Verfahren und Vorrichtung zur Unterwagenkühlung von Ofenwagen in einem Tunnelofen

Abstract

 Es wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Unterwagen­kühlung von Ofenwagen (1) in einem Tunnelofen mit Hilfe von Luftströmung (13) im Unterwagenkanal beschrieben. Dabei kühlt die Luftströmung (13) höchstens ab Mitte der Brennzone und über die Kühlzone des Ofens sich erstreckend die Unterteile der Ofenwagen (1), deren Intensität und damit Kühlwirkung steuerbar ist, während die Luftströmung in der Aufheizzone und bis höchstens Mitte der Brennzone im Unterwagenkanal verhindert ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterwagen­kühlung von Ofenwagen in einem Tunnelofen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem durch die eng an den Tunnelseitenwänden laufen­den Ofenwagen oberhalb der Ofenwagen gebildeten Brennkanal und einem unterhalb der Ofenwagen liegenden Unterwagen­kanal sowie mit an den Ofenwagen angeordneten, in Richtung des Fundamentes des Ofens ragenden Schürzen.

[0002] Der durch die Ofenwagen, den Fundamentboden und die Seitenwände des Tunnelofens gebildete Unterwagenkanal muß gekühlt werden, um die die Sohle des Brennkanals bildenden Wagen durchströmende Wärme abzuführen, damit ein Überhitzen der Ofenwagen verhindet wird. Das Kühlen des Unterwagenkanals erfolgt in der Regel mit Luft, die von der Ausfahrtseite zur Einfahrtseite des Ofens hin durch den Unterwagenkanal gezogen wird. Der Brennnkanal des Tunnelofens wird in gleicher Richtung von Gasen durchspült, so daß in beiden Kanälen von der Ausfahrt- zur Einfahrtseite ein Druckgefälle entsteht, das jedoch wegen unterschiedlicher Widerstände unterschiedlich ist, so daß zwischen den Kanälen Falschluft strömen kann, was durch geeignete Abdichtungsmaßnahmen zu ver­hindern ist.

[0003] Undichtigkeiten zwischen Unterwagenkanal und Brennkanal würden sich insbesondere in der Aufheizzone, wo im Brennkanal Unterdruck herrscht, nachteilig auswirken, weil einerseits durch Falschluft aus dem Unterwagenkanal Brenngut gekühlt wird und die Aufheizung relativ spät und dann zu steil in der Brennzone erfolgt, andererseits durch Falschluft der Gasmassestrom vergroßert wird, ohne daß das Wärmeangebot vergrößert wird, so daß der Wärmebedarf des Ofens entsprechend ansteigt.

[0004] In der Brennzone ist in der Regel Falschluft aus dem Unterwagenkanal nicht zu befürchten, weil die Brennzone druckneutral durchfahren wird. In der Kühlzone des Tunnelofens ist Falschluft aus dem Unterwagenkanal keinesfalls nachteilig.

[0005] Der Temperaturanstieg des Unterwagenkanals verläuft nämlich so, daß erst gegen Ende der Brennzone, bei sehr schnell durchfahrenden Öfen sogar erst gegen Ende der Kühlzone die höchste Temperatur erreicht wird. Eine Unterwagenkühlung in der Aufheizzone des Tunnelofens ist dagegen nicht erforderlich.

[0006] Die beim Tunnelofenbau in der keramischen Industrie gebräuchliche Form, den Wagenzug zu dichten, ist, an den Längsseiten der Wagen Schürzen vorzusehen, die in Sandrinnen im Fußsockel der Seitenwände des Ofens eintauchen, so daß durch den Sand gebildete, geschlossene Barrieren in der Länge des Ofens entstehen, die den Druckausgleich zwischen Unterwagenkanal und Brennkanal verhindern sollen. Die Wagenstöße werden mit Schnüren aus elastischem Material gedichtet (siehe Lingl-Prospekt­blatt F 045/3.7.82).

[0007] Nachteilig ist hierbei jedoch, daß die Sandschürzen aus baulichen und Kostengründen nur eine relativ geringe Eintauchtiefe haben können, daß der Sand aber, der - um nicht fortgezogen zu werden - relativ grob sein muß, gasdurchlässig ist, so daß die Dichtung nur mangel­haft ist. Außerdem wird Kühlluft im Unterwagenkanal von der Ausfahrt- zur Einfahrtseite des Ofens, also auch durch die Aufheizzone, gezogen.

[0008] Aus der ER-OS 0 086 693 ist ein Ofenwagendichtsystem bekannt, bei dem die Ofenwagen als nach unten offener Kasten mit rundumlaufenden Blechschürzen ausgebildet sind, wobei der Wagenzug in einem Flüssigkeitsbad läuft, so daß eine durchgehende hydraulische Dichtung unter dem Ofenwagenzug entsteht, wobei die Flüssigkeit zur Kühlung umgewälzt wird. Nachteilig bei diesem System sind jedoch die an der Ofenein- und -ausfahrt erforderli­chen Niederlaß- und Hubgeräte, um die Ofenwagen in die mit Flüssigkeit gefüllte Wanne abzusenken oder herauszuheben. Nachteilig ist auch die mangelnde Abstufung der Kühlleistung der Flüssigkeit in der durchgehenden Wanne, so daß z.B. in der Aufheizzone des Ofens, wo eine Unterwagenkühlung weder notwendig noch zweckmäßig ist, ebenfalls Wärme aus dem Brennkanal abgeführt wird.

