EP0046994B1

EP0046994B1 - Rollenofen

Info

Publication number: EP0046994B1
Application number: EP81106714A
Authority: EP
Inventors: Gottfried Dr. Cremer
Original assignee: Buchtal Keramische Betriebe GmbH
Current assignee: BUCHTAL GMBH KERAMISCHE BETRIEBE
Priority date: 1980-08-28
Filing date: 1981-08-28
Publication date: 1984-12-19
Also published as: EP0046994A1; DE3032452C2; DE3032452A1; ZA815987B; WO1982000876A1; JPS57501793A

Description

Die Erfindung betrifft die Ausbildung der Kühlzone für einen aus Vorheiz-, Brenn- und Kühlzone bestehenden Rollenofen, durch den das Brenngut, vorzugsweise keramische Fliesen oder Platten, ohne es zu stützende Brennhilfsmittel aus feuerfestem Material einschichtig hindurchgeführt wird.
Bei das Brenngut einschichtig und ohne Brennhilfsmittel aus feuerfestem Material brennenden Rollenöfen durchläuft das Brenngut die Vorheiz-, Brenn- und Kühlzone auf einem Rollenteppich, dessen aus einem Spezialstahl oder keramischen feuerfesten Material bestehende Rollen von außerhalb des Ofens angetrieben werden. Der besondere Vorteil dieser Öfen besteht darin, daß der Einsatz von Wagen und feuerfesten Brennhilfsmitteln entfällt. Diese Transport- und Stützmittel stellen eine erhebliche Masse dar, die vom Ofen aufgeheizt werden muß und in der Kühlzone wieder zur Abkühlung gebracht wird. Es wird also ein erheblicher Teil der dem Ofen zum Brand des Brenngutes zugeführten Energie ungenutzt verschwendet.
Mit solchen einschichtig und ohne Einsatz von Transport- und Brennhilfsmitteln betriebenen Öfen wird nicht nur eine wesentliche Energieeinsparung erreicht, sondern es läßt sich auch der Brennvorgang schneller und gleichmäßiger durchführen. Man gelangt zu erheblich verkürzten Produktionszyklen.
In der Kühlzone solcher Öfen wird im allgemeinen mit sogenannter Sturzkühlung gearbeitet, d. h. es werden geeignete Mengen von Luft in die Kühlzone eingeführt und auf das Brenngut zur Einwirkung gebracht. Dabei kommt es unvermeidbar, auch wenn die Brennzone gegen die Kühlzone durch eine Schürze abgeschlossen ist, zu Rückwirkungen aus der Kühlzone in die Brennzone und, wenn diese reduzierend gefahren wird, zu einer Reoxidierung des Brenngutes in der Kühlzone und wenigstens in dem der Kühlzone benachbarten Bereich der Brennzone. Will man eine solche Reoxidierung des Brenngutes in der Kühlzone und ein Zurückwirken der Reoxidierung in die der Kühlzone benachbarten Bereiche der Brennzone verhindern, so könnte dies nach der DE-OS 28 24 367 beispielsweise dadurch erfolgen, daß man die der Reduktion in der Kühlzone dienenden Mittel in den Ofen intermittierend unter hohem Druck und in solchen Anteilen und Zeitabständen eingibt, daß der nach jeder durch Eingabe eines Anteils erzielten Teilreduktion verbleibende Überschuß des Reduktionsmittelanteils so gering ist, daß er in den zwischen aufeinanderfolgenden Eingaben liegenden Pausen ohne zusätzliche Luftzuführung durch die neutrale Ofenatmosphäre abgebrannt wird.
Es ist erkennbar, daß zur Durchführung eines solchen Verfahrens ein Außerordentlich kompliziertes Steuersystem erforderlich ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, durch Anwendung einfachster Mittel die Beeinflussung des Brenngutes in der Kühlzone und in dem der Kühlzone benachbarten Bereich durch die Atmosphäre der Kühlzone und damit eine entsprechende Reoxidierung des Brenngutes zu verhindern und eine einfache Möglichkeit zur Beeinflussung der Oberfläche des Brenngutes zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kombination gelöst, daß die Kühlzone mittels eines strömenden Wärmeträgers, indirekt gekühlt ist und daß sie in ihrer Richtung und ihrem Durchsatz einstellbare die Oberfläche des Brenngutes beeinflussende, nicht der Kühlung dienende Medien, einführende Einführungsorgane aufweist.
Vorzugsweise wird als strömender Wärmeträger ein flüssiger Wärmeträger verwendet.
