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Vertikaler Tunnelofen zum Brennen keramischer Formlinge Die Erfindung
bezieht sich auf einen vertikalen Tunnelofen zum Brennen keramischer Formlinge,
wie Ziegelsteine, Dachziegel, bei welchem die eingebrachten Formlinge derart in
Stapel gesetzt sind, daß sich zwischen jeweils zwei benachbarten Formlingen ein
Zwischenraum befindet.
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Die bekannten vertikalen Tunnelöfen, in denen das keramische Brenngut
übereinander angeordnet wird und bei denen durch absatzweises Absenken des Brenngutstapels
die Formlinge eine Vorwärm-, Brenn- und Abkühlzone durchlaufen, weisen hinsichtlich,
der Qualität des fertigen Brenngutes und ihrer Betriebsweise verschiedene Nachteile
auf. Diese sind vor allem darauf zurückzuführen, daß die Formlinge in der Brennzone
unregelmäßig erwärmt werden. Dies führt zu einer unregelmäßigen Schwindung des keramischen
Materials und zu einer Rißbildung in den Formlingen. Der unregelmäßige Materialschwund
hat in vielen Fällen auch ein Festklemmen des Brenngutstapels im Ofen und somit
eine Störung des ganzen Brennvorganges zur Folge.
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Da die geschilderten Nachteile, wie bereits angedeutet, in einer ungleichmäßigen
Erwärmung des Brenngutes begründet sind, wurde bei der Erfindung davon ausgegangen,
daß zur Beseitigung dieser technischen Mängel die eingangs erwähnten vertikalen
Tunnelöfen mit einem neuen Beheizungssystem ausgestattet werden müssen. Dieses besteht
erfindungsgemäß darin, daß die Brenner über die ganze Höhe der Brennzone in so viele
kleine Einheiten aufgeteilt und angeordnet sind, daß jeder Zwischenraum innerhalb
der Brennzone von einander gegenüberliegenden Seiten her von Flammengasen bestrichen
wird. Eine solche Brenneranordnung in den Seitenwänden des Ofens gewährleistet unbedingt
eine gleichmäßige Erwärmung des gesamten in der Brennzone befindlichen Gutes, da
sich die Brenngaszufuhr nicht wie bei den bekannten vertikalen Tunnelöfen auf einen
eng begrenzten Bereich in der Ofenwandung konzentriert. Ein weiterer bedeutsamer
Vorteil des mit dem neuartigen Beheizungssystem ausgestatteten vertikalen Tunnelofens
ist darin zu sehen, daß die Brenngase nicht direkt auf die Formlinge auftreffen,
wie das bei vielen bisher betriebenen vertikalen Tunnelöfen in mehr oder weniger
starkem Umfang der Fall war und zu einer Rißbildung im Brenngut führte.
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In Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die im Ofen angeordneten
Abstützleisten für den Formlingsstapel zur Übergabe der Formlinge auf eine vertikal
verschiebbare Bühne etwas absenkbar sind, um ein Anheben der Stapel bei der Übergabe
zu vermeiden. Das Absinken der Roste kann pneumatisch, hydraulisch oder mechanisch
ausgelöst werden.
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Um eine einwandfreie Betriebsweise des Ofens zu gewährleisten, soll
das Gut im Ofen so günstig wie möglich gestapelt sein, d. h., die übereinander angeordneten
Formlinge sollen satt aufeinander aufliegen und gegen Umkippen od. dgl. gesichert
sein. Dieserhalb ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, daß
von oben in den Ofen senkrechte Führungsschienen oder Gitter zur Führung der Formlinge
hineinragen. In den zwischen den Schienen verbleibenden Zwischenräumen werden die
geformten Rohteile eingelegt.
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Zur Verbesserung der Wärmewirtschaft des erfindungsgemäßen vertikalen
Tunnelofens können, entsprechend einem weiteren Kennzeichen der Erfindung, an die
Ofenaußenwandu@ngen Trockenkammern für die Rohlinge oder Lufterhitzer anschließen.
