EP0054184A1 - Kühlzone für einen Brennofen, vorzugsweise Rollenofen - Google Patents

Kühlzone für einen Brennofen, vorzugsweise Rollenofen Download PDF

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EP0054184A1
EP0054184A1 EP81109620A EP81109620A EP0054184A1 EP 0054184 A1 EP0054184 A1 EP 0054184A1 EP 81109620 A EP81109620 A EP 81109620A EP 81109620 A EP81109620 A EP 81109620A EP 0054184 A1 EP0054184 A1 EP 0054184A1
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cooling
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    • F27D5/0062—Shields for the charge

Definitions

  • the design of the cooling zone for a kiln consisting of a preheating, firing and cooling zone, preferably a roller kiln, is assumed, by means of which the firing material, preferably ceramic tiles, has one layer of firing aids made of refractory material without supporting firing aids is passed through.
  • roller kilns burning single-layer and without firing aids made of refractory material
  • the kiln passes through the preheating, burning and cooling zone on a roller carpet, the rollers of which are made of special steel or ceramic refractory material are driven from outside the furnace.
  • the particular advantage of these ovens is that there is no need for trolleys and fireproof kiln furniture.
  • These transport and support means represent a considerable mass that must be heated by the furnace and brought to cool again in the cooling zone. A considerable part of the energy supplied to the furnace for the firing of the material to be burned is thus wasted.
  • Such furnaces operated in one layer and without the use of transport and firing aids not only achieve substantial energy savings, but the firing process can also be carried out faster and more uniformly. This leads to significantly shortened production cycles.
  • the object is achieved by using the simplest means to prevent the combustion goods in the cooling zone and in the area adjacent to the cooling zone from being influenced by the atmosphere of the cooling zone and thus a corresponding reoxidation of the combustion goods by the cooling zone is indirectly cooled by means of a flowing heat transfer medium, preferably a liquid heat transfer medium.
  • the development consists in the fact that in the cooling zone in addition to the pipe coils or registers arranged above the firing material, or the heat transfer medium, or alternatively arranged below the firing material, the pipe coils or registers carrying the heat transfer medium, or alternatively, pipe coils or registers carrying a heat transfer medium are arranged under the firing material, the radiation surfaces of which are shielded from the firing material in a controllable manner.
  • these coils or pipe registers are shielded against the firing material, the radiation surfaces of the coil or pipe coil carrying the heat transfer medium being protected against the burning - 'are preferably shielded in a controllable manner, so that not only is the firing material protected, but the cooling process can also be controlled in any desired and optimal manner.
  • the shielding can be omitted if necessary, because from here the fired material does not pose any danger of scaling, if at all. However, it is recommended if control of the cooling process is desired.
  • the pipe coils or registers are preferably arranged transversely to the direction of travel of the firing material through the furnace, because then the infeed and discharge of the heat transfer medium is particularly simple: the arrangement and operation of the shield is also much easier with such an arrangement of the pipe coils or registers.
  • the adjustable shielding preferably consists of rotatable, paddle-like elements arranged in the manner of blinds. In the closed state of the shielding, these elements completely cover the cooling coils or registers and, by turning them slightly, leave slots free through which the strongly cooled atmosphere around the cooling coils or registers can suddenly fall down on the firing material.
  • slotted plates can also be used, which can be pushed over each other in the desired manner so that more or less large openings are available for the passage of the cooled atmosphere down onto the firing material.
  • the adjustability of the shield makes it 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 system or furnace parts.
  • a preheating zone VZ a firing zone BZ, which is heated in the direction of arrow B by a burner, and a cooling zone KZ from which the finished one is fired and chilled kiln escapes.
  • the firing material B is transported through the furnace by means of rollers, one of which can be seen at 1 in FIG. 2, which shows a section through the cooling zone KZ along the line II-II of FIG. 1.
  • 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 zone KZ cooling has so far been carried out using cooling air, which was introduced into the cooling zone by means of fans fitted above and below the roller carpet.
  • the combustion of the material to be burned in the cooling zone KZ is not carried out by blowing in cooling air, but rather by indirect cooling by means of a flowing heat transfer medium, preferably a liquid heat transfer medium, such as water, through the cooling coils or registers 3, which are preferably laid transversely to the direction of travel, in the upper one Part of the cooling zone is passed.
  • a flowing heat transfer medium preferably a liquid heat transfer medium, such as water
  • an arrangement can also be provided which is composed of slotted plates extending transversely across the cooling zone or in the longitudinal direction of the cooling zone, the slits of which can be more or less coincident with one another, so that more or less Large openings are created through which the cooling coils or coils have a cooling effect on the firing material conveyed on the rollers 1.
  • 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 can be led to the preheating zone, so that part of the thermal energy of the heat transfer medium there can be used to preheat the fired material. You can the heat absorbed by the heat transfer medium in a different way z. B. for drying, continue to use.

