DE3739073A1 - Brennofen fuer keramikmaterialien wie fliesen und aehnliches - Google Patents
Brennofen fuer keramikmaterialien wie fliesen und aehnlichesInfo
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Description
Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet ein Brennofen für
Keramikmaterialien wie Fliesen und ähnliches.
Besonders, jedoch nicht ausschliesslich, findet dieser nützli
che Anwendung bei Schnellbrennverfahren von Keramikmateria
lien, insbesondere von Fliesen. Die bekannten Schnellbrennver
fahren von Keramikfliesen werden unter Verwendung von Rollen
durchlauföfen durchgeführt, wobei das Material beim Durchlau
fen derselben einen Brennzyklus erfährt. Tatsächlich wird bei
Durchwärmung in diesen Öfen eine genaue Verteilung der Tempe
ratur entlang der Längsachse des Ofens von der Eintrittsöff
nung bis zur Austrittsöffnung erreicht, die durch eine konti
nuierliche Kurve darstellbar ist.
In dieser ist wie folgt erkennbar: Ein erster, ansteigender
Abschnitt, ein Zwischenabschnitt, in dem die Höchsttemperatur
erreicht wird, und ein absteigender Abschnitt. Das den Ofen
durchlaufende Material wird somit allmählich während des Auf
heizens zunehmenden Temperaturen ausgesetzt, bis der Bereich
der Höchsttemperatur erreicht ist, um dann mit einer gewissen
Abstufung einer Kühlwirkung unterzogen zu werden. Praktisch
trifft man entlang dem Verlauf des Ofens von der Eintrittsöff
nung bis zur Austrittsöffnung auf Zonen, in denen Wärmeenergie
auf das Keramikmaterial übertragen wird, die von Zonen gefolgt
sind, in denen dagegen die Wärmeenergie aus dem Material
selbst abgezogen wird. Das allgemein angewandte System, um
diesen Wärmeaustausch in den Rollendurchlauföfen durchzufüh
ren, besteht in der Nutzung eines Austausches, der hauptsäch
lich auf der Übertragung durch Konvektion beruht und durch das
Vorhandensein von zwei ununterbrochenen, im Gegenstrom flies
senden Strömungen gekennzeichnet ist: Das zu brennende Kera
mikmaterial, das von der Eintrittsöffnung her auf der Rollen
transportfläche der Brennzone zugeführt wird, und der heisse
Rauch, der dagegen statt der Brennzone dem Abzug zuströmt.
Um eine ganz bestimmte Brennkurve zu erreichen, wird dann mit
dem Zuführen von Energie auf unterschiedlichen Wärmestufen
fortgefahren, um auf einer bestimmten Strecke die Wirkung des
Gegenstroms zu unterbrechen mit dem Zweck, einen gewissen Teil
des Ofens auf gleichbleibender Temperatur zu halten (in dem
die chemisch-physischen Reaktionen erfolgen, die den eigentli
chen Brennprozess auslösen).
Ein solches Aufheizsystem bringt Nachteile mit sich, die sich
daraus ergeben, dass das Material in dem Ofen weiterläuft, wo
bei es auf Rauch von unterschiedlichen Temperaturen und Strö
mungen von verschiedenen Geschwindigkeiten trifft, die es nur
sehr ungefähr gleichmässig berühren.
Ein weiterer Nachteil, der sich bei diesen Ofentypen zeigt,
ist der, dass während des Brennvorgangs die Durchführung ande
rer notwendiger Behandlungen, wie zum Beispiel besonders gere
gelte Schutzatmosphären, nicht möglich sind.
Die vorliegende Erfindung, so wie sie durch die Patentansprü
che gekennzeichnet ist, hat zum Zweck, die vorstehend erwähn
ten Nachteile und Unvollständigkeiten der bekannten Technik zu
vermeiden.
Ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung ist der, einen
Rollenofen herzustellen, der aus einer Reihe von Behandlungs
einheiten besteht, die zahlenmässig soviele sind wie die typi
schen, zum Brennen vorgesehenen Wärmestufen, und die im we
sentlichen aus voneinander mechanisch und thermisch unabhängi
gen Bausteinen bestehen, so dass sie sich nicht gegenseitig
beeinflussen.
Weitere Eigenschaften der vorliegenden Erfindung gehen deutli
cher aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung einiger
vorgezogener, jedoch nicht ausschliesslicher Verwirklichungs
formen der Erfindung selbst hervor, die rein als Beispiel und
nicht begrenzend in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt
sind, von denen
- - Abb. 1 einen schematischen Längsschnitt nach einer vertika len Ebene eines Brennofens in Ubereinstimmung mit der Erfin dung zeigt;
- - Abb. 2 zeigt das Beispiel einer Brennkurve, die mit Hilfe des Brennofenplans aus Abbildung 1 hergestellt wurde;
- - Abb. 3 zeigt in vergrösserter Form eine Zone des Brennofens aus Abbildung 1.