[0009] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Unterwagen­kühlung von Ofenwagen in einem Tunnelofen zu schaffen, die eine gezielte Kühlung der Unterwagenteile ermöglicht bei geringstmöglicher Falschluft für den Brennkanal in der Aufheizzone.

[0010] Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekenn­zeichneten Maßnahmen gelöst.

[0011] Eine zweckmäßige Vorrichtung zur Durchführung des Ver­fahrens nach Anspruch 1 ist in den Ansprüchen 3 bis 10 enthalten.

[0012] Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen darin, daß insbesondere in der Aufheizzone ein Druckge­fälle zwischen Brennkanal und Unterwagenkanal abgebaut wird, so daß dort Falschluft weitestgehend vermieden wird. Sie bestehen weiterhin darin, daß eine intensive Unterwagenkühlung im Bereich hoher Temperaturen erreicht wird.

[0013] Bei einem unterhalb der Schürzen durchgehend vertieften Unterwagenkanal strömt die Kühlluft in Längsrichtung des Tunnelofens.

[0014] Es hat sich dabei überraschend gezeigt, daß trotz der Schürzen im Oberteil des vertieften Unterwagenkanals die Kühlluft an die Unterwagenteile gelangt und die erforderliche Kühlung sicherstellt.

[0015] Bei Unterteilung des vertieften Unterwagenkanals in Abschnitte ist unterschiedliche Kühlung der Abschnitte in dem von der Temperatur abhängigen Maß möglich. Die Unterteilung des Unterwagenkanals vermeidet eine Strömung in Längsrichtung, läßt aber einen Druckausgleich zwischen Brennkanal und Unterwagenkanal zu, so daß sich mittels der Kühlrohre die Kühlung der Unterwagenteile durch Konvektionsströmung der Luft einstellt. Die Kühlung läßt sich durch Bemessung der Kühlmittelmenge in den Rohren steuern.

[0016] Sandrinnen oder ähnliche Dichtmittel erübrigen sich. Die Ofenwagen können innerhalb und außerhalb des Tunnel­ofens in gleicher Ebene transportiert werden, so daß der Wagenumlauf mit konventionellen Mitteln gestaltet werden kann und auch bestehende Anlagen im Sinne der Erfindung umrüstbar sind.

[0017] Beispielsweise Ausführungsformen nach der Erfindung sind im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Querschnittsansicht des Tunnelofens mit Ofenwagen;

Fig. 2 schematisch einen Längsschnitt durch den Tunnelofen mit Ofenwagenzug im Kühlbereich mit unterteiltem Unterwagenkanal;

Fig. 3 schematisch einen Längsschnitt durch den Tunnelofen mit Aufheiz-, Brenn- und Kühlzone und mit durchgehendem Unterwagenkanal im Kühlbereich des Tunnelofens;

Fig. 4 schematisch einen Querschnittsansicht.des Ofens im Kühlbereich mit durchgehend vertieftem Unterwagenkanal.

[0018] Der aus Ofenwagen 1 bestehende Wagenzug 2 wird dicht geschlossen und gleisgebunden durch den Tunnelofen geschoben und bildet den unteren Abschluß des Brennkanals 4, der durch den Wagenzug 2 zum Unterwagenkanal 5 getrennt ist. Die Ofenwagen 1 sind an ihren Stirnseiten mit Schürzen versehen, die gegen die Ofenwände 7 schleifend dichten. Eine Kragschicht 15 an den Seiten der Ofenwagen 1 aus weichen Isoliersteinen, in geringem Abstand zu einer Kragschicht 14 an den Ofenwänden 7, ist als Strah­lungsbarriere vorgesehen. Das Ofenfundament 8 ist in einem höchstens ab Mitte der Brennzone beginnenden und über die Kühlzone sich erstreckenden Bereich des Ofens 3 als Wanne ausgebildet, wobei der Boden des Fundamentes 8 so weit abgesenkt ist, daß ein durchgehen­der vertiefter Unterwagenkanal 5ʹ unterhalb der Schürzen 6 entsteht.

[0019] Nach der einen Ausführungsform ist am Ende der Kühlzone III im vertieften Unterwagenkanal 5ʹ ein Ventilator 16 angeordnet, mit dem Kühlluft in den vertieften Unterwagen­kanal 5ʹ eingeblasen wird, die im Bereich der Brennzone II durch eine Öffnung 17 abführbar ist. Die Öffnung 17 ist mittels einer Klappe 18 verschließbar, die manuell oder über die Temperatur im vertieften Unterwagenkanal 5ʹ steuerbar ist. Die Leistung des Ventilators 16 wird über die Druckdifferenz zwischen dem vertieften Unterwagen­kanal 5ʹ und dem Brennkanal 4 im Bereich der Brennzone II gesteuert, wobei die Druckdifferenz möglichst gleich zu halten ist.

