DE2934420A1

DE2934420A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von ziegeln

Info

Publication number: DE2934420A1
Application number: DE19792934420
Authority: DE
Inventors: Antonio Salviati
Original assignee: Salviati Impianti SpA
Current assignee: Salviati Impianti SpA
Priority date: 1978-09-04
Filing date: 1979-08-25
Publication date: 1980-03-20
Also published as: AR220223A1; IT1098416B; GB2032078A; BR7905665A; GR69646B; FR2434788A1; ES483842A1; ES483841A1; AU4991079A; SE7907269L; CA1136387A; IT7827288A0; NO792798L; AU533984B2; NL7906533A; FR2434788B1; GB2032078B; US4278631A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Ziegeln, bestehend aus einer Trocknungsphase für die frischen Formlinge, insbesondere für Formlinge mit einem Feuchtigkeitsgehalt von mindestens 13 % bis 15 % und aus einer anschließenden Brennphase, die ihrerseits aus einer Vorwärmphase für die getrockneten Formlinge, einer Brennphase für die vorgewärmten Formlinge und einer Abkühlphase für die fertigen Ziegel besteht, die mittels eines in Gegenstrom zu den Formungen geführten Gas-Luftstromes gebrannt werden.

Es ist bekannt, daß die Ziegelherstellung im wesentlichen die folgenden Arbeitsabschnitte umfaßt:

- 1. Herstellung der frischen Formlinge unter Verwendung von

aufbereiteten Ziegelrohstoffen;

- 2. Trocknung der Formlinge;

- 3. Brennen der getrockneten Formlinge.

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Es ist ebenfalls bekannt, daß die oben genannten Verarbeitungsabschnitte - insbesondere das Trocknen und Brennen der Ware auch heute noch einzeln in entsprechenden Räumlichkeiten und unter Verwendung von entsprechenden und teueren Anlagen durchgeführt werden, beispielsweise mit Hilfe von einer oder mehreren in einem entsprechenden Raum installierten Ziegelmaschinen oder Pressen für das Formen der Ziegelformlinge aus dem jeweiligen Tonmaterial; einer ebenfalls in einem entsprechenden Kcum aufgestellten Trockenanlage - beispielsweise einem Tunneltrockner zum Trocknen der Formlinge; und schließlich einem ebenfalls in einem entsprechenden Raum installierten Brennofen - etwa einem Tunnelofen - zum Fertigbrennen der getrockneten Ware. Diese Räumlichkeiten und Anlagen werden mit Hilfe von Material-Förderstrecken miteinander "verkettet". Zwischen den einzelnen Produktionsabschnitten sind eventuell Zwischenstationen vorgesehen. So sind beispielsweise zwischen der Trockenanlage und dem Brennofen zwangsläufig eine oder mehrere Zwischenstationen vorgesehen, in denen die getrocknete Ware den erforderlichen Manipulationen unterliegt, um dann in entsprechender Weise zum nachfolgenden Brennvorgang weitergetaktet zu werden. Die Ziegelherstellung nach heutiger Konzeption und Verfahrensweise verzeichnet erhebliche Nachteile technischer und wirtschaftlicher Art; dies gilt sowohl hinsichtlich der einzelnen Verfahrensabschnitte - insbesondere was das Trocknen und Brennen der Ware betrifft - als auch hinsichtlich des Verfahrens in seiner Gesamtheit, wobei sich diesbezüglich die technischen Nachteile der oben genannten Verfahrensabschnitte summieren und zu einem einzigen negativen Synergismus werden.

DAS TROCKNEN

Die nach irgendeinem der möglichen Verfahren hergestellten frischen Formlinge müssen einer Trocknung unterzogen werden, damit das darin enthaltene, mechanisch gebundene Wasser und das Hüllenwasser größtenteils entzogen werden. Diese Bearbeitungsphase ist sowohl erforderlich, um den fxischen Formungen eine ausreichende Festigkeit und Widerstandsfähigkeit zu verleihen, damit beim nachfolgenden

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Bewegen und Einladen in die Brennofen die Formlinge keiner Deformation unterliegen, als auch, um die Entstehung von Spalten, Rissen und Brüchen in der Ware zu vermeiden, die infolge einer zu schnellen Abführung des im Formling enthaltenen Wassers entstehen würden, wenn man die Ware unmittelbar nach ihrer Formgebung in den Brennofen hineingeben würde - vor allem dann, wenn die frischen Formlinge einen Feuchtigkeitsgehalt von mehr als 10 % aufweisen.

Zur Durchführung eines solchen Trockenvorganges wird Üblicherweise ein Durchlauf- oder Tunnel-Trockner verwendet, in welchem die den Trockner durchlaufende Ware mit Hilfe eines Heißluft-Gegenstromes getrocknet wird. Diese Verfahrenstechnik dient zum Erstellen der erforderlichen Wärmeaustausch-Bedingungen zum Abführen der um die Formlinge befindlichen Dampf-Grenzschicht. Es ist bekannt, daß zur ordnungsgemäßen Durchführung dieses Vorgangs eine erhebliche Luftumwälzung im Trockner-Innenraum und/oder eine hohe Fließgeschwindigkeit der Trocknungsluft erforderlich sind.

Die Folge ist ein erheblicher Energieverbrauch zum Antrieb von Ventilatoren, die im Trockner-Innenraum oder extern installiert sein können und den erforderlichen Luftdurchsatz (im allgemeinen von 30 bis 80 kg Luft pro kg verdampftes Wasser) gewährleisten sollen. Zu diesem Energieverbrauch müssen außerdem noch die Wärmeverluste über den Schornstein hinzugezählt werden, welche bekanntlich in einem direkten Zusammenhang mit der über den Schornstein abgezogenen Luft und deren Temperatur stehen. Außerdem ist der Wärmeaustausch zwischen der Trocknungsluft und den im Gegenstrom zur Heißluft bewegten Formungen ein Austausch durch Zwangskonvektion, dessen Höchstwert mehr von der Luftumwälzung und von der Luftgeschwindigkeit als vom Temperaturunterschied zwischen Luft und Ware abhängig ist, denn bei der betreffenden Technik ist der oben genannte Temperaturunterschied fast immer ziemlich klein, und zwar aus folgenden Gründen:

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- Die Temperatur der in den Trockner einlaufenden Formlinge ist relativ niedrig (^ 40° C),

- nach Beendigung der Trocknung können die Formlinge nur eine minimale Wärmebelastung ertragen. Man befindet sich nämlich in der Diffusionsphase von Wasserdampf in einem porösen Material und das Volumen des Wasserdampfes ist etwa das 10 fache verglichen mit dem des Wassers in flüssiger Form. St igt also die oberflächige Wärmebelastung an den Formungen gegen Ende des Trocknungsvorganges über einen vorgegebenen Minimalwert hinaus, so können die Formlinge zerspringen.

Weitere technische Nachteile werden durch die Tatsache bedingt, daß die in den Trockner einlaufenden frischen Formlinge eine verhältnismäßig niedrige Temperatur aufweisen (25° C - 40° C). Bei einer solchen Temperatur weist einerseits das als Feuchtigkeit in den Formungen enthaltene Wasser eine relativ hohe Viskosität und Oberflächenspannung auf, während andererseits die Bindungskraft zwischen dem Wasser und dem Tonmaterial des Formlinge verhältnismäßig groß ist. Diese Gegebenheiten führen zu einer Trocknung der Formling-Oberflache (mit entsprechender Schwindung der Formling-Oberflache), während das Innere der Ware feucht bleibt. Diese Schwindungsunterschiede zwischen Außenbereich und Kern der Formlinge führen zu starken Materialspannungen und zu möglichen bleibenden Verformungen der Ware, ja sogar zu deren Bruch.

