DE3116435A1

DE3116435A1 - Waermebehandlungsverfahren fuer keramik

Info

Publication number: DE3116435A1
Application number: DE19813116435
Authority: DE
Inventors: Klaus 12540 Launonen Hunnius
Original assignee: PALOHEIMO Oy
Current assignee: PALOHEIMO Oy
Priority date: 1980-04-25
Filing date: 1981-04-24
Publication date: 1982-03-04
Also published as: FI64562B; FI801334A; IT1205242B; FI64562C; IT8121136A0; GB2074708A

Description

April 1981

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Pitan

DbI In« H. Y';^:J;m*i.\ Dfci. Ph-'S. Dr. K. Fincke Dipl'. Ing- F- A. WV-¹SBSn, Dipl. Cham. B. Huber

Dr.-lng. H. Liska
Möhlstrafje 22, 8000 Möndien 86

PALOHEIMO OY
SF-11100 Riihimäki 10
Finnland

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härtebehandlung: sverfahren für Keramik

Die Herstellung aus nassem, plastischem Ton gepresster keramischer Erzeugnisse erfolgt in Europa nach dem Easspressverfahren, für das charakteristisch "ist, dass die so hergestellten !Formlinge mechanisch so sehwach sind, dass sie vor dem Aufschichten auf die Brennwagen und dem Einfahren in den Brennofen in vereinzelter Anordnung getrocknet werden müssen. Das Trocknen bildet dabei stets einen separaten, vom Brennen völlig getrennten Arbeitsgang.

Tor allem in den USA kommt auch das sog. halbtrockene Terfahren zur Anwendung, bei dem die Formlinge unter Einwirkung starker mechanischer Kräfte aus halbtrockenem Ton geformt v/erden. Die so gewonnenen Formlinge können dank ihrer mechanischen Festigkeit sofort auf den !rennwagen geschichtet und zum Trocknen und Brennen in den Brennofen eingefahren werden. Bei der Länge und Konstruktion des Ofens ist in diesem Falle berücksichtigt, dass vor dem Brennen das Trocknen zu erfolgen hat.

Beide Terfahren sind mit beträchtlichen Mangeln, z.B. hoher Energieverbrauch und lange Brenndauer, behaftet.

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Mit dem erfindungsgemässen Verfahren werden bei der Herstellung keramischer Erzeugnisse grosse Energie- und Zeiteinsparungen und ausserdem erhebliche Investitionskostenein.qpar-ungen erzielt. Die Hauptmerkmale der Erfindung gehen aus Patentanspruch 1 hervor.

Tier erfindungsgemässe Brennofen kann zum Trocknen und Brennen sowohl aus nasser als auch aus halbtrockener Masse geformter Formlinge eingesetzt werden.

3er Trocknungs- und der Brennvorgang sind in der Form kombiniert, dass die Produkte in vereinzelter Anordnung getrocknet und auch gebrannt werden. Trocknen und Brennen erfolgen also im gleichen Kanal. Die zum Brennen der Keramik benutzten Verbrennungsgase durchströmen den Kanal und entweichen am vorderen Ende der Trocknungszone.

Der erfindungsgemässe Ofen ist ausserdem so konstruiert, dass er als leistungsfähiger Wärmetauscher funktioniert. Erreicht wird dies dadurch, dass im Ofen gleichzeitig Produkte vom vorderen Ende zur Brennzone und von der Brennzone zum vorderen Ofenende wandern. Eies bedeutet, das neben jedem zur Brennzone hinlaufenden Produkt ein aus der Brennzone kommendes Produkt mit höherem Wärmegehalt und entgegengesetzter Richtung läuft.

Die vorgenannte G-egenläufigkeit der Produktströme wird entweder dadurch erreicht, dass man den Ofen als Tunnel ausfuhrt und an beiden Enden Formlinge einträgt, die nach Durchlaufen der in Tunnelmitte befindlichen Brennzone dann den Ofen in gebranntem Zustand am anderen Ende verlassen, oder dass man mit einseitig geschlossenem Tunnel arbeitet, wobei sich die Brennzone am geschlos.'senen Ende befindet, und die Erzeugnisse vom offenen Ende zur Brennzone v/andern, dort ihre Richtung ändern und zurück zum offenen Ofenende v/andern. Die Laufrichtung der Produkte kenn entweder etagenweise gegenläufig sein oder so, dass die nebeneinander sowie übereinander befindlichen Erzeugnisse in entgegengesetzte Richtungen wandern« Die letztgenannte Methode ist im Hinblick auf den Wärmeübergang am wirksamsten.