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An Hand der Zeichnung sei die Erfindung im einzelnen erläutert. Es
zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Schachtofen zur Durchführung des Verfahrens
nach der Erfindung, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3
einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 1, Fig. 4 einen Längsabschnitt des
Ofens nach Fig. 1 in Höhe der Linie III-III senkrecht zum Schnitt nach Fig. 1, Fig.
5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 1, Fig. 6 den unteren SchachtMenteil
im Längsschnitt senkrecht zum Schnitt nach Fig. 1, Fig.7 einen Schnitt durch einen
Korb zur Aufnahme von Dachziegeln, Fig. 8 einen senkrecht zum Schnitt nach Fig.
6 liegenden Schnitt durch einen Korb für Dachziegel,
Fig. 9 eine
Draufsicht auf den Korb nach Fig.6 und _ Fig. 10 eine Gesamtansicht eines Ofens
zur Durchführung des Verfahrens mach der Erfindung.
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Wie die Fig.1 erkennen läßt, ist auf einem Sockel f der quadratische
Schacht 2 aufgemauert, dessen Höhe beispielsweise 15 m und dessen lichter Querschnitt
beispielsweise 5"2_X 52 cm beträgt, - so daß als eine Schicht jeweils fünf Ziegelsteine
nebeneinander in zwei Reihen hintereinanderliegen können. Selbstverständlich können
auch größere lichte Querschnitte und eine andere Ofenhöhe vorgesehen sein. Die Abmessungen
richten sich im wesentlichen nach dem Gut, für das der Ofen in erster Linie bemessen
ist.
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Im unteren Teil des Ofens befindet sich die insgesamt mit 3 bezeichnete
Absenkbühne, die hydraulisch, pneumatisch oder mechanisch auf- und abwärts bewegbar
ist und gegebenenfalls in ihren Endstellungen verriegelt werden kann. Befindet sie
sich in ihrer untersten Stellung, dann liegt die Oberfläche der Absenkbiihne in
Höhe der unteren Kante der Einfahröffnung 4 und der Ausfahröffnung 5 für die Karren
6, die beispielsweise auf Schienen laufen. Während die Öffnung 4 nur eine Höhe besitzt,
die den Karren einen freien Durchgang gestattet, ist die Höhe der Ausfahröffnung
5 durch die Höhe des Karrens 6 und die Höhe der Schichten bestimmt. Beim Ausführungsbeispiel
ist die Höhe der Ausfahröffnung derart bemessen, daß das Ausfahren zweier übereinanderliegender
Ziegelsteinschichten möglich ist.
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Wie die Fig. 1, 2, 5 und 6 erkennen lassen, sind die Ziegelsteine
rechtwinklig zueinander übereinandergestapelt so daß sich dieZwischenräume zwischen
den Ziegeln jeder zweiten Schicht an der gleichen Stelle befinden, und zwar jeweils
in der Verlängerung der Brenner? in der Brennzone 21 (Fig.10), durch welche der
Brennstoff zugeführt wird. Die einzelnen Brenner sind an einem gemeinsamenRohrsystem
angeschlossen und über die ganze Höhe der Brennzone in so viele kleine Einheiten
aufgeteilt und angeordnet, daß jeder Zwischenraum innerhalb der Brennzone von einander
gegenüberliegenden Seiten her von Flammengasen bestrichen wird, wie es im einzelnen
die Fig. 1 und 5 erkennen lassen. Die Brenner 7 in den sich gegenüberliegenden Wandungen
liegen in gleicher Höhe, die Brennerrei'hen der aneinander angrenzenden Wände aber
um eine Schichthöhe zueinander versetzt. Die Flammen schlagen infolgedessen jeweils
in die Zwischenräume zwischen den Ziegeln, da deren Absenken im Ausführungsbeispiel
um die Höhe von zwei Schichten erfolgt.