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Abstract

In Weiterbildung der aus der europäischen Patentschrift 0 046 993 entnehmbaren Erfindung, gemäß der 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 dadurch verhindert wird, daß die Kühlzone mittels eines strömenden Wärmeträgers, vorzugsweise eines flüssigen Wärmeträgers, indirekt gekühlt wird, sind jetzt in der Kühlzone zusätzlich zu den über dem Brenngut (B) angeordneten, den Wärmeträger führenden Rohrschlangen oder -registern (3) oder alternativ dazu unter dem Brenngut (B) angeordnete, den Wärmeträger führende Rohrschlangen oder -register (7) oder alternativ dazu unter dem Brenngut (B) einen Wärmeträger führende Rohrschlangen oder -register (7) vorgesehen, deren Strahlungsflächen gegebenenfalls gegen das Brenngut (B) regelbar abgeschrimt sind.

Description

  • In der europäischen Patentanmeldung 81 106 713.1 ist von der Ausbildung der Kühlzone für einen aus Vorheiz-, Brenn-und Kühlzone bestehenden Brennofen, vorzugsweise Rollenofen, ausgegangen, durch den das Brenngut, vorzugsweise keramische Fliesen oder Platten, ohne es stützende Brennhilfsmittel aus feuerfestem Material einschichtig hindurchgeführt wird.
  • Bei das Brenngut einschichtig und ohne Brennhilfsmittel aus feuerfestem Material brennenden Rollenöfen durchläuft das Brenngut die Vorheiz-, Brenn- und Kühlzone auf einem Rollenteppich, dessen aus einem Spezialstahl oder keramischen feuerfesten Material bestehenden Rollen von außerhalb des Ofens angetrieben werden. Der besondere Vorteil dieser öfen 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 Brennhilfsmitteln 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.
  • Durch die aus der europäischen Patentanmeldung 81 106 713.1 entnehmbaren Erfindung 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 führenden Rohrschlangen oder -registern oder alternativ dazu unter dem Brenngut angeordneten, den Wärmeträger führenden Rohrschlangen oder -registern oder alternativ dazu unter dem Brenngut einen Wärmeträger führende Rohrschlangen oder -register angeordnet sind, deren Strahlungsflächen gegebenenfalls gegen das Brenngut regelbar abgeschirmt sind.
  • Um zu vermeiden, daß von den Wärmeträger führenden Rohrschlangen oder -registern abplatzender Zunder od. dgl. auf das Brenngut fällt, sind diese Rohrschlangen oder -register gegen das Brenngut gegebenenfalls abgeschirmt, wobei die Strahlungsflächen der den Wärmeträger führenden Rohrschlangen oder -register gegen das Brenn-' gut 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 Einspeisong 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
    • 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 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 gekühTte 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 II-II 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 bis jetzt 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 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 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 gewähr leistet, 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 (5)

1. Mittels eines strömenden Wärmeträgers, vorzugsweise eines flüssigen Wärmeträgers, indirekt gekühlte Kühlzone für einen aus Vorheiz-, Brenn- und Kühlzone bestehenden Brennofen, vorzugsweise Rollenofen, durch den das Brenngut,'vorzugsweise keramische Fliesen oder Platten, ohne es stützende Brennhilfsmittel aus feuerfestem Material einschichtig hindurchgeführt wird, nach dem europäischen Patent ....... (Patentanmeldung 81 106 713.1), dadurch gekennzeichnet , daß in der Kühlzone zusätzlich zu den über dem Brenngut angeordneten den Wärmeträger führenden Rohrschlangen oder -registern oder alternativ dazu unter dem Brenngut einen Wärmeträger führende Rohrschlangen oder -register angeordnet sind, deren Strahlungsflächen gegebenenfalls gegen das Brenngut regelbar abgeschirmt sind.
2. Kühlzone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrschlangen oder -register quer zur Fahrtrichtigung des Brenngutes angeordnet sind.
3. Kühlzone nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung aus jaloisieartig angeordneten, verdrehbaren paddelartigen Elementen besteht.
4. Kühlzone nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung aus gegeneinander verschiebbaren Schlitzplatten besteht.
5. Kühlzone nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den Wärmeträger führenden Rohrschlangen oder -register an die Wärme wiedergewinnende oder wiedernutzbarmachende Anlagen oder Ofenteile angeschlossen sind.
EP81109620A 1980-12-12 1981-11-11 Kühlzone für einen Brennofen, vorzugsweise Rollenofen Expired EP0054184B1 (de)

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