DE20021089U1

DE20021089U1 - Kassettenofen

Info

Publication number: DE20021089U1
Application number: DE20021089U
Authority: DE
Original assignee: Riedhammer GmbH; Riedhammer GmbH and Co KG
Current assignee: Riedhammer GmbH; Riedhammer GmbH and Co KG
Priority date: 2000-12-13
Filing date: 2000-12-13
Publication date: 2001-03-29
Anticipated expiration: 2010-12-14

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen sogenannten Kassettenofen,
insbesonderen Kassetten-Ringtiefofen, wie er zum Brennen von
Kohle- oder Graphitelektroden mit folgendem grundsätzlichem
Aufbau bekannt ist:

Die Ofenanlage besteht aus einer Vielzahl von Kammern, die
hintereinander und nebeneinander so angeordnet sind, dass sie zusammen betrachtet - eine angenäherte Ringform ergeben.

Im Betrieb sind immer ein oder zwei (von beispielsweise 16 bis 24) Kammern als Brennkammern ausgebildet, während die - in
Brennrichtung beziehungsweise Strömungsrichtung der Rauchgase davor angeordneten Kammern als Aufheizkammern und die
dahinterliegenden Kammern als Abkühlkammern angesehen werden
können. Alle nachstehenden Richtungsangaben beziehen sich sich insoweit auf die Strömungsrichtung der Rauchgase (entsprechend der Betriebsrichtung des Ofens).

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Jede Kammer ist durch Zwischenwände in sogenannte Kassetten unterteilt, die das Brenngut aufnehmen, welches in einem Füllpulver-Bett konfektioniert sein kann.

Benachbarte Kammern sind untereinander derart verbunden, dass die Rauchgase (Verbrennungsgase) von einer Kammer zur nächsten geführt werden. Üblicherweise geschieht dies dadurch, dass die Rauchgase in Heizschächten von unten nach oben und entlang von Kassettenwänden, die durchgehende Rauchgaskanäle aufweisen, von oben nach unten strömen. Anschließend wird das Rauchgas über einen Hohlraum im Bodenbereich zur nächsten Kammer geführt. Die Heizschächte verlaufen dabei unmittelbar benachbart (und parallel) zur Wand einer vorhergehenden Kammer. Die Kassettenwände begrenzen die einzelnen Kassetten.

Das Brenngut liegt zum Beispiel so in den Kassetten, dass es oberseitig in Höhe der Kammerwände und unterseitig mit Abstand zum Kammerboden endet.

Jede Kammer ist mit einem Deckel verschlossen. Zwischen Kammerdeckel und den oberen Enden der Kammerwände besteht ein Hohlraum, der ebenso eine Gasströmung ermöglicht wie ein im Bodenbereich der Kammern/Kassetten ausgebildeter Hohlraum (auch Kassettenboden-Unterbau genannt).

Ingesamt ergibt sich ein etwa sinus- oder mäanderförmiger Verlauf der Rauchgase von Kammer zu Kammer.

Figur 1 zeigt eine perspektivische Aufsicht auf einen Kassetten-Ringtiefofen und Figur 2 einen Längsschnitt durch eine Reihe hintereinander angeordneten Kammern sowie die Rauchgasströmung für diesen aus der WO 92/22780 bekannten Ofen. Nachstehend werden deshalb nur die wichtigsten Komponenten kurz dargestellt.

Der Ofen besteht aus insgesamt sechzehn Kammern 10, die ringförmig hintereinander in zwei Reihen angeordnet sind, wobei das Feuer im Uhrzeigersinn umläuft (Pfeil R).

Innerhalb jeder Kammer 10 sind fünf Kassetten 12 ausgebildet , die von vier umlaufenden Kassettenwänden und vier Zwischenwänden 14 begrenzt werden. In jeder Kassettenwand 14 sowie in den Zwischenwänden sind Rauchgaskanäle 16 ausgebildet, die sich von einem Kassettenboden-Unterbau 18 bis in den Bereich unterhalb jedes Kammerdeckels 20 erstrecken. Eine umlaufende Rauchgas-Rohrleitung 22 ist teilweise zu erkennen.

