückführungsleitung (156) miteinander verbunden sind und daß im Weg der Rückführungsleitung (156) eine Reinigungs­ vorrichtung (102) zur Entfernung der aus dem feuerfesten Material (28) ausgetriebenen Teerbestandteile aus dem Inertgas angeordnet ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der Rückführungsleitung (156) ein Fördergebläse (146) angeordnet ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsvorrich­ tung von einer Verbrennungseinrichtung (102, 104) zum Verbrennen der in dem aus der Temperzone (36) abgeführ­ ten Inertgas enthaltenen Teerbestandteile gebildet ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verbrennungseinrichtung von der Brennkammer (102) und dem Brenner (104) zur Erzeu­ gung des Inertgases gebildet ist.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Inertgasquelle (102, 104) über einen Zwischenkühler (130) mit der Inertgas­ kühlzone (38) verbunden ist, der ein Umwälzgebläse (196) und ein im Umwälzkreislauf angeordneter Kühler (198) zugeordnet sind.

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Inertgasquelle (102, 104) über einen Zwischenkühler (130) mit einer einen Verdichter (202), einen weiteren Kühler (204) und einen Speicherbehälter (160) umfassenden Inertgasspeicher­ einrichtung verbunden ist.