-
Drehrohr- oder Schaukelofen zum Brennen von Ton oder ähnlichen Massen
Die Erfindung bezieht sich ;auf einen Drehrohr- ,oder Schaukelofen zum Brennen von
Ton oder ähnlichen Massen oder von Gemischen derselben bis zu einem durchgehend
zähflüssigen Zustand unter Ausdehnung,durch die in dem Rohstoff oder einem Teil
davon beim Brennen freigemachten Gase zur Herstellung eines zelligen; klinkerähnlichen
Erzeugnisses sowie ein Verfahren zum Betrieb dieses Ofens. Da im Beginn eines derartigen
durchgehenden Schmelzzustandes die Masse sehr klebrig ist, so war man bisher in
der Regel gezwungen, .den Brand in einem Tunnelofen, z. B. von .der Art des Karussellofens,
,ajusz!uführen, wobei .die geeignet geformte Masse lose auf einem durch den Tunnelofen
vorbewegten Tisch gelegt wurde. Die Kosten. für .die Formung sind aber hoch, und
darum ist das ganze bekannte Verfahren verhältnismäßig teuer im Vergleich mit dem
Verfahren gemäß der Erfindung.
-
Anderseits ist auch vorgeschlagen worden, gewisse Massen in einem
Dreh- oder Schaukelofen zu brennen, wobei manchmal die Ofenwand gekühlt wurde, um
das Anhaften der gekühlten Masse an die Wand zu verhindern. Dieses Verfahren ist
jedoch für die nach der Erfindung zu verwendenden Massen, die bis zu einem durchgehend
zähflüssigen Zustand unter Ausdehnung durch entweichende Gase gebrannt werden sollen,
nicht ohne weiteres verwendbar. Die Klebrigkeit dieser Masse ist nämlich so hoch,
daß das Anbacken nicht schon dadurch vermieden werden kann. Zu beachten ist dabei,
daß, nachdem der durchgehend zähflüssige Schmelzzustand erreicht ist, die Masse
gemäß der Erfindung nicht weiter erhitzt wird und deshalb nicht anschließend in
den Schmelzzustand übergeht, in dem das Anbacken zu befürchten ist. Wird nämlich
die Masse so hoch erhitzt, dann werden die Gase ganz ausgetrieben, so d@aß das Erzeugnis
nicht zellig wird. Soweit bisher zellige Massen im Drehrohrofen gebrannt wurden,
handelte es sich um Massen mit einem geringen Porengehalt, also verhältnismäßig
-schwere Massen, bei denen. die Gefahr des Antilebens an der Wandung des Ofens nur
gering war.
-
Um auch porenhaltige Massen brennen zu können, wird nach der Erfindung
ein Drehrohr- oder Schaukelofen verwendet, in, dem die Ofenwand eine Ausfütterung
hat, welche im Vergleich mit dem Brenngut ein gutes Wärmeleitvermögen besitzt und
von außen gekühlt wird. Ferner wird durch eine geeignete Heizgasführung erreicht,
daß .derjenige Teil der Masse, der in Begriff ist, beider Rollbewegung mit der Ofenwand
in Berührung zu kommen, weniger stark erhitzt wird als der übrige Teil der Masse.
Schließlich wird ein. Einlaß @angeordnet, durch dem ein. kühlender Luft- oder Gasstrom
eintritt, der ,durch den Ofen fließt,
d. h. durch den Raum hindurch,
der von der Ofenwand, dem weniger erhitzten Teil der Masse -und der Flamme, begrenzt
ist, wobei die Kühlleistung des Luft- oder Gasstromes und die Kühlleistung der Ofenwand
derart aufeinander abgestimmt werden, daß sich .auf der Masse unmittelbar vor der
Ofenwand und mit ihr in Berührung eine -dünne Haut bildet; die jedoch genügend stark
ist, um ein Zusammenkleben mit der Ofenwand zu verhindern.
-
Hierdurch kommt man mit einem verhältnismäßig geringen Wärmeverlust
durch die Wandung des Ofens aus und kann trotzdem das Anbacken des zähen. Gutes
in hinreichendem Maße verhindern. Dadurch wird auch im Vergleich mit dem Tunnelofenverfahren
eine bedeutende Verminderung des Kraftverbrauches und- der verwenideten Arbeitskraft
erzielt, während gleichzeitig eigne wesentliche Zeitersparnis entsteht, was auch
zur Vermeidung von frühzeitiger Gasfreimachung sehr vorteilhaft ist. Das hergestellte
klinkerähnliche Erzeugnis wird desh@Ib billiger, hat jedoch dieselben äußerst vorteilhaften
Eigenschaften, und insbesondere erhält man ein feinzelligeres Erzeugnis.
-
An der Masse entsteht bei dem Verfahren gemäß der Erfindung eigne
dünne Schicht oder Haut, die so weit ,abgekühlt ist, daß sie nicht an der Ofenwand
klebt. Obwohl die Masse bis auf diese dünne Haut sich in einem durchgehend zähflüssigen
Schmelzzustand befindet und deshalb äußerst klebrig ist, wird sie dadurch daran
verhindert, den Ofen zu verstopfen, was bisher beim Brennen solcher klebrigen Massen
im Dreh- oder Schaukelofen bis zu einem durchgehend zähflüssigen Zustand unvermeidlich
war.
