EP0227927B1 - Tunnelofen mit Unterwagenkühlung - Google Patents

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EP0227927B1
EP0227927B1 EP86115658A EP86115658A EP0227927B1 EP 0227927 B1 EP0227927 B1 EP 0227927B1 EP 86115658 A EP86115658 A EP 86115658A EP 86115658 A EP86115658 A EP 86115658A EP 0227927 B1 EP0227927 B1 EP 0227927B1
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kiln
cars
cooling
tunnel
undercar
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Hans Lingl
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Hans Lingl Anlagenbau und Verfahrenstechnik GmbH and Co KG
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Hans Lingl Anlagenbau und Verfahrenstechnik GmbH and Co KG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/14—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment
    • F27B9/20—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a substantially straight path tunnel furnace
    • F27B9/26—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a substantially straight path tunnel furnace on or in trucks, sleds, or containers
    • F27B9/262—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity characterised by the path of the charge during treatment; characterised by the means by which the charge is moved during treatment the charge moving in a substantially straight path tunnel furnace on or in trucks, sleds, or containers on or in trucks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D9/00—Cooling of furnaces or of charges therein

Definitions

  • the invention relates to a method for cooling undercarriage of kiln cars in a tunnel kiln according to the preamble of method claim 1.
  • the invention further relates to a tunnel kiln for carrying out the method with a furnace channel formed by the kiln cars running closely on the tunnel side walls and above the kiln car and below the kiln car Undercarriage channel and with aprons arranged on the open carriages and protruding in the direction of the foundation.
  • the undercarriage duct formed by the kiln cars, the foundation and the side walls of a tunnel kiln must be cooled in order to dissipate the heat flowing through the car forming the sole of the combustion channel in order to prevent overheating, e.g. the kiln car wheels to prevent.
  • the undercarriage duct is usually cooled with air which is drawn through the undercarriage duct from the exit to the entry side of the furnace.
  • the combustion channel of the tunnel kiln is also flushed with gases in the same direction, so that a pressure drop arises in both channels from the exit to the entry side, which, however, is different due to the different resistances, so that false air flows between the channels, which is taken by suitable measures should be prevented.
  • the usual form of tunnel kiln construction in the ceramic industry to seal the wagon train is to provide aprons on the long sides of the wagons, which plunge into sand channels, in the base of the side walls of the kiln, so that closed barriers along the length of the kiln formed by the sand arise, which should prevent pressure equalization between the undercarriage duct and the combustion duct.
  • the car joints are sealed with cords made of elastic material (see Lingl brochure sheet F 045 / 3.7.82).
  • the sand skirts can only have a relatively small immersion depth for structural and cost reasons, but that the sand, which - in order not to be pulled away - must be relatively coarse, is gas-permeable, so that the seal is only defective.
  • a kiln car sealing system in which the kiln cars are designed as a downwardly open box with all-round sheet metal aprons, the car train running in a liquid bath, so that a continuous hydraulic seal is created under the kiln car train, the liquid is circulated for cooling.
  • a disadvantage of this system are the branching and lifting devices required at the furnace entrance and exit in order to lower or lift the furnace wagons into the liquid-filled tub.
  • Another disadvantage is the lack of gradation of the cooling capacity of the liquid in the continuous trough, so that e.g. in the heating zone of the furnace, where undercarriage cooling is neither necessary nor practical, heat is also removed from the combustion duct.
  • the object of the invention is to provide an undercarriage cooling of kiln cars in a tunnel kiln which enables the undercarriage to be cooled locally and in terms of intensity with the least possible amount of false air for the combustion duct and possibly heat recovery.
  • the advantages that can be achieved with the invention are, in particular, that the pressure drop between the combustion duct and the undercarriage duct is reduced, so that false air is largely avoided. They also consist in the fact that the undercarriage channel is divided into sections which can be cooled differently with heat recovery, via the cooling devices designed as heat exchangers.