Bei Einsatz eines flüssigen Wärmeträgers, beispielsweise Wasser, das durch Rohrschlangen oder -register in der Kühlzone über dem Brenngut geführt wird, ergibt sich ebenfalls eine schroffe Abkühlung des Brenngutes in der Kühlzone, ohne daß jedoch die Gefahr der Beeinflussung der Atmosphäre durch eingeführte Kühlluft besteht. Gleichzeitig wird damit aber in der Kühlzone eine praktisch ruhende Atmosphäre geschaffen, mit der es nunmehr möglich ist, Luft oder ein sonstiges, die Oberfläche des Brenngutes beeinflussenden Medium hinsichtlich Menge und Richtung gesteuert in die Kühlzone einzuführen. So kann man beispielsweise zur Beeinflussung der Glasur ein entsprechendes Gas oder einen entsprechenden dampf einführen.
Um zu vermeiden, daß von den den Wärmeträger führenden Rohrschlangen oder -registern abplatzender Zunder od. dgl. auf das Brenngut fällt, lassen sich diese Rohrschlangen oder -register gegen das Brenngut abschirmen, wobei in weiterer Ausbildung der Erfindung die Strahlungsflächen der den Wärmeträger führenden Rohrschlangen oder -register gegen das Brenngut regelbar abgeschirmt sind, so daß nicht nur das Brenngut geschützt wird, sondern der Kühlvorgang auch in beliebiger und optimaler Weise gesteuert werden kann.
Vorzugsweise sind die Rohrschlangen oder -register quer zur Fahrtrichtung des Brenngutes durch den Brennofen angeordnet, weil dann die Einspeisung und Ableitung des Wärmeträgers besonders einfach ist. Auch die Anordnung und Bedienung der Abschirmung ist bei einer solchen Anordnung der Rohrschlangen oder -register wesentlich einfacher.
Die regelbare Abschirmung besteht vorzugsweise aus jalousieartig angeordneten, verdrehbaren, paddelartigen Elementen. Diese Elemente decken im geschlossenen Zustand der Abschirmung die Kühlschlangen oder -register praktisch vollständig ab und lassen durch leichtes Verdrehen Schlitze frei, durch die die um die Kühlschlangen oder -register vorhandene stark gekühlte Atmosphäre nach unten sturzartig auf das Brenngut zur Einwirkung gelangen kann.
Anstelle der jalousieartigen Vorhänge kann man auch Schlitzplatten verwenden, die sich in gewünschter Weise wechselseitig so übereinanderschieben lassen, daß mehr oder weniger große Öffnungen für den Durchtritt gekühlter Atmosphäre nach unten auf das Brenngut zur Verfügung stehen. Durch die Verstellbarkeit der Abschirmung ist es auch möglich, den Kühlprozeß in der Kühlzone in beliebiger Weise zu beeinflussen.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die den Wärmeträger führenden Rohrschlangen oder -register an die Wärme wiedergewinnende oder wiedernutzbarmachende Anlagen oder Ofenteile angeschlossen werden können.
Aus der US-A-2 968 894 ist ein Ofen zum Anlassen von Glasplatten oder zum Vergüten von Bandstählen bekannt, der allerdings keine Dreiteilung in Vorwärmzone, Brennzone und Kühlzone aufweist. Zwar ist bei diesem Ofen vorgesehen, in einem dem Austrittsende benachbarten Bereich zusätzliche Brenner anzuordnen, die auch regelbar sein können, jedoch dienen diese Brenner nicht der Einführung von Medien, die die Oberfläche des Brenngutes beeinflussen sollen.
In der DE-B 12 77 288 ist zwar ein Wärmebehandlungsofen mit von heißen Gasen durchströmter Heizzone und daran anschließender Kühlzone beschrieben, jedoch herrscht in der Kühlzone keine ruhende Atmosphäre, vielmehr werden die Gase immer durch die Kühlzone gesaugt und dort gegebenenfalls auch durch Zusatzbrenner erhitzt.
Im Gegensatz zu diesen beiden bekannten Behandlungsöfen geht es beim Rollenofen nach der Erfindung darum, zuerst einmal die Voraussetzungen für eine ruhende Atmosphäre in der Kühlzone zu schaffen und dann unter Ausnutzung dieser so geschaffenen ruhenden Atmosphäre die Oberfläche des Brenngutes durch Einführen von geeigneten Medien zu beeinflussen.
Die Einführung erfolgt dabei durch gesonderte Einführorgane und nicht über die regelbare Abschirmung der Rohrschlangen oder -register und dient nicht der Kühlung des Brenngutes.
Die Zeichnung zeigt in

