EP0199032B1 - Einrichtung zur Sicherstellung der Trennung von Gasströmen unterschiedlicher Atmosphäre - Google Patents

Einrichtung zur Sicherstellung der Trennung von Gasströmen unterschiedlicher Atmosphäre Download PDF

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EP0199032B1
EP0199032B1 EP19860102870 EP86102870A EP0199032B1 EP 0199032 B1 EP0199032 B1 EP 0199032B1 EP 19860102870 EP19860102870 EP 19860102870 EP 86102870 A EP86102870 A EP 86102870A EP 0199032 B1 EP0199032 B1 EP 0199032B1
Authority
EP
European Patent Office
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furnace
channels
channel
return
section
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP19860102870
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP0199032A3 (en
EP0199032A2 (de
Inventor
Friedherz Dipl.-Ing. Becker
Erwin König
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Rosenthal AG
Riedhammer GmbH and Co KG
Original Assignee
Riedhammer GmbH and Co KG
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Publication date
Application filed by Riedhammer GmbH and Co KG filed Critical Riedhammer GmbH and Co KG
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Publication of EP0199032A3 publication Critical patent/EP0199032A3/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F27B9/30—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B9/3005—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types arrangements for circulating gases

Definitions

  • the invention relates to a device for ensuring the separation of gas flows of different atmospheres in different sections of an oven.
  • the tunnel-shaped furnace is divided into two zones with different gas atmospheres, the so-called heating or cleaning zone, which is followed by the reduction zone in the direction of transport of the goods.
  • the reduction zone While a strongly oxidizing atmosphere is set in the heating or cleaning zone, the reduction zone is characterized by its reducing atmosphere, due to which, in particular, a reduction in the iron ions can be achieved and thus discoloration of the fuel can be prevented.
  • the problem here is the transition from the cleaning zone to the reduction zone. Due to the flow of the combustion gases in the reduction zone directed against the transport direction of the combustion material, these are also led into the cleaning zone upstream of the reduction zone (seen in the transport direction of the combustion material), so that no exact Separation is possible.
  • the temperature in the upper region of the furnace duct is always somewhat higher than in the lower region.
  • a sharp separation of the oxidizing zone from the reducing zone is also not possible for this reason; rather, a "reduction flag" always pulls into the oxidizing heating zone, which results in a loss of quality of the material to be burned.
  • the invention is now intended to offer a solution for separating the atmosphere in ovens, the different atmospheres being able to be guided separately along a defined plane, if possible, even when the media are flowing.
  • a corresponding device is described by the features of claim 1.
  • Advantageous further developments result from the features of subclaims 2 to 20.
  • the method according to the invention is described by the features of claim 21.
  • a device With a device according to the invention, it is possible to direct the combustion gases of the one furnace section with a specific atmosphere, specifically in such a way that they are then returned to the first furnace section in a flow direction that is different from the original flow direction, preferably in at an angle of approximately 90 degrees and thus transverse to the original direction of flow.
  • the device according to the invention acts as a "flow brake”, as a “curtain” to a second and possibly further furnace sections in which other atmospheres prevail.
  • An advantageous embodiment provides that high-speed burners, which are designed or arranged as injector burners, are provided at the entry of the return duct into the relevant furnace section. Due to the high flow velocity of the burner flames, the combustion gases in the return duct are sucked in, carried away and returned to the furnace chamber, while at the same time afterburning. The resulting suction leads to more and more combustion gases being withdrawn from the return duct or the upstream exhaust duct and ultimately being withdrawn therefrom and returned to the furnace in a direction offset from the original flow direction.
  • the entire device is located in the area of one furnace section with the defined gas atmosphere, but immediately in front of the other furnace section with a different atmosphere.
  • Another variant provides that a plurality of discharge and return channels are provided which run into an intermediate collecting channel, slides being able to be provided in the individual channels in order to be able to adjust the gas quantity flowing through.
  • the combustion gases can be sucked in as well as their subsequent afterburning.
  • the return preferably perpendicular to the original flow direction, ensures that combustion gases flowing in in the furnace channel against the transport direction of the material are stopped, so that they can no longer penetrate into the adjacent furnace section with a different furnace atmosphere.
  • the invention provides for the use of partition walls which reduce the furnace cross section.
  • these can be slidably provided from the ceiling into the furnace channel, specifically in the area of the reduction zone directly in front of the oxidation zone (as seen in the opposite direction of the goods).
  • the injector burners are then again arranged in front of the partition or walls, so that the "flow brake" is built up in front of the partition or walls (again in each case seen against the direction of transport of the goods).