Ein weiterer schwerwiegender Nachteil einer erheblich schnelleren Trocknung der Formling-Oberf lache gegenüber jener des Formung-Kernes besteht darin, daß im Werkstoff Mikrorisse auftreten. Diese Erscheinung ist im getrockneten Material sehr oft nicht oder kaum feststellbar, zeigt sich aber nach Beendigung des Brennvorganges als mehr oder weniger relevante, aber immer unakzeptable Verringerung der Widerstandsfähigkeit des gebrannten Keraraikmateriales. Außerdem stellt sich heraus, daß aufgrund der hohen Luftgeschwindigkeiten während des Trockenvorganges die vertikal

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zum Luftstrom angeordneten Formling-Flächen einer erheblich höheren Wärmelast ausgesetzt sind als die anderen Formling-Flächen, wodurch eine ungleiche Schwindigung und Materialrisse auftreten.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß bei den schnellen Trocknern, in denen der Wärmeaustausch mit Hilfe des schnell fließenden Luftstromes erfolgt, zwischen den einzelnen Brenngut-Chargen Zwischenräume eingehalten werden müssen. Diese Anforderung bewirkt eine nicht vollständige Nutzung des verfügbaren Trockner-Innenraumes und normalerweise wird die Leistungsfähigkeit des Trockners gar um die Hälfte reduziert, so daß dieser einen Füllungsgrad von 50 % aufweist. Infolge dieser Nachteile und aufgrund der normalerweise mit Tunnel-Trocknern erforderlichen Leistung weisen solche Trockner erhebliche Baumaße auf. So benötigt Beispielsweise für eine Leistung von 360 to Trockenware pro Tag einen konventionellen Tunnel-Trockner mit einem Gesamtplatzbedarf von etwa 6500 m . Berücksichtigt man diese Abmessungen sowie die erhebliche, zur Trocknung erforderliche Luftmenge und/oder Luftgeschwindigkeit, so zeigen sich deutlich die großen Leistungsverluste und der damit verbundene hohe Energieverbrauch. Außerdem zeigt sich, daß gerade wegen ihrer großen Abmessungen und Eigenmasse die Trockner eine große Wärme-Impedanz aufweisen, welche bekanntlich ein sehr langsames Ansprechen auf eine eventuelle Regelung bewirkt. Ein weiterer schwerwiegender Nachteil entsteht durch das unvermeidliche Vorhandensein großer Mengen Fremdluft, die in den Trockner eindringen und dessen Wärme-Bilanz in bedeutendem Maße beeinträchtigen.

DAS BRENNEN

Das Brennen - der bekanntlich wichtigste Verfahrensabschnitt der Herstellung von Ziegeln - dient zum Abziehen des restlichen Hüllenwassers und des mechanisch gebundenen Wassers aus den getrockneten Formungen und zu ihrer endgültigen Umwandlung in feste Keramikerzeugnisse (Ziegel) mit völlig anderen Eigenschaften als jene des Ziegelrohstoffes (Tonmaterial).

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Nach den modernen Verfahren erfolgt das Brennen mit Hilfe von Tunnelofen, wobei drei Ofenabschnitte oder Zonen feststellbar sind, in denen die drei Hauptphasen dieses Verfahrensabschnittes stattfinden, und zwar:

- eine Vorwärmzone, in der das Brenngut von einer Einträge-Temperatur auf eine Betriebstemperatur vorgewärmt wird

(im allgemeinen auf eine Temperatur von 800° C bis 100° C);

- eine Brennzone, in der durch das eigentliche Brennen der Ware eine unwiderrufliche Umwandlung des Werkstoffes in Ziegel stattfindet und

- eine Abkühlzone, in der eine stufenweise Abkühlung der fertiggebrannten Produkte stattfindet.

In einem solchen Brennofen werden die für das Vorwärmen der Ware verwendeten Abgase sowie die zur Kühlung der fertiggebrannten Ziegel verwendete Luft entgegen der Durchlaufrichtung der auf entsprechende Brennwagen geladenen Ware bewegt.

Bei dieser Technik - und dabei insbesondere, was das Abkühlen der fertiggebrannten Ware mit Hilfe eines Gegenluftstromes betrifft besteht ein erheblicher Nachteil, der im wesentlichen thermodynamischer Art ist. Es zeigt sich nämlich, daß der Wärmeaustausch zwischen der Luft und der zu kühlenden Ware in einem Temperaturbereich oberhalb von 400° C bis 500° C zwar zufriedenstellend ist - d.h. also im Bereich, der sich in der Ofenmitte befindlichen, eigentlichen Brennzone - dagegen fällt in einem Temperaturbereich unterhalb von 400 C der Wärmeaustausch mit dem Sinken der Temperatur rapide ab. Aufgrund dieser Tatsache ist nach gegenwärtig bekannter Technik eine Verlängerung der Abkühlzone des Tunnelofens erforderlich, damit die Ware beim Auslaufen aus dem Ofen Raumtemperatur aufweist und die fertiggebrannten Ziegel ohne weiteres gelagert werden können. Diese Anforderung bedingt außerdem einen größeren Zeitaufwand für die Durchführung des Brennvorganges .

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Weitere Nachteile ergeben sich aufgrund des hohen Energieverbrauches zur Heranführung der erforderlichen Luftmengen, zur Kühlung der fertiggebrannten Ware und aufgrund der erheblichen Wärmeverluste über den Schornstein, die durch das Vorhandensein großer Fremdluftmengen noch verstärkt werden, welche über die gesamte Ofenlänge in den Tunnelofen eindringen, dessen Wärme-Bilanz beeinträchtigen und zu den größten Verlustposten zählen.

Weitere Nachteile sind der Platzbedarf eines Tunnelofens und seine Eigenmaße. So weist beispielsweise ein konventioneller Tunnelofen für eine Tagesproduktion von 360 to fertiggebrannter Ziegel durchschnittlich einen Platzbedarf von etwa 3300 m auf. Fachleuten auf diesem Gebiet sind die mit solchen Baumaßen verbundenen Nachteile - etwa die hohe Wärme-Impedanz und das sehr langsame Ansprechen auf eine Regelung von Prozeßgrößen - sehr wohl bekannt.

Zusammenfassend läßt sich sagen, daß bezüglich der Verfahrensabschnitte Trocknen und Brennen mit konventionellen Anlagen zur Herstellung von Ziegeln die folgenden Nachteile am schwerwiegendsten und am kostspieligsten sind:

Niedrige thermodynamische Leistung, hoher Energieverbrauch sowohl für das eigentliche Brennen der Ware als auch für die Erstellung der heißen Gas- und Luftströme zum Trocknen der frischen Formlinge sowie zur Erstellung des Kaltluftstromes für das Kühlen der fertiggebrannten Ziegel, der erhebliche Platzbedarf der Anlage und schließlich die Erstellung von Verbindungen zwischen der Trocknungsanlage und dem Brennofen.

Diese schwerwiegenden, im Rahmen der Trocknungs- und Brennphase eintretenden Nachteile werden bei einer Gesamt-Anlage zur Herstellung von Ziegeln noch verstärkt, denn in einer solchen Anlage stehen - wegen der verschiedenen thermodynamisehen Anforderungen, der verschiedenen Flußbedingungen und wegen des unterschiedlichen Konstruktionsmateriales der beiden Einheiten - der

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Trockner und der Brennofen getrennt voneinander (abgesehen von einem Teilbereich zum Wiederauffangen der heißen Luft aus der Ofen-Kühlzone).

