DE2419093C3 - Durchlaufofen zum Brand von keramischen Erzeugnissen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Durchlaufofen zum Brand keramischer Erzeugnisse, beispielsweise gestapeltes Flachgeschirr, nach dem Gattungsbegriff des Anspruchs I.

Der Brand von keramischen Erzeugnissen wird vorwiegend in bekannten Tunnelofen ausgeführt. Diese Aggregate besitzen bei der Durchdringung der keramischen Fertigungstechnologie mit Fließstraßen einige Nachteile, unter anderem:

— Maschinelles Besetzen und Entleeren ist nur unter schwierigen Bedingungen möglich;

— eine Eingliederung des Brennaggregats in Fließstraßen ist unzweckmäßig;

— die Leistung in Verbindung mit der Ofendurchlaufzeit ist dadurch begrenzt, daß mit kurzer Ofenzeit (z.B. <12h) ein erheblicher Anteil an Bruch entsteht;

— das Brennaggregat erfordert Brennhilfsmittel in ίο Form von Regalen, die die Kosten stark belasten.

Weiterhin sind die Wärmebedarfswerte und die B-Tichverluste bedingt durch das Besetzen in Etagen, den Transport der Wagen und den Brand selbst in einigen Fällen erheblich hoch. Beispielsweise liegen die durchschnittlichen Werte beim Glühbrand von Geschirrporzellan in Tunnelofen für den spezifischen Wärmeverbrauch zur Zeit bei 1200 bis 1500 kcal/kg Ware und für den Glühbruch zur Zeit bei etwa 12%.

in weiteren bekannten Brennaggregaten nach den Veröffentlichungen z. B. in den Zeitschriften: Ceramics, London, 23 (1972), 283, S. 18 und 19; »FORERUNNER of the Future« oder in Trans und Jour. Brit, ceram. Soc Stoke-on-Trent, 70 (1971), 7, S. 237 bis 251; »Der B. Ceram. R. A. Quickfire Kiln« bzw. in Keram. Zeitschrift. Heft 7, 1972, S. 382 bis J86; »Schmelz- und Scharffeuerdekore« sowie »Glüh- und Glattbrand von Porzellan im Schnellbrand« wird das keramische Erzeugnis einschichtig, zur Erreichung einer akzeptablen Ofenleistung notwendigerweise mit sehr kurzen Ofenzeiten (z. B. 15 bis 90 min) gebrannt. Bei diesen Durchlaufofen ist es jedoch erforderlich, daß das Brenngut allseitig gleichmäßig aufgeheizt bzw. gekühlt wird, da sonst Spannungen bzw. Deformationen auftreten.

Diese gleichmäßige Behandlung ist dann nicht gegeben, wenn das Brenngut auf einer nicht beheizten Unterlage (Platte, Schlitten, Herdwagen usw.) steht oder der Ofen eine bestimmte Minciestlängc im Verhältnis zur Brenngutgröße unterschreitet. Deshalb werden auch Brennaggregate errichtet, siehe die Veröffentlichung in der Zeitschrift »Sprechsaal für Keramik, Glas. Email, Silikate«, Il bis 19,66.99. Jahrgang, S. 421 bis 425. »Die Entwicklung der KERA-Schnellbrandtechnik für Wandfliesen und andere keramische Produkte«, bei dcnen die Zuführung der Wärme zur Unterseite des Brenngutes dadurch ermöglicht wird, daß das Gut auf profilierten oder durchbrochenen Stahlbändern oder trägern durch den Ofen transportiert wird. Bei vielen Erzeugnissen führt der Einsatz dieser feuerfesten Stähle

so zur Qualitätsminderung durch Spuren von Zunderteilchen und somit zu hohen Verlusten. Außerdem wird bei diesen geringen Ofendurchlaufzeiten meist eine Restfeuchte von weniger als 1% erforderlich. Dadurch entsteht ein hoher trocknungstechnischer Aufwand.

