EP3312536B1 - Rollenofen zur thermischen behandlung eines brennguts, verwendungen hiervon und verfahren zur ökonomischen wärmebehandlung eines brennguts - Google Patents

Rollenofen zur thermischen behandlung eines brennguts, verwendungen hiervon und verfahren zur ökonomischen wärmebehandlung eines brennguts Download PDF

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EP3312536B1
EP3312536B1 EP17190030.1A EP17190030A EP3312536B1 EP 3312536 B1 EP3312536 B1 EP 3312536B1 EP 17190030 A EP17190030 A EP 17190030A EP 3312536 B1 EP3312536 B1 EP 3312536B1
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EP
European Patent Office
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roller
spacer
conveyor furnace
rings
roller conveyor
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EP17190030.1A
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English (en)
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EP3312536A1 (de
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Jan Marcel Hausherr
Liviu Toma
Jens Schmidt
Friedrich Raether
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Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
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    • 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
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/02—Skids or tracks for heavy objects
    • F27D3/026—Skids or tracks for heavy objects transport or conveyor rolls for furnaces; roller rails
    • 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
    • F27B9/24—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 being carried by a conveyor
    • F27B9/2407—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 being carried by a conveyor the conveyor being constituted by rollers (roller hearth furnace)
    • 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
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/02—Skids or tracks for heavy objects
    • F27D3/026—Skids or tracks for heavy objects transport or conveyor rolls for furnaces; roller rails
    • F27D3/028—Roller rails or succession of small sized rollers

Definitions

  • a roller furnace for the thermal treatment of a firing material which has at least two spacer rings and at least three spacer sleeves, which are wider in extent, on at least one roller, the spacer rings and the spacer sleeves making contact with one another.
  • the spacer rings and spacer sleeves are arranged on the at least one roller without a material connection to the at least one roller and are fixed to one another and to the roller via at least one clamping flange. Spacer rings and spacer sleeves on the roll protect them from wear and are quick and easy to replace.
  • the roller oven can be operated significantly more economically compared to roller ovens from the prior art.
  • the use of the roller furnace according to the invention for the thermal treatment of a firing material is proposed and a method for the economical treatment of a firing material with heat is presented.
  • the firing material to be treated is usually placed on temperature-resistant, reusable ceramic support frames and sequentially guided through the heating room.
  • the transport takes place via rollers that lie one behind the other in the furnace chamber and ensure the further transport of the firing material.
  • a serious material problem with this structure is the contact between the roll and the support frame, which contains the firing material. Transport over the rollers creates friction between the carrier frame and the roller, which leads to wear of the roller and carrier frame. This wear means that the rollers used have to be replaced after a few months. Since the rollers themselves and their assembly are cost-intensive, this leads to high operating costs of the roller ovens.
  • the DE 40 41 217 A1 discloses a continuous furnace and a method for the maintenance of a continuous furnace, wherein the maintenance effort is or is reduced by the fact that each support / thermal insulation arrangement forms a tensile and pressure-resistant structural unit and this structural unit can be removed from the core tube in the axial direction and onto it Core tube can be pushed on.
  • the EP 1197 721 A1 discloses a coolable furnace roller, in particular for a roller hearth furnace, which has at least one clamping ring made of metal or a metal alloy in order to produce an optimal metallic contact for heat transfer between the supporting ring and shaft which is as unimpeded as possible.
  • the US 2007/232471 A1 discloses a metallic roller around which heat-resistant rings and disks are attached without welding and which is distinguished by excellent deformability in accordance with thermal expansion and shrinkage.
  • the roller furnace according to the invention has the advantage that the presence of spacer rings and spacer sleeves prevents direct contact from the firing material or the frame with the firing material, and thus significantly reduces the frictional wear of the roller. This results in a significantly longer service life of the roll, which lowers the operating costs of the roll oven and thus makes its operation more economical.
  • the spacer rings and spacer sleeves have no integral connection to the roller and are therefore, e.g. after they have worn out, they can be replaced quickly and easily (simply remove and slide on new rings and sleeves). As a result, the economic operation of the roller kiln is further increased.
  • the spacer sleeves also ensure that the position of the spacer rings (and optionally including guide rings) remains constant during operation of the roller furnace, which means that the (support frame with) the fired material can be guided through the roller furnace in a targeted manner.