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Oberhalb der Ausfahröffnung 5 sind in den Schacht die Roststäbe 8
eingeschoben, die den darüberliegenden Stapel von Ziegelsteinen abfangen. Die Roststäbe
liegen auf den in das Mauerwerk eingelassenen Querträgern 24 auf. Ein weiterer Rost
9 gleicher Ausbildung befindet sich oberhalb der Brennzone und dient der Entlastung
des in der Brennzone -befindlichen Gutes, damit dieses nicht den sich in der Anwärmzone
20 befindlichen Stapel zu tragen hat. Am oberen Ende des Schachtes 2 sind in die
Schachtöffnung Führungsschienen 10 eingesetzt, mit denen die Möglichkeit gegeben
ist, die Ziegelsteine gleichmäßig übereinander mit gleichen Zwischenräumen zwischen
denselben zu stapeln. Im Ausführungsbeispiel sind Winkelträger als Leitschienen
vorgesehen.
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Wie die Fig.3 erkennen läßt, können dieRoststäbe 8 ebenso wie die
Roststäbe 9 untereinander durch einen Querträger 12 verbunden sein, so daß ihr Aus-
und Einschieben gleichzeitig erfolgt. Darüber hinaus können auch die Roststäbe 8
und 9, also die beiden Roste in den verschiedenen Höhen, miteinander gekoppelt sein,
so daß deren Aus- und Einschieben gemeinsam durchgeführt werden kann. Für die Beobachtung
des Brenngutes sind ein oder mehrere Sehschlitze 25 in den Schachtwandungen vorhanden.
Abweichend von dem Ausführungsbeispiel kann dieLage -rung der Roststäbe 8 und 9
auch derart erfolgen, daß .sie geringfügig abgesenkt und angehoben werden können,
was mechanisch, hydraulisch oder auch pneumatisch erfolgen kann.
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Das Brennen von geformtem keramischem Material, beispielsweise der
Ziegelsteine, wie sie im Ausführungsbeispiel gezeigt sind, erfolgt nun auf folgende
Art und Weise: Zunächst werden im kalten Ofen im Innern des Schachtes die rohen
Ziegelsteine in der dargestellten Weise übereinandergestapelt. Wenn sich die Hebebühne
genügend weit aufwärts bewegen läßt, kann dieses Stapeln unter Umständen ausschließlich
von oben her erfolgen, wobei dann die Hebebühne mit jeder aufgestapelten Schicht
entsprechend abgesenkt wird. Dies läßt sich beispielsweise dadurch erreichen, daß
sich die Hebebühne auf teleskopartig ineinanderschiebbaren Rohren abstützt und auf
diese Weise eine der Ofenhöhe entsprechende Ausfahrhöhe gewinnt. Andernfalls kann
das Stapeln im kalten Ofen auch durch seitliche Öffnungen in der Ofenwandung erfolgen,
die dann später vor Beginn des Brennvorganges geschlossen werden. Nachdem einmal
der Schacht in seiner ganzen Höhe mit dem geformten Material gefüllt ist, kann das
Entnehmen des fertiggebrannten Gutes und das Nachfüllen des zu brennenden Materials
stufenweise ohne jede Unterbrechung erfolgen.
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In der obersten Zone sind die geformten Rohteile den sich langsam
abkühlenden aufsteigenden Brenngasen ausgesetzt, die die Rohteile allmählich auf
die Brenntemperatur aufheizen. Der Durchgang des Stapels erfolgt in Stufen. Nach
Durchlaufen der Vorwärmzone durchlaufen die einzelnen Schichten auch die Brennzone
und schließlich die Abkühlzone. In letzterer kühlt sich das gebrannte Gut, bis es
zum Ausfahren an die Reihe kommt, vollständig ab. Zum Ausfahren werden die Roststäbe
8 und 9 jeweils in das Schachtinnere eingefahren. Die Lage der Stäbe ist derart
gewählt, daß sie beim Einfahren durch die Zwischenräume zwischen dem gestapelten
Gut hindurchragen und sich in der entgegengesetzten Ofenwand auf den Ouerträgern
24 abstützen. Nach dem Einschieben der Roststäbe 8 und 9 wird die Hebebühne 3 auf
die Ausfahrhöhe gesenkt. Damit wird der Teil des Stapels, der sich unterhalb der
Roststäbe 8 befindet, frei und kann unabhängig von dem gesamten Stapel aus der Öffnung
ausgefahren werden. Nach dem Ausfahren wird die Hebebühne 3 angehoben, bis sie den
Stapel 8 aufnimmt. Dann können die Roststäbe wieder herausgezogen werden, wozu sie
gegebenenfalls geringfügig absenkbar gelagert sind. Nach einer gewissen Brenndauer,
die unter anderem auch abhängig ist von der Zahl der jeweils gemeinsam auszufahrenden
Schichten, wird die Hebebühne wieder abgesenkt, und nach dem neuerlichen Einschieben
der Roste 8 und 9 können die nächsten fertigen Schichten ausgefahren werden.