  • the undercarriage sealing system created by the subdivision of the undercarriage channel into sections avoids a pressure drop in the longitudinal channel direction and avoids a pressure drop between the undercarriage channel and the combustion channel, so that there is no need for sand channels or similar sealants.
  • a section-by-section cooling of the undercarriage channel with different intensity is made possible.
  • the kiln cars can be transported inside and outside the tunnel kiln on the same level, so that the car circulation can be designed with conventional means and existing systems can be converted with the design according to the invention.
  • the wagon train 2 consisting of kiln cars 1 is tightly closed and track-bound, pushed through the tunnel kiln 3 and forms the lower end of the combustion duct 4, which is separated by the wagon train 2 from the undercarriage duct 5.
  • the kiln cars 1 are provided with aprons 6, which seal against the kiln walls 7 at a short distance.
  • the furnace foundation 8 is formed as a trough with partitions 9 at a distance A from one another which corresponds to the furnace advance or a multiple of the carriage advance in the intermittently pushed furnace, the partition walls 9 being raised to the level of the track head, so that at most a small distance between the apron 6 and partition 9 arises or the aprons 6 abut sealingly on the partitions 9.
  • the kiln car tracks 10 are supported with brackets 11 to bridge the resulting chambers 12, in which cooling tubes 13 directly under the door like 11 are arranged so that a natural circulation of the air in the chambers 12 arises, which can be controlled in sections in chamber length or a multiple of the chamber length in intensity.
  • Pressure compensation can take place between the combustion duct 4 and the undercarriage duct 5 in the absence of a gas seal.
  • the undercarriage duct 5 neither air is supplied nor discharged, so that the small remaining gap between the aprons 6 and the furnace walls 7 or partition walls 9 in the foundation there does not allow any significant longitudinal flow.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterwagenkühlung von Ofenwagen in einem Tunnelofen nach dem Oberbegriff des Verfahrensanspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner einen Tunnelofen zur Durchführung des Verfahrens mit einem durch die eng an den Tunnelseitenwänden laufenden Ofenwagen oberhalb der Ofenwagen gebildeten Brennkanal und einem unterhalb der Ofenwagen liegenden Unterwagenkanal und mit an den Offenwagen angeordneten, in Richtung des Fundamentes ragenden Schürzen.
  • Der durch die Ofenwagen, das Fundament und die Seitenwände eines Tunnelofens gebildete Unterwagenkanal muß gekühlt werden, um die die Sohle des Brennkanals bildenden Wagen durchströmende Wärme abzuführen, um ein Überhitzen, z.B. der Ofenwagenräder, zu verhindern. Das Kühlen des Unterwagenkanals erfolgt in der Regel mit Luft, die von der Ausfahrt- zur Einfahrtseite des Ofens hin durch den Unterwagenkanal gezogen wird. Der Brennkanal des Tunnelofens wird ebenfalls in gleicher Richtung von Gasen durchspült, so daß in beiden Kanälen von der Ausfahrt- zur Einfahrtseite hin ein Druckgefälle entsteht, das jedoch wegen der unterschiedlichen Widerstände unterschiedlich ist, so daß zwischen den Kanälen Falschluft strömt, was durch geeignete Maßnahmen verhindert werden soll.
  • Die beim Tunnelofenbau in der keramischen Industrie gebräuchliche Form, den Wagenzug zu dichten, ist, an den Längsseiten der Wagen Schürzen vorzusehen, die in Sandrinnen, im Fußsockel der Seitenwände des Ofens eintauchen, so daß durch den Sand gebildete geschlossene Barrieren in der Länge des Ofens entstehen, die den Druckausgleich zwischen Unterwagenkanal und Brennkanal verhindern sollen. Die Wagenstöße werden mit Schnüren aus elastischem Material gedichtet (siehe Lingl-Prospektblatt F 045/3.7.82).
  • Nachteilig ist hierbei jedoch, daß die Sandschürzen aus baulichen und Kostengründen nur eine relativ geringe Eintauchtiefe haben können, daß der Sand aber, der - um nicht fortgezogen zu werden - relativ grob sein muß, gasdurchlässig ist, so daß die Dichtung nur mangelhaft ist.