Der erfindungsgemässe Brennofen bietet neben geringem Wärmeverbrauch auch den Vorteil hoher Arbeitsgeschwindigkeit und gleichmässiger Produktaualität. Infolge des kompakten Baus der Ofenanlage und der Einzelanordnung der Produkte vjird der Trocknungs- und Brennvorgang erheblich beschleunigt. Dazu trägt auch bei, dasa der Wärmeübergang

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schnell und direkt von Produkt zu Produkt In Form von Strömungswärme erfolgt. Im Rahmen von Versuchen wurden zum Beispiel Dränrohre aus Ziegelton innerhalb von zwei Stunden getrocknet und gebrannt. Dieser Prozess erfordert gegenwärtig, d.h. "bei den bisherigen Verfahren, wenigstens 40, im allgemeinen jedoch ca. 75 bis 85 Stunden.

Der erfindungsgemässe Brennofen kann eine oder mehrere Brennetagen haben. Als Fördereinrichtungen kommen Rollen, Matten, Hetze u.dgl. in Frage. Am günstigsten gestaltet sich eine Konstruktionslösung, die gestattet, dass die Produkte möglichst nahe beieinander v/andern und das Förderelement selbst nicht durch den Ofen zu laufen braucht.

Im folgenden soll der erfindungsgemässe Brennofen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichungen im einzelnen beschrieben werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Brennofen, dessen Brennzone am hinteren Ofenende angeordnet ist und bei dem die Produkte mit Hilfe von Rollen transportiert v/erden.

Fi:;. 2 den Ofen im Querschnitt längs der Geraden II-II.

Fig. 5 die Tenperaturkurve des Srocknungs- und Bremrvorgangs.

F13. 4 Förderrollen des Ofens im Schnitt seitlich betrachten.

FIg. 5 Ofen-Förderrollen im Schnitt längs der Geräten V-V.

Fig. 6 einen Ofen mit rechtwinklig angeordneter Troclcnungszone im Draufblick.

Fig. 7 eine weitere Ausfuhrungsform im Längsschnitt, Fig. 1 zeigt den Brennofen 1 im Längsschnitt. Links befindet sich die Beschickungs- und Sntleerungsöffnung 3. Am anderen Ende 7 des Ofens, das geschlossen ist, befindet sich die Brennzone 4. Die Produkte 2 la-iien auf den Förderrollen 3 durch die Trocknungszone 6 In die Aufheizzone 5 und weiter in die eigentliche Brennzone 4, wo sie, wie in Zusammenhang mit Fig. 5 beschrieben, von einer passenden Schubeinrichtung um eine Produktbreite seitlich versetzt werden. Danach laufen die Produkte In umgekehrter Richtung zurück und geben dabei zunächst in der Aufheizzone 5 und danach in der Trocknungszone 6 ^Tr'ärme an die dort befindlichen, sich zur Brennzone 4 hin bewegenden Formling-3 ab. Von den Förderrollen 3 rotiert in diesem Falle jede zweite in umgekehrter dichtung.

Die .tu brennenden 3rzeugnisae können auch so geführt werden, dass sie etpgenweise von der Sroclcenzone β in die Breimzone 4 laufen, dort mit einem Aufzug zur nächstniedrigen Etage gebracht werden und

in dieser Etage dann zurückwandern. Die Etagen sind in diesem Falle paarweise angelegt,. wobei die beiden Etagen eines Paares mit einander entgegengesetzter Laufrichtung arbeiten.

Fig. 2 zeigt den Brennofen 1 im Ouerschnitt II-II.Die Erzeugnisse 10 und 11 laufen auf den Förderrollen 3; die Hälfte der Erzeugnisse 10 bewegt sich zur Brennzone hin, die andere Hälfte 11 kommt aus der 3rennzone und gibt dabei ihre Wärmeenergie an die vorlaufende Tiare ab. Es sind nur die Förderrollen 3 einer Vertikalebene gezeigt.

Fig. 3 zeigt die Trocknungs- und Brenntemperaturkurve 9, d.h. das Temperaturprofil des Ofens. Lie Temperatur ist natürlich je nach verarbeiteter keramischer Majse und je nach Produktart regulierbar.