  • the surface of the spacer rollers and / or the spacer sleeves can have a coating (for example made of a hard material such as a metal carbide, ceramics). This can further increase the mechanical or chemical wear and also the temperature resistance of the spacer rollers or spacer sleeves.
  • a coating for example made of a hard material such as a metal carbide, ceramics. This can further increase the mechanical or chemical wear and also the temperature resistance of the spacer rollers or spacer sleeves.
  • the rollers, the spacer rings and / or the spacer sleeves, in particular the spacer rollers, can contain reinforcing fibers, the reinforcing fibers preferably being selected from the group consisting of glass fibers, carbon fibers, carbon nanotubes, silicon carbide fibers, basalt fibers, Al 2 O 3 fibers, steel fibers and combinations thereof .
  • the spacer rings and / or the spacer sleeves can have an inner diameter which is 0.01 to 2 mm, preferably 0.05 to 1.5 mm, particularly preferably 0.1 to 1.0 mm, in particular 0.2 to 0.5 mm , is larger than the diameter of the roll.
  • the boiler room can contain at least one supply for gas, preferably at least one supply for a gas selected from the group consisting of water vapor, N 2 , CO, H 2 and mixtures thereof.
  • the heat source can be used to generate a temperature of 400 to 1600 ° C in the boiler room.
  • the roller furnace also contains at least two guide rings, preferably at least three guide rings, which are arranged on the at least one roller without a material connection to the at least one roller and on the spacer rings and spacer sleeves and on the at least one roller via the at least one clamping flange and the at least one counterpart are fixed, the guide rings having a greater length dimension perpendicular to the axis of rotation of the roller than the at least two spacer rings.
  • the guide rings are optional at least in some areas, e.g. on one side of the guide ring or on both sides of the guide ring, beveled and / or rounded.
  • Individual spacer rings can be replaced when the wall thickness has decreased by 0.1 to 2 mm.
  • the treatment of combustion goods in the boiler room of the roller furnace can take place at a temperature of 400 to 1600 ° C.
  • roller furnace according to the invention for the thermal treatment of a firing material, preferably for the thermal treatment of a firing material at temperatures of 400 to 1600 ° C., is proposed.
  • FIG 1 schematically shows a cross section through a specific embodiment of a roller furnace 1 according to the invention.
  • the spacer rings 2 ensure that the carrier frame 3 does not have any contact with the roller 4 with items to be burned.
  • the spacer sleeves 5 define the position of the spacer rings 2 along the roller 4 and provide additional protection for the roller 4.
  • the roller 4 also contains three guide rings 6.
  • the two outer guide rings 6 are here on one side in some areas (here for Inside the roller furnace facing side) and the central guide ring 6 is bevelled on both sides in some areas.
  • the spacer rings 2 and spacer sleeves 5 are fixed to one another and to the roller 4 via two clamping flanges 7 (here two screwable clamps).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Tunnel Furnaces (AREA)

Description

  • Es wird ein Rollenofen zur thermischen Behandlung eines Brennguts bereitgestellt, der auf mindestens einer Rolle mindestens zwei Abstandsringe und mindestens drei, in der Ausdehnung breitere, Abstandshülsen aufweist, wobei sich die Abstandsringe und die Abstandshülsen gegenseitig kontaktieren. Die Abstandsringe und Abstandshülsen sind auf der mindestens einen Rolle ohne stoffschlüssige Verbindung zur mindestens einen Rolle angeordnet und sind über mindestens einen Klemmflansch untereinander und mit der Rolle fixiert. Abstandsringe und Abstandshülsen auf der Rolle schützen diese vor Verschleiß und sind einfache und schnell austauschbar. Der Rollenofen lässt sich verglichen mit Rollenöfen aus dem Stand der Technik deutlich ökonomischer betreiben. Es wird die Verwendung des erfindungsgemäßen Rollenofens zur thermischen Behandlung eines Brennguts vorgeschlagen und ein Verfahren zur ökonomischen Behandlung eines Brennguts mit Wärme vorgestellt.
