DE3119344A1

DE3119344A1 - Verfahren und ofen zum brennen von keramischen erzeugnissen

Info

Publication number: DE3119344A1
Application number: DE19813119344
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Villeroy and Boch AG
Current assignee: Villeroy and Boch AG
Priority date: 1981-05-15
Filing date: 1981-05-15
Publication date: 1982-12-02
Also published as: IT8221252A0; FR2505815A1; IT1152157B

Description

DR-ING. W. BERNHARDT ^66o° SAARBRÜCKEN.KobenhÜttenweg 43

PATENTANWALT ' ^{TELEFON (o681)}65000

VILLEROY & BOCH KERAMISCHE WERKE KG "Verfahren und Ofen zum Brennen von keramischen Erzeugnissen"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Ofen zum Brennen von keramischen Erzeugnissen, insbesondere Steinzeug oder Steingut.

Höherwertige Erzeugnisse der Baukeramik, Sanitärteile und Geschirr werden heute fast ausnahmslos in öl- und gasbeheizten Tunnelöfen gebrannt; elektrische Beheizung ist selten oder auf solche Verhältnisse beschränkt, wo das Brenngut von der Wärmestrahlung genügend erfaßt wird. Die Verbrennungsgase der im mittleren Bereich des Tunnelofens, der Brennzone, konzentrierten öl- oder Gasbrenner werden im Gegenstrom zum Brenngut durch den Tunnelofen geleitet und nahe dessen Anfang abgezogen. Sie geben in der so geschaffenen Vorwärmezone einen großen Teil ihrer Wärme an das ankommende Brenngut ab. Ihr übriger Wärmegehalt wird, wenn möglich, anderweitig verwendet; der Rest geht durch den Schornstein. Auf der anderen Seite schließt sich an die Brennzone eine Kühlzone an, in der das Material vom Ofenende her mittels Luft gekühlt wird, die sich dabei aufheizt und vorder Brennzone abgezogen und als Verbrennungsluft den Brennern zugeführt werden kann, hauptsächlich aber zu anderen Zwecken verwandt wird.

Der Wärmeverbrauch besteht im wesentlichen aus Verlusten; die für die chemischen, mineralogischen und physikalischen Vorgänge beim Brand benötigte Reaktionsenergie ist demgegenüber verschwindend gering. Die Verluste liegen im wesentlichen in der Abgaswärme, der nicht ausgenutzten Abkühlwärme des Brennguts, der Brennhilfsmittel und der Brennwagen und der Wärmeabgabe an der Ofenwandung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wärmewirtschaftlichkeit beim keramischen Brand zu verbessern, insbesondere unter Berücksichtigung der derzeitigen Entwicklungen in der Energieversorgung.

Gemäß der Erfindung ist als Verfahren zum Brennen von keramischen Erzeugnissen vorgesehen, daß ein in einem Kresilauf geführtes Gas elektrisch aufgeheizt und das Brenngut damit beströmt wird. Das Gas kann im wesentlichen Luft sein. Ein erfindungsgemäßer Ofen zum Brennen von keramischen Erzeugnissen west dementsprechend elektrische Heizelemente und mit Gebläsen versehene Gasführungen auf, die vom Ofenraum her an den Heizelementen vorbei zurück in den Ofenraum führen.

Mit der nach der Erfindung vorgesehenen Energieübertragung durch Luft oder ein anderes Gas läßt sich der keramische Brand ebenso bewerkstelligen wie bislang mit den Verbrennungsgasen, und insofern sogar besser, als die Strömungsgeschwindigkeit ohne Rücksicht auf andere Belange auf die Wärmeübertragung hin opti« miert, d.h. die Strömung und Konvektion sehr verstärkt wefW kann. Die elektrische, mit keinem Stoffluß verbundene Beheizung ermöglicht den Kreislauf und damit die Vermeidung von Wärmeverlust durch Abgas« Auch können Verluste dadurch vermieden werden, daß die elektrische Heizung besser zu beherrschen ist.

Darüber hinaus bietet die Erfindung vorteilhafte Möglichkeiten der Ausgestaltung, mit denen weitere Energieverluste vermieden werden können:

So kann der genannte Gaskreislauf im wesentlichen auf die Brennzone beschränkt werden» und in einem weiteren Gaskreislauf kann die Kühlzone mit der Vorwärmzone verbunden und damit die im Brenngut und in den Brennhilfsmitteln gespeicherte Wärme zur Vorwärmung verwendet, also im Ofen selbst und praktisch vollständig genutzt werden. Der genannte weitere Kreislauf kann die Brennzone umgehen, sodaß die durch ihn übertragene Wärme nicht zwischendurch auf das Temperaturniveau der Brennzone angehoben zu werden braucht.

