DE4035665A1 - Kammerofen zum sintern von keramikformlingen, insbesondere von weichferriten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kammerofen zum Sintern von mit organischen Bindemitteln gebundenen Formlin­ gen, insbesondere von Weichferriten, bestehend aus einer Ofenkammer und einer darüber liegenden, mit der Ofenkammer verbundenen Gassammelkammer, in der min­ destens ein Brenner angeordnet ist, der die in dem angesaugten Gasstrom enthaltenen brennbaren Bindemit­ teldämpfe zündet.

Beim Betrieb eines derartigen Kammerofens werden die zu sinternden Keramikformlinge in der Ofenkammer von umgebenden Heizstäben auf eine Temperatur aufgeheizt, bei der das Bindemittel in die Dampfphase tritt. Da das Bindemittel in einem engen Temperaturbereich ver­ dampft, kommt es bei einem zu schnellen Durchfahren dieses Temperaturbereiches zu in großen Mengen frei werdenden Bindemitteldämpfen, die aus dem Formling austreten und sich mit der Atmosphäre der Ofenkammer vermischen. Das brennbare Gasgemisch wird aus der Ofenkammer gesaugt und der Gassammelkammer zugeführt. In dieser Gassammelkammer wird das Gasgemisch gezün­ det und verbrannt, so daß keine Kohlenwasserstoffe (Bindemitteldämpfe) emitiert werden, was nach der gel­ tenden TA-Luft unzulässig wäre.

Nach der DE-PS 32 32 294 ist ein Kammerofen der eingangs genannten Art bekannt. Bei diesem vorbekann­ ten Kammerofen wird das in der Gassammelkammer ver­ brannte heiße Gasgemisch über Öffnungen in den Seiten­ wänden des Kammerofens der Ofenkammer wieder zuge­ führt. Durch diese Umwälzung werden das Wärmeangebot vergleichmäßigt und mögliche Ansammlungen von zünd­ fähigen Dämpfen durch ständiges Vermischen und Verwir­ beln der Ofenatmosphäre vermieden. Dennoch kann nicht sichergestellt werden, daß in der Gassammelkammer alle Bindemitteldämpfe vollständig verbrannt werden, so daß es immer noch zu zu hohen Kohlenwasserstoffge­ halten kommen kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Kammerofen der in Rede stehenden Art durch Einbaumaß­ nahmen dahingehend zu verbessern, daß alle aus der Ofenkammer ausströmenden brennbaren Bindemitteldämpfe in der Gassammelkammer gezündet und vollständig ver­ brannt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Gassammelkammer Leitelemente angeordnet sind, die dem angesaugten Gas eine gegen die Flamme des Brenners gerichtete Strömungsrichtung geben und den gesamten Gasstrom eng an der Flamme des Brenners vorbeiführen.

Durch diese Einbaumaßnahmen werden die brennbaren, aus der Ofenkammer angesaugten Bindemitteldämpfe zwangsläufig eng an der Flamme des mit einem aus­ reichenden Sauerstoffüberschuß betriebenen Brenners vorbeigeführt. Die entgegengerichtete Flamme erzeugt eine starke Verwirbelung des Gasstromes. Die Leitele­ mente sind dabei derart angeordnet, daß der verwirbel­ te Gasstrom nur an oder durch die Flamme des Brenners entweichen kann. Somit ist gewährleistet, daß alle brennbaren Gase nach Durchströmen der Leitelemente gezündet sind, und der Gasstrom nach dem Durchtritt durch die Gassammelkammer keine brennbaren Bestandtei­ le mehr enthält.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Leitelemente zumindest teilweise so nahe an der Flamme des Brenners angeordnet, daß sie beim Be­ trieb von der Wärme der Flamme des Brenners glühend gehalten werden. An diesen glühenden Leitelementen können sich die brennbaren Bindemitteldämpfe zusätz­ lich entzünden.

Zweckmäßig bestehen die Leitelemente aus feuerfesten keramischen Platten. Solche keramischen Platten in der Gassammelkammer halten der Wärmebelastung stand und übertragen die Strahlungswärme zur Entzündung der über die gesamte Fläche.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgen­ den an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Kammer­ ofens gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1.

In Fig. 1 ist die quaderförmige Ofenkammer des Kammer­ ofens mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Die Ofenkam­ mer 1 ist nach unten offen und wird von vier Stütz­ säulen 2 getragen. Wie in Fig. 1 in gestrichelten Linien dargestellt ist, kann unter die Ofenkammer 1 ein Ofenwagen 3 gefahren werden, dessen Aufbauten 4 die nicht näher dargestellten Sinterformlinge auf­ nehmen. Der Ofenwagen 3 kann zwischen den Säulen 2 mittels einer Hebevorrichtung derart angehoben wer­ den, daß die Aufbauten 4 des Ofenwagens 3 in das Innere der Ofenkammer 1 gelangen und die Ofenkammer 1 nach unten hin von dem Ofenwagen 3 hermetisch ver­ schlossen wird. Die Ofenkammer 1 wird von elektri­ schen Heizelementen 5 in Form von SiC-Heizstäben be­ heizt.