  • Bei Rollenöfen wird das zu behandelnde Brenngut üblicherweise auf temperaturbeständigen, mehrfach verwendbaren keramischen Trägergestellen platziert und sequentiell durch den Heizraum geführt. Der Transport erfolgt dabei über Rollen, die hintereinander im Ofenraum liegen und den Weitertransport des Brennguts gewährleisten. Ein gravierendes Werkstoffproblem bei diesem Aufbau ist der Kontakt zwischen Rolle und Trägergestell, welches das Brenngut enthält. Der Transport über die Rollen erzeugt Reibung zwischen dem Trägergestell und der Rolle, was zu Verschleiß von Rolle und Trägergestell führt. Dieser Verschleiß führt dazu, dass die eingesetzten Rollen nach wenigen Monaten ausgewechselt werden müssen. Da die Rollen ans sich und deren Montage kostenintensiv ist führt dies zu hohen Betriebskosten der Rollenöfen.
  • Die DE 40 41 217 A1 offenbart einen Durchlaufofen und ein Verfahren zur Wartung eines Durchlaufofens, wobei der Aufwand bei der Wartung dadurch vermindert ist bzw. wird, dass jede Trag/Wärmedämm-Anordnung eine zug- und druckfeste Baueinheit bildet und diese Baueinheit vom Kernrohr in axialer Richtung abziehbar und auf das Kernrohr aufschiebbar ist. Die EP 1197 721 A1 offenbart eine kühlbare Ofenrolle, insbesondere für einen Rollenherdofen, die zur Herstellung eines optimalen metallischen Kontakts für einen möglichst ungehinderten Wärmeübergang zwischen Tragring und Welle mindestens einen Klemmring aus Metall oder aus einer Metalllegierung aufweist. Die US 2007/232471 A1 offenbart eine metallische Rolle, um die herum ohne Verschweißen hitzebeständige Ringe und Scheiben angebracht sind und die sich durch eine ausgezeichnete Verformbarkeit in Übereinstimmung mit thermischer Ausdehnung und Schrumpfung auszeichnet.
  • Ausgehend hiervon war es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Rollenofen bereitzustellen, der sich mit niedrigeren Betriebskosten, d.h. ökonomischer, betreiben lässt.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch den Rollenofen gemäß Anspruch 1, das Verfahren gemäß Anspruch 12 und die Verwendung gemäß Anspruch 15. Die abhängigen Ansprüche zeigen vorteilhafte Weiterbildungen auf. Erfindungsgemäß wird ein Rollenofen zur thermischen Behandlung eines Brennguts bereitgestellt, enthaltend
    1. a) einen Heizraum, der eine mindestens eine Wärmequelle enthält;
    2. b) mindestens eine Rolle zum Transport eines Brennguts durch den Heizraum, wobei die Rolle einen Mittelbereich aufweist, der sich innerhalb des Heizraums befindet und einen ersten und einen zweiten Endbereich aufweist, wobei sich der erste und zweite Endbereich außerhalb des Heizraums an sich gegenüberliegenden Stellen des Heizraums befindet;
    3. c) mindestens zwei Abstandsringe, die auf der mindestens einen Rolle angeordnet sind;
    4. d) mindestens drei Abstandshülsen, die auf der mindestens einen Rolle angeordnet sind, wobei die mindestens drei Abstandshülsen eine größere Längenausdehnung entlang der Drehachse der Rolle und eine kleinere Längenausdehnung senkrecht zur Drehachse der Rolle aufweisen als die mindestens zwei Abstandsringe und wobei die mindestens drei Abstandshülsen jeweils mindestens einen Abstandsring kontaktieren;
    5. e) mindestens einen Klemmflansch und mindestens ein Gegenstück, wobei der mindestens eine Klemmflansch in dem ersten Endbereich der mindestens einen Rolle angeordnet ist und mindestens eine der Abstandshülsen kontaktiert und das mindestens eine Gegenstück in dem zweiten Endbereich der Rolle angeordnet ist und mindestens eine der Abstandshülsen kontaktiert;
    dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsringe und Abstandshülsen auf der mindestens einen Rolle ohne stoffschlüssige Verbindung zur mindestens einen Rolle angeordnet sind und der mindestens eine Klemmflansch die mindestens zwei Abstandsringe und mindestens drei Abstandshülsen untereinander und mit der Rolle über eine Klemmverbindung fixiert.
