DE2258245C3 - Tunnelofen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Tunnelofen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Es ist bereits ein Tunnelofen bekannt, dessen Ofeninnenraum in Laufrichtung des zu behandelnden Gutes hintereinander eine Vorwärmzone mit Rauchgasabzug, eine Brennzone, in der eine Vielzahl von Brennern quer zur ! aufrichtung des Gutes angeordnet ist, und eine Kühlzone aufweist ?-n Deckenbereich dieses Tunnelofens ist ein nach oben gewölbter Längskanal angeordnet, der sich i'^er die ganze Ofenlänge erstreckt Weitere Ofenlängskanäle sind im Bereich des Ofenbodens auf beiden Seiten des Ofeninnenraums in dem keramischen Material angeordnet In diesen Ofenlängskanälen wird Luft geführt, die im Wärmeaustausch in einem ummantelten Kanal an der Außenseite der Kühlzone vorgewärmt wird. Diese Luft wird in den Ofenlängskanälen im Gegenstrom zu dem Gut zu Slichkanälen geführt, die sich in der Vorwärmzone befinden. Ein Teil dieser Luft kann durch Stichkanäle auch dem Flammenraum der Brenner zugeführt werden. Der Ofen ist in der Brennzone sehr dick gemauert. Verglichen mit der Dicke der Mauerung ist die Breite des Ofeninnenraums sehr klein (DE-PS 4 35 849).

Es ist davon auszugehen, daß dieser bekannte Tunnelofen, der bereits seit den zwanziger Jahren zum Stand der Technik gehört, bei üblichen Brenntemperaturen betrieben wird, die gewöhnlich 1400⁰C nicht überschreiten. Würde man diesen bekannten Ofen für Brennvorgänge einsetzen, die in der Brennzone Temperaturen in der Größenordnung von bis zu etwa 1950°C erfordern, was beispielsweise für die Herstellung von feuerfesten Spezialmaterialien zur Verwendung bei der Stahlveredelung erforderlich ist, so würde der Ofen nur bei sehr geringen Spannweiten in der Größenordnung von etwa einem Meter funktionsfähig bleiben. Bei Überschreitung dieser Spannweite würde sich im Laufe der Zeit die Decke ihre nach oben gekrümmte Form verlieren und schließlich herabfallen.

Bei Tunnelöfen moderner Konstruktion mit größeren Spannweiten zum Brennen von Materialien, die die genannten hohen Temperaturen erfordern, hat es sich gezeigt, daß die Gewölbedecken nur über kurze Betriebszeiten funktionsfähig bleiben. Die Ursache dafür besteht darin, daß die Deckensteine aus keramischem Material Glassubstanzen enthalten, die bei den hohen Temperaturen zu kriechen bzw. zu fließen beginnen, wodurch die Farmstabilität der Steine

s unter dem Einfluß der im Gewölbe herrschenden Kräfte nicht aufrechterhalten werden kann, so daß nach relativ kurzer Betriebsdauer die Gewölbeform verloren geht und die Decke schließlich einbricht

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe

ίο besteht deshalb darin, den Tunnelofen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs so auszubilden, daß er trotz der zur Wärmebehandlung des Gutes erforderlichen sehr hohen Temperaturen in der Größenordnung von bis zu etwa 1950⁰C mit relativ geringen

is Ge^ölbewandstärken und einer sehr großen Gewölbespannweite gebaut werden kann.

Die Lösungsmittel dieser Aufgabe sind im Kennzeichen des Patentanspruchs zusammengefaßt

Es ist zwar bereits bekannt, einen Ofenlängskanal im

Deckenbereich der Kühlzone vorzusehen. Die dabei in dem Ofeniängskana! im Gegenstrom zum Gut geführte Kühlluft wird jedoch nur zur Steuerung der aus der Kühlzone abzuführenden Wärme verwendet und zur Ausnutzung der abgeführten Enthalpie mit den Bren nern in die Brennzone eingeführt (Die Ziegelindustrie, Heft6,1966,S.I98,199).