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Wenn für das Ausfahren der untersten Schichten jeweils der gesamte
Stapel abgesenkt wird, dann wird der Schacht am oberen Ende des Ofens wieder durch
neue Schichten von Rohteilen aufgefüllt.
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In den Fig. 7 bis 9 ist beispielsweise gezeigt, wie in dem Schachtofen
nach der Fig.1 das Brennen von
Dachziegeln 14 erfolgen kann. Diese
befinden sich in einem Korb 15 aus einem feuerfesten Werkstoff, dessen Wandungen
Durchbrechungen 16 zum Durchtritt der Feuergase aufweisen.. Die in dem Korb 15 angeordneten
Zwischenwände 17 sorgen für eine Einzelabstützung der einzelnen Dachziegel. Derartige
Körbe können auch für Platten anderer Ausbildung zur Anwendung kommen bzw. in ähnlicher
Ausbildung beispielsweise der Aufnahme von keramischen Haushaltgegenständen od.
dgl. dienen. Auf dem oberen Rand des Korbes 15 befinden sich die Abstütznas,en 18,
die einen entsprechenden Abstand von Korb zu Korb gewährleisten, so daß sich die
Roststäbe 8 bzw. 9 zwischenschieben lassen, um den gesamten Stapel bzw. den Teil
des Stapels, der sich oberhalb der Brennzone befindet, abzustützen. Ist das Brenngut
in besonderen Körben gestapelt, wenn es sich also nicht unmittelbar schichtweise
aufeinander abstützt, können gegebenenfalls auch die Roststäbe 9 in Fortfall kommen.
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Den gesamten Aufbau des Ofens veranschaulicht im wesentlichen die
Fig. 10, aus der in etwa die Längenverhältnisse von Anwärmzone 20, Brennzone 21
und Abkühlzone 23 ersichtlich sind. Vor allem macht die Fig.10 deutlich, daß ein
Schachtofen zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung nur eine sehr geringe
Grundfläche besitzt, so daß auf engem Raum eine Vielzahl von Öfen zur Aufstellung
gelangen kann, denen beispielsweise auch eine gemeinsame Beschicklungsanlage zugeordnet
sein kann. Durch die Höhe des Ofens ist ein natürlicher Zug gegeben, der einen gleichmäßigen
Temperaturanstieg von oben nach unten bis zur Brennzone und einen gleichmäßigen
Temperaturabfall bis zum Schachtende und damit einen über den ganzen Querschnitt
gleichmäßigen Brennvorgang gewährleistet. Des weiteren ist ein Festklemmen des frei
tragenden Brenngutstapels im Ofen ausgeschlossen. Bei entsprechender Höhe des Ofens
können Gebläse od. dgl. unter Umständen völlig in Fortfall kommen.
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Zu erwähnen ist noch, daß das fertiggebrannte Gut praktisch völlig
erkaltet aus dem Ofen entnommen werden kann, so daß keiner der Bedienungsmänner
der Ofenhitze ausgesetzt ist. Dasselbe gilt auch an der Beschickungsöffnung. Die
Erleichterung der Arbeit hat aber auch zur Folge, daß nur "venig Bedienungspersonal
benötigt wird. Da das Ausfahren des fertiggebrannten Gutes mit gewissen Zeitabständen
erfolgt, ist es möglich, daß ein und dieselben Bedienungsleute mehrere Öfen im Wechsel
bedienen. Wartezeiten od. dgl. kommen dann in Fortfall.