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Ofenanlage zum Brennen feuerfester, besonders kalkgebundener Steine
(Dinas, Silika). Zum Brennen von kalkgebundenen, feuerfesten Steinen, wie Silika-
oder Dinassteinen, hat man bisher absatzweise betriebene Öfen benutzt, die, in der
Regel von runder Form, mit den Formlingen von Hand beschickt werden; ist der Ofenraum
voll gesetzt, so wärmt man den Inhalt an und erreicht nach 9 bis 12 Tagen die Höchsttemperatur
von 1650' C, gemessen an der Feuerbrücke, worauf 2 bis 3 Tage bei der hohen
Temperatur weiter geheim wird. Danach schließt man den Ofen ganz, überläßt ihn sich
selbst noch etwa 2 Tage zum weiteren Wärmeausgleich und kühlt dann den Inhalt langsam
ab, so daß man nach insgesamt 2o bis 30 Tagen die Steine fertig und richtig gebrannt
aus dem Ofen herausnehmen kann.
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Bei dem Brennen muß eine Überführung des Quarzits in Tridymit oder
Cristobalit erfolgen, die die Innehaltung einer Temperaturstufe über t q.7o° C für
die Zeitdauer von etwa 3 bis z1 Tagen erfordert. Da sich dabei das spezifische Gewicht
von 2,65 in ein solches von! 2,3 ändert, so ist mit dem Brennen eine große Ausdehnung
verbunden, die linear gemessen über 3 Prozent beträgt. Werden die Steine nicht so
gebrannt, so erfolgt später, wenn der Stein im Betriebe gebraucht wird, eine weitere
Ausdehnung, die für das Ofenmauerwerk unter Umständen außerordentlich schädlich
sein kann, besonders bei Ofen äroßer räumlicher Ausdehnung, wie z. B. bei Kammeröfen
zur Erzeugung von Gas und Koks, die heute eine Länge von zo bis 12 m haben.
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Diese Herstellung der kalkgebundenen Steine ist aber teuer, da sie
viel Handarbeit verlangt, sehr viel Zeit in Anspruch nimmt und auch eine große Menge
Kohlen verschlingt; da nämlich die Feuerung mit kaltem Ofen beginnt, so läßt sich
Gasfeuerung nicht gut verwenden. Man hat versucht, das Brennen derartiger kalkgebundener
Steine durch Einführung des gewöhnlichen Kanalofens zu vereinfachen und zu verbilligen.
Bei einem derartigen, in der Praxis angewendeten Tunnelofen von etwa 130m Länge
beträgt die Zeitdauer zwischen Einsetzen und Aussetzen nur -.o Stunden, so daß die
Steine in der eigentlichen Brennzone, wo sie tagelang verweilen müßten, nur wenige
Stunden sind. Die Umwandlung des Quarzits in. Cristobalit
erfolgt
dabei nur zum kleinen Teil, und die Folge ist, daß ein solcher ' Stein, wenn er
später im Siemens-Martin-Ofen oder im Koksofen eingebaut wird, sich recht unbefriedigend
verhält.
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ach der Erfindung sollen derartige kalkgebundene Steine in ähnlicher
Weise stetig wie in den Tunnelöfen gebrannt werden, dabei aber die Unstimmigkeiten
beseitigt werden, die in zeitlicher Beziehung zwischen den -Zonen der @-orwärmung,
des eigentlichen Brennens und der .Abkühlung bestehen; gleichzeitig soll die Möglichkeit
gegeben sein, den eigentlichen Brennraum in einer Weise auszubilden, wie dies für
die wirtschaftliche und gleichmäßige Erzeugung der dort gebrauchten hohen Temperaturen
erforderlich ist. Zli diesem Zweck wird der Brennraum aus der im übrigen als Kanalofen,
ausgebildeten Anlage leerausgenommen und als für sich zu betreibender Ofen ausgestaltet,
wobei durch die Zahl der zur Verwendung gelangenden Ofenkammern doch wieder ein
stetiger Betrieb ermöglicht wird. Durch entsprechende Gleisanlagen wird dabei der
erforderliche Kreislauf zwischen dem Z'orwärmeraum, den Brennöfen und den Kühlräumen,
ermöglicht. Damit erhält man auch die Möglichkeit, den Brennraum selbst in einer
der hohen Entwicklung der Feuerungstechnik entsprechenden Weise durchzubilden, cla
er jetzt in dieser Beziehung ein für sich abgeschlossenes und unabhängiges Ganzes
darstellt. Indem nämlich die Vorwärmung der frischen Formlinge durch die beimKühlen
der fertiggebrannten Steine in den Kühlkanälen hoch vorgewärmte Luft erfolgt, ist
man in der Lage, die Überschußwärme des eigentlichen Brennvorganges für diesen selbst
in einer Wäriner#iclcgewinliungsalilage auszunutzen und so dem Brennrauen in Gestalt
einer entsprechend höheren bzw. mit einem geringeren Wärmeaufwand zu erzielenden
Temperatur zugute zu bringen. Als die grundsätzlich beste Form für diese Wä rmerückgewinnung
empfiehlt sich dabei die mit einräumigen Erhitzern oder Wärmespeichern.