-
' Ein Ausführungsbeispiel eines Ofens,gemäß der Erfindung ist in -der
Zeichnung dargestellt, die einen Querschnitt durch einen Drehrohrofen mit darin
befindlicher Beschickung aus Ton und Mineralien beim Brennen zeigt.
-
In der Zeichnung bedeutet i die Drehofenwand, welche in üblicher Weise
mit einer Schicht 2 aus. feuerfestem Stoff, z. B. Schamotte, ausgefüttert ist. In
den Ofen ist eine Beschickung 3 aus Ton ;oder Mineralien oder aus beiden, mit ,sonstigen
Zuschlägen .oder ohne diese, eingebracht. Die Erhitzung erfolgt mittels einer heißen
Flamme 4, die von einem oder mehreren Brennern für Gas, Kohlenpulver oder Öl geliefert
wird., und diese Flamme ist gegen die .Oberfläche der Beschickung in der Mitte des
,Ofens gerichtet. Die Flame soll aber die ,Ofenwände nicht berühren. Wie aus der
Zeichnung hervorgeht, ist die Flamme etwas nach oben verschoben., von der Achse
des Ofenzylinders gerechnet, so @daß sie vom Punkt C weiter entfernt ist als vom
Punkt D. Die Ofendrehrichtung ist durch einen Pfeil angedeutet. Die Flamme erhitzt
schnell die Beschickung in dem Bereich zwischen den Punkten A und
B, während in denn Bereich zwischen B und C eine Kühlung der Oberfläche der
Beschickung bewirkt wird, um das Ankleben der Beschickung an der Ofenwand im Punkt
C oder in dem Bereich zwischen C -und D zu verhindern, auch wenn die Beschickung
einen durchgehend zähflüssigen Schmelzzustand erreicht und deshalb äußerst klebrig
und leimartig wird.
-
Die Innenwand 2 des Ofens besteht ,aus einem Stoff mit wesentlich
höherer Wärmeleitungszahl, als sie die sich ausdehnende Masse besitzt, damit eine
genügende Wärmeableitung erzielt wird.
-
Die erforderliche Kühlung wird bei dem Ofen nach der Erfindung durch
verschiedene Mittel bewirkt, die zusammen eine für den vorliegenden Zweck ausreichende
Kühlung gewährleisten, ohne daß die Wärmeverluste nach außen zu groß werden. Es
wird utie Ofenwand durch Kühlung so kalt gehalten, daß sie eine genügende Wäimemenge
von der Oberfläche der Beschickung aufnimmt rund dadurch bewirkt, daßdiese ,Oberfläche
infolge der Temperatursenkung ihre Klebrigkeit verliert, ehe sie während des Wälzgins
an den Berührungspunkt C kommt. Die Wand muß ferner in dem Bereich zwischen C gnd
D noch eine Wärmemenge von der- igegen die Wand anliegenden Beschickungsoberfläche
aufnehmen, damit diese in ,dem Bereich C-D so kalt gehalten, wird, daß sie .der
Ofenwand nicht anhaften kann.
-
Die Kühlung der Ofenwand kann auf verschiedene Weise erfolgen. Einfach
wird dies durch unmittelbares Bespritzen mit Wasser an der Außenseite erzielt. Auch
Kühlung durch eingelegte Kühlschlangen ist denkbar, aber in der Praxis teuer und
schwierig. Die Ofenwand wird ferner an ihrer Innenseite gekühlt. In einem Drehrohrofen
von der hier fraglichen Bauart ist ja der freie Teil des Ofenfutters einer starken
Wärmestrahlung von der Flamme ausgesetzt und speichert deshalb Wärme ,auf, die dann
gewöhnlich an das Brenngut durch Strahlung und Leitung übertragen wird. Nach der
Erfindung kann dies dadurch vermieden werden, daß die Ofenwand von innen durch einen
Strom von verhältnismäßig kalter Luft oder anderem Gas gekühlt wird, der zwischen
die Flamme und die Ofenwand geschickt wird. Dieser kalte Gasstrom beschattet die
Ofenwand gegen die strahlende Wärme, d. h. er nimmt wenigstens einen erheblichen
Teil davon auf, ehe sie ran die Ofenwand kommt, und gleichzeitig nimmt der kalte
Luft- oder Gasstrom der Ofenwand einen Teil ihrer Oberflächenwärme durch unmittelbare
Berührung
,ab. Die vom Gasstrom aufgenommene Wärme ,geht nicht verloren, sondern wird für
die Vornvärmvng des Rohstoffes verwendet. Zweckmäßig können die aus dem Ofen entweichenden
Rauch- oder Verbrennungsgase ;als Kühlgas. verwendet werden, nachdem sie genügend
gbg ekühlt worden sind.
