DE3821589C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Ofenwagen für einen Tunnelofen der keramischen Industrie nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Ausführung ist in der keramischen Industrie durch die Zeitschrift Ziegelindustrie International 12/86, Seiten 663-664, bekannt.

Bei diesem vorbekannten Ofenwagen weist der Feuerfestaufbau im Vertikalschnitt:

• a) eine von feuerfesten Hohlstützen aus Leicht-Schamotte getra­ gene, das Wagenplateau abdeckende Tragschicht auf, die von groß­ formatigen Formplatten gebildet ist,
• b) auf dem Chassis-Blech eine doppelte Lage Isolierplatten auf, was vom Aufbauprinzip als eine Isolierschicht anzusehen ist,
• c) in der Wagenplateau-Mitte, d. h. zwischen der brennkanalseitigen Tragschicht und der unterwagenkanalseitigen zweilagigen Iso­ lierschicht, ein stark isolierendes Material auf, welches die verbleibenden Hohlräume zwischen den Stützen im unteren Bereich ausfüllt und ebenfalls als eine Isolierschicht anzusehen ist.

Demnach befinden sich unter der Tragschicht, welche den hohen me­ chanischen und thermischen Belastungen standhalten muß, nur zwei unterschiedliche Isolierschichten, die abstandslos benachbart sind.

Da bei diesem vorbekannten Ofenwagen die primäre Forderung be­ steht, die Energieverluste durch Speicherwärme zu verringern, ist der Feuerfestaufbau (der Wagenplateau-Aufbau) im Kern stark iso­ lierend ausgeführt. Trotzdem kann - wie die Praxis zeigt - damit nicht vermieden werden, daß ein bedeutender Wärmestrom aus dem Tunnelofen-Brennkanal über das Wagenplateau in den Unterwagenkanal gelangt, was ein aufwendiges Kühlsystem für den Unterwagenkanal erforderlich macht.

Aus der US-PS 37 59 661 (entspricht der DE-AS 22 03 360 gleicher Priorität) ist ein Ofenwagen bekannt, bei dem der sogenannte Feuerfestaufbau mit einer harten Außenhaut versehen ist, die die erforderliche Widerstandsfähigkeit gegen Flammenero­ sion hat, seitlich von Elementen aus dichtem Material mit mechani­ scher Festigkeit umgeben ist und im Inneren relativ leichte Mate­ rialien mit sehr guten Wärmedämmeigenschaften aufweist, welche nur geringe Wärmemengen absorbieren. Aufgrund des geringen Wärmespeichervermögens führen aber auch die geringen Wärmemengen zu erhöhten Temperaturen (Temperaturspitzen), die ohne ein aufwendiges Kühlsystem nicht abgesenkt werden können.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Ofenwagen mit einem Feuerfest­ aufbau zu schaffen, der eine Vergleichmäßigung der Wärmeübertra­ gung zum Unterwagenkanal bewirkt sowie den Wärmestrom durch den Feuerfestaufbau hindurch bei den in der keramischen Industrie üb­ lichen Durchlaufzeiten so weit reduziert, daß dieser geringe Wär­ mestrom von Begrenzungen des Unterwagenkanals (Fundament, Ofen­ wände) problemlos aufgenommen und abgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch einen Ofenwagen mit den Merkmalen des Pa­ tentanspruchs 1 gelöst.

Der Vorteil eines solchen Ofenwagen-Aufbaus besteht darin, daß im Kern des Wagenplateaus eine Wärmespeicherung durchgeführt wird. Die Speicherschicht bewirkt dabei eine thermische Abtrennung des Unterwagenkanals, wo sich die wärmeempfindlichen Teile (wie Räder, Achsen) befinden, vom Brennkanal. Der Wärmestrom in den Un­ terwagenkanal wird - bei gleicher Wagenplateaudicke - im Vergleich zu bisherigen Ausführungen vergleichmäßigt und außerdem erheblich verringert, da die durch die oberen schichten dringende Wärme zunächst in der Speicherschicht deren Aufheizung bewirkt und abge­ speichert wird, somit nicht in nachteiliger, unbeherrschbarer Größenordnung in den Unterwagenkanal gelangen kann.

Die Bezeichnung "Speicherschicht" besagt, daß das verwendete Mate­ rial primär eine Speicherung und nicht eine Isolierung bewirkt.

Eine vorteilhafte Wärmespeicherung wird bereits bei einer Spei­ cherschicht-Dichte von annähernd 1000 kg/m³ erreicht.

Bei einer solchen schwergewichtigen Speicherschicht mit großer spezifischer Wärmekapazität dringt während des Ofenwagen-Durch­ laufs durch einen Tunnelofen zum Brennen von z. B. in Paketen ge­ setzter keramischer Brennware vom Brennraum her (durch die obere Isolierung hindurch) eine solche Wärmemenge in die Speicherschicht ein, daß dieselbe um etwa 100°C aufgeheizt wird. Würde jedoch die Speicherschicht durch eine wesentlich leichtere und isolierende Schicht, beispielsweise durch eine gleichdicke Schicht aus Iso­ lierbeton mit einer Dichte von ca. 350 kg/m³, ersetzt werden, so würde diese Kernschicht sich um mindestens 200°C (anstelle der erwähnten 100°C) aufheizen.