Es ist weiterhin übliche Ansicht, daß die Vorwärmung der durch einen Kanal im Deckengewölbe eines Ofens geführten Verbrennungsluft im Hinblick auf die Wärmebilanz des Ofens nicht vorteilhaft ist, da dem Ofenraum Wärme entzogen wird, was gleichbedeutend mit einem ungewöhnlich großen Wandverlust durch das Ofengewölbe ist (J. H. Brunklaus, Industrieofenbau, 3. Auflage, Vulkan-Verlag Dr. W. Classen, Essen,

S. 248, 249).

Diese Ansicht ist für die für das Brennen von Ziegeln eingesetzten Tunnelofen zutreffend, bei denen die Temperaturen in den Brennzonen 1400⁰C nicht übe schreiten. Erfindungsgemäß ist jedoch die Wärme-

*o bilanz des Ofens zunächst nicht wesentlich, vielmehr muß zunächst dafür gesorgt werden, daß in der Decke ein Temperaturgradient erreicht wird, der es ermöglicht, daß die in dem vom Ofeninnenraum abgelegenen Bereichen der Decke Temperaturen vorhanden sind, die die Formstabilität der Steine unter Belastung des Gewölbes gewährleisten, so daß die gesamte Statik des Gewölbes während der gesamten Standzeit des Ofens gewährleistet ist. Gleichzeitig muß dafür gesorgt werden, daß dieser Temperaturgradient nicht so hoch

so ist, daß auf der dem Ofeninrienraum gegenüberliegenden Seite der inneren Gewölbewand eine Temperatur vorhanden ist, die zu thermischen Verspannungen im Gewölbe führen könnte. Aus diesen Gründen wird durch die im Gewölbe ausgebildete Kammer trotz der in der zuletzt genannten Literaturstelle gemachten Vorhalte, dies nicht zu tun, aus dem Ofeninnenraum in der Kühlzone vorerhitzte Luft geführt, die beispielsweise eine Temperatur von 500 bis 600^r'C hat, so daß die kammerseitige Wand des Ofenraumgewölbebogens

«J eine Temperatur von beispielsweise 1000⁰C hat, wodurch die Formstabilität des Gewölbes noch gewährleistet ist. Dabei ist es wesentlich, daß sich die Kammer von Seitenwand zu Seitenwand des Tunnelofens, also quer über die ganze Tunnelbreite, und über

f>5 der gesamten Länge der Brennzone erstreckt.

Der erfindungsgemäße Tunnelofen hat den Vorteil, daß die Lebensdauer der De:ke in der Brennzonc der des gesamten Ofenaufbaus aus keramischem Material

entspricht, daß relative billige feuerfeste Materialien für den Ofenbau verwendet werden können und daß sehr große Spannweiten, also große Ofenbreiten möglich sind, was eine besonders wirtschaftliche Nutzung des Ofens ermöglicht. Schließlich erweist sich auch der gesamte Wärmehaushalt des Ofens als sehr günstig, da die Enthalpie der zur Kühlung des Deckengewölbes verwendeten Luft durch die Zuführung dieser vorerhitzten Luft zu den Brennern als Verbrennungsluft nicht verlorengeht ι ο

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert

F i g. 1 zeigt in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht eine Ausführungsform eines Tunnelofens;

F i g. 2 ist ein Schnitt längs der Linie 2-2 von F i g. 1.

Der in den F i g. 1 und 2 gezeigte Tunnelofen hat eine Vorwärmezone 12 mit einem Rauchgasabzugsgebläse 38 und eine Kühlzone 14 mit Kühlluftzuführungsgebläsen 40 und 42 und Kühlluftführungsleitungen, deren Anschlüsse an der Kühlzone mit 44 und 46 bezeichnet sind. Die Vorwärmzone 12 und die Kühizone 14 haben eine flache, in üblicher Weise aufgehängte Decne. Die Wände und die Decke des Tunnelofens sind aus feuerfestem Material hergestellt, das entsprechend den im Betrieb im Ofen herrschenden Temperaturen ausgewählt wird. Das zu behandelnde Gut Wwird durch den Ofeninnenraum 10 auf Wagen 22 transportiert, die auf Schienen 24 laufen. Das Gut wird in die Vorwärmzone 12 eingeführt und tritt nach dem Brennen und Abkühlen am Ende der Kühlzone 14 aus dem Tunnelofen aus.