Bei einem weiteren bekannten Brennaggregat, dem sogenannten Luftkissenofen, nach einer Veröffentlichung der Zeitschrift Am. Ceram. Soc. Bull, Heft 5. 1965, S. 454. 455 und 458, »Air Cushion Kiln - A New Concept in Ceramic Firing«, wird das Brenngut durch Heiß-

bo gasumwälzung im Ofen in der Schwebe gehalten. Der Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß sich aus aerodynamischen Gründen nur wenige geometrisch günstige Artikel eignen oder Gutträger, die sehr kostspielig sind, eingesetzt werden müssen. Außerdem bcstehen technische und ökonomische Probleme hinsichtlich der Heißgasförderung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Durchlaufofen der eingangs beschriebenen Art für kür-

zestmögliche Ofendurchlaufzeiten für keramische Erzeugnisse, z. B. gestapeltes Flachgeschirr, zu schaffen, in dem Spannungen, Deformationen und Eisenflecken vermindert werden können, Bruchverluste kleiner als 1 bis 3% (artikelbedingt) und die Ofenzeiten etwa 3 bis 10 Stunden (artikelspezifisch) betragen, damit die Wärmebedarfswerte verringert werden.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß für eine Gesamtkombination nachstehender Merkmale dadurch, daß im ersten Teil der Vorwärmzone an der Decke ein oder mehrere dicht aufeinanderfolgende Sperrluftschleier sowie an den Seitenwänden öffnungen in Gutträgerhöhe für Sperrluftschleier, im zweiten Teil der Vorwärmzone Abgasöffnungen sowii Abzugsöffnungen und Schlitzdüsen für die Querströmung, in der Brennzone und im ersten Teil der Kühlzone Hochgeschwindigkeitsbrenner oberhalb des Brenngutes, im zweiten Teil der Kühlzone mehrfach hintereinander Schlitzöffnungen an der Decke, Deckenbrenner mit Brenn- und Mischkammer sowie Deckenschntze und im dritten Teil der Kühlzone mehrfach hintereinander Schlitzöffnungen an der Decke, eine Schiebelufteinblasung an der Decke und ein oder mehrere dicht aufeinanderfolgende, über die gesamte Deckenbreite gehende Sperrluftschleier und an den Seitenwänden Öffnungen in Gutträgerhöhe für Sperrluftschleier angeordnet sind, wobei die Anordnung des zu Stapeln übereinander gesetzten Brenngutes einetagig erfolgt.

Durch die erfindungsgemäße Kombination der technologischen Vorrichtungen wird eine intensive und gut steuerbare, dem Brenngut angepaßte Wärmebehandlung gewährleistet, so daß ein spannungsfreier Aufheiz- und Kühlprozeß gegeben ist.

Die Gegenstände der Ansprüche 2 bis 5 betreffen vorteilhafte Ausbildungen des Durchlaufofen gemäß Anspruch 1.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnungzeigt

F i g. 1 den Längsschnitt eines Durchlaufofens,

Fi g. 2den Schnitt A-A nach Fig. 1,

Fig.3den Schnitt B-Bnach Fig. 1.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich, wird das auf den Gutträgern 2 befindliche Brenngut 3 in der Durchschubrichtung 4 durch den Durchlaufofen 1 transportiert, wobei es nacheinander die Vorwärm- 5, Brenn- 6 und Kühlzone 7 passiert. In der ersten Vorwärmzone 5.1 befinden sich nacheinander mehrere in einem bestimmten Abstand angeordnete Sperrluftschleier 8 in der Decke sowie ein Sperrluftschleier 8 in jeder Seitenwand, durch welche über das Sperriuftgebläse 9 ein Teil der Abgase Il aus der Abgasleitung 12 in den Brennkanal 13 gedrückt werden. Im zweiten Teil der Vorwärmzone 5.2 sind Abgasöffnungen 14 im unteren Teil des Brennkanals 13 eingebaut, durch welche die Abgase 11 in die Abgasleitung 12 durch einen nicht dargestellten Zugerzeuger abgesaugt werden.