  • the effectiveness of the device according to the invention can be further improved, in particular at high flow rates of the combustion gases in the furnace, by arranging various of these partition walls at a distance from one another and the injector burners in the furnace side walls being arranged opposite each other between the individual partition walls. In this way, quasi “chambers” are formed, in each of which there is a flow through the injector burners that is perpendicular to the transport direction of the goods.
  • the gas flow of one furnace section, which runs against the direction of transport of the goods, is stopped by several "flow brakes" arranged one behind the other.
  • Excess combustion gases can be drawn off via a chimney running from one or more of the channels.
  • the residual oxygen from the deflected combustion gases of one furnace section may be sufficient to fire the injector burners, i.e. that in this case no further combustion gas has to be added.
  • a gas measuring device can be provided at the separating point between the areas of different gas atmospheres, which is set to a specific target value and, when it is exceeded / undershot, regulates the slide positions, burner setting or dividing wall positions.
  • the invention makes it possible to achieve an effective separation of different gas atmospheres with extremely simple measures.
  • the device according to the invention is designed so that it can easily be retrofitted in already existing systems. Due to the improved separation of the different sections of different gas atmospheres, an improvement in the product quality of the material to be burned is achieved.
  • the furnace shown in the drawing is a tunnel furnace for smooth firing of porcelain, the furnace channel 10 of which is enclosed by the floor 11, the side walls 12, 13 and the ceiling 14 arranged above it.
  • the individual kiln cars (not shown) with the material to be burned arranged on them are led, starting from the kiln inlet, through the kiln channel 10 to the opposite kiln outlet, the transport plane of the product being identified in FIG. 1 by the line shown at 16.
  • the material passes through the furnace channel 10 in the illustration according to FIG. 1 from left to right, the heating or cleaning zone 19 extending up to the vertical dashed line 18 to which the reduction zone 17 is connected.
  • the device according to the invention for separating these two zones 17, 19 of different atmospheres is arranged in the area of the reduction zone 17, immediately before the heating zone 19 begins. Their arrangement results particularly well from FIG. 2, which shows two halved cross-sections through the furnace separated by the dash-dotted center line, the two cuts being taken at locations offset along the furnace duct.
  • an extraction duct 22 is provided which extends vertically upwards in the ceiling 14.
  • a horizontal slide 23 is arranged at a distance from the transition from the furnace duct 10 to the extraction duct 22, in such a way that it can be moved into the extraction duct 22 to reduce the cross-section thereof or to shut it off.
  • any other means for reducing the cross-section or for closing the exhaust duct 22 can of course also be provided.
  • the vertical section of the exhaust duct 22 then merges via a bend into a horizontal section which merges into an exhaust gas collecting duct 24 running in the transport direction of the material to be burned.
  • a horizontal section of a return duct 25 runs offset in the transport direction of the goods, starting from the exhaust gas collecting duct 24 and running vertically downwards about a bend approximately in the middle between the outer furnace wall 12a and the left inner furnace duct wall 10a.
  • Another slider 26 of the same design and function is arranged along the vertical section at approximately the same height as the slider 23.
  • the vertical section of the return duct 25 ends in the upper region of the furnace duct 10 directly at the high-speed burner 15 designed as an injector burner 15. According to FIG. 2, this is arranged horizontally in the left-hand furnace side wall 12, namely from the bottom 11 in the upper half of the furnace duct 10 .
  • another high-speed burner 15 is arranged in mirror symmetry and is connected in the same way to the exhaust gas collecting duct 24 via a return line 25 with an intermediate slide 26.
  • the burners 15 lying opposite one another in pairs are arranged at a distance from one another in the transport direction of the goods, so-called bulkheads 28 being arranged between the burners 15.
  • the bulkheads are sliders which run transversely to the transport direction of the goods and can be inserted vertically into the furnace duct 10 of the furnace from the furnace ceiling 14, the side edges of which end with, if necessary, a small distance in front of the furnace side walls 12, 13.
  • the bulkheads 28 have a rectangular shape and are height-adjustable, i.e. arranged more or less deep into the furnace channel 10.
  • the bulkhead 28 divides the reduction zone 17 in the area of the device according to the invention and thus in the area in front of the heating zone 19 into individual chambers.
  • a chimney 29 adjoins the exhaust gas collecting duct 24 at the top, the cross section of which can be adjusted by a slide or valve device 30 arranged in the chimney path.
  • the combustion gases located in front of the first bulkhead 28 (seen against the transport direction of the goods) are sucked into the exhaust gas collection channel 24 via the exhaust duct 22 arranged in front of them (again against the transport direction of the goods).