  • Aus der EP-OS 0 086 693 ist ein Ofenwagendichtsystem bekannt, bei dem die Ofenwagen als nach unten offener Kasten mit rundumlaufenden Blechschürzen ausgebildet sind, wobei der Wagenzug in einem Flüssigkeitsbad läuft, so daß einer durchgehende hydraulische Dichtung unter dem Ofenwagenzug entsteht, wobei die Flüssigkeit zur Kühlung umgewälzt wird. Nachteilig bei diesem System sind jedoch die an der Ofenein- und -ausfahrt erforderlichen Niederlaß- und Hubgeräte, um die Ofenwagen in die mit Flüssigkeit gefüllte Wanne abzusenken oder herauszuheben. Nachteilig ist auch die mangelnde Abstufung der Kühlleistung der Flüssigkeit in der durchgehenden Wanne, so daß z.B. in der Aufheizzone des Ofens, wo eine Unterwagenkühlung weder notwendig, noch zweckmäßig ist, ebenfalls Wärme aus dem Brennkanal abgeführt wird.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Unterwagenkühlung von Ofenwagen in einem Tunnelofen zu schaffen, die eine örtlich und in der Intensität unterschiedliche Kühlung der Unterwagen ermöglicht mit geringstmöglicher Falschluft für den Brennkanal und gegebenenfalls Wärmerückgewinnung.
  • Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Patentanspruch 1 gelöst. Ein zweckmäßiger Tunnelofen zur Durchführung des Verfahrens ist in den Ansprüchen 2 bis 6 gekennzeichnet.
  • Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß das Druckgefälle zwischen Brennkanal und Unterwagenkanal abgebaut wird, so daß Falschluft weitestgehend vermieden wird. Sie bestehen weiterhin darin, daß der Unterwagenkanal in Abschnitte unterteilt ist, die unterschiedlich gekühlt werden können mit Wärmerückgewinnung, über die als Wärmeaustauscher ausgebildeten Kühleinrichtungen. Das durch die Unterteilung des Unterwagenkanals in Abschnitte geschaffene Unterwagen-Dichtsystem vermeidet ein Druckgefälle in Kanallängsrichtung und vermeidet ein Druckgefälle zwischen Unterwagenkanal und Brennkanal, so daß sich Sandrinnen oder ähnliche Dichtmittel erübrigen. Eine Abschnittsweise, in der Intensität unterschiedliche Kühlung des Unterwagenkanals ist ermöglicht. Die Ofenwagen können inner- und außerhalb des Tunnelofens in gleicher Ebene transportiert werden, so daß der Wagenumlauf mit konventionellen Mitteln gestaltet werden kann und auch bestehende Anlagen mit der erfindungsgemäßen Gestaltung umrüstbar sind.
  • Eine beispielsweise Ausführungsform eines Tunnelofens nach der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen
    • Fig. 1 schematisch eine Querschnittsansicht eines Tunnelofens,
    • Fig. 2 schematisch einen Längsschnitt durch den Tunnelofen mit Ofenwagenzug.
  • Der aus Ofenwagen 1 bestehende Wagenzug 2 wird dicht geschlossen und gleisgebunden durch den Tunnelofen 3 geschoben und bildet den unteren Abschluß des Brennkanals 4, der durch den Wagenzug 2 zum Unterwagenkanal 5 getrennt ist. Die Ofenwagen 1 sind an ihren Enden mit Schürzen 6 versehen, die gegen die Ofenwände 7 in geringem Abstand geführt dichten. Eine Kragschicht 15 an den Seiten der Ofenwagen 1 aus weichen Isoliersteinen, in geringem Abstand zu einer Kragschicht 14 an den Ofenwänden 7, ist als Strahlungsbarriere vorgesehen. Das Ofenfundament 8 ist als Wanne augebildet mit Trennwänden 9 in einem Abstand A zueinander, der dem Ofenvorschub bzw. einem Vielfachen des Wagenvorschubs beim intermittierend geschobenen Ofen entspricht, wobei die Trennwände 9 bis auf Gleiskopfhöhe hochgezogen sind, so daß allenfalls ein geringer Abstand zwischen Schürze 6 und Trennwand 9 entsteht bzw. die Schürzen 6 an den Trennwänden 9 dichtend anliegen. Die Ofenwagengleise 10 werden mit Trägern 11 zur Überbrückung der so entstandenen Kammern 12 gestützt, in denen Kühlrohre 13 direkt unter den Trägern 11 so angeordnet sind, daß eine natürliche Umwälzung der Luft in den Kammern 12 entsteht, die dabei abschnittsweise in Kammerlänge oder einem Vielfachen der Kammerlänge in der Intensität gesteuert werden kann.