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In der Zeichnung ist eine der Erfindung entsprechende Anlage in Abb.
i im Grundriß dargestellt, während Abb.2 einen dazu gehörigen Querschnitt wiedergibt.
Abb. 3 und .l zeigen in Querschnitt und Längsschnitt eine Ausführungsform für den
eigentlichen Brennraum.
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,Neben dem als Kanalofen ausgebildeten Vorwärmeraum io liegen die
ebenfalls als Kanäle ausgebildeten Kühlräume i i, und zwar sind jeweilig einem Vorwärinekanal
zwei Kühlkanäle zugeordnet, entsprechend dem Unistand. daß die Abkühlung der gebrannten
kalkgebundenen Steine ganz- besonders vorsichtig erfolgen muß, während die \-orwärinung
der Formlinge schneller vor ,ich gehen kann. Die am Austrittsende der Kühlkanäle
inittelsGebläses eingeführteKühlluft streicht über das in den beiden Kanälen i i
aufgestapelte heiße Gut und wärmt sich dort t#c;r, um am anderen Ende der Kühlkanäle
in clen @-orwärmekanal io überzutreten und hier ebenfalls im Gegenstrom zu den frisch
eingesetzten Formlingen durch den Kanal io ;Dill Kamin oder dem Absaugegebläse zuzuströmen..
Erforderlichenfalls kann dabei an der Umkehrstelle durch einen Anschluß 15 noch
Gas zugeführt werden, um durch eine zusätzliche Verbrennung eine Steigerung der
Temperatur der Abhetze zu erzielen. Das auf dein Gleis i2 durch den Vorwärmekanal
io hindurchgeführte Gut wird mit Hilfe einer Schiebebühne auf das rechtwinklig dazu
verlaufende Gleis 17 umgesetzt, das an den ,:igentlichen Brennöfen i8 vorbeiführt,
die hier zu vier angeordnet sind. Ist das so vorgewärmte Gut in die Brennöfen übergeführt,
so werden hier die Steine fertiggebrannt, am wieder mit Hilfe der auf dem Gleis
i9 laufenden Schiebebühne 2o in die Kühlkanäle i i abgegeben zu werden; um bei dieser
Überführung eine Abkühlung des Gutes zu vermeiden, ist die Schiebebühne i2 mit einer
feuerfest ausgekleideten und gegebenenfalls geheizten Haube versehen. Nach Abkühlung
ler gebrannten Steine in den Kammern i i ;-erden mit Hilfe der auf dem Gleis 13
laufen-(len Schiebebühne 1d. die Steine zum Lagerplatz gefahren und dort abgesetzt.
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Mit der gezeichneten Anlage ergibt sich bei Anwendung von vier Brennöfen,
zwei AbkühIkanälen und einem V orwärmekanal eine Brennzeit von 4 vollen Tagen, von
.1.r Stunden Vorwärmezeit und 82 Stunden Abkühlzeit, für den vollen Durchgang also
eine Zeit von 9 Tagen und 3 Stunden, wobei durch die verhältnismäßige Bemessung
der verschiedenen Räume ein völliger Irreislauf und damit ein ununterbrochener Betrieb
ermöglicht wird.