In der Brennzone hat der Ofen als Decke ein Doppelgewölbe 58 mit einer inneren Wand 92 und einer äußeren Wand 94, wobei zwischen diesen Wänden eine den Ofenlängskanal im Bereich der Brennzone 16 bildende Kammer 96 vorgesehen ist, die sich über die gesamte Breite des Ofens von der Seitenwand 54 zur Seitenwand 56 und über die gesamte Länge der Brennzone 16 erstreckt Am Übergang der Brennzone 16 in die Kühlzone 14 wird über eine Leitung 106 und 104 mittels eines Gebläses fOO aus dem Ofeninnenraum 10 im Bereich der Kühlzone vorerhitzte Luft abgezogen und über ein Rohr 102 in die Kammer % eingeführt. Der Luftdurchsatz wird mittels eines Schiebers 108 gesteuert Die Steuerung des Schiebers 108 erfolgt abhängig von der Druckdifferenz zwischen der Kammer 96 und dem Ofeninnenraum 10. In der Kammer 96 wird der Druck mittels einer Druckmeßsonde 126 und im Ofeninnenraum 10 mittels einer Druckmeßsonde 128 gemessen. In einer Steuereinrichtung 120 wird der gemessene Differenzdruck in einem Wandler 124 in ein Signal umgesetzt, das dem Regler 122 für den Schieber 108 zugeführt wird.

Mit der Kammer 96 sind in den Seitenwänden 54 und 56 vorgesehene Stichkanäle 110 bzw. 112 verbunden. In diese Stichkanäle münden die in den Seitenwänden 54 und 56 in dafür vorgesehenen öffnungen angeordneten Brenner 50 bzw. 52, die mit einem brennbaren Gemisch, beispielsweise aus Gas und Luft gespeist werden. Die in die Stichkanäle 110 und 112 aus der Kammer 96 gelangende vorerhitzte Luft steht mit der aus dem Brenner austretenden Flamme in Verbindung und wird durch die ofenseitige Wandöffnung mit in den Ofeninnenraum 10 geführt, wobei sie ■ :.;r Verbrennung beiträgt. Zur Steuerung des Luttsiro.ns in den Stichkanälen 110 und 112 sind Schieber 114 vorgesehen.

Im Betrieb des Tunnelofens wird aus dem Ofeninnenraum 10 im Bereich seiner Kühlzone 14 über die Leitunger· 106 und 104 mittels des Gebläses 100 vorerhitzte Luft abgezogen und über die Leitung 102 in die Kammer % eingeführt, wobei der Luftdurchsatz über den Schieber 108 so gesteuert wird, daß zwischen der Kammer 96 und dem Ofeninnenrautn 10 eine positive Druckdifferenz aufrechterhalten wird. Die Luft strömi durch die Kammer 96, wo sie durch den Kontakt mit der kammerseitigen Oberfläche der Wand 92 des Doppelgewölbes 58 steht und die durch Wärmeleitung durch die Wand 92 aus d.em Ofeninnenraum 10 transportierte Wärme abführt wodurch im Bereich der kammerseitigen Oberfläche der Wand 92 Wandtemperaturen erhalten werden, die die Stabilität des Gewölbes in diesen Bereichen gewährleisten, so daß ein »Einsakken« des Gewölbes zum Ofenraum 10 hin nicht auftritt. Die in der Kammer 96 aufgeheizte Luft wird über die Stichkanäle 110 und 112 durch die Schieber 114 geregelt den aus den Brennern 50 und 52 austretenden Brenngasen zur Verbrennung beitragend in den Ofeninnenraum 10 eingeführt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Tunnelofen, dessen Ofeninnenraum in Laufrichtung des zu behandelnden Gutes hintereinander eine Vorwärmzone mit Rauchgasabzug, eine Brennzone, in der eine Vielzahl von Brennern quer zur Laufrichtung des Gutes angeordnet ist, und eine Kühlzone aufweist, wobei ein Ofenlängskanal in nach oben gewölbter Form im Deckenbereich vorgesehen ist, der über Stichkanäle mit dem Flammenrautn der Brenner verbunden ist und in welchem Luft aus der Kühlzone im Gegenstrom zum Gut geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der mit direkt aus dem Ofeninnenraum (10) entnommener vorerhitzter Luft beschickte Ofenlängskanal (96) nur im Brennzonenabschnitt (16) des Tunnelofens vorgesehen ist und daß der Ofenlängskanal (96) eine von einem Doppelgewölbe (58) gebildete Kammer ist, die sich quer über den ganzen Ofen !erstreckt