WO1982000876A1 - Cooling zone of a furnace,in particular of a roller furnace - Google Patents

Cooling zone of a furnace,in particular of a roller furnace Download PDF

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    • F27D5/0062—Shields for the charge

Definitions

  • the invention relates to the design of the cooling zone for one of the preheating, firing and cooling zone existing furnace, preferably roller kiln through which the combustible material, preferably ceramic tiles or plates without it medium supporting Brennos ⁇ is hrt of refractory material monolayer hin mange Stahl '.
  • the firing material passes through the preheating, firing and cooling zone on a roller carpet, the rollers of which are made of a special steel or ceramic refractory material are driven from outside the furnace.
  • the particular advantage of this furnace is that there is no need for trolleys and refractory kiln furniture. These means of transport and support represent a considerable amount
  • lintel cooling In the cooling zone of such ovens, so-called lintel cooling is generally used, i.e. Suitable amounts of air are introduced into the cooling zone and brought into effect on the fuel. This inevitably leads, even if the combustion zone is closed off from the cooling zone by an apron, to repercussions from the cooling zone into the combustion zone and, if this is operated in a reducing manner, to reoxidation of the combustion material in the cooling zone and at least in the area of the firing zone adjacent to the cooling zone.
  • the cooling zone is indirectly cooled by means of a flowing heat transfer medium, preferably a liquid heat transfer medium, and has inlet elements for the media influencing the surface of the combustion material which are adjustable in their direction and throughput.
  • a flowing heat transfer medium preferably a liquid heat transfer medium
  • these coils or registers can be shielded against the material to be burned, with the radiation surfaces of the heat carrier the coils or registers are briskly shielded against the firing material, so that not only is the firing material protected, but the cooling process can also be controlled in any desired and optimal way.
  • the coils or coils are preferably arranged transversely to the direction of travel of the firing material through the furnace, because then the feeding and dissipation of the heat transfer medium is particularly simple. Also, the arrangement and operation of the shielding i 'st ch easier in such an arrangement of the coils or registers wesentl.
  • the controllable shielding preferably consists of rotatable, paddle-like elements arranged in a jalousie-like manner. In the closed state of the shielding, these elements cover the cooling coils or registers practically completely and, by turning them slightly, leave slots free through which the strongly cooled atmosphere present around the cooling coils or registers can suddenly fall down on the firing material.
  • louvered blinds can let each other slide over each other so you also Schlitz ⁇ plates use the rast ⁇ in the desired manner that more or less' openings are for the passage of cooled atmosphere down on the firing material available. Due to the adjustability of the shielding, it is also possible to influence the cooling process in the cooling zone in any way.
  • a major advantage of the invention is that the pipe coils or registers carrying the heat transfer medium can be connected to the heat-recovering or reusable systems or furnace parts.
  • Figure 1 is a schematic plan view of a kiln.
  • Fig. 2 is a section along the line II-II of Fig. 1;
  • Fig. 3 shows a partial longitudinal section through the cooling zone.
  • a preheating zone VZ In a furnace in the direction of arrow A with the material to be burned, in particular ceramic plates, a preheating zone VZ, a firing zone BZ which is heated in the direction of arrows B by a burner, and a cooling zone KZ are provided, from which the finished fired and ge ⁇ Cooled firing material emerges.
  • the fired material B is transported through the furnace by means of rollers, one of which can be seen at 1 in FIG. 2 and several, also denoted by 1 in FIG. 3.
  • rollers form a roller carpet from the furnace inlet to the furnace outlet and are driven from the outside, so that they convey the firing material B stored on them through the furnace.
  • cooling in the cooling zone KZ has been carried out by cooling air, which was introduced into the cooling zone by means of fans mounted above and below the roller carpet.
  • the combustion of the combustion material B in the cooling zone KZ is not carried out by blowing in cooling air, but by indirect cooling by means of a flowing heat transfer medium, preferably a liquid heat transfer medium, such as water, through the cooling coils, which are preferably laid transversely to the direction of travel of the combustion material -register 3 is passed in the upper part of the cooling zone.
  • a flowing heat transfer medium preferably a liquid heat transfer medium, such as water
  • This blind consists of paddle-like elements extending across the cooling zone, which can be adjusted so that they practically close the gaps between the fixed shields 4. This measure does not only provide additional protection for the firing material
  • the slots can be placed against each other more or less to cover, so that more or less big 'holes are formed, is made by the by the cooling coils or -registern forth the cooling Ein ⁇ effect on the conveyed on the rollers 1 combustible material.
  • Fireproof insulation 6 is located beneath the roller carpet consisting of rollers 1.
  • the cooling coils or registers 3 can be connected to systems or furnace parts in a manner not shown, for example they can be led to the preheating zone, so that part of the heat energy of the heat transfer medium can be used there to preheat the combustion material.
  • the amounts of heat absorbed by the heat transfer medium can also be used in another way, for example for drying.