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Die eigentlichen Brennöfen (vgl. Abb.3 und q.) bestehen aus den paarweise
angeordneten Kammern 2i, über denen in der ganzen Längserstreckung die 23 und 24
bzw. 23' und 24' vorgesehen sind. Diese Wärmespeicher arbeiten in der bekannten
Weise zusammen, daß in der einen Betriebsstufe das eine Wärmespeicherpaar als Luft-und
Gaserhitzer, das andere als Abwärmespeicher dient, während nach etwa einer halben
Stunde eine Umkehr der Zugrichtung und damit auch ein Wechsel in der Aufgabe der
Wärmespeicher erfolgt. Gas und Luft 'Yelangen dabei durch die düsenartigen DurchbrechUngell
25, 26 des Gewölbes der Kammer
21 in dieser zur Verbrennung, durchziehen
dabei die Kammer von oben nach unten, treten durch die Durchbrechungen 22 in die
Nachbarkammer, um durch die Öffnungen -25', 2<>' in die Wärmespeicher
23', ?-.' zu strötnen. llit rler Einführung der Flamme von oben in den Brennraum
wird nun eine praktisch gleichmäßige Beaufschlagung, insofern-erzielt, als hier
die heißen Gase ziem Auftrieb entgegengeführt werden. so daß sie unter Wirbelbildungen
den ganzen Raum ausfüllen und gleichmäßig beanspruchen. Die Kammern 21 werden mit
dem Brenngut 33 beschickt, das auf dem feuerfesten Belag 32 der Tunnelwagen 31 aufgebaut
ist, die mit Drehgestellen 3o auf dem Gleis 29 laufen. Die Wagen erhalten durch
die Drehgestelle die erforderliche Beweglichkeit, um über Normalspurbahnen in das
Lager gefahren werden zu können. Durch Stopfentüren 34- werden jeweilig die Brennräume
21 nach außen abgedichtet, wobei zur Bedienung der schweren Stopfentüren die ganze
Ofenanlage von einem Laufkran bestrichen wird. Die Abdichtung` der ganzen Brennräume
nach unten hin wird in bekannter Weise durch Sandtassen bewirkt, so daß die Wagengestelle
durch einen unter den Bödell31 hinstreichenden Luftzug gekühlt werden können.
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Die beschriebene Art der Beheizung gewährleistet durch die Verwendung
einer hochwertigen Wärmerückgewinnungsanlage -nicht nur die Erzeugung der erforderlichen
hohen und gleichmäßigen Temperatur für den Brennraum, sondern gestattet auch gleichzeitig,
den Druckzustand in der erforderlichen Weise genau einzuregeln: Einmal soll nämlich
von unten keine Frischluft in den Brennraum eintretenkönnen, anderseits sollen aber
auch keine Feuergase aus dem Brennrauin durch Spalten zwischen Gien Tunnelwagen
nach unten fallen können. Durch die Anordnung der Wärmespeicher unmittelbar über
dem Brennrauen kann man den Druckzustand so einregem, daß z. B. in der Höhe der
Oberkante der Wagengestelle ein Druckzustand von _iz o herrscht. Damit ist gegenüber
den bisherigen Anlagen insofern ein Vorteil bedingt, als bei Kanalöfen die Feuerase
im Gegenstrom zuen Brenngut gehen, wobei in den langen Kanälen große Reibungen zu
überwinden sind, so daß man nie in der Lage ist, in den verschiedenen Teilen (Ies
Brennofens den erforderlichen Druckzustand innezuhalten. Der Umstand, claß die große
überschüssige Wärme der eigentlichen Brennräume in der zugehörigen Wärmerückgewinnung
ausgenutzt wird, hat den Vorteil, daß für die Vorwärmung der frischen Formlinge
nur die von der Kühlluft in den Kanälen 11 dem gebrannten . Gut abgenommene Wärme
zur Verfügung steht, so daß diese Vorwärmung nicht zu ausgiebig wird und damit zu
einem Rissigwerden. der Steine Veranlassung geben könnte.
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Das Fundament der Brennräume und der Kühlräume 'besteht aus Beton
oder ähnlichen Stoffen und wird gegen das feuerfeste Material durch eine Lage gußeiserner
Platten abgegrenzt, die nach der Wärmeseite zu an ein wassergekühltes Rohr anschließen,
das so gelagert ist, daß es die Wärmestrahlung zwischen Kanal und Wagenwand aufnimmt
und abführt. Diese Gußplatten übertragen die Wärme, die in die Fundamente dringen
will, an das wassergekühlte Rohr, und dieses führt somit alle sonst schädlich werdenden
Wärmemengen ab.