Figur 1 eine schematische Draufsicht auf einen Brennofen ;
Figur 2 einen Schnitt längs der Linie 11-11 der Fig. 1 ;
Figur 3 einen Teillängsschnitt durch die Kühlzone.

Bei einem in Richtung des Pfeiles A mit dem zu brennenden Gut, insbesondere keramische Platten beschickten Ofen sind eine Vorheizzone V. Z., eine Brennzone B. Z. die in Richtung der Pfeile B mittels Brenner beheizt wird, und eine Kühlzone K. Z. vorgesehen, aus der das fertige gebrannte und gekühlte Brenngut austritt. Das Brenngut B wird mittels Rollen durch den Ofen transportiert, von denen eine bei 1 in Fig. 2 und mehrere, ebenfalls mit 1 bezeichnet in Fig. 3 erkennbar sind. Solche Rollen bilden vom Ofeneingang bis zum Ofenausgang einen Rollenteppich und sind von außen her angetrieben, so daß sie das auf ihnen lagernde Brenngut B durch den Ofen hindurchfördern. In der Kühlzone K. Z. erfolgte die kühlung bis jetzt durch Kühlluft, die mittels über und unter dem Rollenteppich angebrachten Gebläse in die Kühlzone eingeführt wurde. Trotz eines bei 2 in Fig. 1 angedeuteten Schurzes zwischen Brennzone und Kühlzone ist es nicht möglich, eine Rückwirkung dieser Kühlluft auf die Brennzone und damit eine Beeinflussung der dort herrschenden Atmosphäre zu verhindern. Gemäß einem Merkmal der Erfindung erfolgt die Kühlung des Brenngutes B in der Kühlzone K. Z. nicht durch Einblasen von Kühlluft, sondern durch indirekte Kühlung mittels eines strömenden Wärmeträgers, vorzugsweise eines flüssigen Wärmeträgers, wie Wasser, der durch die vorzugsweise quer zur Fahrtrichtung des Brenngutes verlegten Kühlschlangen oder -register 3 im oberen Teil der Kühlzone hindurchgeführt wird. Die Atmosphäre in der Kühlzone bleibt dabei in Ruhe und es kann nicht mehr zu einer Rückwirkung in die Brennzone kommen. In diese ruhende Atmosphäre werden z. B. über in ihrer Richtung und in ihrem Durchsatz steuerbare Lanzen 8 ein reduzierendes Gas, Salzdämpfe oder ähnliche, die Oberfläche des Brenngutes in der gewünschten Weise beeinflussende Medien eingeführt. Da die Einführung in eine ruhende Atmosphäre erfolgt, ist die Dosierung einfach und unkompliziert und so durchführbar, daß Rückwirkungen auf den benachbarten Bereich der Brennzone nicht auftreten. Um ein Abfallen von sich allenfalls an den kühlschlangen oder -registern 3 bildenden Zunder o. dgl. auf das Kühlgut zu verhindern, ist einmal eine feste Abschirmung, wie sie bei 4 erkennbar ist, vorgesehen und zum anderen auch eine Abschirmung in Form einer Art von Jalousie, wie sie bei 5 angedeutet ist. Diese Jalousie besteht aus paddelartigen, sich quer über die Kühlzone erstreckenden Elementen, die so eingestellt werden können, daß sie die Lücken zwischen den festen Abschirmungen 4 praktisch schließen. Mit dieser Maßnahme ist nicht nur ein zusätzlicher Schutz des Brenngutes auf den Rollen 1 gewährleistet, sondern es ist auch möglich, den Kühlvorgang zu dosieren. Selbstverständlich kann anstelle der in Fig. 3 wiedergegebenen paddelartigen Elemente auch eine Anordnung vorgesehen werden, die sich aus quer über die Kühlzone oder in Längsrichtung der Kühlzone erstreckenden Schlitzplatten zusammensetzt, deren Schlitze gegenseitig mehr oder weniger zur Deckung gebracht werden können, so daß mehr oder weniger große Öffnungen entstehen, durch die von den Kühlschlangen oder -registern her die kühlende EinWirkung auf das auf den Rollen 1 geförderte Brenngut erfolgt.
Unter dem aus den Rollen 1 bestehenden Rollenteppich befindet sich eine feuerfeste Isolierung 6.
Die Kühlschlangen oder -register 3 können in nicht dargestellter Weise an Anlagen oder Ofenteil eangeschlossen sein, beispielsweise zur Vorheizzone geführt sein, so daß ein Teil der Wärmeenergie des Wärmeträgers dort zum Vorheizen des Brenngutes dienen kann. Man kann die von dem Wärmeträger aufgenommenen Wärmemengen auch in anderer Weise, z. B. zum Trocknen weiterverwenden.

Claims

1. Rollenofen bestehend aus Vorheiz-, Brenn-und Kühlzone, durch den das Brenngut in Form keramischer Fliesen oder Platten, ohne es zu stützende Brennhilfsmittel aus feuerfestem Material einschichtig hindurchgeführt wird, gekennzeichnet durch die Kombination, daß die Kühlzone (K. Z.) mittels eines strömenden Wärmeträgers indirekt gekühlt ist und daß sie in ihrer Richtung und ihrem Durchsatz einstellbare, die Oberfläche des Brenngutes (B) beeinflussende, nicht der Kühlung dienende Medien einführende Einführorgane aufweist.

2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kühlzone (K. Z.) über dem Brenngut (B) den Wärmeträger führende Rohrschlangen oder -register (3) angeordnet sind, deren Strahlungsflächen gegen das Brenngut (B) regelbar abgeschirmt (bei 5) sind.

3. Ofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrschlangen oder -register (3) quer zur Fahrtrichtung des Brenngutes (B) angeordnet sind.

4. Ofen nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (5) aus jalousieartig angeordneten, verdrehbaren paddelartigen Elementen besteht.

5. Ofen nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung (5) aus gegeneinander verschiebbaren Schlitzplatten besteht.

6. Ofen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den Wärmeträger führenden Rohrschlangen oder-register (3) an die Wärme wiedergewinnende oder wiedernutzbarmachende Anlagen oder Ofenteile angeschlossen sind.