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Description

Kühlzone für einen Brennofen, vorzugsweise Rollenofen
Die Erfindung betrifft die Ausbildung der Kühlzone für einen aus Vorheiz-, Brenn- und Kühlzone bestehenden Brennofen, vorzugsweise Rollenofen, durch den das Brenngut, vorzugsweise keramische Fliesen oder Platten, ohne es stützende Brennhilfs¬ mittel aus feuerfestem Material einschichtig hindurchgefü'hrt wird.
Bei das Brenngut einschichtig und ohne Brennhilfsmittel aus feuerfestem Material brennenden Rollenofen durchläuft das Brenngut die Vorheiz-, Brenn- und Kühlzone auf einem Rollen- teppich, dessen aus einem Spezialstahl oder keramischen feuer¬ festen Material bestehende Rollen von außerhalb des Ofens ange¬ trieben werden. Der besondere Vorteil dieser Ofen besteht darin, daß der Einsatz von Wagen und feuerfesten Brennhilfsmitteln ent¬ fällt. Diese Transport- und Stützmittel stellen eine erhebliche
QMPI IPO 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 üfen wird nicht nur eine wesentliche Energieeinsparung erreicht, sondern es läßt sich auch der Brennvorgaπg schneller und gleichmäßiger durchführen. Man gelangt zu erheblich verkürzten Produktions¬ zyklen.
In der Kühlzone solcher üfen wird im allgemeinen mit soge¬ nannter Sturzkühlung gearbeitet, d.h. es werden geeignete Mengen von Luft in die Kühlzone eingeführt und auf das Brenn¬ gut zur Einwirkung gebracht. Dabei kommt es unvermeidbar, auch wenn die Brennzone gegen die Kühlzone durch eine Schürze abge¬ schlossen ist, zu Rückwirkungen aus der Kühlzone in die Brenn¬ zone 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 be¬ nachbarten Bereiche der Brennzone verhindern, so kann dies nach der DE-OS 2824367 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 der zwischen aufeinanderfolgenden Eingaben liegenden Pausen ohne zusätzliche Luftzuführung durch die neutrale Ofenatmosphäre abgebrannt wird.
Es ist erkennbar, daß zur Durchführung eines solchen Verfahrens
OMPI 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 Kühl- zone 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 dadurch gelöst, daß die Kühlzone mittels eines strömenden Wärmeträgers,vorzugsweise eines flüssigen Wärmeträgers, indirekt gekühlt ist und in ihrer Richtung und ihrem Durchsatz einstellbare Einführungs¬ organe für die Oberfläche des Brenngutes beeinflussende Medien aufweist.
Bei Einsatz eines flüssigen Wärmeträgers, beispielsweise Wasser, das durch Rohrschlangen oder -register in der Kühl¬ zone über dem Brenngut geführt wird, ergibt sich ebenfalls eine schroffe Abkühlung dfes 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 beeinflussendes 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 Rohr¬ schlangen oder -registern abplatzender Zunder o. dgl . auf das Brenngut fällt, lassen sich diese Rohrschlangen oder -register gegen das Brenngut abschirmen, wobei in weiterer Ausbildung der Erfindung die Strahlungsflachen der den Wärmeträger führen- den Rohrschlangen oder -register gegen das Brenngut rege!-, bar 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 i'st bei einer solchen Anordnung der Rohrschlangen oder -register wesentl ch einfacher.
Die regelbare Abschirmung besteht vorzugsweise aus jalousie¬ artig 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 ge¬ kühlte Atmosphäre nach unten sturzartig auf das Brenngut zur Einwirkung gelangen kann.
Anstelle der jalousieartigen Vorhänge kann man auch Schlitz¬ platten verwenden, die sich in gewünschter Weise wechsel¬ seitig so übereinanderschieben lassen, daß mehr oder weniger große 'Öffnungen für den Durchtritt gekühlter Atmosphäre nach unten auf das Brenngut zur Verfügung stehen. Durch die Ver¬ stellbarkeit der Abschirmung ist es auch möglich, den Kühl- prozeß 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. Die Zeichnung zeigt in
Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf einen Brennofen;
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II der Fig. 1 ;
Fig. 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 ge¬ kühlte 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 hin- durchfördern. In der Kühlzone K.Z. erfolgte die Kühlung bis jetzt durch Kühlluft, die mittels über und unter dem Rollen¬ teppich 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 - 5 -
bleibt dabei in Ruhe und es kann nicht mehr zu einer Rück¬ wirkung 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
05 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
10 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 Ab¬ schirmung in Form einer Art von Jalousie, wie sie bei 5 ange-
15 deutet ist. Diese Jalousie besteht aus paddelartigen, sich quer über die Kühlzone erstreckenden Elementen, die so ein¬ gestellt werden können, daß sie die Lücken zwischen den festen Abschirmungen 4 praktisch schließen. Mit dieser Ma߬ nahme ist nicht nur ein zusätzlicher Schutz des Brenngutes
20 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
25 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 Ein¬ wirkung auf das auf den Rollen 1 geförderte Brenngut erfolgt.
30
Unter dem aus den Rollen 1 bestehenden Rollenteppich befindet sich eine feuerfeste Isolierung 6.
Figure imgf000008_0001
OMPI Die Kühlschlangen oder -register 3 können in nicht dargestellter Weise an Anlagen oder Ofenteile angeschlossen sein, beispiels¬ weise zur Vorheizzone geführt sein,.so daß ein Teil der Wärme¬ energie 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

