DE3835594A1 - Fallstrombrennverfahren und vorrichtung zum brennen von dachziegeln - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren mit Vorrichtung zum Brennen von Tondachziegeln und ähnlichen plattenförmigen Formlingen sowie einen zugehörigen keramischen Formlings­ träger.

Nach dem Stand der Technik erfolgt das Brennen von Dachziegeln gruppenweise in u-förmigen Kassetten, z. B. nach Europatent 00 59 986. Es werden aber wegen der begrenzten Wärmeüber­ tragungsfläche hierbei keineswegs erwünschte kurze Brennzei­ ten erreicht. Daher führte die Entwicklung zur Verwendung von keramischen Einzelrähmchen, die im Ofenraum horizontal lie­ gend aufeinander gestapelt werden und auf denen jeweils ein Ziegelformling ruht (siehe ZI-Jahrbuch 1987/88 Seite 114-115 Bauverlag Wiesbaden).

Es lassen sich mit solchen Einzelrähmchen wesentlich kürzere Brennzeiten erreichen, als dies mit U-Kassetten möglich war. Jedoch wird dabei die Wärmeübertragungsfläche nicht voll­ ständig genutzt. Besonders die untere Formlingsseite, teilweise durch die Rippen des Einzelrähmchens verdeckt, kommt nicht ge­ nügend zur Konvektionswirkung, da die Luftschicht dort, da horizontal, als weitgehend ruhend betrachtet werden kann. Um wie gewünscht auch größere Ziegelformate zu brennen, z. B. solche mit einer Deckfläche von ca. 10 Stück je Quadratmeter bedarf es einer Weiterentwicklung. Auch sollen solche Brenn­ besätze in Großraumtunnelöfen oder periodischen Öfen leicht zu brennen sein, ohne die sonst auftretenden thermischen ver­ tikalen Entmischungen, wie sie bei solchen Öfen, insbesondere Tunnelöfen mit höherem Brennkanal, auftreten.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren, Brennsy­ stem und zugehörige Formlingsträger zu schaffen, um normale und größere Tondachziegel bei kurzen Behandlungszeiten in großen Tunnelöfen oder periodischen Öfen zu brennen.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, den Flächendruck auf die Einzelrähmchen zu vermindern, so daß auch bei größeren Form­ lingen und Formlingsträgern eine längere Lebensdauer erwartet werden darf. Hieraus ergibt sich eine Rechtfertigung, teuere Einzelformlingsträger einzusetzen und dennoch eine größere Wirtschaftlichkeit als bislang zu erzielen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, auch das reduzierende Brennen von Dachziegeln zu ermöglichen und zwar weitgehend rauchlos. Das bedeutet, es soll kein Ruß, was beim reduzierenden Brand sonst entsteht wenn als Reduktionsmittel Gas oder Öl in den Brennraum aufgegeben wird, entstehen.

Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, Dachziegelformlinge auf keramische oder entsprechend feuerfeste Rähmchen so abzu­ legen und im Ofenraum (1) so zu stapeln, daß dieselben in geneigter Lage übereinander liegen und schräg gerichtet durch­ strömt werden.

Üblicherweise werden somit solche Steilstapel wie Fig. 1 zeigt, auf Transportmittel, z. B. Brennwagen (2) gesetzt. Die einzelnen Rähmchen werden dabei samt Formlingen übereinander gesetzt, wobei die jeweils untersten Schrägrost­ rähmchen (3) auf Konsolen (4) unterschiedlicher Höhe ruhen, woraus sich die Steillage der Formlinge im Brennraum ergibt. Diese Steillage der Formlinge während des Brennvorgangs be­ wirkt, daß insbesondere auch die besonders wärmeübertragungs­ trächtige untere Formlingsoberfläche zur Wärmeübertragung zwischen Formling und Ofengas genutzt werden kann. Es ist be­ kannt, daß der Wärmeübertragungskoeffizient von Deckenseiten wesentlich größer als der von Boden- oder Oberseiten ist.

Durch die Steillage der Formlinge beim Brennprozeß werden ferner Auftriebskräfte wirksam zur besseren Konvektion an Formlingsober- und Unterseite, was bei flach liegenden Form­ lingen nur in bescheidenerem Umfang der Fall ist.