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Herstellen von Ziegeln, deren funktioneile und konstruktive Charakteristika eine Überwindung der oben erwähnten Nachteile der bekannten Technik ermöglichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß ein Verfahren zum Herstellen von Ziegeln vorgesehen, bei dem die Trocknungsphase und die Brennphase in einer einzigen Vorrichtung stattfinden, in welche die frischen Formlinge vorzugsweise einschichtig angeordnet eingetragen werden und das Verfahren noch folgende Verfahrensschritte aufweist:

- Vorwärmen der frischen Formlinge im Einlaufbereich der Vorrichtung bis zu einer Temperatur von 45° C bis 100° C, wobei das Vorwärmen mittels eines Heißgasstromes erfolgt, der einen vorher festgelegten Feuchtigkeitsgehalt aufweist und im Gleichstrom zu den Formungen bewegt wird;

- Trocknen der vorgewärmten Formlinge mit Hilfe eines im Gleichstrom zur bewegten Ware geführten weiteren Heißgasstromes, wobei dieser Heißgasstrom durch die Abgase der Vorwärmphase vor Einlauf in den Brennofen gebildet wird;

- Rezirkulation der Abgase, wobei ein Teil der Abgase zum Eingang der Anlage geführt wird und dort den Heißgasstrom zum Vorwärmen der frischen Formlinge bildet, ein anderer Teil der Abgase zur Kühlphase der fertiggebrannten Ziegel rezirkuliert und dort mit einer vorher festgelegten Kaltluftmenge angereichert wird und schließlich ein weiterer Teil der genannten Abgase zum Schornstein abgeführt wird.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird dem Kaltluftstrom zur Kühlung der fertiggebrannten Ware Wasser bis zur Erreichung eines

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spezifischen Feuchtigkeitsgehaltes von mindestens 100 g/kg Trocknungsluft hinzugefügt.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Durchführen des oben beschriebenen Verfahrens, welche folgendes umfaßt:

- eine Tunnel-Einheit, die auf ihrer Innenseite mit feuerfestem Isoliermaterial verkleidet ist;

- Transportelemente zum Bewegen der Formlinge in einervorher festgelegtenLaufrichtung durch die Tunnel-Einheit;

- mindestens eine Ofenschleuse aus einem entsprechenden Werkstoff, die die im Inneren der Tunnel-Einheit zirkulierenden Heißgase nicht durchläßt, wobei die Ofenschleuse quer in der oben genannten Tunnel-Einheit angeordnet ist und diese bezogen auf die Durchlaufrichtung der Ware - in einen vorderen und einen hinteren Abschnitt unterteilt, wobei der vordere Abschnitt - der die Einlaufseite der Tunnel-Einheit umfaßt - aus einem Trockner für die frischen Formlinge besteht und der hintere Abschnitt - der die Auslaufseite der Tunnel-Einheit umfaßt - aus einem Brennofen für die getrockneten Formlinge besteht;

- in der Ofenschleuse befindliche Führungen, die einen Durchgang der Transportelemente durch die Schleuse erlauben und dabei dennoch einen Durchtritt der heißen Gase verhindern;

- einen Kaltluftkanal, über den im Bereich der Auslaufseite im hinteren Tunnelabschnitt Kaltluft in die Tunnel-Einheit eingegeben wird;

- einen Ventilator, mit dem über den Kaltluftkönal Kaltluft im Gegenstrom zur Laufrichtung der Ware in den hinteren Tunnelabschnitt eingegeben wird;

- eine Ofenschleusen-Nebenschlußleitung (By-pass), die vorwiegend außerhalb der Tunnel-Einheit verläuft und deren Ende einerseits in der Nähe der Schleuse in den hinteren Tunnelabschnitt und andererseits in der Nähe der Tunnel-Einlauf-

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seite in den vorderen Abschnitt der Anlage münden, wo - bei
mit Hilfe dieser Nebenschlußleitung die Entnahme von heißen
Gasen aus dem hinteren Tunnelabschnitt und deren Einspeisung in den vorderen Tunnelabschnitt in Gleichstrom zur Laufrichtung der Formlinge erfolgt;

- einen Auslaßkanal zum Abführen der Heißgase, dessen Enden
einerseits im Bereich der Ofenschleuse mit dem vorderen
Tunnelabschnitt und andererseits mit einem Schornstein in
Verbindung stehen;

- einen ersten Umlaufkanal zur Umwälzung der besagten Heißgase, dessen Enden einerseits mit dem Auslaßkanal und andererseits mit der Einlaufseite des vorderen Tunnelabschnittes in Verbindung stehen, wobei die durch den ersten Umlaufkanal umgewälzten Heißgase in Gleichstrom zur Laufrichtung der Formlinge geführt werden;

- einen zweiten Umlaufkanal, dessen Enden einerseits im Bereich zwischen der eigentlichen Brennzone und der Kaltluft-Eingabezone in den hinteren Tunnelabschnitt und andererseits in den oben genannten Auslaßkanal münden, wobei die durch den zweiten Umlaufkanal umgewälzten Gase in Gegenstrom zur Laufrichtung der Formlinge in den hinteren Abschnitt der Tunnel-Einheit eingegeben werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der nachfolgenden und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen gelieferten Beschreibung eines Verfahrens sowie einer zugehörigen Anlage zur Herstellung von
Ziegeln. Es zeigt

ud* 2 schematisch eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht
einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens;

Fig. 3 in vergrößertem Maßstab einen Querschnitt der Anlage
von Fig. 1 und 2;

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Ficr 4

j * c in vergrößertem Maßstab gewisse Bauteile der Tunnel-Einheit der vorhergehenden Abbildungen;

I τ schematisch eine Draufsicht bze. eine Seitenansicht und 7

einer Ausführungsvariante einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

f* g schematisch und in vergrößertem Maßstab gewisse Bauteile der Tunnel-Einheit von Fig. 6 und 7.

In den Figuren ist eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens für Ziegel gezeigt, die im wesentlichen aus einer insgesamt durch Ziffer 1 gekennzeichneten
Tunnel-Einheit besteht, die in der Hauptsache aus einem externen Metallgehäuse 2 - vorzugsweise aus Stahl - und aus einer in
feuerfestem Isoliermaterial ausgeführten Innenverkleidung 3
hergestellt ist, deren Eigenschaften und Wandstärke je nach
Aggressivität und Temperatur der im Inneren der besagten Tunnel-Einheit fließenden Gasströme vorher festgelegt wurden. Die
Ziffern 4 und 5 kennzeichnen jeweils die Einlauf- bzw. Auslaufseite der genannten Tunnel-Einheit.

Nach einer bevorzugten, in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Ausführungsform weist die Tunnel-Einheit 1 einen in Längsrichtung geradlinigen Verlauf auf und wird über ihre gesamte Länge von einer konventionellen Rollenbahn 6 durchlaufen, welche Treibrollen 6a aufweist und entsprechend strukturiert sowie dimensioniert ist, um einschichtig angeordnete Formlinge zu tragen und diese durch die Tunnel-Einheit 1 zu transportieren.

Die Pfeile A kennzeichnen die Vorschubrichtung der Rollenbahn 6 und damit die Laufrichtung der Formlinge durch die Tunnel-Einheit 1.

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Die im Laufe der Beschreibung und in den Patentansprüchen verwendeten Termini "vorn" und "hinten" - bzw. deren Ableitungen beziehen sich auf die Bewegungsrichtung der Ware.

Die Rollenbahn 6 weist einen an der Einlaufseite 4 der Tunnel-Einheit 1 herausragenden Abschnitt 7 und einen an der Auslaufseite 5 herausragenden Abschnitt 8 auf.