  • the suction effect results from the effect of the chimney 29 and / or the injector effect of the high-speed burners 15, the arrangement of which also has the effect that the gases sucked into the exhaust gas collecting duct 24 via the exhaust duct 22 then continue to lead to the burners 15 via the recirculation ducts 25 or 25, entrained there and returned to the furnace chamber while being burned at the same time.
  • the constant suction caused by the injector burner 15 leads to the fact that more and more combustion gases are withdrawn from the return duct 25 or from the upstream exhaust duct 22, and ultimately thus from the furnace duct 10 via the exhaust ducts 22 and in a direction opposite to the original flow direction (counter to the transport direction of the Good) offset direction can be returned to the oven.
  • the arrangement of the burners 15 results in a return which is offset by 90 ° with respect to the original flow direction of the combustion gases, as a result of which a type of flow brake is built up.
  • This is reinforced, inter alia, by the feature that two high-speed burners 15 are arranged in pairs opposite each other in the furnace duct 10, so that their direction of flow is directed towards one another and leads to swirling in the furnace perpendicular to the original direction of transport of the combustion gases.
  • the "flow brake" is supported by the arrangement of the bulkheads 28, which, as a kind of bluff body, oppose the original gas flow.
  • slide plates that can be moved horizontally to the furnace channel can also be used, which can be divided and moved into different segments, if necessary.
  • the device according to the invention achieved that no more gas plumes from the reduction zone 17 can get into the heating or cleaning zone 19, they can be separated sharply, as is desired to achieve the best possible quality.
  • further modification forms are possible without leaving the main idea of the invention.
  • the high-speed burners 15 designed as injector burners
  • other burners can also be used; Under certain circumstances, however, additional measures must then be taken, for example by fan arrangements, in order to ensure that the combustion gases are drawn in from the exhaust duct 22.
  • the burners 15 can also be arranged in different orientations to the original gas flow, for example also with flow components against the original flow direction.
  • the device according to the invention has the advantage that it can also be retrofitted in existing furnace systems.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Sicherstellung der Trennung von Gasströmen unterschiedlicher Atmosphäre in verschiedenen Abschnitten eines Ofens.
  • Es gibt zahlreiche Anwendungsbereiche, bei denen Gasströme bestimmter Atmosphäre dauerhaft voneinander getrennt geführt werden müssen Beispielsweise bei der Wärmebehandlung beziehungsweise dem Brennen von Materialien in Öfen durchläuft das Gut Zonen, in denen die Verbrennungsgase eine unterschiedliche Zusammensetzung aufweisen, und/oder in einem Ofen ist sicherzustellen, daß Zonen bestimmter Gasatmosphäre stets voneinander getrennt sind, um durch die Führung des Pyroprozesses bestimmte Materialeigenschaften des zu brennenden Gutes zu erhalten.
  • Stellvertretend für alle anderen Anwendungsbereiche wird das Problem des Atmosphärentrennung in keramischen Durchlauf-Öfen genannt, beispielsweise beim Porzellan-Glattbrand.
  • Dabei wird der tunnelförmig gestaltete Ofen beispielsweise in zwei Zonen unterschiedlicher Gasatmosphäre unterteilt, die sogenannte Aufheiz- oder Reinigungszone, an die sich in Transportrichtung des Gutes die Reduktionszone anschließt.
  • Während in derAufheiz- beziehungsweise Reinigungszone eine stark oxidierende Atmosphäre eingestellt wird, zeichnet sich die Reduktionszone durch ihre reduzierende Atmosphäre aus, aufgrund der insbesondere eine Reduktion der Eisenionen erreicht und damit eine Verfärbung des Brenngutes verhindert werden kann.
  • Das Problem stellt hier der Übergang von der Reinigungs-zur Reduktionszone dar. Aufgrund der gegen die Transportrichtung des Brenngutes gerichteten Strömung der Verbrennungsgase in der Reduktionszone werden diese auch in die der Reduktionszone vorgelagerte Reinigungszone geführt (in Transportrichtung des Brenngutes gesehen), so daß keine exakte Trennung möglich ist. Hinzu kommt, daß bei konventionellen Ofen der genannten Art die Temperatur im oberen Bereich des Ofenkanals stets etwas höher ist als im unteren Bereich. Da der Übergang von der Aufheiz- zur Reduktionszone aber bei einer bestimmten Temperatur erfolgen soll, ist auch aus diesem Grund eine scharfe Trennung der oxidierend von der reduzierend gefahrenen Zone nicht möglich; vielmehr zieht sich stets eine "Reduktionsfahne" in die oxidierend geführte Aufheizzone, wodurch Qualitätseinbußen des zu brennenden Gutes auftreten.