Fig. 4 zeigt eine Konstruktionslösung der Förderrolle 3. Jede zweite Rolle rotiert in entgegengesetzter Richtung, und nur jede zweite Rolle trägt und berührt das zu transportierende Einzelstück.

Fig. 5 zeigt die Beispiel-Förderrolle 3 im Schnitt V-V. Die Rolle 3 berührt und transportiert die aus der Brennzone kommenden Rohre 15. Die Rolle berührt jedoch nicht die zur Bremizone hin wandernden Rohre 16, sondern diese "überbrücken" diese Rolle. In der Brennzone werden die Rohre 16 von einer passenden Schubvorrichtung seitlich an die Stelle der Rohre 15 verschoben, so dass sie nun ihre Laufrichtung ändern und zurückztiwandern beginnen.

Fig. 6 zeigt im Iraufbliek einen Ofen, dessen Trocknungszone 6 mit dem übrigen Ofanteil einen Kinkel von 90 bildet. Diese Lösung ermöglicht eine wirksame Luftzirkulation 12. Wenn es um die Herstellung rohrförmiger Produkte geht ist es bei schneller Trocknung wichtig, dass die Innen- und die Aussenseite gleichermassen vom Luftstrom bestrichen werden. Die gleiche Luft bestreicht auch die in der darunter befindlichen Etage aus der Brennzone kommenden Rohre, und der V/ärmeübergang wird intensiviert. Mit einer passenden Schubvorrichtung 13 werden die Produkte dann nach erfolgter Trocknung in die Aufheizzone und gleichzeitig auf eine andere Fördereinrichtung gebracht. Am hinteren Ende 14 der Brennzone werden die Produkte u.m eine Eta.ge nach unten versetzt, v/o dann die Rückwanderung erfolgt.

Die Fig. 7 zeigt eine Ausführung, bei welcher die Brennzone 4 in Brennofenmitte angeordnet ist, der Ofen 1 symmetrisch angelegt ist und die nassen Formlinge 2 an beiden Ofenenden eingetragen und am jeweils entgegengesetzten Ofenende herausgenommen werden, und die Produkte im Ofen so geführt werden, daß die in einander entgegengesetzte Richtungen laufenden Stücke sich möglichst nahe beieinander befinden.

Der erfindungsganäße Ofen wird auf herkömmliche Weise mit Steuer-, Regel- u. dgl. Einrichtungen ausgestattet. Desgleichen können an den Ofen luftzirkulationsfördernde Gebläse angeschlossen werden, namentlich an die Trocknungszone und überhaupt an die Ofenzonen mit Temperaturen unter 8oo°C.

Leerseite

Claims

BatentansOrüehe

\1_. Verfahren zur Wärmebehandlung keramischer Erzeugnisse in einem tunnelartigen Brennofen, dadurch gekennzeichnet, dass nach
erfolgter Formgebung die Formlinge in vereinzelter Anordnung in die Brennzone wandern, und die aus der Brennzone kommenden heissen Produkte gegenläufig zu der noch ungebrannten Ware neben und/oder ober halb oder unterhalb dieser wandern und dabei ihre Y arme energie unter gleichzeitiger Abkühlung an die ungebrannte Ware vor deren Eintritt in die Brennzone abgeben und dies.e ΐ-'are dabei trocknen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zu brennenden Produkte in der Brennzone oder unmittelbar hinter dieser zwecks Änderung ihrer Laufrichtung in seitlicher oder verti3, Verfahren nach irgendeinem der obigen Ansprüche, dadurch, gekennzeichnet, dass die zu brennenden Erzeugnisse in einer oder
in mehreren Etagen geführt werden und ihr Transport auf Rollen erfolgt, von denen jede zweite in entgegengesetzter Richtung rotiert, wobei die Rollen in ihrer Längsrichtung so profiliert sind, dass
[jedes einzelne Produkt geführt voranwaiidert und nur jede zweite, in gleicher Richtung rotierende Rolle berührt.
4. Verfahren nach irgendeinen der obigen Ansprüche, dad arch gekennzeichnet, dass die Brennzone in Brennofennitte angeordnet ist, der Ofen symmetrisch angelegt ist und die nassen Formlinge an beiden Cfenenden eingetragen und an jeweils entgegengesetzten Ofenende
herausgenommen v/erden, und die Produkte im Ofen so geführt werden,
dass die in einander entgegengesetzten Richtungen laufenden Stücke sich möglichst nahe beieinander befinden. (Fig. 7)