  • Zwischen Brennkanal 4 und Unterwagenkanal 5 kann mangels einer Gasdichtung ein Druckausgleich erfolgen. Im Unterwagenkanal 5 wird weder Luft zu- noch abgeführt, so daß der geringe verbleibende Spalt zwischen Schürzen 6 und Ofenwänden 7 bzw. Trennwänden 9 im Fundament dort keine nennenswerte Längsströmung zuläßt.

Claims (6)

1. Verfahren zur Unterwagenkühlung von Ofenwagen in einem Tunnelofen mit Hilfe von Luft, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckausgleich zwischen dem durch Fundament, Seitenwände des Tunnelofens und den Ofenwagenunterteilen gebildeten Unterwagenkanal und dem oberhalb der Ofenwagen gebildeten Brennkanal zugelassen wird und der Unterwagenkanal quer zur Tunnelofenlängsrichtung bzw. zur Wagenvorschubsrichtung in Abschnitte unterteilt wird, in denen jeweils durch eine Kühleinrichtung eine die Unterseiten der Ofenwagen kühlende Konvektionsströmung erzeugt wird, deren Intensität und damit Kühlwirkung durch Steuerung der Kühleinrichtung in jedem Abschnitt eingestellt wird.
2. Tunnelofen mit als Zug durchfahrbaren Ofenwagen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem durch die eng an den Tunnel-Seitenwänden laufenden Ofenwagen oberhalb der Ofenwagen gebildeten Brennkanal und einem unterhalb der Ofenwagen liegendem Unterwagenkanal und mit an den Ofenwagen angeordneten, in Richtung des Fundamentes ragenden Schürzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schürzen (6) nur an der Stirnseite mindestens eines der benachbarten Ofenwagen (1), gegen die Ofenwände (7) schleifend und mit allenfalls geringem Abstand zur Fundamentplatte (8) des Ofens (3) herabreichend, angebracht sind und die Abschnitte des Unterwagenkanals in Ofenwagenlänge bilden und daß im Bereich der Fundamentplatte (8) als Kühleinrichtungen Kühlrohre (13) angeordnet sind.
3. Tunnelofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fundament als Wanne ausgebildet ist, die durch Trennwände (9) in einem Abstand (A), der dem Wagenvorschub bzw. dem Vielfachen des Wagenvorschubes bei intermittierend beschicktem Ofen entspricht, in Einzelwannen unterteilt ist, wobei in den Einzelwannen jeweils getrennt gesteuert speisbare Kühlrohre (13) angeordnet sind.
4. Tunnelofen nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände (9) bis auf Gleiskopfhöhe hochgezogen sind und die Schürzen (6) an die Trennwände (9) eng anstoßen.
5. Tunnelofen nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Längsseiten der Ofenwagen (1) und den Ofenwänden (7) eine einen Druckausgleich zwischen Brennkanal (4) und Unterwagenkanal (5) zulassende Strahlungsbarriere (14, 15) vorgesehen ist.
6. Tunnelofen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsbarriere aus wenigstens einer Kragschicht (15) aus weichen Isoliersteinen an den Längsseiten der Ofenwagen (1) und aus wenigstens einer ebensolchen Kragschicht (14) an den Ofenwänden (7) besteht, wobei beide Kragschichten (14, 15) einen geringen Abstand zueinander haben.
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