EP0054184B1

EP0054184B1 - Kühlzone für einen Brennofen, vorzugsweise Rollenofen

Info

Publication number: EP0054184B1
Application number: EP81109620A
Authority: EP
Inventors: Gottfried Dr. Cremer
Original assignee: Buchtal Keramische Betriebe GmbH
Current assignee: Buchtal Keramische Betriebe GmbH
Priority date: 1980-12-12
Filing date: 1981-11-11
Publication date: 1985-01-30
Also published as: JPS57124684A; EP0054184A1; ZA818250B; JPH0117072B2; DE3046918A1

Description

In der früheren europäischen Patentanmeldung 0 046 993 ist von der Ausbildung der Kühlzone für einen aus Vorheiz-, Brenn- und Kühlzone bestehenden Brennofen, vorzugsweise Rollenofen, ausgeganden, durch den das Brenngut, vorzugsweise keramische Fliesen oder Platten, ohne es stützende Brennhilfsmittel aus feuerfestem Material einschichtig hindurchgeführt wird.
Bei Rollenöfen, die das Brenngut einschichtig und ohne Brennhilfsmittel aus feuerfestem Material brennen durchläuft das Brenngut die Vorheiz-, Brenn- und Kühlzone auf einem Rollenteppich, dessen aus einem Spezialstahl oder keramischen feuerfesten Material bestehenden Rollen von au- βerhalb des Ofens angetrieben werden. Der besondere Vorteil dieser Ofen 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 Brennhilfsrnitteln 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 kann 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 der 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.
Entsprechend der früheren europäischen Patentanmeldung 0 046 993, die gemäß Art. 54 (3) EPÜ als Stand der Technik gilt wird die Aufgabe gelöst, 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, indem die Kühlzone mittels eines strömenden Wärmeträgers, vorzugsweise eines flüssigen Wärmeträgers, indirekt gekühlt wird.
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.
Die Weiterbildung, wie sie durch die vorliegende Erfindung vorgeschlagen wird, besteht darin, daß in der Kühlzone zusätzlich zu den über dem Brenngut angeordneten, den Wärmeträger führende Rohrschlangen oder -registern unter dem Brenngut angeordnete, den Wärmeträger führende Rohrschlangen oder -register angeordnet sind, deren Strahlungsflächen gegebenenfalls gegen das Brenngut regelbar abgeschirmt sind.
Um zu vermeiden, daß von den den Wärmeträger führenden Rohrschlangen oder -registern abplatzender Zunder od. dgl. auf das Brenngut fällt, sind die oberen Rohrschlangen oder -register gegen das Brenngut gegebenenfalls abgeschirmt, wobei die Strahlungsflächen der den Wärmeträger führenden Rohrschlangen oder -register gegen das Brenngut vorzugsweise regelbar abgeschirmt sind, so daß nicht nur das Brenngut geschützt wird, sondern der Kühlvorgang auch in beliebiger und optimaler Weise gesteuert werden kann. Bei den unteren Strahlungsflächen kann die Abschirmung gegebenenfalls entfallen, weil von hier dem Brenngut keine Gefahr von allenfalls abplatzenden Zunder droht. Sie ist jedoch empfehlenswert, wenn eine Steuerung des Kühlvorgangs erwünscht ist.
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 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 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 Anlage oder Ofenteile angeschlossen werden können.
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 keramischen Platten, beschickten Ofen sind eine Vorheizzone V. Z. ; eine Brennzone B. Z., die in Richtung des Pfeiles 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 bei 1 in Fig. 2, die einen Schnitt durch Kühlzone K. Z. längs der Linie 11-11 der Fig. 1 darstellt, erkennbar ist. 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 gemäß dem bis herigen Stand der Technik durch Kühlluft, die mittels über und unter dem Rollenteppich angebrachten Gebläsen in die Kühlzone eingeführt wurde. Trotz eines bei 2 in Fig. 1 angedeuteten Schurzes zwischen Brennzone B. Z. und Kühlzone K. Z. ist es nicht möglich, eine Rückwirkung dieser Kühlluft auf die Brennzone und damit eine Beeinflussung der dort herrschenden Atmosphäre zu verhindern. Gemäß der Erfindung erfolgt die Kühlung des Brenngutes 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 verlegten Kühlschlangen oder -register 3 im oberen Teil und zusätzlich auch im unteren 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. Um ein Abfallen von sich allenfalls an den oberen Kühlschlangen oder -registern 3 bildenden Zunder od. 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 in Fig. 3 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 überdecken. Sollten die Lücken zu groß sein, so können nebeneinander so viele Elemente angeordnet sein, daß sie im quergestellten Zustand die Lücke gemeinsam verschließen. Mit dieser Maßnahme ist nicht nur ein zusätzlicher Schutz des Brenngutes B 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.
Zwischen dieser feuerfesten Isolierung 6 und dem Rollenteppich 1 befinden sich weitere Kühlschlangen oder -register 7, die ähnlich wie die Kühlschlangen oder -register 3 mit Vorrichtungen ähnlich den Jalousien 5 regelbar abschirmbar sein können. Diese Abschirmung ist jedoch zur Vereinfachung der Darstellung nicht gezeichnet.
Die Kühlschlangen oder -register 3 können in nicht dargestellter Weise an Anlagen oder Ofenteile angeschlossen 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 aufgenommene Wärmemengen auch in anderer Weise z. B. zum Trocknen, weiterverwenden.

Claims

1. Rollenofen, durch den das Brenngut in Form keramischer Fliesen oder Platten ohne stützende Brennhilfsmittel aus feuerfestem Material einschichtig hindurchgeführt wird, mit einer Vorheiz-, einer Brenn- und einer Kühlzone, in der zur Verhinderung der Reoxidation die Kühlung des Brenngutes indirekt mittels eines strömenden Wärmeträgers erfolgt, der in über dem Brenngut angeordneten Rohrschlangen oder -registern geführt ist, die gegen das Brenngut regelbar abgeschirmt sind, dadurch gekennzeichnet, daß auch unter dem Brenngut einen strömenden Wärmeträger führende Rohrschlangen oder -register angeordnet sind.

2. Rollenofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unter dem Brenngut angeordneten Rohrschlangen oder -register gegen das Brenngut regelbar abgeschirmt sind.

3. Rollenofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrschlangen oder -register quer zur Fahrtrichtung des Brenngutes angeordnet sind.

4. Rollenofen nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung aus jalousieartig angeordneten, verdrehbaren paddelartigen Elementen besteht.

5. Rollenofen nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung aus ge_- geneinander verschiebbaren Schlitzplatten besteht.