Der Rollenbahn-Abschnitt 7 bildet die Ladefläche für das Eintragen der frischen Formlinge in die Tunnel-Einheit 1 , während der Rollbahn-Abschnitt 8 die Abladefläche für die fertiggebrannten und abgekühlten Ziegel darstellt. In Fig. 2 kennzeichnet die Ziffer 9 global eine Ofenschleuse, die in der Tunnel-Einheit 1 quer angeordnet ist und diese in einen vorderen Abschnitt 10 und einen hinteren Abschnitt 11 unterteilt. Die Ofenschleuse 9 soll im Innenraum der Tunnel-Einheit 1 eine Wanderung der Heißgase vom vorderen Tunnel-Abschnitt 10 zum hinteren Tunnel-Abschnitt 11 und umgekehrt verhindern, zugleich aber das Durchlaufen der einschichtig auf der Rollenbahn 6 aufgeladenen Ware zulassen. Nach einer bevorzugten Ausführungsform besteht zu diesem Zweck die Ofenschleuse 9 aus einem Paar gleicher Wände 12 und 13, welche in Vertikalführungen 12a, 12a und 13a, 13a der Tunnel-Einheit 1 beweglich geführt werden, so daß die Wände 12, 13 in Querrichtung in die besagte Tunnel-Einheit eingeschoben oder daraus herausgefahren werden können. Diese Trennwände 12, 13 besitzen entsprechende Abmessungen zum vollständigen Verschließen des Tunnels in Querrichtung und weisen in Pfeilrichtung A zueinander einen bestimmten vorgegebenen Abstand auf, wodurch zwischen den genannten Trennwänden - wenn diese in Tunnel-Einheit 1 eingefahren sind - eine den Heißgasstrom unterbrechende Trennkammer 14 entsteht. Insbesondere weisen (Fig. 3, 4) die durch Hydraulikzylinder 15, 16 betätigten Trennwände 12 und 13 jeweils horizontale Unterseiten 12b bzw. 13b auf, die mit den entsprechenden Oberseiten 17b bzw. 18b der vertikalen, am Boden 1a des besagten Tunnelofens befestigten und mit den vorher genannten Trennwänden 1 2 bis 13 vertikal fluchtenden Wänden 17 bzw. 18 zusammenwirken

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und so eine für den Heißgasstrom undurchlässige Abdichtung bilden.

Der vordere Abschnitt 10 der Tunnel-Einheit 1 umfaßt die Ein~ laufseite 4 der besagten Einheit und bildet den Trockner der erfindungsgemäßen Anlage, wohingegen der hintere Abschnitt 11 die Auslaufseite 5 der besagten Tunnel-Einheit umfaßt und den Brennofen der Anlage bildet. Was den Heißgasstrom betrifft, so besteht zwischen Trockner und Brennofen eine durch die Trennkammer 14 bewirkte strukturelle Trennung, während eine solche Trennung hinsichtlich des Durchlaufes der Ware nicht besteht.

Im vorderen Tunnel-Abschnitt 10 sowie in Nähe der Trennwand der Ofenschleuse 9 ist eine Selektier-Anhaltevorrichtung 19 montiert (Fig. 3 und 4), die im wesentlichen aus einer Platte 20 besteht, welche um eine Achse 21 kippbar angeordnet ist und sich unterhalb einer bestimmten Anzahl von Transportrollen 6a der Rollenbahn 6 erstreckt. Die Platte 20 weist an ihrem vorderen bzw. hinteren Bereich jeweils hochstrebende Kanten 20a bzw. 20b auf, welche entsprechende Abmessungen besitzen, um sich in Querrichtung zwischen zwei aufeinanderfolgende Transportrollen einzuschieben und damit mit dem Vorschub der auf der Rollenbahn befindlichen Formlinge L in Eingriff zu gelangen. Mit Hilfe eines in horizontaler Richtung doppeltwirkenden Hydraulikzylinders 22 werden die Winkelbewegungen der Platte 20 um ihren Drehpunkt 21 gesteuert, so daß - wie aus dem weiteren Verlauf der Beschreibung noch deutlich hervorgehen wird - abwechselnd entweder die Vorderkante 20a oder die Hinterkante 20b zwischen die Transportrollen der genannten Rollenbahn eingefahren werden.

Unmittelbar vor der Kippvorrichtung 19 ist in der Trocknungs-

zone der Tunnel-Einheit 1 ein schematisch durch Ziffer 23 gekennzeichneter Stückzähler montiert. Ziffer 24 kennzeichnet schematisch eine Haltevorrichtung, die durch einen zugehörigen hydraulischen Zylinder 25 in der Nähe der Trennwand 13 der

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Ofenschleuse 9 zwischen zwei Transportrollen der bereits erwähnten Rollenbahn ein- oder ausgefahren wird.

Die unmittelbar hinter den Trennwänden 12 und 13 der Ofenschleuse 9 angeordneten Transportrollen 6c sind Treibrollen. In einer gegebenen Ausgangsstellung (Fig. 3) befindet sich die hintere Trennwand 13 der Ofenschleuse 9 in eingefahrener Stellung in der Tunneleinheit 1₇ während sich die vordere Trennwand 12 .. η ausgefahrener Stellung befindet. Die Platte 20 steht in jener gekippten Stellung, in der ihre Hinterkante 20b in den Zwischenraum von zwei aufeinanderfolgenden Transportrollen eingefahren ist, wohingegen die Vorderkante 20a hinsichtlich der Transportrollen ausgefahren ist. Wenn der Stückzähler 23 das Vorbeilaufen einer vorher festgelegten Anzahl Formlinge L gezählt hat, gibt dieser ein Signal an den Betätigungszylinder 22 der Platte 20 ab, worauf die Vorderkante 20a der genannten Platte in den Raum zwischen zwei aufeinanderfolgende Transportrollen 6a der Rollenbahn eingefahren und die Hinterkante 20b entsprechend herausgefahren wird. Es folgt dann die Einschaltung der hinter der Trennwand 12 angeordneten Treibrollen 6c, wodurch ein Vorschub der ihnen zugeführten Formlinge stattfindet, die dann durch die Haltevorrichtung 24 gestoppt werden. Nach Ablauf einer vorher festgelegten Zeit erfolgt über den Zylinder 22 eine Umkehrung der Schaltstellung der Platte 20, während der Hydraulikzylinder 15 gleichzeitig das Herunterfahren der vorderen Trennwand 12 steuert. Sobald die Trennwand 12 ihre untere Endlage erreicht hat, steuert der Zylinder 16 das öffnen der hinteren Trennwand 13, während der Zylinder 25 die Haltevorrichtung 24 ausschaltet und zugleich die Betätigung der unmittelbar hinter der Trennwand 13 angeordneten Treibrollen 6c steuert. Nach Ablauf einer vorher festgelegten und für den Durchlauf aller Formlinge zum hinteren Tunnel-Abschnitt 11 der Tunnel-Einheit 1 ausreichenden Zeit wird die hintere Trennwand 13 durch den zugehörigen Zylinder 16 wieder heruntergefahren, während der Zylinder 15 das öffnen der vorderen Trennwand 12 bewirkt. Jetzt ist die Trennkammer 14 wieder zur Aufnahme einer neuen "Charge" Formlinge bereit.

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Im hinteren Tunnel-Abschnitt 11 (Brennofen) befindet sich in beinahe zentraler Stellung die eigentliche, global durch Ziffer 26 gekennzeichnete Brennzone der getrockneten Formlinge. Diese Brennzone kann auf konventionelle Weise mit einer Reihe von Brennern (nicht dargestellt) ausgerüstet sein oder aber mit einer außerhalb der Tunnel-Einheit befindlichen Feuerung mit einem entsprechenden übertragungssystem der Verbrennungsgase zur Erzielung der erforderlichen Temperaturen.

Der im hinteren Tunnel-Abschnitt 11 zwischen der Trennwand 13 der Ofenschleuse 9 und der eigentlichen Brennzone 26 befindliche Bereich stellt die Ofen-Vorwärmzone 27 des keramischen Brenngutes dar, während der im Tunnel-Abschnitt 11 zwischen der eigentlichen Brennzone 26 und der Auslaufseite 5 befindliche Bereich der Kühlzone 28 für die fertiggebrannten Ziegel darstellt. Ziffer 29 kennzeichnet schematisch einen Zufuhrkanal, über den in Nähe der Auslaufseite 5 der Tunnel-Einheit Kaltluft in den Brennofen eingebracht wird, während Ziffer 30 schematisch einen Ventilator kennzeichnet, mit dem über Zufuhrkanal 29 Kaltluft in Gegenstrom zu den zu kühlenden Ziegeln in den Brennofen eingeblasen wird. Weiterhin weist die erfindungsgemäße Anlage eine die Ofenschleuse 9 umgehende und größtenteils außerhalb der Tunnel-Einheit 1 verlaufende Nebenschlußleitung (Bypass) 31 auf. Die Bypassleitung 31 ist mit ihrem Ende 31a in der Nähe der Trennwand 13 der Ofenschleuse 9 mit dem hinteren Abschnitt 11 von Tunnel-Einheit 1 verbunden, während das andere Ende 31b in einem bestimmten Abstand von der Einlaufseite 4 mit dem vorderen Abschnitt 10 der genannten Tunnel-Einheit verbunden ist.