  • Der erfindungsgemäße Rollenofen weist den Vorteil auf, dass durch die Gegenwart von Abstandsringen und Abstandshülsen ein direkter Kontakt von dem Brenngut, bzw. dem Gestell mit Brenngut, zur Rolle verhindert wird und somit der Reibungsverschleiß der Rolle signifikant reduziert ist. Es ergibt sich dadurch eine erheblich höhere Lebensdauer der Rolle, was die Betriebskosten des Rollenofens senkt und somit seinen Betrieb ökonomischer macht. Darüberhinaus weisen die Abstandsringe und Abstandshülsen keine stoffschlüssige Verbindung zur Rolle auf und sind somit, z.B. nach deren Verschleißens, auf einfache und schnelle Art und Weise austauschbar (einfaches Entfernen und Aufschieben neuer Ringe und Hülsen). Als Folge hiervon wird der ökonomische Betrieb des Rollenofens weiter gesteigert. Die Abstandshülsen gewährleisten zudem, dass die Position der Abstandsringe (und optional enthaltender Führungsringe) während dem Betrieb des Rollenofens konstant bleibt, wodurch das (Trägergestell mit) Brenngut gezielt durch den Rollenofen geführt werden kann.
  • Die Oberfläche der Abstandsrollen und/oder der Abstandshülsen kann eine Beschichtung (z.B. aus einem Hartstoff, wie z.B. einem Metall-Karbid, Keramiken) aufweisen. Dies kann den mechanischen bzw. chemischen Verschleiß und auch die Temperaturbeständigkeit der Abstandsrollen bzw. Abstandshülsen weiter steigern.
  • Der erfindungsgemäße Rollenofen kann dadurch gekennzeichnet, dass er
    1. i) mindestens zwei, bevorzugt mindestens vier, besonders bevorzugt mindestens acht, insbesondere mindestens zwanzig, Rollen; und/oder
    2. ii) mindestens drei, bevorzugt mindestens vier, besonders bevorzugt mindestens fünf, insbesondere mindestens sechs, Abstandsringe auf der mindestens einen Rolle, optional auf allen Rollen; und/oder
    3. iii) mindestens vier, bevorzugt mindestens fünf, besonders bevorzugt mindestens sechs, insbesondere mindestens sieben, Abstandshülsen auf der mindestens einen Rolle, optional auf allen Rollen;
    aufweist.
  • Hierbei kann das mindestens eine Gegenstück
    1. i) einen Klemmflansch enthalten oder daraus bestehen; und/oder
    2. ii) einen stoffschlüssig mit der Rolle verbundenen Ring oder eine stoffschlüssig mit der Rolle verbundene Hülse enthalten oder daraus bestehen, wobei die stoffschlüssige Verbindung bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Klebeverbindung, Schweißverbindung und Mischungen hiervon; und/oder
    3. iii) eine Ausbuchtung der Rolle darstellen, die monolithisch zur Rolle ist.
  • Die Rollen, die Abstandsringe und/oder die Abstandshülsen können
    1. i) ein Metall, bevorzugt Stahl, besonders bevorzugt Edelstahl; und/oder
    2. ii) ein oxidisches Material, bevorzugt ein oxidisches Material ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Al2O3, SiO2, ZrO und Mischungen hiervon; und/oder
    3. iii) einen Hartstoff, bevorzugt einen Hartstoff ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Si3N4, SiC und Mischungen hiervon, besonders bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus SiSiC, RSiC und Mischungen hiervon;
    enthalten oder daraus bestehen, wobei bevorzugt Abstandshülsen, die zumindest bereichsweise im ersten oder zweiten Endbereich außerhalb des Heizraums angeordnet sind ein Metall, bevorzugt Stahl, besonders bevorzugt Edelstahl, enthalten oder daraus bestehen (z.B. in Form eines gewalzten Blechs). Abstandshülsen aus diesen kostengünstigen Materialien haben hat den Vorteil, dass in dem Endbereich außerhalb des Heizraums ("Kaltbereich") die Anschaffungskosten für die Abstandshülsen geringer sind und damit der Betrieb des Rollenofens (noch) ökonomischer wird ohne dadurch einen Nachteil zu erleiden, da die Anforderung an die Hitzetoleranzen im Kaltbereich geringer sind.
  • Die Rollen, die Abstandsringe und/oder die Abstandshülsen, insbesondere die Abstandsrollen, können Verstärkungsfasern enthalten, wobei die Verstärkungsfasern bevorzugt ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Glasfasern, Kohlenstofffasern, Kohlenstoffnanoröhrchen, Siliziumkarbidfasern Basaltfasern, Al2O3-Fasern, Stahlfasern und Kombinationen hiervon.