  • Aus der GB-A-491 076 ist es bekannt, innerhalb der Vorwärmzone eines Tunnelofens Ofengase im unteren Bereich des Ofens an verschiedenen Stellen abzusaugen, zu mischen und an mehreren Stellen in den oberen Bereich des Ofens zurückzuführen, um eine Temperaturvergleichmäßigung zu erreichen. Abgesehen von einer unterschiedlichen Problematik gegenüber der vorstehend beschriebenen läßt sich eine Atmosphärentrennung über den Ofenquerschnitt durch die deckenseitige Rückführung der Gase nicht erreichen, und zwar vor allem wegen der Abschirmwirkung (Barriere), durch die Ofenwagen beziehungsweise die entsprechenden Brennhilfsmittel.
  • Die Erfindung soll nun eine Lösung zur Atmosphärentrennung in Öfen anbieten, wobei die unterschiedlichen Atmosphären möglichst entlang einer definierten Ebene getrennt geführt werden können, und zwar auch dann, wenn es sich um strömende Medien handelt.
  • Eine entsprechende Einrichtung ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 beschrieben. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche 2 bis 20. Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch die Merkmale des Patentanspruches 21 beschrieben.
  • Mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung ist es möglich, die Verbrennungsgase des einen Ofenabschnitts mit einer bestimmtem Atmosphäre gezielt zu führen, und zwar so, daß sie anschließend in einer zur ursprünglichen Strömungsrichtung unterschiedlichen Strömungsrichtung über die Seitenwände wieder in den ersten Ofenabschnitt rückgeführt werden, und zwar vorzugsweise in einem Winkel von etwa 90 Grad und damit quer zur ursprünglichen Strömungsrichtung.
  • Die erfindungsgemäße Einrichtung wirkt als "Strömungsbremse", als "Trennvorhang" zu einem zweiten und möqlicherweise weiteren Ofenabschnitten, in denen andere Atmosphären herrschen.
  • In einem konstruktiv besonders einfachen Lösungsvorschlag wird der Abzug und die Rückführung des Gases in einem Ofenabschnitt bestimmter Gaszusammensetzung, über einen von diesem Ofenabschnitt verlaufenden Abzugskanal erreicht, der in einen Rückführkanal mittelbar oder unmittelbar einmündet, wobei zur Unterstützung der Strömung durch diese Kanäle ein Schornstein zwischengeschaltet ist, der für einen entsprechenden "Sog" sorgt. Dabei ist vorteilhaft, wenn zusätzlich ein Gebläse im Kanalweg angeordnet ist.
  • Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß am Eintritt des Rückführkanals in den betreffenden Ofenabschnitt Hochgeschwindigkeitsbrenner vorgesehen sind, die als Injektorbrenner ausgebildet bzw. angeordnet sind. Aufgrund der hohen Strömuugsgeschwindigkeit der Brennerflammewerden dann die im Rückführkanal befindlichen Verbrennungsgase angesaugt, mitgerissen und in den Ofenraum zurückgeführt sowie gleichzeitig nachverbrennt. Der dabai enstehende Sog führt dazu, daß immer mehr Verbrennungsgase aus dem Rückführkanal bzw. dem vorgelagerten Abzugskanal, und letztendlich damit aus dem Ofen abgezogen und in einer zur ursprünglichen Strömungsrichtung versetzten Richtung in den Ofen zurückgeführt werden.
  • Dabei befindet sich die gesamte Einrichtung im Bereich des einen Ofenabschnittes mit der definierten Gasatmosphäre, aber unmittelbar vor dem anderen Ofenabschnitt mit unterschiedlicher Atmosphäre.
  • Eine weitere Ausführungsvariante sieht vor, daß mehrere Abzugs- und Rückführkanäle vorgesehen sind, die in einen zwischengeschalteten Sammelkanal verlaufen, wobei in den einzelnen Kanälen Schieber vorgesehen sein können, um die durchströmende Gasmenge einstellen zu können.
  • Durch den Einsatz der Injektorbrenner kann erfindungsgemäß sowohl ein Ansaugen der Verbrennungsgase, wie auch deren anschließende Nachverbrennung erreicht werden. Durch die Rückführung, vorzugsweise senkrecht zur ursprünglichen Strömungsrichtung, wird erreicht, daß im Ofenkanal entgegen der Transportrichtung des Gutes nachströmende Verbrennungsgase gestoppt werden, so daß diese nicht mehr in den benachbarten Ofenabschnitt mit anderer Ofenatmosphäre eindringen können.
  • Um die Trennung der unterschiedlichen Atmosphären in den unmittelbar benachbarten Ofenabschnitten weiter zu optimieren, sieht die Erfindung den Einsatz von den Ofenquerschnitt vermindernden Trennwänden vor.