Ziffer 32 kennzeichnet einen Auslaßkanal, dessen Enden einerseits in der Nähe der Trennwand 12 der Ofenschleuse 9 mit dem vorderen Abschnitt 10,andererseits mit einem Schornstein 33 in

Verbindung stehen.

Weiterhin ist ein erster Umlaufkanal 34 vorhanden, dessen Enden

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einerseits mit dem Auslaßkanal 32 und andererseits in der Nähe oder an der Einlaufseite 4 der Tunnel-Einheit 1 mit dem vorderen Tunnel-Abschnitt 10 (Trockner) der besagten Einheit in Verbindung stehen. Die über den Umlaufkanal 34 rezirkulierten Gase werden in Gleichstrom zu den frischen Formungen in den besagten vorderen Tunnel-Abschnitt 10 eingegeben.

Ein zweiter Umlaufkanal 3 5 steht über seine Enden einerseits mit dem Auslaßkanal 32 und andererseits im Bereich zwischen der eigentlichen Brennzone 26 und dem Eintritt der kalten Kühlluft mit dem hinteren Tunnel-Abschnitt 11 (Brennofen) in Verbindung. Die über den Umlaufkanal 35 rezirkulierten Gase werden in Gegenstrom zu den gebrannten Ziegeln in den hinteren Tunnel-Abschnitt 11 eingegeben, wo eine Vermischung mit der über den Kanal 29 im Tunnel-Abschnitt 11 eingegebenen Kaltluft stattfindet.

Ziffer 36 kennzeichnet schematisch eine konventionelle Sprühvorrichtung, die am vorderen Abschnitt 10 (Trockner) in der Tunnel-Einheit 1 montiert ist und mit der Wasserdampf, zerstäubtes Wasser oder Dampf in den über die Umlaufleitung 34 dort rezirkulierten Gasstrom injiziert werden kann.

Die Fig. 6 und 7 liefern eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Tunnel-Einheit 1. Die in diesen Figuren dargestellten Elemente sind denen der Figuren bezüglich der ersten Ausführungsform gleich oder gleichartig und ihre Kennzeichnung erfolgt mit Hilfe derselben Ziffern.

In Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform zeigt die Tunnel-Einheit im wesentlichen eine U-Bauweise mit parallel verlaufenden Bereichen 1A und 1B, die über einen quer dazu angeordneten Abschnitt 1C miteinander verbunden sind.

Im Inneren der Tunnel-Einheit befinden sich in Längsrichtung die Gleise 37, auf welchen eine Reihe von Brennwagen 38 fahren, auf denen sich die einschichtig angeordneten Formlinge befinden, die

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nach dem vorliegenden Erfindungsprinzip getrocknet und gebrannt werden sollen.

Im Verbindungsabschnitt 1C von der Tunnel-Einheit 1 befindet sich die Ofenschleuse 9, in der sich in diesem Falle eine Kammer 39 befindet, die einen gleitdichtenden Durchlauf in axialer Richtung nur für die mit Formungen beladenen Brennwagen 38 erlaubt. Auch bei dieser Ausführungsforra teilt die Ofenschleuse die Tunnel-Einheit in einen vorderen Tunnel-Abschnitt 10 (Trockner) und in einen hinteren Tunnel-Abschnitt 11 (Brennofen). Im Bereich der Einlaufseite 4 der Trocknungszone weist die Tunnel* Einheit eine Trennkammer 39a des Gesamtstromes auf, die der Trennkammer der Ofenschleuse 9 ähnelt. Diese Kammer erlaubt einen gleitdichtenden Durchlauf der Brennwagen 38, verhindert aber jeglichen Austritt von Gasen aus dem Tunnel oder den Eintritt von Luft in den genannten Tunnel.

Im Bereich der Auslaufseite der besagten Tunnel-Einheit ist eine Schließklappe vorgesehen, die einen Durchlauf (Auslaufen) der fertiggebrannten und ausgekühlten Ziegel erlaubt. Auf diese Weise ist die gesamte Tunnel-Einheit 1 gegen eip Wandern der Gasströme und gegen ein Eindringen von Außenluft abgedichtet.

Bei den beiden oben beschriebenen Ausführungsformen besteht ein wichtiges Merkmal der erfindungsgemäßen Tunnel-Einheit 1 darin, daß die Anlage einen Röhrenkörper 4O aus Teflon (Fig. 5) oder einem anderen, gegen Hitze oder Säureeinwirkung bei hoher Temperatur beständigen Material besitzt, der biegsam ist, gute mechanische Eigenschaften aufweist, eine bestimmte Wandstärke besitzt und koaxial in der schlauchförmigen, isolierenden und aus feuerfestem Material bestehenden Innenverkleidung 3 der besagten Tunnel-Einheit 1 eingebettet ist.

Der Röhrenkörper 40 (Fig. 5) ist in einem bestimmten Abstand von der Innenfläche der feuerfesten Innenverkleidung 3 angeordnet,

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wobei die Auslegung so gewählt wurde, daß beim Betrieb der Tunnel-Einheit der Röhrenkörper 40 eine höhere Temperatur annimmt, als die Kondensationstemperatur des im Heißgasstromes enthaltenen Dampfes und/oder als die Kondensations- und Auflösungstemperatur von eventuell im Kondensat enthaltenen Korrosionsmitteln (beispielsweise SO·,) · Auf diese Weise bildet der Röhrenkörper 40 eine wirksame Barriere gegen das Entstehen und Eindringen von hochkorrosiven, wasserlöslichen Substanzen - z.B. H₂SO₄ - die ansonsten sehr schnell die Zerstörung großer Teile der feuerfesten Innenverkleidung bewirken würden. Außerdem verhindert der Röhrenkörper 40 das Eindringen von Fremdluft in die erfindungsgemäße Tunnel-Einheit.

Es folgt nunmehr die Beschreibung eines erfindungsgemäßen Verfahrensbeispiels mit einer Anlage vom oben beschriebenen Typ.

VERLAUF DES GASFLUSSES

Die in der eigentlichen Brennzone 26 des hinteren Abschnittes 11 der Tunnel-Einheit 1 entstandenen - oder dahin zugeführten Verbrennungsgase werden durch die über den Kanal 29 in dieselbe Brennofenzone eingegebene Kühlluft bewegt und durch einen Ventilator angesaugt, durchlaufen die Ofenzone 27 in Richtung zur Ofenschleuse 9 und werden in der Nähe der Ofenschleuse über die Nebenschlußleitung 31 abgezweigt und in die Trocknungszone (Vorderabschnitt 10 der Tunnel-Einheit) eingegeben, welche sie in Pfeilrichtung A durchfließen. Nachdem der Gasstrom in der Nähe der Ofenschleuse 9 angelangt ist, wird er über den Auslaßkanal 32 abgezogen und über den Kanal zum Schornstein 33 abgeführt. Vor dem Eintritt in den Schornstein 33 wird ein Teil der über den Kanal 32 abgeführten Abgase in den Umlaufkanal abgeleitet und im Bereich der Einlaufseite 4 in die Trocknungszone 10 eingegeben. Beim Eintritt dieses Gasstromes in den Trockner können die Gase im Bedarfsfall mit einer entsprechenden Vorrichtung 36 mit Wasserdampf angereichert werden. Nachdem die Gase einen gewissen Weg von vorgegebener Länge im Trockner zurückgelegt haben, erfolgt ihre Vermischung mit den über die

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Nebenschlußleitung 31 in den Trockner eingespeisten Gasen und der so entstandene Gasstrom fließt dann in Richtung zur Ofenschleuse 9. Ein anderer Teil der über den Kanal 32 geführten Gase wird vor ihrem Eintritt in den Schornstein 33 über den Umlaufkanal 35 abgezweigt und in vorgegebenem Abstand zum Kühllufteintritt des Brennofens in die Ofenzone 11 eingespeist. Dieser in den Ofenteil 11 rezirkulierte Gasstrom vermischt sich mit der Kühlluft und das so entstandene Gemisch wird in Richtung zur Brennzone 26 und von dort in Richtung zur Ofenschleuse 9 bewegt. Man beachte, daß die über den Kanal 29 eingespeiste Kaltluft im Bedarfsfall mit einer bestimmten Menge Wassernebel angereichert werden kann.