  • Die Abstandsringe und/oder die Abstandshülsen können einen Innendurchmesser aufweisen, der 0,01 bis 2 mm, bevorzugt 0,05 bis 1,5 mm, besonders bevorzugt 0,1 bis 1,0 mm, insbesondere 0,2 bis 0,5 mm, größer ist als der Durchmesser der Rolle.
  • Eine Wanddicke
    1. i) der Abstandsringe kann 1 bis 20 mm, bevorzugt 2 bis 16 mm, besonders bevorzugt 3 bis 12 mm, insbesondere 5 bis 10 mm, betragen; und/oder
    2. ii) der Abstandshülsen kann 0,1 mm bis < 1mm, 0,2 mm bis 0,9 mm, besonders bevorzugt 0,3 mm bis 0,8 mm, insbesondere 0,4 mm bis 0,6 mm, betragen.
    Da die Abstandshülsen eine kleinere Längenausdehnung senkrecht zur Drehachse der Rolle aufweisen als die Abstandsringe weisen diese im Betrieb des Rollenofens keinen Kontakt zum (Trägergestell mit) Brenngut auf und können somit auch dünnwandig ausgestaltet sein. Eine dünne Wanddicke der Abstandshülsen ist somit in dem erfindungsgemäßen Rollenofen nicht nachteilig und vielmehr mit dem Vorteil verbunden, dass die Produktions- und Anschaffungskosten der Abstandshülsen geringer sind und dadurch der Rollenofen (noch) ökonomischer betrieben werden kann.
  • Der Heizraum kann mindestens eine Zufuhr für Gas enthalten, bevorzugt mindestens eine Zufuhr für ein Gas ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasserdampf, N2, CO, H2 und Mischungen hiervon.
  • Die Wärmequelle kann dazu geeignet ist, eine Temperatur von 400 bis 1600 °C in dem Heizraum zu erzeugen.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltungsform enthält der Rollenofen ferner mindestens zwei Führungsringe, bevorzugt mindestens drei Führungsringe, die auf der mindestens einen Rolle ohne stoffschlüssige Verbindung zur mindestens einen Rolle angeordnet sind und an den Abstandsringen und Abstandshülsen und an der mindestens einen Rolle über den mindestens einen Klemmflansch und das mindestens eine Gegenstück fixiert sind, wobei die Führungsringe eine größere Längenausdehnung senkrecht zur Drehachse der Rolle aufweisen als die mindestens zwei Abstandsringe. Optional sind die Führungsringe zumindest bereichsweise, z.B. an einer Seite des Führungsrings oder an beiden Seiten des Führungsrings, angeschrägt und/oder abgerundet. Diese Führungsringe unterbinden ein seitliches "Abwandern" des Brennguts bzw. des Gestells mit Brenngut und verhindern somit eine Beschädigung der (Wärmeisolierung der) Seitenwände des Rollenofens. Dadurch erhöht sich zum Einen die Lebensdauer des Rollenofens und es wird sichergestellt, dass die seitliche Wärmeisolierung des Rollenofens über seine gesamte Lebensdauer aufrecht erhalten bleibt. Beide Faktoren machen den Betrieb des Rollenofens ökonomischer.
  • Der Rollenofen kann mindestens ein Gestell zum Transport von einem Brenngut aufweisen, wobei das Gestell bevorzugt
    1. i) ein Metall, bevorzugt Stahl, besonders bevorzugt Edelstahl; und/oder
    2. ii) ein oxidisches Material, bevorzugt ein oxidisches Material ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Al2O3, SiO2, ZrO und Mischungen hiervon; und/oder
    3. iii) einen Hartstoff, bevorzugt einen Hartstoff ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Si3N4, SiC und Mischungen hiervon, besonders bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus SiSiC, RSiC und Mischungen hiervon;
    enthält oder daraus besteht.
  • Ferner wird ein Verfahren zur ökonomischen Behandlung eines Brennguts mit Wärme bereitgestellt, umfassend die Schritte
    1. a) Behandlung von Brenngütern in dem Heizraum eines Rollenofens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche;
    2. b) Messung einer Wandstärke der Abstandsringe und/oder der Abstandshül sen; und
    3. c) Austausch von einzelnen Abstandsringen und/oder einzelnen Abstandshülsen, wenn die Wandstärke einen kritischen Wert unterschritten hat, wobei der Austausch das Lösen und Wiederherstellen der Klemmverbindung des mindestens einen Klemmflansches umfasst.