Ein weiterer Erfindungsgedanke besteht darin, die auf Rähm­ chen liegenden Formlinge in Tunnelöfen so anzuordnen, daß in Strömungsrichtung eine im Brennkanal nach abwärts gerichtete stufenförmige Strömung (5) verläuft. Damit läßt sich der bei Gegenstromöfen lästigen Auftriebstendenz der Ofengase auf einfache Weise entgegenwirken, nämlich durch diese vorgeschla­ gene Form und Art der Lagerung des Brenngutes im Ofenraum. Die steillagigen Brennstapel brauchen jedoch nicht alle in gleich­ gerichteter Weise im Ofenraum angeordnet werden, es sind z. B. paarweise sattelförmige Stapelung oder jeder andere Steil­ lagenformation möglich (siehe Fig. 3).

Um die mechanische Haltbarkeit der Schrägrosträhmchen (6), welche vorzugsweise gitterförmig und durchbrochen hergestellt sind (Fig. 2) besser sicherzustellen, wird vorgeschlagen, dieselben mit einer Dreipunktlagerung herzustellen, das heißt also mit 3 Auflagenasen in schräger Lage, z. B. zwei außen­ liegende untere Nasen (7) und eine obenliegende mittlere Nase (8). Fig. 4 zeigt die Kraftvektoren, welche auf die Formlingsträger aus dem Formlingsgewicht einwirken. Durch die Steillage ergibt sich eine kleinere Normalkraft (N) als das Gewicht (G) beträgt. Dadurch resultiert eine bessere Formbeständigkeit, Haltbarkeit und Lebensdauer der Schräg­ rosträhmchen.

Dies ergibt auch zusammen mit den besseren Konvektionsbedin­ gungen günstige Voraussetzungen, wenn auf diesen Formlingsträgern ohne umzuladen, Formlinge getrocknet und gebrannt werden.

Erfindungsgemäß wird gemäß Fig. 2 als Reduktionsmittel Koks, Hochtemperaturkoks oder Magerkohle eingesetzt.

Der Koks zündet erst bei hoher Temperatur und kann daher in besonders ausgebildeten Taschen (9) der Schrägrosträhmchen eingelagert werden.

Nimmt man dem Ofen die Verbrennungsluft, so kommt es zu einer rußfreien reduzierenden Ofenatmosphäre von großer Gleichmäßig­ keit, da unter jedem einzelnen schräg liegenden Formling das Reduktionsmittel sich befindet.

Durch die Merkmale der Neuerung wird es dabei möglich, die Herstellung von Tondachziegeln wirtschaftlicher als seither zu gestalten, und größere Ziegelformate oder Plattenformate herzustellen, ohne Gefahr von Verwindungen während des Brenn­ prozesses. Es sind damit sowohl in Tunnel- als auch perio­ dischen Öfen schnellere Behandlungszeiten möglich, was den Einsatz von weniger Formlingsträgern und kleineren Öfen bei gegebener Leistung erlaubt.

Eine automatische Entlade- und Beladeanlage, welche vorzugs­ weise durch Untergabelung oder Abgreifen die Formlinge in Schräglage aufnimmt, arbeitet mit mehreren Aufnahmeorganen reihenweise, ein- oder mehrlagig.

Claims (6)

1. Verfahren und Vorrichtung zum lagenweisen Brennen von Tondach­ ziegeln oder plattenförmigen Produkten auf einzelnen überein­ ander gestapelten feuerfesten Schrägrosträhmchen, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die mit Formlingen belegten Formlingsträger in Schräg- oder Steillage übereinander gestapelt und so im Brennraum und/oder auf Brennwagen angeordnet werden.

2. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zum Brennen in Tunnel- oder Durchlauföfen die Steillage der Formlingsträgerstapel so ausgerichtet wird, daß die im Ofen strömenden Brenngase eine abwärts gerich­ tete Fallstrombewegung hervorrufen und erzwingen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 + 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum reduzierenden Brennen Reduktionsmittel z. B. Kohle/Koks dem Brennbesatz zum Brennen und/oder für Heizzwecke mitge­ geben wird.

4. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1-3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schrägrosträhmchen in schrägem Winkel im wesentlichen vertikal und senkrecht übereinander stapelbar sind.

5. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1-4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schrägrosträhmchen taschenförmige Vertie­ fungen aufweisen zur Aufnahme von Reduktionsmitteln, z. B. Koks oder Kohle.

6. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1-5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die gitterförmig ausgebildeten Schrägrost­ rähmchen drei Auflagepunkte aufweisen auf denen dieselben übereinander stapelbar sind.