ZIEGEL-PRODUKTIONSZYKLUS

Die auf konventionelle Weise hergestellten, frischen Formlinge werden in der Ladezone 7 der Rollenbahn 6 einschichtig aufgeladen (oder aber auf einen Brennwagen 38 geladen, der in der Nähe der Einlaufseite 4 der Trocknungszone steht). Die besonderen Vorteile des erfindungsgemäßen Trocknungs-Brennverfahrens werden dann erzielt, wenn zur Herstellung der Formlinge konventionelle Tone mit einer Gesamtfeuchte (Bindungswasser, Hüllenwasser und mechanisch gebundenes Wasser) von mindestens 13 % bis 15 % verwendet werden.

Die so angeordneten Formlinge werden über die Einlaufseite 4 in den Trockner 10 eingetragen. Man beachte, daß die Trockner-Einlaufseite 4 so gestaltet ist, daß zwar die Formlinge auf der Rollenbahn 6 oder mit dem Brennwagen 38 weiterlaufen können, gleichzeitig aber weder Heißgase nach außen abfließen noch Fremdluft hineindringen kann. Die einlaufenden Formlinge begegnen den über den Kanal 3 4 rezirkulierten und in Gleichstrom zur Ware bewegten Heißgasen und durchlaufen zusammen mit den Gasen den ersten Trockner-Abschnitt.

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Die thermodynamischen Gegebenheiten in diesem ersten Trockner-Abschnitt sind derart, daß der rezirkulierte Gasstrom gleichzeitig ein Vorwärmen und ein Vortrocknen der Formlinge bewirkt. Das aus den Formungen verdampfende Wasser bewirkt eine Erhöhung des Feuchtigkeitsgrades der rezirkulierten Gase. Vorzugsweise sollte in diesem ersten Trockner-Abschnitt (Vorwärm- und Vortrocknungszone der Formlinge) der Naßwärmegrad (t,, ) im Bereich zwischen 45 und.95 liegen - besser noch wäre zwischen 55 und 70 C-während die rezirkulierten Gase eine Taupunkttemperatur von mindestens 40 aufweisen sollten. In dieser Vorwärmzone können die Gase im wesentlichen eine Sättigung mit dem den Formungen entzogenen Wasser erreichen.

Im weiteren Verlauf des Trockners begegnen die vorgewärmten Formlinge und die oben erwähnten rezirkulierten Gase dem Heißgasstrom, der über die Nebenschlußleitung 31 in den Trockner eingespeist wird und eine Temperatur von ca. 400 C aufweist - Heißgase mit einer solchen Temperatur sind im Brennofen im Überfluß vorhanden. Nach erfolgter Vermischung weist das dann entstandene Gasgemisch eine Temperatur von ca. 250 C auf und es erfolgt das eigentliche Trocknen der Formlinge. Die Ware und das Gasgemisch durchlaufen in Gleichstrom den letzten Abschnitt des Trockners in Richtung zur Ofenschleuse 9, wobei der Trocknungsvorgang solange prolongiert wird, bis das Gasgemisch eine Taupunkttemperatur von mindestens 40° C und die Ware eine Restfeuchte von 2 - 3 % erreicht haben. Während der Gasstrom abgezogen und über den Abflußkanal 32 zum Schornstein 33 abgeleitet wird, passiert die Ware die Ofenschleuse 9, die - wie vorher beschrieben - zwar einen Durchtritt der Ware erlaubt, dagegen aber ein Wandern der Heißgase zwischen Trockner und Brennofen verhindert.

Nachdem die Formlinge mit einer Temperatur von ca. 70 - 80 C die den Gasstrom unterbrechende Trennkammer 14 durchlaufen haben, laufen sie in den Ofenabschnitt 11 der Tunnel-Einheit 1 ein genauer gesagt, in die Vorwärmzone des Brennofens, denn beim Einlaufen in den Brennofen begegnen die Formlinge einem Heißgas-

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strom (mit einer Temperatur von ca. 400° C), der aus der eigentlichen Brennzone 26 kommt und im Gegenstrom zur bewegten Ware die Formlinge bis zur maximalen Betriebstemperatur von 850 950° C vorwärmt.

Nach Durchlaufen der Brennzone 26 werden die fertiggebrannten Ziegel einem ersten Kühlvorgang mit Hilfe eines Gasgemisches unterzogen, welches aus den über den Kanal 3 5 rezirkulierten Abgasen des Trockners und aus der über den Kanal 29 in den Ofen 11 eingegebenen Kaltluft besteht. Bei ihrer Einspeisung in die Ofenzone weisen die besagten Abgase des Trockners den gleichen Feuchtigkeitsgrad und die gleiche Temperatur wie die dem Schornstein 33 zugeführten Abgase auf. Zweckmäßigerweise - oder wenn die thermodynamisehen Bedingungen des erfindungsgemäßen Trocknungs-Brennvorganges es erfordern sollten - kann die in den Trockner eingespeiste Kaltluft mit Wassernebel oder zerstäubtem Wasser angereichert werden. So wurde beispielsweise festgestellt/ daß der Wärmeübergang zwischen den fertiggebrannten Ziegeln und dem Kühlgasstrom optimale Werte verzeichnete, wenn der spezifische Feuchtigkeitsgrad der in die Ofenzone eingegebenen Kaltluft im Bereich von mindestens 10Og Wasser pro kg Trockneluft lag.

Wenn die abkühlende Ware die Eintrittsstelle der Trockner-Abgase passiert hat, begegnet sie dem in Gegenstrom fließenden, aus Kaltluft und eventuell zugefügtem Wasser bestehenden Kühlfluß und wird einem letzten Kühlgang unterzogen, so daß die Ziegel in fertiggebranntem, abgekühltem und lagerfähigem Zustand die Tunnel-Einheit 1 verlassen.

Die nachfolgende Tabelle zeigt die Temperatur- und Feuchtigkeitswerte der Ziegel und der Heißgasströme, wobei diese Werte während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Pilotanlage vom oben beschriebenen Typ ermittelt wurden. Die Strömungsgeschwindigkeit der Gasströme betrug in der Tunnelanlage 1,8 m/sec; die Anlage war ausgelegt für eine Ziegel-Produktionsleistung von 600 kg/h.

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LÄGE in der erfindungs- gemäßen Tunnel-Einheit	ZIEGEL	FEUCHTIGKEIT	HEISSGASE	FEUCHTIGKEIT (gAg Trockenluft)	TEMPERATUR Naßwärmegrad ^b
	TEMPERATÜR	25 %	TEMPERATUR	148	63° C
Einlaufseite (4)	25° C	22 %	120° C	156	62° C
Ende Vorwärmen in Trockenzone	62° C	22 %	90° C	100	64° C
Beginn Trockenvorgang	62° C	3 %	240° C	148	63° C
Ende Trockenvorgang	70° C	3 %	120° C	50	66° C
Einlauf Vorwärmzone Brennofen (27)	70° C	—	400° C	50	80° C
Brennzone (26)	900° C	—	920° C	20	42° C
Abkühlung bei Eingabe von Rezlrkulier-Gas (35 in 28)	1 80° C	—	120° C	5	12° C
Auslauf (5)	100° C	20° C

Abgasmenge zum Schornstein (Ofen + Trockner) = 1350 kg/h Abgas; gleich 7 kg Luf tAg verdaBtnpf tes Wasser.