  • Der Austausch einzelner Abstandsringe kann erfolgen, wenn sich die Wandstärke um 0,1 bis 2 mm reduziert hat.
  • Die Behandlung von Brenngütern in dem Heizraum des Rollenofens kann bei einer Temperatur von 400 bis 1600 °C erfolgen.
  • Darüberhinaus wird die Verwendung des erfindungsgemäßen Rollenofens zur thermischen Behandlung eines Brennguts, bevorzugt zur thermischen Behandlung eines Brennguts bei Temperaturen von 400 bis 1600 °C, vorgeschlagen.
  • Anhand der nachfolgenden Figur und des nachfolgenden Beispiels soll der erfindungsgemäße Gegenstand näher erläutert werden, ohne diesen auf die hier dargestellten spezifischen Ausgestaltungsformen einschränken zu wollen.
  • Figur 1 zeigt schematisch einen Querschnitt durch eine spezifische Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Rollenofens 1. Die Abstandringe 2 sorgen dafür, dass das Trägergestell 3 mit Brenngut keinen Kontakt zur Rolle 4 hat. Die Abstandhülsen 5 definieren die Position der Abstandsringe 2 entlang der Rolle 4 und stellen einen zusätzlichen Schutz der Rolle 4 dar. In dieser Ausgestaltungsform enthält die Rolle 4 zudem drei Führungsringe 6. Die zwei äußeren Führungsringe 6 sind hier bereichsweise an einer Seite (hier die zum Inneren des Rollenofens gewandte Seite) angeschrägt und der mittlere Führungsring 6 ist hier bereichsweise beidseitig angeschrägt. Die Abstandsringe 2 und Abstandshülsen 5 sind über zwei Klemmflansche 7 (hier zwei verschraubbare Schellen) untereinander und zur Rolle 4 fixiert.
    • Beispiel - Mögliche Materialien für die Rolle, die Abstandsringe und die Abstandshülsen
  • Die Rolle, die Abstandsringe und/oder die Abstandshülsen können die folgenden Materialien enthalten oder daraus bestehen
    • hochveredelte Stähle (bis 900°C im Rollenofen);
    • gegossene Hartlegierungen (Co, Ni) (bis ca. 1000 °C im Rollenofen);
    • Hartmetalle (CerMet, TiC, WC, TaC) (bis ca . 1000°C im Rollenofen);
    • Al2O3 (bis ca . 1200°C im Rollenofen);
    • ZrO (bis ca . 1200°C im Rollenofen);
    • Si3N4 (bis ca . 1200°C im Rollenofen)
    • SiSiC (bis über 1200°C im Rollenofen);
    • RSiC (bis über 1200°C im Rollenofen);
    • LPI-SiC (bis über 1200°C im Rollenofen).

Claims (15)

  1. Rollenofen (1) zur thermischen Behandlung eines Brennguts, enthaltend
    a) einen Heizraum, der mindestens eine Wärmequelle enthält;
    b) mindestens eine Rolle (4) zum Transport eines Brennguts durch den Heizraum, wobei die Rolle (4) einen Mittelbereich aufweist, der sich innerhalb des Heizraums befindet und einen ersten und einen zweiten Endbereich aufweist, wobei sich der erste und zweite Endbereich außerhalb des Heizraums an sich gegenüberliegenden Stellen des Heizraums befindet;
    c) mindestens zwei Abstandsringe (2), die auf der mindestens einen Rolle (4) angeordnet sind;
    d) mindestens drei Abstandshülsen (5), die auf der mindestens einen Rolle (4) angeordnet sind, wobei die mindestens drei Abstandshülsen (5) eine größere Längenausdehnung entlang der Drehachse der Rolle (4) und eine kleinere Längenausdehnung senkrecht zur Drehachse der Rolle (4) aufweisen als die mindestens zwei Abstandsringe (2) und wobei die mindestens drei Abstandshülsen (5) jeweils mindestens einen Abstandsring (2) kontaktieren;
    e) mindestens einen Klemmflansch (7) und mindestens ein Gegenstück (7), wobei der mindestens eine Klemmflansch (7) in dem ersten Endbereich der mindestens einen Rolle (4) angeordnet ist und mindestens eine der Abstandshülsen (5) kontaktiert und das mindestens eine Gegenstück (7) in dem zweiten Endbereich der Rolle (4) angeordnet ist und mindestens eine der Abstandshülsen (5) kontaktiert;
    dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsringe (2) und Abstandshülsen (5) auf der mindestens einen Rolle (4) ohne stoffschlüssige Verbindung zur mindestens einen Rolle (4) angeordnet sind und der mindestens eine Klemmflansch (7) die mindestens zwei Abstandsringe (2) und mindestens drei Abstandshülsen (5) untereinander und mit der Rolle (4) über eine Klemmverbindung fixiert.