  • Beispielsweise bei einem Porzellan-Glattbrandofen können diese von der Decke verschiebbar in den Ofenkanal vorgesehen werden, und zwar im Bereich der Reduktionszone unmittelbar vor der Oxidationszone (entgegen der Transportrichtung des Gutes gesehen). Die Injektorbrenner sind dann wiederum vor der oder den Trennwänden angeordnet, so daß die "Stromungsbremse" vor der oder den Trennwänden aufgebaut wird (jeweils wiederum entgegen der Transportrichtung des Gutes gesehen).
  • Die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Einrichtung kann, insbesondere bei großen Strömungsgeschwindigkeiten der Verbrennungsgase im Ofen, noch weiter verbessert werden, indem verschiedene dieser Trennwände im Abstand zueinander und die Injektorbrenner in den Ofenseitenwänden sich jeweils gegenüberliegend zwischen den einzelnen Trennwänden angeordnet werden. Es werden so quasi "Kammern" ausgebildet, in denen durch die Injektorbrenner jeweils eine senkrecht zur Transportrichtung des Gutes verlaufende Strömung herrscht. Der, entgegen der Transportrichtung des Gutes gesehen, verlaufende Gasstrom des einen Ofenabschnittes wird so durch mehrere, hintereinander angeordnete "Strömungsbremsen" gestoppt.
  • Überschüssige Verbrennungsgase können über einen von einem oder mehreren der Kanäle aus verlaufenden Schornstein abgezogen werden.
  • In bestimmten Anwendungsbereich reicht unter Umständen der Restsauerstoff der umgelenken Verbrennungsgase des einen Ofenabschnittes aus, die Injektorbrenner zu feuern, d.h., daß in diesem Fall keine weiteren Brenngese mehr zugeführt werden müssen.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform kann an der Trennstelle zwischen den Bereichen unterschiedlicher Gasatmosphäre ein Gas-Meßeinrichtung vorgesehen werden, die auf einen bestimmten Soll-Wert eingestellt ist und bei dessen Über-/ Unterschreiten eine Regelung der Schieberpositionen, Brennereinstellung oder Trennwandpositionen veranlaßt.
  • Die Erfindung ermöglicht es, mit äußerst einfachen Maßnahmen eine wirksame Trennung verschiedener Gasatmosphären zu erreichen. Die erfindungsgemäße Einrichtung ist so gestaltet, daß sie ohne weiteres auch in bereits bestehenden Anlagen nachträglich eingebaut werden kann. Aufgrund der verbesserten Trennung der verschiedenen Abschnitte unterschiedlicher Gasatmosphären wird eine Verbesserung der Produktqualität des zu brennenden Gutes erreicht.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • Dabei zeigen:
    • Figur 1: schematisch einen Längsschnitt durch einen Tunnelofen zum Glattbrand von Porzellan mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung,
    • Figur 2: einen Querschnitt entlang der Linie 1-1 in Figur 1.
  • Der in der Zeichnung dargestellte Ofen ist ein Tunnelofen zum Glattbrand von Porzellan, dessen Ofenkanal 10 vom Boden 11, den Seitenwänden 12, 13 sowie der darüber angeordneten Decke 14 umschlossen ist. Die einzelnen Ofenwagen (nicht dargestellt) mit dem darauf angeordneten zu brennenden Gut werden, ausgehend vom Ofeneintritt, durch den Ofenkanal 10 zum gegenüberliegenden Ofenaustritt geführt, wobei die Transportebene des Gutes in Figur 1 durch die mit 16 dargestellte Linie gekennzeichnet ist.
  • Das Gut durchläuft den Ofenkanal 10 in der Darstellung gemäß Figur 1 von links nach rechts, wobei die Aufheiz- bzw. Reinigungszone 19 bis zu der vertikalen gestrichelten Linie 18 verläuft, an die sich die Reduktionszone 17 anschließt. Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Trennung dieser beiden Zonen 17, 19 unterschiedlicher Atmosphäre ist im Bereich der Reduktionszone 17, unmittelbar vor Beginn der Aufheizzone 19 angeordnet. Ihre Anordnung ergibt sich besonders gut aus Figur 2, die durch die strichpunktierte Mittellinie getrennt zwei hälftige Querschnitte durch den Ofen zeigt, wobei die beiden Schnitte an entlang des Ofenkanals versetzten Stellen genommen sind.
  • In der rechten Hälfte der Figur 2 ist zu erkennen, daß, ausgehend vom Deckengewölbe 21, ein Abzugskanal 22 vorgesehen ist, der vertikal nach oben in der Decke 14 verlauft.