-
Wenn man fein verteilten kalten Rohstoff geeigneter Feinheit zur Verfügung
hat, kann es vorteilhaft sein, diesen in den Gas- oder Luftstrom derart einzuführen,
daß sich dieser kalte Rohstoff auf die Beschickung in denn Bereich zwischen B und
C ,niederschlägt. So kann man für ;diese Kühlung denselben Rohstoff verwenden, der
im Ofen gebrannt wird, aber in gewissen Fällen können auch vorteilhaft ,andere Rohstoffe
verwendet werden. Wenn die Beschickung oder das Brenngut 3 aus nassem Ton besteht,
kann feixe zerstampfte Bergart in den Luft- oder Gasstrom ;als Kühlmittel eingeführt
werden. Die beiden Stoffe ergeben dann zusammen das ausgedehnte Enderzeugnis.
-
Beim Brennen von Ton und Mineralien, im Dreh- oder Schaukelofen gemäß
der Erfindung kann man Klumpen oder zylinderförmige Körper in einer Länge von mehreren
Metern bilden, welche aus ,ausgedehntem Schmelzgut bestehen, ohne daß jedoch diese
Körper .an der Ofenwand haften oder kleben. Die Durchführbarkeit des Brandes ist
im wesentlichen auf die Erscheinung gegründet, daß der Rohstoff oder die Rohstoffe
eine hohe Wärmeleitungsfähigkeit während des Erhitzungsvorganges haben, bis die
Ausdehnung durch Gase erfolgt, die in dem Stoff entwickelt oder freigemacht werden.
Je nachdem diese Ausdehnung fortschreitet, wird die W.ärrneleitungsfähigkeit der
sich ausdehnenden Masse schnell herabgesetzt. In dem Maße, wie deren. Dichte (Gewicht
je Volumeneinheit) durch die Ausdehnung vermindert wird, wird bei gleichbleibender
Temperatur ,auch die Wärmemenge für jede Volumeneinheit des Stoffes vermin, dert,
was zur Folge hat, daß es möglich wird, die Oberflächenkühlung des Gutes in dem
Bereich zwischen B -und C zu erzielen, die für die Beseitigung der Klebrigkeit an
der Oberfläche des Stoffes erforderlich ist. Der sich ausdehnende, zellig werdende
Stoff hat ja eine wesentlich verminderte Wärmeleitungsfähigkeit, weshalb die Kühlung
auf eine Oberflächenschicht beschränkt wird und nicht "so tief in die Masse eindringt,
während gleichzeitig die Ofeninnenwald eine wesentlich höhere Wärmeleitung sfähigkeit
als die des sich ausdehnenden Stoffes hat.
-
Durch dieses zusammengesetzte Erhitzungs-und Kühlverfahren kann ein
Gut, welches auf eine so hohe Temperatur erhitzt ist, daß es zäh wie Leim und äußerst
klebrig Ist, zum Rollen .oder Wälzen gebracht werden, ohne an einer Ofenwand;aus
Schamotte oder soxistigem feuerfestem Stoff zu haften, obwohl das Brenngut bei den
bisher bekannten Verfahren so fest an der Ofenwand kleben würde, daß die Ofenkammer
in. sehr kurzer Zeit durch zähen, klebrigen Stoff verstopft werden würde.
-
Das nach der Erfindung hergestellte Erzeugnis kann nach beendigtem
Brennen in bekannter Weise aus dem Ofen ausgenommen werden. Wird das, ausgedehnte
Erzeugnis zerkleinert, so hat es dasselbe zellongefüllte Gefüge wie in dem Falle,
daß es auf einem Tisch im Tunnelofen nach einem vorbekannten Verfahren gebrannt
wird. Das hergestellte zellige, klinkerähnliche Erzeugnis ist genau wie das im Tunnelofenverfahren
hergestellte für verschiedene Arten von Leichtbeton zum Bau von wärme- und schallisolierenden
Wänden gut verwendbar. Es ist besonders für feuerfeste Bauten rund für schallisolierende
Zwischenböden -Lund Balkenlagen geeignet. Das Erzeugnis gemäß der .Erfindung ist
in jeder Beziehung dem im Tunnelofen hergestellten gleichwertig, kann ,aber wesentlich
billiger hergestellt werden. Genau wie das. im Tunnelofen hergestellte Guthat :das
Erzeugnis gemäß der Erfindung in zerkleinertem Zustand sehr verschiedene Elastizitätsmoduln
in verschiedenen Stücken, wodurch eine äußerst gute Schallisolation in Betonplatten
erzielt wird, welche 'unter Verwendung ides zerkleinerten Gutes hergestellt sind,
da der Schall beim Durchgang durch Stücke von Beton mit sehr verschiedenen Elastizitätsmoduln
stark gedämpft -und vernichtet wird. Die Erfindung ermöglicht ,also die Herstellung
eines, billigen ausgedehnten Erzeugnisses, welches ebenso vorteilhafte wärme- :und
schallisolierende Eigenschaften hat wie die nach früher bekannten Verfahren hergestellten
ausgedehnten Stoffe, z. B. im Tunnelofen hergestellte, aber zu einem wesentlich
niedrigeren Preis hergestellt werden kann.