[0020] Nach der anderen Ausführungsform ist der vertiefte Unterwagenkanal 5ʹ durch Trennwände 9 in einem Abstand A zueinander unterteilt, der dem Ofenwagenvorschub bzw. dem Vielfachen des Wagenvorschubs beim intermittierend beschickten Ofen entspricht, wobei die Trennwände 9 bis auf Gleiskopfhöhe hochgezogen sind, so daß allenfalls ein geringer Abstand zwischen Schürze 6 und Trennwand 9 entsteht. Die Ofenwagengleise 10 werden mit Trägern 11 zur Überbrückung der so entstandenen Kammern 12 gestützt, in denen Kühlrohre 13 direkt unter den Trägern 11 so angeordnet sind, daß eine natürliche Umwälzung der Luft in den Kammern 12 entsteht, die abschnittsweise in Kammerlänge oder einem Vielfachen derselben in ihrer Intensität und damit Kühlwirkung sich einstellt.

[0021] Zwischen Unterwagen- und Brennkanal ist zwar eine Strah­lungsbarriere aber keine Gasdichtung vorhanden, so daß ein Druckausgleich erfolgen kann.

[0022] Im Unterwagenkanal wird Luft weder zu- noch abgeführt. Der allenfalls verbleibende geringe Spalt zwischen Schürzen 6 und Ofenwänden 7 bzw. Trennwänden 9 läßt also eine nennenswerte Längsströmung nicht zu.

Ansprüche

1. Verfahren zur Unterwagenkühlung von Ofenwagen in einem einen Brennkanal oberhalb der Ofenwagen und enen durch Fundamentboden, Ofenwände und Unterwagen­teile gebildeten Unterwagenkanal unterhalb der Ofen­wagen aufweisenden Tunnelofen mit Hilfe einer Luft­strömung im Unterwagenkanal,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Luftströmung in einem höchstens ab Mitte der Brennzone und über die Kühlzone sich erstreckenden Kühlbereich des Ofens die Unterwagenteile kühlt, deren Intensität und damit Kühlwirkung steuerbar ist und daß die Luftströmung im Unterwagenkanal in der Aufheizzone und höchstens bis zur Mitte der Brennzone verhindert ist.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit an den Ofenwagen angeordneten, in Richtung des Fundamentbodens ragenden Schürzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schürzen (6) nur an der Stirnseite mindestens eines der benachbarten Ofenwagen (1) gegen die Ofenwände (7) schleifend und mit allenfalls geringem Abstand zum Boden des Fundamentes (8) des Ofens (3) herabreichend angebracht sind und Abschnitte des Unterwagenkanals (5) in Ofenwagenlänge bilden und daß im Kühlbereich des Ofens (3) der Fundamentboden, eine vertieften Unter­wagenkanal (5ʹ) in Form einer Wanne unterhalb des Bereichs der Schürzen (6) bildend, abgesenkt ist und in dem vertieften Unterwagenkanal eine die Unter­seiten der Ofenwagen beaufschlagende Kühleinrichtung (13 bzw. 16) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß als Kühleinrichtung ein Ventilator (16) am Ausgang der Kühlzone (III) vorgesehen ist, durch den Luft in den durchgehend vertieften Unterwagenkanal (5ʹ) geblasen wird, die durch eine verschließbare Öffnung (17) am Eingang des vertieften Unterwagenkanals (5ʹ) abgeführt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (17) durch einen Klappe (18), manuell oder über eine bestimmte Temperatur im vertieften Unterwagenkanal (5ʹ) automatisch gesteuert, verschließ­bar ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistung des Ventilators (16) über eine möglichst auf Null zu haltende Druckdifferenz zwischen dem vertieften Unterwagenkanal (5ʹ) und dem Brennkanal (4) im Bereich der Brennzone (II) regelbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem in Form einer Wanne ausgebildeten, vertief­ten Unterwagenkanal (5ʹ) als Kühleinrichtung einen Wärmeaustauscher bildende Kühlrohre (13) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der in Form einer Wanne vertiefte Unterwagenkanal (5ʹ) durch Trennwände (9) in einem Abstand (A), der dem Wagenvorschub bzw. dem Vielfachen des Wagenvor­schubes beim intermittierend beschickten Ofen (3) entspricht, in Einzelwannen (12) unterteilt ist, wobei in den Einzelwannen Kühlrohre (13) vorgesehen sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände (9) bis auf Gleiskopfhöhe hochge­zogen sind und die Schürzen (6) an die Trennwände (9) eng anstoßen.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Längsseiten der Ofenwagen (1) und den Ofenwänden (7) eine Druckausgleich zwischen Brennkanal (4) und Unterwagenkanal (5, 5ʹ) zulassende Strahlungsbarriere (14, 15) vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsbarriere aus wenigstens einer Kragschicht (15) aus weichen Isoliersteinen an den Längsseiten der Ofenwagen (1) und aus wenigstens einer ebensolchen Kragschicht (14) an den Ofenwänden (7) besteht, wobei beide Kragschichten (!4, 15) einen geringen Abstand zueinander haben.

Zeichnung