  • Im Abstand vom Übergang des Ofenkanals 10 zum Abzugskanal 22 ist ein horizontaler Schieber 23 angeordnet, und zwar so, daß er zur Querschnittsverminderung bzw. Absperrung des Abzugskanals 22 in diesen verfahrbar ist.
  • Anstelle des Schiebers 23 kann selbstverständlich auch jedes andere Mittel zur Querschnittsverminderung bzw. zum Verschließen des Abzugskanals 22 vorgesehen sein.
  • In der Decke 14 oberhalb des Schiebers 23 geht der vertikale Abschnitt des Abzugskanals 22 dann über einen Krümmer in einen horizontalen Abschnitt über, der in einen in Transportrichtung des zu brennenden Gutes verlaufenden Abgassammelkanal 24 übergeht.
  • In Transportrichtung des Gutes versetzt verläuft dann, wia in der linken Hälfte der Figur 2 dargestellt, ausgehend vom Abgassammelkanal 24 ein horizontaler Abschnitt eines Rückführkanals 25, der etwa in der Mitte zwischen Ofenaußenwand 12a und linker Ofenkanalinnenwand 10a über einen Krümmer vertikal nach unten verläuft.
  • Entlang des vertikalen Abschnittes ist etwa auf der gleichen Höhe wie der Schieber 23 ein weiterer Schieber 26 gleicher Bauart und gleicher Funktion angeordnet.
  • Der vertikale Abschnitt des Rückführkanals 25 endet im oberen Bereich des Ofenkanals 10 unmittelbar an dem als Injektorbrenner ausgebildeten Hochgeschwindigkeitsbrenner 15. Dieser ist gemäß Figur 2 in der linken Ofenseitenwand 12 horizontal angeordnet und zwar, vom Boden 11 aus gesehen, in der oberen Hälfte des Ofenkanals 10.
  • Gegenüber dem Hochgeschwindigkeitsbrenner 15 ist spiegelsymmetrisch ein weiterer Hochgeschwindigkeitsbrenner 15 angeordnet, der in gleicher Weise über eine Rückführleitung 25 mit zwischengeschaltetem Schieber 26 an den Abgassammelkanal 24 angeschlossen ist.
  • Wie sich insbesondere Figur 1 entnehmen läßt, sind die sich paarweise gegenüberliegenden Brenner 15 in Transportrichtung des Gutes im Abstand zueinander angeordnet, wobei zwischen den Brennern 15 sogenannte Schotten 28 angeordnet sind. Bei den Schotten handelt es sich um quer zur Transportrichtung des Gutes verlaufende, von der Ofendecke 14 her vertikal in den Ofenkanal 10 des Ofens einführbare Schieber, deren Seitenkanten mit, gegebenenfalls geringem Abstand vor den Ofenseitenwänden 12, 13 enden. Die Schotte 28 haben im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Rechteckform und sind höhenverstellbar, d.h. mehr oder weniger tief in den Ofenkanal 10 hinein angeordnet. Durch die Schotten 28 wird die Reduktionszone 17 im Bereich der erfindungsgemäßen Einrichtung und damit im Bereich vor der Aufheizzone 19 quasi in einzelne Kammern unterteilt.
  • Wie Figur 1 weiter zu entnehmen ist, schließt sich an den Abgassammelkanal 24 nach oben hin ein Schornstein 29 an, dessen Querschnitt durch eine im Schornsteinweg angeordnete Schieber-oder Ventileinrichtung 30 einstellbar ist.
  • Die Wirkungsweise einer erfindungsgemäßen Einrichtung ist wie folgt.
  • Während die Transportrichtung des zu brennenden Gutes gemäß Figur 1 von links nach rechts gegeben ist, werden die Gase im Bereich der Reduktionszone 17 entgegen der Transportrichtung des Gutes geführt. Die vor dem ersten (entgegen der Transportrichtung des Gutes gesehen) Schott 28 befindlichen Verbrennungsgase werden über den davor (wiederum entgegen der Transportrichtung des Gutes gesehen) angeordneten Abzugskanal 22 in den Abgassammelkanal 24 angesaugt. Die Saugwirkung resultiert dabei sus der Wirkung des Schornsteins 29 und/oder der Injektorwirkung der Hochgeschwindigkeitsbrenner 15, deren Anordnung auch bewirkt, daß die über den Abzugskanal 22 in den Abgassammelkanal 24 angesaugten Gase anschließend weiter über den oder die Rückführkanäle 25 zu den Brennern 15 geführt, dort mitgerissen und in dan Ofenraum zurückgeführt und dabei gleichzeitig nachverbrannt werden. Der ständige durch die Injektorbrenner 15 bedingte Sog führt dazu, daß immer mehr Verbrennungsgase aus dem Rückführkanal 25 bzw. aus dem vorgelagerten Abzugskanal 22, und letztendlich damit aus dem Ofenkanal 10 über die Abzugskanäle 22 abgezogen und in einer zur ursprünglichen Strömungsrichtung (entgegen der Transportrichtung des Gutes) versetzten Richtung in den Ofen zurückgeführt werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ergibt sich aufgrund der Anordnung der Brenner 15 eine zur ursprünglichen Strömungsrichtung der Verbrennungsgase um 90° versetzte Rückführung, wodurch eine Art Strömungsbremse aufgebaut wird. Dazu trägt verstärkt unter anderem auch das Merkmal bei, daß jeweils zwei Hochgeschwindigkeitsbrenner 15 paarweise gegenüberliegend im Ofenkanal 10 angeordnet sind, so daß ihre Strömungsrichtung gegeneinander gerichtet ist und zu einer Verwirbelung im Ofen senkrecht zur ursprünglichen Transportrichtung der Verbrennungsgase führt. Unterstützt wird die "Strömungsbremse" durch die Anordnung der Schotten 28, die als eine Art Staukörper sich der ursprünglichen Gasströmung entgegenstellen.