Gemäß Figur 2 strömt das Rauchgas durch eine bodenseitige Öffnung 10o2 einer Kammerwand 10w2 einer Kammer 10.1 über eine Öffnung lOol einer Kammerwand IOwl in einen Heizschacht 30 einer nachfolgenden Kammer 10.2, steigt dort auf (Pfeil O), strömt dann etwa horizontal entlang eines Hohlraums 40 zwischen Deckel 20 und Brenngut B, bevor es entlang eines Spaltes 10s zwischen Brenngut B und hinterer Kammerwand 10w2 von oben nach unten (Pfeil U) und über eine Öffnung 10o2 in der Kammerwand 10w2 in die nächste Kammer 10.3 geführt wird. Der Heizschacht 30 wird gebildet von der Kammerwand IOwl und einer davor angeordneten Zusatzwand 10w3. Die vorstehend genannten Kammerwände begrenzen gleichzeitig mindestens jweils eine zugehörige Kassette.

Öfen der vorgenannten Art sind im Einsatz und haben sich grundsätzlich bewährt. Gleichwohl besteht ein ständiges Verlangen nach Verbesserung insbesondere des Wärmewirkungsgrades des Ofens und der Qualität der gebrannten Produkte. Beides soll mit der Erfindung erreicht werden.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, die vorbeschriebene Führung des Rauchgasstromes zu verlassen und die heißen Rauchgase

• ·

gezielt (geführt) auch in die Kaminer-/Kassettenabschnitte zu führen, die der Rauchgaszuleitung in jede Kammer benachbart sind.

Dazu können die Rauchgase gerichtet durch die Rauchgaskanäle der entsprechenden Kassettenwände, direkt auf und/oder durch das Füllpulver-Bett für das Brenngut und/oder entlang von zusätzlichen Rauchgasschächten geleitet werden.

Während im Stand der Technik (Fig. 2) die Wärme faktisch über die gesamte Tiefe (Länge) der Kammer über dem Brenngut vorbeigeführt und erst im Bereich der Kammer-Rückwand nach unten zurückgeführt wird, kann mit der neuen Form eine erheblich gleichmäßigere Wärmeverteilung über das gesamte Kammervolumen und damit eine gleichmäßigere Sinterung des Brenngutes erreicht werden. Gleichzeitig sinkt der Energiebedarf aufgrund verbesserter (gleichmäßigerer) Wärmeverteilung.

In ihrer allgemeinsten Ausführungsform betrifft die Erfindung einen Kassettenofen mit folgenden Merkmalen:

• mehreren, hintereinander angeordneten Kammern,

• jede Kammer weist einen Kammerboden, vier Kammerwände und einen abnehmbaren Deckel auf,

• jede Kammer weist - bezogen auf benachbarte Kammern mindestens eingangs- und ausgangsseitig sowie ober- und unterseitig vertikal und horizontal verlaufende, miteinander verbundene Strömungskanäle auf,

• benachbarte Kammern schließen jeweils entlang einer Kammerwand aneinander an und sind über mindestens einen der Strömungskanäle· strömungstechnisch verbunden,

• mindestens einer der ober- und unterseitigen Strömungskanäle ist im Bereich zwischen einem eingangs- und ausgangseitigen Strömungskanal mit mindestens einem Profil ausgebildet.

• das Profil liegt im Strömungsweg eines entlang den Strömungskanälen strömenden Rauchgases.

Durch eine gezielte Profilierung entlang des Strömungsweges nach Art von Schikanen, Prallelementen oder Umlenkeinrichtungen kann das Rauchgas definiert in jeder Kammer beziehungsweise deren Kassetten geführt werden.

Dabei kann der eingangsseitige ebenso wie der ausgangsseitige Strömungskanal jeder Kammer parallel zur korrespondierenden Kammerwand verlaufen.

Mindestens einer der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Strömungskanäle der Kammern kann zwischen der korrespondierenden Kammerwand und einer Zusatzwand verlaufen, die sich vom Kammerboden nach oben erstreckt und im Abstand zum Deckel endet.

Alternativ oder kumulativ kann mindestens einer dieser Strömungskanäle (auch) zwischen der korrespondierenden Kammerwand und einer gegenüberliegenden Außenfläche des Brennguts verlaufen, sowie mit Abstand zum Deckel enden.

In allen Fällen ergeben sich' unterschiedliche Strömungswege für das Rauchgas durch eine Kammer.

Es bietet sich eine Ausführungsform an, bei der der oberseitige Strömungskanal zwischen einem in der Kammer angeordneten Brenngut und dem Deckel, der zum Beispiel mit gewölbter Unterseite ausgebildet ist, verläuft.