  2. Rollenofen (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenofen
    i) mindestens zwei Rollen (4); und/oder
    ii) mindestens drei Abstandsringe (2) auf der mindestens einen Rolle (4); und/oder
    i) mindestens vier Abstandshülsen (5) auf der mindestens einen Rolle (4);
    aufweist.
  3. Rollenofen (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Gegenstück (7)
    i) einen Klemmflansch (7) enthält oder daraus besteht; und/oder
    ii) einen stoffschlüssig mit der Rolle (4) verbundenen Ring oder eine stoffschlüssig mit der Rolle (4) verbundene Hülse enthält oder daraus besteht; und/oder
    iii) eine Ausbuchtung der Rolle (4) darstellt, die monolithisch zur Rolle (4) ist.
  4. Rollenofen (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen (4), die Abstandsringe (2) und/oder die Abstandshülsen (5),
    i) ein Metall; und/oder
    ii) ein oxidisches Material; und/oder
    iii) einen Hartstoff;
    enthalten oder daraus bestehen.
  5. Rollenofen (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen (4), die Abstandsringe (2) und/oder die Abstandshülsen (5) Verstärkungsfasern enthalten.
  6. Rollenofen (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsringe (2) und/oder die Abstandshülsen (5) einen Innendurchmesser aufweisen, der 0,01 bis 2 mm größer ist als der Durchmesser der Rolle (4).
  7. Rollenofen (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wanddicke
    i) der Abstandsringe (2) 1 bis 20 mm beträgt; und/oder
    ii) der Abstandshülsen (5) 0,1 mm bis < 1mm beträgt.
  8. Rollenofen (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizraum mindestens eine Zufuhr für Gas enthält.
  9. Rollenofen (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmequelle dazu geeignet ist, eine Temperatur von 400 bis 1600 °C in dem Heizraum zu erzeugen.
  10. Rollenofen (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenofen (1) ferner mindestens zwei Führungsringe (6) enthält, die auf der mindestens einen Rolle (4) ohne stoffschlüssige Verbindung zur mindestens einen Rolle (4) angeordnet sind und an den Abstandsringen (2) und Abstandshülsen (5) und an der mindestens einen Rolle (4) über den mindestens einen Klemmflansch (7) und das mindestens eine Gegenstück (7) fixiert sind, wobei die Führungsringe (6) eine größere Längenausdehnung senkrecht zur Drehachse der Rolle (4) aufweisen als die mindestens zwei Abstandsringe (2).
  11. Rollenofen (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenofen (1) mindestens ein Gestell (3) zum Transport von einem Brenngut aufweist, wobei das Gestell (3)
    i) ein Metall; und/oder
    ii) ein oxidisches Material; und/oder
    iii) einen Hartstoff;
    enthält oder daraus besteht.
  12. Verfahren zur ökonomischen Behandlung eines Brennguts mit Wärme, umfassend die Schritte
    a) Behandlung von Brenngütern in dem Heizraum eines Rollenofens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche;
    b) Messung einer Wandstärke der Abstandsringe (2) und/oder der Abstandshülsen (5); und
    c) Austausch von einzelnen Abstandsringen (2) und/oder einzelnen Abstandshülsen (5), wenn die Wandstärke einen kritischen Wert unterschritten hat, wobei der Austausch das Lösen und Wiederherstellen der Klemmverbindung des mindestens einen Klemmflansches (7) umfasst.
  13. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Austausch einzelner Abstandsringe (2) erfolgt, wenn sich die Wandstärke um 0,1 bis 2 mm reduziert hat.
  14. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung von Brenngütern in dem Heizraum des Rollenofens (1) bei einer Temperatur von 400 bis 1600 °C erfolgt.
  15. Verwendung des Rollenofens (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 zur thermischen Behandlung eines Brennguts.
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