Die gespeicherte Wärme der Speicherschicht wird außerdem aufgrund der die Speicherschicht an ihren beiden Hauptflächen abschirmenden Isolierschichten, mit wesentlich niedrigerer Dichte, außerhalb des Tunnelofens nur langsam abgegeben. Daher besitzt der erfindungsge­ mäße Ofenwagen bei der Einfahrt in den Vorwärmer noch einen heißen Kern und es wird dadurch eine schnellere Aufheizung der oberen Hälfte des Ofenwagenplateaus und des auf dem Ofenwagen befindli­ chen Brennguts erzielt.

Da nur noch ein minimaler Wärmestrom in den Unterwagenkanal eindringt, wird ein ansonsten notwendiges Kühlsystem überflüssig. Die damit verbundenen Investitions- und Wartungskosten können ein­ gespart werden.

Darüber hinaus fällt die mit den Kühlsystemen sonst abgeführte Wärmemenge, die in der Regel nur mit niedrigem Wirkungsgrad ver­ wendet werden kann, gar nicht erst an.

Der energiefressende Falschlufteintritt in den Brennkanal entfällt ebenfalls.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt und wird im folgenden näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt in rein schematischer Weise einen senkrechten Schnitt durch eine in einem Tunnelofen befindlichen Ofenwagen mit den verschie­ denen Isolierschichten.

Durch einen Tunnelofen 1 werden Ofenwagen 2 mit der zum Beispiel in Paketen gesetzten Brennware 3 - dicht aneinandergereiht - geschoben. Die Ofenwagen 2 trennen Brennkanal 4 und Unterwagenkanal 5 voneinander.

Der Feuerfestaufbau 6 des Ofenwagens 2 weist eine Tragschicht 7 sowie eine Isolierschicht 9 mit der Tragkonstruktion 8 auf, die aus einem hochwertigen und hitzebeständigen Feuerfestmaterial be­ stehen.

Die Tragschicht 7 besteht vorzugsweise aus Schamotte, mit einer Dichte von ca. 1900-2300 kg/m³. Die Tragkonstruktion 8 besitzt eine Dichte von ca. 1000-2000 kg/m³. Die Isolierschicht 9 be­ sitzt eine Dichte von ca. 100-200 kg/m³.

Die mit 10 bezifferte Isolierschicht ist als Speicherschicht aus­ geführt und besteht aus einer schweren, temperaturbeständigen Masse mit hoher Wärmekapazität, z. B. Feuerbeton, und kann eine Dichte von 1000-2400 kg/m3 haben. Der durch die obersten Schichten 7 bis 9 dringende geringe Wärmestrom wird von der Spei­ cherschicht 10 aufgenommen, die sich dabei erwärmt.

Die unterste Isolierschicht 11 - vorzugsweise Isolierbeton in niedriger Dichte (ca. 100-200 kg/m³) - verhindert weitgehend, daß die in der Speicherschicht 10 gespeicherte Wärmemenge in den Unterwagenkanal 5 abfließen kann.

Nach dem Verlassen des Tunnelofens gibt nun der Ofenwagen 2 über die Schichten 7 bis 9 und 11 nach und nach die in der Speicher­ schicht 10 befindliche Wärme an die Umgebung ab. Da die unterste und die oberen Schichten unter Umgebungsbedingungen eine sehr hohe Isolierfähigkeit haben, erfolgt diese Abkühlung so langsam, daß der größere Teil der in der Speicherschicht 10 enthaltenen Wärme­ menge noch vorhanden ist, wenn der Ofenwagen 2 wieder in den Tun­ nelofen 1 geschoben wird. Die vorteilhafte Folge ist eine schnel­ lere Aufheizung von Brennware und Ofenwagen-Plateau im Vorwärmer und im Tunnelofen.

Claims (8)

1. Ofenwagen für einen Tunnelofen der keramischen Industrie, der diesen querschnittsmäßig in einen Brennkanal und in einen Un­ terwagenkanal unterteilt, wobei der Feuerfestaufbau (6) des Ofenwagens (2) unterhalb einer hitzebeständigen Tragschicht (7), die von einer Isoliermaterial (9) durchdringenden Tragkon­ struktion (8) getragen wird, einen mehrschichtigen Aufbau mit funktionell aufeinander abgestimmten Schichten aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuerfestaufbau (6) im Verti­ kalschnitt unterhalb seiner Tragschicht (7) einen dreischichti­ gen Aufbau mit einer zwischen zwei Isolierschichten (9,11) angeordneten, den von oben eindringenden Wärmestrom während des Ofenwagen-Durchlaufs durch einen Tunnelofen aufnehmenden und speichernden Speicherschicht (10) aufweist.

2. Ofenwagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherschicht (10) eine Dichte von 1000-2400 kg/m³ auf­ weist.

3. Ofenwagen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherschicht (10) aus Feuerbeton besteht.

4. Ofenwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zwei beiderseits der Speicherschicht (10) an­ geordneten Isolierschichten (9, 11) eine Dichte von 100-200 kg/m³ aufweisen.

5. Ofenwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die unterste Isolierschicht (11) aus Isolierbeton mit niedriger Dichte von 100-200 kg/m³ besteht.

6. Ofenwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß oberhalb der Speicherschicht (10) eine Isolier­ schicht (9) und eine dieselbe durchdringende Tragkonstruktion (8) angeordnet sind, die aus Feuerfestmaterial bestehen.

7. Ofenwagen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die die Tragschicht (7) tragende Tragkonstruktion (8) eine Dichte von 1000-2000 kg/m³ aufweist.

8. Ofenwagen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Tragschicht (7) aus Schamotte mit einer Dichte von 1900-2300 kg/m³ besteht.