Analog kann der unterseitige Strömungskanal zwischen einem in der Kammer angeordneten Brenngut und (in) dem Kammerboden(-Unterbau) ausgebildet sein.

Das Profil kann senkrecht zur Strömungsrichtung des Rauchgases verlaufen. Bei scharfkantiger und rechtwinklig zur Gasströmung ausgeführter Profilgebung wird der Rauchgasstrom quasi &ldquor;aufgerissen*. Bei abgerundeter Geometrie und Anschrägung zur Strömungsrichtung der Heißgase läßt sich der Rauchgasstrom &ldquor;laminar* und gegebenenfalls &ldquor;wellenartig* führen.

Das Profil kann jegliche Form haben. Nur einige mögliche Formen werden im weiteren genannt:

Das Profil kann aus mindestens einem Steg bestehen. Mehrere Stegabschnitte mindestens eines Stegs können in einer Linie und mit Abstand zueinander angeordnet werden. Versetzt davor oder dahinter lässt sich mindestens eine weitere Stegreihe anordnen, wobei die Stegabschnitte versetzt zu den Stegabschnitten der davor oder dahinter angeordneten Stegreihe sein können. So können mehrere, räumlich versetzte Umleitungen des Rauchgasstromes erfolgen.

Die Profile (zum Beispiel die Stege) können vom Kammerboden nach oben und/oder vom Deckel nach unten abstehen. Sie können ebenso innerhalb anderer Strömungskanäle und -kammern auf unterschiedlichste Art und Weise ausgebildet sein. Das Rauchgas lasst sich auf diese Weise wechselweise (alternierend) zwischen dem Eingang und Ausgang einer Kammer (Kassette) führen. Die Temperaturverteilung am Brenngut wird verbessert.

Da die Profile von den heißen Ofengasen angeströmt werden müssen sie aus temperaturbeständigem Material bestehen, zum Beispiel aus dem gleichen Feuerfestmaterial aus dem auch die Wände, der Boden

oder Deckel der Kainmern bestehen. Sie lassen sich ingetral mit den entsprechenden Kammerteilen ausbilden.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche sowie den sonstigen Anmeldungsunterlagen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben.

Dabei zeigt Fig. 3 in schematisierter Darstellung einen Schnitt analog Figur 2 durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Kammer 10.2:

Im Gegensatz zur Ausbildung der Kammer 10.2 beim Stand der Technik nach Figur 2 ist entlang einer Unterseite 2Ou des Deckels 20 ein Steg 20s angeordnet, und zwar im wesentlichen parallel zur Zusatzwand 10w3.

Schraffiert ist im Abstand dahinter ein zweiter Steg 20s' mit gekrümmter Anströmfläche dargestellt, der über den Steg 20s in den Hohlraum 40 unterhalb der Deckel-Unterseite 2Ou vorsteht.

Das Rauchgas strömt in Pfeilrichtung O durch den Heizkanal 30. Es wird nach Verlassen des Heizkanals 30 durch die gewölbte Deckel-Unterseite (bei 2Or) umgelenkt und erfährt kurz danach durch den Quersteg 20s eine erneute Richtungsänderung, und zwar in Pfeilrichtung B, also in Richtung auf die Rauchgaskanäle 16 der Kassettenwände und das Brenngut BG. Der Rauchgasstrom teilt sich im weiteren in folgende Teilgasströme auf:

• ein wesentlicher Teil durch die der Zusatzwand 10w3 benachbarten Rauchgaskanäle der Kassettenwände 14, (in Pfeilrichtung U)

• ein Teil strömt am Steg 20s vorbei und wird am Steg 20s' umgelenkt

• ein Teil strömt durch einen Spalt Sl zwischen Zwischenwand 10w3 und Brenngut BG (in Pfeilrichtung U)

• ein anderer Teil über das Brenngut BG (in Pfeilrichtung H)

• ein Teil durch das Brenngut BG (in Pfeilrichtung U),

• ein Teil durch den Spalt lOsl zwischen Brenngut BG und Kammerwand 10w2 (Pfeilrichtung U)

• ein weiterer Teil entlang des Kassettenboden-Unterbaus 18 (Pfeilrichtung H)

wobei alle Rauchgasströme in die Öffnung 10o2 einmünden und die die nachfolgende Kammer geleitet werden.