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Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielten Hauptvorteile sind:

TROCKNUNGSVORGANG

Das Vorwärmen der Ware mit Hilfe der in die Einlaufseite 4 der Tunnel-Einheit rezirkulierten Heißgase - welche eine Temperatur von ca. 100 C, einen nahe dem Sättigungspunkt liegenden Feuchtigkeitsgehalt aufweisen und eventuell mit Wassernebel angereichert werden können - bewirkt nicht nur ein Vortrocknen der Ware, sondern auch eine Zustandsänderung der Formlinge, so daß sich bei ihnen folgendes feststellen läßt:

- Eine erhebliche Verringerung der Bindungskraft zwischen Wasser-Tonmasse;

- eine Herabsetzung der Viskosität und der Oberflächenspannung des Wassers;

- eine Zunahme und Stabilisierung der Wasserdiffusivität im Formling.

Beim nachfolgenden eigentlichen Trocknungsvorgang - der mit Hilfe des im Gleichstrom zur bewegten Ware strömenden Gemisches aus den vorher erwähnten Gasen und aus den über die Nebenschlußleitung in den vorderen Tunnel-Abschnitt 10 hineingegebenen Gasen stattfand - wurde einegleichmäßige Schwindung der Ware und eine erhebliche Verringerung der Innenspannung im Formling erzielt; demzufolge wird die Gefahr von Verformungen, Mikrorissen, Materialbruch und ähnlicher Phänomene in erheblichem Maße herabgesetzt. Außerdem zeigte sich, daß der Wärmeaustausch zwischen der Ware und den im Gleichstrom strömenden, heißen und feuchten Gasen im wesentlichen auf dem Temperaturunterschied zwischen der Ware und dem Heißgasstrom beruht, anstatt auf einem Wärmeaustausch mittels Zwangskonvektion nach bisher bekannter Technik.

Dieser Temperaturunterschied - und damit der Wärmeaustausch - kann vor allem zu Beginn des Trocknungsvorganges entsprechend gesteigert werden, da die Formlinge im oben beschriebenen Zustand hin-

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sichtlich der bisher für das Trocknen üblichen Minimaltemperatur einer viel höheren Wärmebelastung an ihren Oberflächen unterworfen werden können, ohne daß irgendein Explosionsrisiko aufgrund von Dampfbildung im Formling-Kern entsteht, was vor allem auf die Gegebenheit zurückzuführen ist, daß das Wasser in flüssigem Zustand an der Formling-Oberfläche austritt, wo es aufgrund der hohen Temperatur und des hohen Feuchtigkeitsgehaltes der Trocknungsgase sofort verdampft. Außerdem wird der Wärmeaustausch dadurch erheblich verbessert, daß in den Trocknungsgasen Wasser und eine gewisse Menge Kohlendioxid vorhanden sind. Aufgrund dieser besseren Wärmeaustauschbedingungen und wegen der. Möglichkeit, die Ware zu Beginn des Trocknungsvorganges einer größeren Wärmebelastung zu unterwerfen, läßt sich beim erfindungsgemäßen Verfahren der Trocknungsvorgang in erheblich kürzerer Zeit durchführen. Folglich kann der Platzbedarf der Trocknerzone erheblich reduziert werden. So hat sich beispielsweise herausgestellt, daß für eine Tagesleistung von 360 to fertiggebrannter Ziegel der Trockner-Abschnitt einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens einen Gesamtplatzbedarf von 400 m aufweist anstatt der bisher üblichen 6500 m für einen Trockner nach herkömmlicher Technik.

Ein weiterer wichtiger Vorteil ist dadurch gegeben, daß zur Durchführung des Trocknungsvorganges für den Gasstrom nur eine niedrige Strömungsgeschwindigkeit und eine niedrige Förderleistung benötigt werden, wodurch der Energieverbrauch erheblich geringer ist als jener bei Anlagen nach konventioneller Technik.

BRENNVORGANG

Hauptvorteil dieses Verfahrensabschnittes ist die Tatsache, daß aufgrund des Vorhandenseins von Wasser im Kühlgasstrom die Kühlung der fertiggebrannten Ziegel einen wesentlich besseren Verlauf des Wärmeaustausches zeigt, als dies bei Anlagen nach bisher bekannter Technik der Fall ist. Denn es ist bekannt, daß ein solches Vorhandensein von Wasser die Wärmeleitfähigkeit bei hohen Tempe-

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raturen (oberhalb von 3 50 - 400 C) verbessert und bei niedrigeren Temperaturen (unterhalb von 300 - 350 C) immerhin noch einen Wärmeaustausch ermöglicht, dessen Werte erheblich über den Wärmeaustauschwerten bei alleiniger Verwendung von Luft liegen, wie dies etwa für den Kühlvorgang von Brennverfahren nach konventioneller Technik der Fall ist. Die unmittelbare Folge eines solchen verbesserten Wärmeaustausches ist, daß die erforderliche Kühlzeit für die gebrannten Ziegel erheblich kürzer ist und folglich eine erhebliche Verkürzung der Brennofen-Gesamtlänge, insbesondere der Kühlzonenlänge möglich ist.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der besagte Kühlgasstrom mit seinem hohen Feuchtigkeitsgrad über die gesamte Länge des Brennvorganges in Gegenstrom zur bewegten Ware geführt wird, wodurch sowohl während der Vorwärmphase als auch während der eigentlichen Brennphase die thermodynamischen Gegebenheiten erheblich besser sind. Die unmittelbare Folge hiervon ist, daß der Brennofen (hintere Zone 11 der Brennofen-Einheit) erheblich kleiner sein kann als ein Brennofen nach konventioneller Technik. So hat sich beispielsweise gezeigt, daß für eine Tagesleistung von 360 to fertiggebrannter Ziegel der Gesamtplatzbedarf einer erfindungsgemäßen Brenn-Einheit bei etwa 830 in liegt, wohingegen für eine solche Einheit gemäß herkömmlicher Technik 325O m erforderlich sind.

Der Energieverbrauch zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verzeichnet durchschnittlich ein Verhältnis von 1:3 im Vergleich zur Durchführung der Verfahrensabschnitte (erfolgen unabhängig voneinander) Trocknen und Brennen nach herkömmlicher Technik. Hinsichtlich des Brennstoffverbrauches zeigte sich eine Einsparung um ca. 30 - 50 % im Vergleich zur konventionellen Technik.

Hinsichtlich der erfindungsgemäßen, im wesentlichen aus der oben beschriebenen Einheit bestehenden Anlage ergeben sich bei gleicher Tagesleistung im Vergleich zur konventionellen Technik folgende Hauptvorteile:

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Erheblich reduzierter Platzbedarf, größere Wirtschaftlichkeit, schnellere Inbetriebnahme, kürzere Einstellzeiten und schnelleres Ansprechen im Falle einer Änderung von Prozeßgrößen;

vollständiger Wegfall von Zwischenlagerungen, Parkzeiten der Brennwagen und zusätzliche HilfsStrukturen, die bisher zwischen Trockner und Brennofen erforderlich waren; insbesondere Wegfall von Abstapelvorrichtungen für die getrocknetej Formlinge und Aufstapelvorrichtungen der trockenen Formlinge an der Ofen-Einlaufseite - Vorrichtungen, die bekanntlich sehr hohe Betriebs- und Herstellungskosten beinhalten und deren Betrieb personalintensiv sind; erhebliche Vereinfachung bei der Verpackung der fertigen Ziegel;

erstaunlich gute Abdichtung gegen das Eindringen von Fremdluft; aus Kontrollen über einen längeren Zeitraum hinweg zur Ermittlung des Sauerstoffgehaltes in den über den Schornstein abgeführten Abgasen hat sich ergeben, daß die während des Betriebes der erfindungsgemäßen Anlage eindringenden Fremdluftmengen unbedeutend sind und daß folglich der Vorteil einer erheblichen Verringerung von Wärmeverlusten über den Schornstein und einer besseren Kontrolle der Wärme-Bilanz während der Trocknung und des Brennvorganges gegeben sind; dieser Vorteil - über dessen Bedeutung sich Fachleute auf diesem Gebiet einig sind beruht im wesentlichen darauf, daß die erfindungsgemäße Einheit mit einem Metallgehäuse und einer zugehörigen Innenverkleidung aus feuerfestem Isoliermaterial ausgeführt ist und daß in der genannten Innenverkleidung ein Röhrenkörper aus Teflon o.dgl. eingebettet ist;

Möglichkeit, die Anlage nach dem Baukastenprinzip herzustellen und folglich die Möglichkeit, eine betriebsfertige Anlage unter Verwendung von Fertigbauteilen zu erstellen und alle damit verbundenen Vorteile zu nutzen.