  • Grundsätzlich würde die Anordnung eines Abzugskanals 22 und Rückführung der so abgezogenen Verbrennungsgase in einer zur ursprünglichen Transportrichtung der Verbrennungsgase vorzugsweise senkrechten Richtung genügen, die erfindungsgemäße Wirkung einer Strömungsbremse zur Trennung der unterschiedlichen Atmosphären zur erreichen. Bevorzugt wird jedoch eine Ausführungsform wie sie in der Zeichnung dargestellt ist, bei der mehrere dieser Strömungsbremsen hintereinander angeordnet sind, wobei zusätzliche Regelungs- und Steuermöglichkeiten vorgesehen sind. Durch die Verfahrbarkeit der Schotten 28 und die Anordnung von Schiebern 23, 26, 30 in den Abzugskanälen 22, dem Abgassammelkanal 24 sowie den Rückführkanälen 25 kann sowohl die Menge der abgezogenen und zurückgeführten Verbrennungsgase als auch der Ort der Rückführung eingestellt werden.
  • Dabei wird es Anwendungsfälle geben, bei denen beispielsweise die Verstellung der Schotten 28 durch in den Innenraum des Ofenkanals zwischen zwei Schotten hineinragende Sauerstoffmeßfühler regelbar ist. Ebenso können neben den Rückführkanälen 25 auch zwischen den einzelnen Schotten 28 zusätzliche Abzugskanäle 22 angeordnet werden.
  • Anstelle der vertikal verfahrbaren Schotten 28 können auch horizontal zum Ofenkanal verfahrbare Schieberplatten Verwendung finden, die gegebenenfalls in unterschiedliche Segmente unterteilbar und beweglich sind.
  • Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung wird erreicht, daß keine Gasfahnen mehr aus der Reduktionszone 17 in die Aufheiz- bzw. Reinigungszone 19 gelangen können, diese vielmehr scharf voneinander getrennt werden können, so wie dies zur Erzielung bestmöglicher Qualitäten gewünscht wird. Im Rahmen der Erfindung sind weitere Abwandlungsformen möglich, ohne den Kerngedanken der Erfindung zu verlassen. So können beispielsweise anstelle der als Injektorbrenner ausgebildeten Hochgeschwindigkeitsbrenner 15 auch andere Brenner Verwendung finden; unter Umständen müssen dann aber beispielsweise durch Gebläseanordnungen zusätzliche Maßnahmen getroffen werden, um ein Ansaugen der Verbrennungsgase vom Abzugskanal 22 sicherzustellen. Darüber hinaus können die Brenner 15 auch in unterschiedlicher Ausrichtung zur ursprünglichen Gasführung angeordnet werden, beispielsweise auch mit Strömungskomponenten entgegen der ursprünglichen Strömungsrichtung.
  • Die erfindungsgemäße Einrichtung bietet den Vorteil, daß sie auch in bestehenden Ofenanlagen nachgerüstet werden kann.

Claims (21)

1. Einrichtung zur Sicherstellung der Trennung von Gasströmen unterschiedlicher Atmosphäre in verschiedenen Abschnitten (17, 19) eines Ofens, gekennzeichnet durch Mittel (22, 24, 25) zum Abführen mindestens eines Teils des Gasstromes eines ersten Ofenabschnitts (17) unmittelbar vor dem anderen, zweiten Ofenabschnitt (19) und zumindest teilweisen Rückführung über Rückführkanäle (25) in die Seitenwände (12,13) des ersten Ofenabschnitts (17) unter einem Winkel von 90 ± 20 Grad zur ursprünglichen Strömungsrichtung.