Im zweiten Teil der Vorwärmzone 5.2 sind im unteren Teil des Brennkanals 13 Abzugsöffnungen 15 angeordnet, durch welche heiße Abgase 16 entweder in die Abgasleitung !2 oder zum Umwälzgebläse 17 geführt werden. Die Temperatur der heißen Abgase 16 im Umwälzgebläse 17 kann durch Zuführung von Kaltluft 10 und die Schieberstellung in den Kanälen 19 beeinflußt werden.

Das Umwälzgebläse 17 drückt die heißen Abgase 16 durch Schlitzdüsen 18 in den über dem Brenngut 3 befindlichen Teil des Brcnnl· -<nals 13 ein.

Zur Erzeugung der Querströmung 20 nach Fig..? sind die Abzugsöffnungen 15 und Schlitzdüsen 18 übereinander, jedoch gegenüberliegend versetzt angeordnet, wobei jede Querströmung 20 von der jeweils nachfolgenden durch Seitenplatten 21 in den Nischen 22 des Brennkanals 13 teilweise getrennt wird.

In der Brennzone 6 sind im oberen Teil des Brennkanals 13 Hochgeschwindigkeitsbrenner 23 angeordnet Zur Erzeugung der Querzirkulation 24 nach F i g. 3 befinden sich die Hochgeschwindigkeitsbrenner 23 in dem über dem Brenngut 3 befindlichen Teil des Brennkanals 13 gegenüberliegend versetzt, wobei jede Querzirkulation 24 von der jeweils nachfolgenden durch Seitensteine 25 in den Wandnischen 26 des Brennkanals 13 teilweise getrennt wird. Am Beginn der ersten Kühlzone 7.1 sind in analoger Ausführung wie in der Brennzone 6 Hochgeschwindigkeitsbrenner 23 eingebaut Im zweiten Teil 7.2 der Kühlzone befinden sich in der Abdekkung des Brennkanals 13 Schützöffr.'-ngen 27, welche zur Abführung der Heißluft 28 diener.. Die Schlitzöffnungen 27 sind mit dem Luftkanal 29 verbunden, welcher zum Kühlluftgebläse 30 führt Im zweiten Teil 7.2 der Kühlzone sind oberhalb des Brennkanals 13 Dekkenbrenner 31 vorgesehen, weiche die Verbrennungsluft vom Kühlluftgebläse 30 zugeführt bekommen und in Brenn- und Mischkammern 32 oberhalb des Brennkanals 13 einmünden. Zur Erreichung einer entsprechenden Temperatur der in den Brenn- und .Mischkammern 32 befindlichen Gase sind gesonderte Mischluftzuführungen 33 vorhanden. Das Heißluft-Abgasgemisch in der Brenn- und Mischkammer 32 tritt durch Deckenschlitze 34 in den Brennkanal 13 ein. Im dritten Teil 73 der Kühlzone befinden sich wiederum Schlitzöffnungen 27, welche zur nahezu vollständigen Abführung der am Ofenende 35 eingeblasenen Schiebeluft 36 als Heißluft 28 dienen und diese in den Luftkanal 29 zum Kühlluftgebläse 30 führen.

Die eventuell über den Verbrauch der Deckenbrenner 31 und Mischluftzuführungen 33 hinausgehende Menge der Heißluft 28 kann anderen Verbrauchern 37 abgegeben werden. Im dritten Teil 73 der Kühlzone befinden sich die Schiebelufteinblasung 38 oberhalb des Brennkanals 13 sowie Sperrluftschleier 8 in analoger Ausführung wie in der Vorwärmzone, welche vom

Λ5 Schiebeluftgebläse 39 versorgt werden.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1 =	Durchlaufofen
2 =	Gutträger
3 =	Brenngut
*	Durchschubrichtung
5 =	Vorwärmzone
5.1 =	erster Teil der Vorwärmzone
5.2 =	zweiter Teil der Vorwärmzone
6 =	Brennzone
7 =	Kühlzone
7.1 =	erster Feil der Kühlzone
7.2 =	zweiter Teil der Kühizone
7.3 =	dritter Teil der Kühlzone
8 =	Sperrluftschleier
Q	Sperrluftgebläse
10 =	Kaltluft
11 =	Abgase
12 =	Abgasleitung
13 =	Brennkanal
14 =	Abgasöffnung
15 =	Abzugsöffnung