Stege, Schikanen oder dergleichen können in allen Bereichen angeordnet werden, die Haupt-Strömungsbereiche des Rauchgasstromes darstellen, um so beispielsweise das Gas auch von unten nach oben durch eine Kammer/Kassette zu führen.

Claims

1. Kassettenofen mit folgenden Merkmalen:

1. 1.1 mehreren, hintereinander angeordneten Kammern (10.1, 10.2, 10.3),

2. 1.2 jede Kammer (10.1, 10.2, 10.3) weist einen Kammerboden, vier Kammerwände (16) und einen abnehmbaren Deckel (20) auf,

3. 1.3 jede Kammer (10.2) weist - bezogen auf benachbarte Kammern (10.1, 10.3) - mindestens eingangs- und ausgangsseitig sowie ober- und unterseitig vertikal und horizontal verlaufende, miteinander verbundene Strömungskanäle (30, 40, 10s) auf,

4. 1.4 benachbarte Kammern (10.1, 10.2, 10.3) schließen jeweils entlang einer Kammerwand (10w1, 10w2) aneinander an und sind über mindestens einen der Strömungskanäle (30, 40, 10s) strömungstechnisch verbunden,

5. 1.5 mindestens einer der ober- und unterseitigen Strömungskanäle (40) ist im Bereich zwischen einem eingangs- und ausgangseitigen Strömungskanal (30, 10s) mit mindestens einem Profil (20s) ausgebildet.

6. 1.6 das Profil (20s) liegt im Strömungsweg (40) eines entlang den Strömungskanälen (30, 40, 10s) strömenden Rauchgases.

2. Kassettenofen nach Anspruch 1, bei beim der eingangsseitige Strömungskanal (30) jeder Kammer (10) parallel zur korrespondierenden Kammerwand 10w1) verläuft.

3. Kassettenofen nach Anspruch 1, bei beim der ausgangsseitige Strömungskanal (10s) jeder Kammer (10) parallel zur korrespondierenden Kammerwand (10w2) verläuft.

4. Kassettenofen nach Anspruch 1, bei dem mindestens einer der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Strömungskanäle (30, 10s) der Kammern (10) zwischen der korrespondierenden Kammerwand (10w1, 10w2) und einer Zusatzwand (10w3) verläuft, die sich vom Kammerboden nach oben erstreckt und im Abstand zum Deckel (20) endet.

5. Kassettenofen nach Anspruch 1, bei dem mindestens einer der eingangsseitigen und ausgangsseitigen Strömungskanäle (30, 10s) der Kammern (10) zwischen der korrespondierenden Kammerwand (10w1) und einer gegenüberliegenden Außenfläche des Brennguts (BG) verläuft, und mit Abstand zum Deckel (20) endet.

6. Kassettenofen nach Anspruch 1, bei beim der oberseitige Strömungskanal (40) zwischen einem in der Kammer (10) angeordneten Brenngut (BG) und dem Deckel (20) ausgebildet ist.

7. Kassettenofen nach Anspruch 1, bei beim der unterseitige Strömungskanal zwischen einem in der Kammer angeordneten Brenngut und dem Kammerboden ausgebildet ist.

8. Kassettenofen nach Anspruch 1, bei beim der Deckel (20) unterseitig und relativ zu einem in der Kammer (10) angeordneten Brenngut (BG) konvex gewölbt ausgebildet ist.

9. Kassettenofen nach Anspruch 1, bei dem das Profil (20s) senkrecht zu dem entlang den Strömungskanälen (30, 40, 10s) strömenden Rauchgas verläuft.

10. Kassettenofen nach Anspruch 1, bei beim das Profil aus mindestens einem Steg (20s) besteht.

11. Kassettenofen nach Anspruch 10, bei beim mehrere Stegabschnitte mindestens eines Stegs in einer Linie und mit Abstand zueinander angeordnet sind.

12. Kassettenofen nach Anspruch 1, bei beim das Profil aus mindestens einem, vom Boden nach oben abstehenden Steg besteht.

13. Kassettenofen nach Anspruch 1, bei dem das Profil (20s) aus mindestens einem, vom Deckel (20) nach unten abstehenden Steg (20s) besteht.

14. Kassettenofen nach Anspruch 1, bei dem mehrere Profile (20s, 120s') beabstandet zueinander entlang eines Strömungskanals (30) angeordnet sind.