2. Einrichtung nach Anspruch 1 bei der die Mittel (22, 24, 25) zum Ab- beziehungsweise Rückführen des einen Gasstromes mindestens je einen Abzugs- (22) und Rückführkanal (25) sowie eine Einrichtung zur Unterstützung des Durchtransportes des Gasstromes (15, 29) aufweisen.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, bei der Abzugs-(22) und Rückführkanal (25) jeweils unmittelbar ineinander übergehen.
4. Einrichtung nach Anspruch 2, bei der Abzugs-(22) und Rückführkanal (25) getrennt ausgebildet sind und in einen oder mehrere zwischengeschaltete Sammelkanal (kanäle) (24) einmünden. 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei der die Einrichtung (15, 29) zur Unterstützung des Durchtransportes des Gasstromes einen Schornstein (29) umfaßt.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, bei der der Schornstein (29) vom Sammelkanal (24) aus verläuft.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei der die Einrichtung (15, 29) zur Unterstützung des Durchtransportes des Gasstromes einen oder mehrere Hochgeschwindigkeitsbrenner (15) umfaßt, die als Injektorbrenner ausgebildet beziehungsweise angeordnet sind.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, bei der der oder die Hochgeschwindigkeitsbrenner (15) jeweils am Eintritt des Rückführkanals (25) in den ersten Ofenabschnitt (17) in diesen gerichtet angeordnet ist (sind).
9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, bei der die Brennerdüse(n) im wesentlichen senkrecht zur ursprünglichen Strömungsrichtung des umgelenkten Gasstromes in den Ofenraum (10) gerichtet ofenwandseitig angeordnet ist (sind).
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9 bei der jeweils zwei Hochgeschwindigkeitsbrenner (15) paarweise in sich gegenüberliegenden Ofenwänden (12,13) und mit ihren Brennerdüsen gegeneinander gerichtet fluchtend oder höhen-und/oder seitenmäßig versetzt angeordnet sind.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei der jeweils ein Rückführkanal (25) zu beziehungsweise von jedem Hochgeschwindigkeitsbrenner (15) hin- beziehungsweise wegführt.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, bei der die Einrichtung zur Unterstützung des Durchtransportes des Gasstromes ein Gebläse umfaßt.
13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 12, bei der der oder die Abzugskanal (kanäle) (22) als Stichkanal (kanäle) vom Deckenbereich (14) des Ofenkanals (10) aus verläuft (verlaufen).
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 13, bei der mehrere Abzugs- und Rückführkanäle (22, 25) im Abstand zueinander in Richtung des ursprünglichen Gasstromes hintereinander angeordnet sind.
15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 14, bei der zwischen den hintereinander angeordneten Abzugs- (22) und/oder Rückführkanälen (25) sich quer über den Ofenraum (10), den Ofenquerschnitt vermindernde Trennwände (28) erstrecken.
16. Einrichtung nach Anspruch 15, bei der die Trennwände (28) aus einzelnen Segmenten bestehen.
17. Einrichtung nach Anspruch 15 oder 16, bei der die Trennwände (28) und/oder Segmente in und aus dem Ofenraum (10) verschiebbar angeordnet sind.
18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 17, bei der die Abzugs- (22) und/oder Rückführ-(25) und/oder Sammelkanäle (24) mit Einrichtungen (23, 26, 30) zur Querschnittsverminderung versehen sind.
19. Einrichtung nach Anspruch 18, bei der die Einrichtungen (23, 26, 30) zur Querschnittsverminderung in die Kanäle (22, 24, 25) verfahrbare Schieber sind.
20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 19 bei der im Ofenraum (10) ein oder mehrere Meßzellen zur Bestimmung der jeweiligen Gasatmosphäre angeordnet sind, die die Abzugs- (22), Rückführ- (25) und/oder Sammelkanäle (24) durchströmende Gasmenge, die Stellung und Anordnung der Trennwand (Trennwände) (28) und/oder die Einstellung der Hochgeschwindigkeitsbrenner (15) regeln.
21. Verfahren zur Sicherstellung der Trennung von Gasströmen unterschiedlicher Atmosphäre in verschiedenen Abschnitten (17, 19) eines Ofens, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil des Gasstromes eines ersten Ofenabschnittes (17) unmittelbar vor dem anderen, zweiten Ofenabschnitt (19) abgezogen und zumindest teilweise unter einem Winkel von 90 ± 20 Grad zur ursprünglichen Strömungsrichtung über Rückführkanäle (25) in die Seitenwände (12, 13) des ersten Ofenabschnitts (17) zurückgeführt wird.
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