	5	= heiße Abgase	24 19 093
	= Umwälzgebläse
16	= Schlitzdüsen
17	= Kanäle
18	= Querströmung
19	= Seitenplatten
20	= Nischen
21	= Hochgeschwindigkeitsbrenner
22	= Querzirkulation
23	= Seitensteine
24	= Wandnischen
25	= Schlitzöffnungen	10
26	= Heißluft
27	= Luftkanal
28	= Kühlluftgebläse
29	= Deckenbrenner
30	= Brenn- und Mischkammer	15
31	= Mischluftzuführung
32	= Deckenschlitze
33	«· Ofenende
34	= Schiebeluft
35	= Abgang an andere Verbraucher	20
36	" Schiebelufteinblasung
37	= Schiebeluftgebläse
38
39	Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
	25

35

40

45

50

60

65

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Durchlaufofen zum Brand von keramischen Erzeugnissen, beispielsweise gestapeltes Flachgeschirr, mit geringen Wärmebedarfs- und Bruchwerten in annähernd der kürzestmöglichen Ofenzeit, wobei auf Gutträger gestapeltes Brenngut nacheinander eine Vorwärm-, Brenn- und Kühlzone durchläuft, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Teil der Vorwärmzone (5.1) an der Decke ein oder mehrere dicht aufeinanderfolgende Sperrluftschleier (8) sowie an den Seitenwänden öffnungen in Gutträgerhöhe für Sperrluftschleier (8), im zweiten Teil der Vorwärmzone (5.2) Abgasöffnungen (14) sowie Abzugsöffnungen (15) und Schlitzdüsen (18) für die Querströmung (20), in der Brennzone (6) und im ersten Teil der Kühlzone (7.1) Hochgeschwindigkeitsbrenner (23) oiperhalb des Brenngutes, im zweiten Teil der Kühlzone (7.2) mehrfach hintereinander Schlitzöffnungen (27) an der Decke, Deckenbrenner (31) mit Brenn- und Mischkammer (32) sowie Dekkenschlitze (34) und im dritten Teil der Kühlzone (73) mehrfach hintereinander Schlitzöffnungen (27) an der Decke, eine Schiebelufteinülasung (38) an der Decke und ein oder mehrere dicht aufeinanderfolgende, über die gesamte Deckenbreite gehende Sperrluftschleier (8) und an den Seitenwänden öffnungen in Gutträgerhöhe für Sperrluftschleier (8) angeordnet sina, wobei die Anordnung des zu Stapeln übereinander gesetzten Brc -.ngutes (3) einetagig erfolgt

2. Durchlaufofen nach Ansprur'-. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrluftschleier (8) an der Decke der Vorwärmzone (5.1) und der Kühlzone (73) senkrecht oder schräg nach dem Ofeninneren gerichtet angeordnet sind.

3. Durchlaufofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände des Umwälzbereiches der Vorwärmzone (5.2) mit senkrechten Nischen (22) ausgebildet sind und in diesen Nischen (22) Abzugsöffnungen (15) und Schiitzdüsen (18) übereinanderliegend, jedoch gegenüberliegend versetzt angeordnet sind.

4. Durchlaufofen nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände der Brennzone (6) und Kühlzone (7.1) mit senkrechten Wandnischen (26) ausgebildet und die Austrittsöffnungen der Hochgeschwindigkeitsbrenner (23) an jeder zweiten Wandnische (26) gegenüberliegend versetzt angeordnet sind.

5. Durchlaufofen nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß das Brenngut auf Un'.ersetzern in Form von Kreisringscheiben mit oder ohne Ansteller angeordnet wird, wobei sich diese Untersetzer auf den Gutträgern (2) befinden.