Es können auch mehrere solche weiteren Gaskreisläufe eingerichtet werden, wobei man jeweils wärmere Abschnitte der Kühlzone und der Vorwärmzone und kältere Abschnitte der Kühlzone und der Vorwärmzone miteinander verbinden wird.

Die Verbindungen können, wie auch Gasführungen in der Brennzone, durch Rohrleitungen hergestellt werden, die mit Mineralfasern und/oder z.B. ringförmigen Einsätzen aus Feuerfestmaterial ausgekleidet sind.

Die im vorstehenden genannten Gasführungen brauchen indessen nicht unbedingt Rohrleitungen zu sein. Die Gasführung vom Ofenraum her an den Heizelementen vorbei und wieder zurück in den Ofenraum kann u.U. auch durch feuerfeste Kanäle oder einfach nur an der Wandung des Ofenraums entlang erfolgen.

Als Gebläse kommen vornehmlich Ventilatoren oder Strahlgebläse in Frage. Als Treibgas für die Strahlgebläse kann nan einen kleinen Teil der Ofenatmosphäre entnehmen und komprimieren und/ oder komprimierte Raumluft verwenden. Eine Mischung von Ofenatmosphäre und Raumluft kommt vor allem zu dem Zweck in Betracht, den Verdichter, der hier eine besonders hohe Verdichtung hervorbringen muß, hinsichtlich der Temperatur zu entlasten. Auch ein durch eine Verbrennung erzeugtes Treibgas wäre möglich.

Es versteht sich, daß durch Treibgas der Ofenatmosphäre hinzugefügte Gasmengen wieder aus dem Ofen abgezogen werden müssen. Zur Entfernung des Wasserdampfes, des Kohlendioxids und anderer gas-

förmiger Reaktionsprodukte, die beim keramische Brand entstehen, muß jedoch ohnehin für einen Abzug gesorgt werden.

Die Strömung des Gases bzw, der Ofenatmosphäre sollte in der Brennzone im wesentlichen in Querrichtung des Ofens verlaufen. Sie nimmt dabei die kürzesten Wege; außerdem ist dann in der Brennzone noch eine Temperaturkurve möglich. In der Kühlzone und in der Aufwärmzone kann die Strömung auch eine mehr oder weniger große Komponente in Längsrichtung des Ofens haben und etwa schraubenlinienförmig sein.

Um die genannten Verbindung zwischen der Kühlzone und der Vorwärmzone auf möglichst kurzem Wege herzustellen, kann man die Vorwärmzone und die Brennzone des Ofens neben, über oder unter der Kühlzone anordnen und das Brenngut dazwischen um umlenken.

Die Heizelemente werden in der Regel Widerstandsheizelemente sein, wenngleich sich die Erfindung darauf nicht beschränkt und z.B. auch an Lichtbogenheizung zu denken ist.

Die Erfindung ist ebenso geeignet für Stapelbrand wie für Flachbrand, für Wagenöfen wie für Rollenöfen. Man wird auch vorhandene öfen nach dem Erfindungsvorschlag umbauen können; soweit dabei durch Wegfall von BrennmuffeJnseitlich Platz frei wird, kann er zur Wärmeisolierung genutzt werden.

Claims

DR.-ING.W. BERNHARDT 6600 SAARBRÜCKEN.

PATENTANWALT

Patentansprüche

1* Verfahren zum Brennen von keramischen Erzeugnissen, insbesondere Steinzeug oder Steingut, dadurch gekennzeichnet, daß ein in einem Kresilauf geführtes Gas elektrisch aufgeheizt und das Brenngut damit beströmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas im wesentlichen Luft ist.
3. Ofen zum Brennen von keramischen Erzeugnissen nach einem Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er elektrische Heizelemente und mit Gebläsen versehene Gasführungen aufweist, die vom Ofenraum her an den Heizelementen vorbei zurück in den Ofenraum führen.
4. Ofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Tunnelofen der genannte Gaskreislauf im wesentlichen auf die Brennzone beschränkt ist.
5. Ofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein weiterer Gaskreislauf aus der Kühlzone in die Vorwärmzone und zurück führt.
6. Ofen nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekerfteichnet durch mit Mineralfasern und/oder, z.B. ringförmigen, Einsätzen aus Feuerfestmaterial ausgekleidete Rohrleitungen für den Gaskreislauf bzw. die Gaskreisläufe.