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Claims

Ansprüche

Verfahren zum Herstellen von Ziegeln, bestehend aus einer Trocknungsphase für die frischen Formlinge, insbesondere für Formlinge mit einem Feuchtigkeitsgehalt von mindestens 13 % bis 15 %, und aus einer nachfolgenden Brennphase, die ihrerseits aus einer Vorwärmphase für die getrockneten Formlinge, einer Brennphase für die vorgewärmten Formlinge und einer Kühlphase für die fertiggebrannten Ziegel besteht, die mittels eines in Gegenstrom zu den Formungen geführten Gas-Luftstromes gebrannt wurden, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknungsphase und die Brennphase in einer einzigen Vorrichtung durchgeführt werden, in welche die Formlinge vorzugsweise einschichtig angeordnet eingetragen werden und dadurch, daß das Verfahren noch folgende Verfahrensschritte aufweist:

- Vorwärmen der frischen Formlinge im Einlaufbereich der Vorrichtung bis zu einer Temperatur von 45° C bis 100 C, wobei das Vorwärmen mittels eines Heißgasstromes erfolgt, der einen vorher festgelegten Feuchtigkeitsgehalt aufweist und im Gleichstrom zu den Formungen bewegt wird;

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- Trocknen der vorgewärmten Formlinge mit Hilfe eines im Gleichstrom zur bewegten Ware geführten weiteren Heißgasstromes, wobei dieser Heißgasstrom durch die Abgase der Vorwärmphase vor Einlauf in den Brennofen gebildet

wird; . i-.

- Rezirkulation der Abgase, wobei ein Teil der Abgase zum <*. Eingang der Anlage geführt wird und dort den Heißgasstrom zum Vorwärmen der frischen Formlinge bildet, ein anderer Teil der Abgase zur Kühlphase der fertiggebrannten Ziegel rezirkuliert und dort mit einer vorher festgelegten Kaltluftmenge angereichert wird und schließlich ein weiterer Teil der genannten Abgase zum Schornstein abgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknungsphase solange verlängert wird, bis die Heißgase zur Trocknung der Ware eine Taupunktteraperatur von mindestens 40 C erreicht haben.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasstrom, mit dem das Vorwärmen der frischen Formlinge am Einlauf der genannten Einheit erfolgt, eine bestimmte Temperatur und einen bestimmten Feuchtigkeitsgrad aufweist, aufgrund dessen der Gasstrom eine Vortrocknung der Formlinge bewirkt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der im Gegenstrom zur Ware bewegte Kühlluftstrora mit einer bestimmten Menge von Wasserdampf oder zerstäubtem Wasser angereichert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die der Kühlluft zugeführte Wassermenge die spezifische Luftfeuchtigkeit auf einen Wert von mindestens 10Og Wasser pro kg Trockenluft bringt.

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6. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

- eine Einrichtung, die im wesentlichen eine Tunnelform

(I) mit Innenverkleidung aus feuerfestem Isoliermaterial (3) aufweist;

- Transportelemente (6, 38), mit denen die Formlinge (2) in einer bestimmten Vorschubrichtung (A) durch die Einrichtung (1) bewegt wird;

- mindestens eine, aus einem gegenüber den in der tunnelförmigen Einrichtung (1) fließenden Heißgase dichten Material hergestellte Ofenschleuse (9), die in der Tunnel-Einheit quer angeordnet ist und sie - bezogen auf die Bewegungsrichtung der Formlinge - in einen vorderen und einen hinteren Tunnel-Abschnitt (10, 11) unterteilt, wobei der vordere Tunnel-Abschnitt (10) mit der Einlaufseite (4) des Tunnels einen Trockner für frische Formlinge darstellt und der hintere Tunnel-Abschnitt (11) mit der Auslaufseite (5) des genannten Tunnels einen Brennofen für getrocknete Formlinge bildet;

- in der Ofenschleuse (9) befindliche Führungselemente, die unter Beibehaltung einer Abdichtung hinsichtlich der fließenden Heißgase ein Passieren der vorher genannten Transportelemente ermöglichen;

- einen Zufuhrkanal (29) , über den in Nähe der Auslaufseite (5) des hinteren Tunnel-Abschnittes (11) die Eingabe von Kaltluft in den besagten Tunnel erfolgt;

- einen Ventilator (30), mit dem über den Zufuhrkanal (29) die Kaltluft in Gegenstrom zu den fertiggebrannten Ziegeln in den vorher erwähnten hinteren Tunnel-Abschnitt

(II) eingespeist wird;

- eine die Ofenschleuse (9) umgehende Nebenschlußleitung (31), die hauptsächlich außerhalb der Tunnel-Einheit

(1) verläuft und deren Enden einerseits in Nähe der Ofen-

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schleuse (9) mit dem hinteren Tunnel-Abschnitt (11) und andererseits in Nähe der Einlaufseite (4) der Tunnel-Einheit mit dem vorderen Tunnel-Abschnitt (10) in Verbindung stehen, wobei über die Nebenschlußleitung (31) die Entnahme der Heißgase aus dem hinteren Tunnel-Abschnitt und deren Eingabe in Gleichstrom zu den Formungen in den vorderen Tunnel-Abschnitt erfolgt;

- einen Auslaßkanal (32) zum Abführen der Heißgase, dessen Enden einerseits in Nähe der Ofenschleuse (9) mit dem vorderen Tunnel-Abschnitt (10) der Einheit in Verbindung stehen und andererseits in einen Schornstein (33) münden;

- einen ersten Umlaufkanal (3 4) zum Rezirkulieren der Heißgase, dessen Enden einerseits mit dem Auslaßkanal (32) und andererseits mit der Einlaufseite (4) des vorderen Tunnel-Abschnittes der tunnelförraigen Einrichtung in Verbindung stehen, wobei die über diesen ersten Umlaufkanal umgewälzten Heißgase in Gleichstrom zu den Formungen geführt werden;

- einen zweiten Umlaufkanal (35), dessen Enden einerseits mit dem Auslaßkanal (32) und andererseits im Bereich zwischen der eigentlichen Brennzone (26) und der Kaltluft-Eingabezone (28) mit dem hinteren Tunnel-Abschnitt (11) der Einrichtung (1) in Verbindung stehen, wobei die über den Umlaufkanal umgewälzten Gase in Gegenstrom zur bewegten Ware in den hinteren Abschnitt der Einrichtung einfließen.
7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ofenschleuse (9) aus zwei gleichen Wänden (12, 13) besteht, die in Vertikalführungen der Einrichtung (1) beweglich geführt werden, wobei die Wände bestimmte Abmessungen zum vollständigen Verschließen des lichten Querschnittes der Einrichtung und einen bestimmten Abstand zueinander aufweisen und so eine Trennkammer (14) gegenüber den in der Einrichtung fließenden Gasströme bilden.

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8. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Einlaufseite (4) der Einrichtung (1) außerdem eine an sich bekannte Vorrichtung (36) zum Eingeben von Wasserdampf in den über den besagten ersten Umlaufkanal

(34) rezirkulierten Gasstrom vorgesehen ist.
9. Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der gesamten feuerfesten Innenvei''leidung (3) koaxial ein Röhrenkörper (40) eingebettet ist, der eine bestimmte Wandstärke aufweist und dessen Material flexibel, hitzebeständig und korrosionsfest gegen Säurewirkung bei hoher Temperatur ist.

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