P a t e n t a n s p rü c h e
1. Kühlzone für einen aus Vorheiz-, Brenn- und Kühlzone bestehenden Brennofen, vorzugsweise Rollenofen, durch den das Brenngut, vorzugs¬ weise keramische Fliesen oder Platten, ohne es stützende Brennhilfs¬ mittel aus feuerfestem Material einschichtig hindurchgeführt wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kühlzone mittels eines strömenden Wärmeträgers, vorzugsweise eines flüssigen Wärme¬ trägers, indirekt gekühlt ist, und in ihrer Richtung und ihrem Durchsatz einstellbare Einführungsorgane für die Oberfläche des Brenngutes beeinflussende Medien aufweist.
2. Kühlzone nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h ¬ n e t , daß in der Kühlzone über dem Brenngut den Wärmeträger führende Rohrschlangen oder -register angeordnet sind, deren Strahlungsflachen gegen das Brenngut regelbar abgeschirmt sind.
3. Kühlzone nach Anspruch 2, dadurch g e e n n ¬ z e i c h n e t , daß die Rohrschlangen oder -register quer zur Fahrtrichtung des Brenngutes angeordnet sind.
4. Kühlzone nach Anspruch 2 oder 3, dadurch g e k e n n ¬ z e c h n e t , daß die Abschirmung aus jalousieartig ange¬ ordneten, verdrehbaren paddelartigen Elemente besteht.
5. Kühlzone nach Anspruch 2 oder 3, dadurch g e k e n n - z e i c h n e t , daß die Abschirmung aus gegeneinander ver¬ schiebbaren Schlitzplatten besteht.
6. Kühlzone nach einem oder mehreren der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die den Wärmeträger führenden Rohrschlangen oder -register an die Wärme wiedergewinnende oder wiedernutzbarmachende Anlagen oder Ofen¬ teile angeschlossen sind.
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