Unter Bezugnahme auf die erwähnten Abbildungen ist mit (1)
insgesamt ein Schnellbrennofen für Keramikfliesen (8) bezeich
net, der eine Reihe von Behandlungsbereichen oder -zonen ent
hält, die aufeinanderfolgend angeordnet und durch ein Trans
portsystem miteinander verbunden sind, das aus einem Rollen
transportband (6) besteht, welches eine Anzahl von angetriebe
nen und nebeneinander angeordneten Rollen (7) mit parallelen
Achsen enthält, die eine Transportfläche bilden. Jede dieser
Behandlungszonen ist für den zu berücksichtigenden Brennzyk
lus durch eine ganz bestimmte Temperaturstufe gekennzeichnet,
die aus dem Diagramm in Abbildung 2 ersehen werden kann, in
dem je nach der Länge (L) des Ofens, die in Abzissen darge
stellt ist, in Ordinaten die Temperaturstufen (T) angegeben
sind. Jede Zone, die durch die bestimmte Temperaturstufe fest
gestellt wird, ist von den anderen getrennt und besteht aus
wenigstens einem "Baustein", der insgesamt mit (12) bezeichnet
und in Abbildung 3 dargestellt ist. Die Bewegungsrichtung des
Vorschubs der Fliesen (8) im Inneren des Ofens und folglich
auch im Inneren des Bausteins oder der Behandlungszone (12)
wird durch den Pfeil (21) angezeigt. Den auf dem Rollentrans
portband (6) im Inneren des Bausteins (12) vorhandenen Fliesen
wird Wärmeenergie übertragen, und zwar durch Ausstrahlung mit
Hilfe von Strahlungsflächen, die in bestimmten Abständen ober
halb und unterhalb der von den Rollen (7) gebildeten Trans
portfläche angeordnet sind. Diese Strahlungsflächen werden aus
aufeinanderfolgend angeordneten und durch sehr hohe Leitfähig
keit und Abgabekoeffizienten, auch bei niedrigen Temperaturen,
gekennzeichnete Ausstrahlungsplatten (13) gebildet.
Die Platten (13) werden auf der Seite aufgeheizt, die der Ab
gabefläche, also der dem Rollentransportband (6) zugewandten
entgegengesetzt liegt, und zwar durch Brenner, deren Rauch die
Oberflächen der genannten entgegengesetzt liegenden Seite im
Inneren von Kammern oder Zwischenräumen (14) und (15) berührt,
die von der Kammer (16), welche die eigentliche Behandlungszo
ne bildet, hermetisch abgeschlossen sind.
So erfolgt in den Kammern (14) und (15) die Wärmeübertragung
zum Teil durch Ausstrahlung und zum Teil durch Konvektion
durch Wirkung des heissen, von den Brennern (17) erzeugten
Rauchs, während sie in der eigentlichen Behandlungskammer (16)
durch Ausstrahlung zwischen den Abgabeflächen der Platten (13)
und den Keramikfliesen (8) erfolgt. Um im Inneren der Kammern
(14) und (15) die Voraussetzungen für den Wärmeaustausch zwi
schen dem heissen Rauch und den Platten (13) zu begünstigen,
werden die Flächen letzterer, die mit dem Rauch in Berührung
kommen, so hergestellt, dass sehr hohe Koeffizienten für
den Wärmeaustausch erreicht werden. Im Inneren der Kammer (16)
ist die Luftzirkulierung praktisch gleich Null. Dadurch ist es
möglich, das Überschneiden mit den angrenzenden Kammern zu
vermeiden.
Die Kammer (16) ist in der Tat von der vorangehenden Kammer
wie auch von der nachfolgenden in der durch den Pfeil ange
deuteten Vorschubrichtung durch schmale Luftkammern oder An
saughauben (28) und (29) getrennt, welche mit einem leichten
Unterdruck zwischen der als Baustein (12) bezeichneten Behand
lungszone und den angrenzenden Zonen dicht an der Transport
fläche des Rollentransportbandes (6) arbeiten.
Insbesondere ist die Trennung zwischen den aneinandergrenzen
den Behandlungszonen unterhalb der Rollen (7) durch die Wände
(41) total und oberhalb der Rollen (7) partial durch die Wände
(40), da die Stärke der Fliesen (8) abgerechnet werden muss.
Die Öffnung, durch welche eine jede Zone mit der angrenzenden
Zone verbunden ist, ausreichend, um den Durchlauf der Fliesen
während des schnellen Weiterleitens letzterer von einer Zone
in die andere zu gewährleisten, ist praktisch durch den leich
ten Unterdruck verschlossen, der durch die Hauben oder Luft
kammern (28) und (29) erzeugt wird.