Direkt über der Ofenkammer 1 befindet sich eine Gas­ sammelkammer 6, die etwa die gleiche Länge wie die Ofenkammer 1 hat und über mehrere Verbindungskanäle 7 mit der Ofenkammer 1 verbunden ist. Erfindungsgemäß befinden sich in der Gassammelkammer 6 Leitelemente 8, 9 und 10, die den gesamten über die Verbindungs­ kanäle 7 zuströmenden Gasstrom in Richtung auf die Stirnseiten der Gassammelkammer 6 leiten. Jeweils an den Stirnseiten der Gassammelkammer 6 sind Brenner 11 angeordnet. Die Flamme 12 des Brenners 11, der mit einem für die Verbrennung der Bindemitteldämpfe aus­ reichenden Sauerstoffüberschuß betrieben wird, ist so ausgerichtet, daß sie zwischen das Leitelement 8 und das darüberliegende Leitelement 9 feuert. Das Leitelement 10 schließt sich in einem stumpfen Winkel an das Leitelement 9 an und deckt den gesamten Querschnitt der Gassammelkammer bis zur Symmetrieachse des Kammerofens ab.

An die Gassammelkammer 6 ist ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Gasumwälzsystem angeschlossen, welches das Gas durch eine Öffnung 13 ansaugt und wieder der Ofenkammer 1 zuführt.

Die in der Ofenkammer 1 eingebrachten, mit orga­ nischen Bindemitteln gebundenen grünen Formlinge 4 werden zunächst mittels der elektrischen Heizelemente bis auf etwa 400°C erwärmt, wobei alle in den Formlingen enthaltenen Bindemittel verdampfen. Die aus dem Formling austretenden Dämpfe gelangen ent­ sprechend der Pfeilrichtung 14 durch die Sogwirkung des Gasumwälzsystemes über die Verbindungskanäle 7 in die Gassammelkammer 6. Hier treffen sie auf die Leit­ elemente 8, 9 und 10 und werden von diesen in Richtung auf die stirnseitig angeordneten Brenner geführt. Durch die Heizwirkung des Brenners 11 werden die Leitelemente 8, 9 und 10, insbesondere die in Rich­ tung der Flamme weisenden Leitelemente 8 und 9 glü­ hend, so daß die brennbaren Bindemitteldämpfe sich bereits an den Oberflächen der Leitelemente 8, 9 und 10 entzünden können. Dadurch, daß die Flamme 12 des Brenners 11 entgegen der Strömungsrichtung des aus der Ofenkammer austretenden Gases gerichtet ist, tritt in dem von den Leitelementen 8, 9 und 10 umgebenen Raum eine starke Verwirbelung auf. Das Gas wird in diesem Raum derart durchwirbelt, daß es ent­ weder an den glühenden Leitelementen 8, 9 oder 10 oder durch die Flamme 12 des Brenners 11 entzündet wird. Dadurch ist gewährleistet, daß an der Aus­ trittsseite keine brennbaren Gase mehr vorhanden sind. Je nach der Steuerung des Kammerofens kann der abgesaugte Gasstrom ganz oder teilweise über die Öff­ nung 13 in das System zurückgeführt werden oder über Abgaskanäle 15 der Atmosphäre zugeführt werden.

Claims (3)

1. Kammerofen zum Sintern von mit organischen Bindemitteln gebundenen Formlingen, insbes­ sondere von Weichferriten, bestehend aus einer Ofen­ kammer und einer darüber liegenden, mit der Ofenkam­ mer verbundenen Gassammelkammer, in der mindestens ein Brenner angeordnet ist, der die in dem Gasstrom enthaltenen brennbaren Bindemitteldämpfe zündet, dadurch gekennzeichnet, daß in der Gassammelkammer (6) Leitelemente (8, 9, 10) ange­ ordnet sind, die dem angesaugten Gasstrom eine gegen die Flamme (12) des Brenners (11) gerichtete Strömungs­ richtung (14) geben und den gesamten Gasstrom eng an der Flamme (12) des Brenners (11) vorbeiführen.

2. Kammerofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitelemente (8, 9, 10) zumin­ dest teilweise so nahe an der Flamme (12) des Bren­ ners (11) angeordnet sind, daß sie beim Betrieb von der Wärme der Flamme (12) des Brenners (11) glühend gehalten werden.

3. Kammerofen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitelemente (8, 9, 10) aus feuerfestem Keramikmaterial bestehen.