Die durch die Luftkammern (2 B) und (29) abgezogene Wärmeener
gie wird zusammen mit der aus den Kammern (14) und (15) abge
zogenen Wärmeenergie des Rauchs in Auffangvorrichtungen (22)
und (23) wiedergewonnen und zur Speisung der Brenner (17) be
nutzt.
Auf diese Weise ist die Trennung zwischen einer jeden Behand
lungskammer und der unmittelbar angrenzenden solche, dass ohne
Überschneidungserscheinungen ein Temperaturstufenunterschied
zwischen den beiden Kammern von mehreren hundert Grad C ge
währleistet wird.
Dies ermöglicht die Verwirklichung von schnellen Brennzyklen,
in denen vorgesehen ist, dass das zu brennende Material einer
gewissen Anzahl von Temperatursprüngen unterzogen wird, von
denen jeder von einer Verweilphase gefolgt sein kann, die in
schneller Aufeinanderfolge angeordnet sind.
Dies ermöglicht ausserdem auch die Bestimmung von einer oder
mehreren Zonen oder Bausteinen für die Behandlung mit geregel
ter Atmosphäre.
Für die Abkühlwirkung können gleichartige Bausteine verwendet
werden, in denen natürlich keine Brenner (17) arbeiten und die
Richtung des Wärmeaustausches umgekehrt ist, das heisst von
den heissen Fliesen (8) zu den Platten (13) die hier eine em
pfindlich niedrigere Temperatur haben.
Bei anderen Verwirklichungsformen können die Behandlungsberei
che oder -zonen des Brennofens, die im einzelnen durch den mit
(12) bezeichneten Baustein beschrieben sind, so aufeinander
folgend angeordnet sein, dass sie sich nicht als getrennt er
weisen, sondern in direkter und freier Verbindung miteinander
stehen.
Natürlich können an der Erfindung zahlreiche Änderungen prak
tischer Art in den Konstruktionsdetails angebracht werden,
ohne jedoch aus dem beanspruchten Schutzbereich der erfinderi
schen Idee herauszugehen.
Claims (6)
1. Brennofen für Keramikmaterialien wie Fliesen und ähnli
ches, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Reihe von Behand
lungsbereichen oder -zonen enthält, die aufeinanderfolgend an
geordnet und miteinander verbunden sind, und zwar durch ein
Transportsystem, das dazu dient, sehr schnell das zu brennende
Material von einer Zone in die andere weiterzuleiten, wobei
vorgesehen ist, dass die Wärmeenergie durch Ausstrahlung zwi
schen den Wänden der Zonen und dem zu brennenden Material
übertragen und ausgetauscht wird.
2. Brennofen nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass das genannte Transportsystem ein Rollentransportband (6)
enthält, welches eine Anzahl von angetriebenen Rollen (7) mit
parallelen Achsen aufweist, wobei die Wärmeübertragung durch
Ausstrahlung mit Hilfe von Strahlungsflächen hergestellt wird,
die in bestimmten Abständen oberhalb und unterhalb der aus den
Rollen (7) gebildeten Transportfläche angeordnet sind.
3. Brennofen nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die genannten Strahlungsflächen aus Ausstrahlungsplatten
(13) gebildet werden, die aufeinanderfolgend angeordnet und
durch sehr hohe thermische Leitfähigkeit und Abgabekoeffizien
ten gekennzeichnet sind, auch bei niedrigen Temperaturen.
4. Brennofen nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
dass die Ausstrahlungsplatten (13) auf der Seite aufgeheizt
werden, die auf der anderen Seite der Abgabeflächen, die der
genannten Rollenfläche (7) zugewandt sind, liegen, und zwar
durch Brenner (17), deren Rauch die Oberfläche der genannten
entgegenliegenden Seite im Inneren einer durch die Platten
(13) von dem Behandlungsbereich oder -zone (16) des Ofens (1)
getrennten Kammer oder eines Zwischenraums (14) und (15) be
rührt.
5. Brennofen nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
dass die genannten Behandlungsbereiche oder -zonen (16) von
einander durch quer zu der Vorschubrichtung des Rollentrans
portbandes (16) liegende Wände getrennt sind, welche Öffnungen
von einer ausreichenden Weite aufweisen, um den Durchlauf des
zu brennenden Materials zu ermöglichen, und entsprechend zu
denen schmale Abzugshauben oder Luftkammern (28) und (29)
angeordnet sind, die dicht an der Transportfläche des genann
ten Rollentransportbandes (6) mit einem leichten Unterdruck
zwischen den beiden, durch sie getrennten Zonen (16) des Ofens
arbeiten.
6. Brennofen nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
dass die genannten Behandlungsbereiche oder -zonen (16) auf
einanderfolgend in direkter und freier Verbindung miteinander
angeordnet sind.
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JPS63169479A (ja) | 1988-07-13 |
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