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Die
Erfindung betrifft einen Tiefofen, auch Kassettenofen oder Kassetten-Ringtiefofen
genannt. Der Ofen dient beispielsweise zum Brennen von Kohleanoden,
Kohlekathoden oder Kohleelektroden. Der Ofen hat folgenden grundsätzlichen
Aufbau:
Eine Ofenanlage besteht aus einer Vielzahl von Kammern,
beispielsweise 16 bis 64 Kammern, die in zwei Reihen nebeneinander
angeordnet sind, so dass sich insgesamt eine angenäherte Ringform
ergibt.
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Jede
Kammer ist üblicherweise
in mehrere Kassetten unterteilt. Eine Kassette kann mehrere Meter
tief sein, eine Breite von circa einem Meter und eine Länge von
ebenfalls mehreren Metern haben. Zwischen den Kassetten verlaufen
Trennwände,
in denen Strömungskanäle ausgebildet
sind, um ein Heiz- und/oder Kühlmedium
hindurchzuführen.
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Im
Betrieb sind üblicherweise
2, 3 oder 4 der Kammern als Brennkammern ausgebildet, während die – in Brennrichtung
beziehungsweise Strömungsrichtung
der Rauchgase – davor
angeordneten Kammern als Aufheizkammern und die dahinter liegenden
Kammern als Abkühlkammern
angesehen werden können.
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Je
nach Größe der Ofenanlage
können
auch an mehreren Stellen Brennkammern mit vor- und nachgeschaltenen
Aufheiz- beziehungsweise Kühlkammern
parallel betrieben werden.
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Benachbarte
Kammern sind untereinander so verbunden, dass Rauchgase (Verbrennungsgase) von
einer Kammer zur nächsten
geführt
werden können. Üblicherweise
geschieht dies dadurch, dass die Rauchgase in Heizschächten von
unten nach oben und entlang von Kassettenwänden, die durchgehende Rauchgaskanäle aufweisen,
von oben nach unten strömen.
Anschließend
wird das Rauchgas über
einen Hohlraum im Bodenbereich zur nächsten Kammer geführt. Die
Heizschächte
verlaufen dabei unmittelbar benachbart (und parallel) zur Wand einer
vorhergehenden Kammer. Die Kassettenwände, so genannte Gurtwände und
der Heizungsschacht oder Kassettenwände und Heizungsschacht begrenzen die
einzelnen Kassetten.
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Das
Brenngut liegt zum Beispiel so in den Kassetten, dass es oberseitig
in Höhe
der Kammerwände
und unterseitig mit Abstand zum Kammerboden endet.
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Jede
Kammer ist mit einem Deckel verschließbar. Zwischen Kammerdeckel
und den oberen Enden der zugehörigen
Kammerwände
besteht ein Hohlraum, der ebenso eine Gasströmung ermöglicht wie ein im Bodenbereich
der Kammern/Kassetten ausgebildeter Hohlraum.
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Der
Ablauf eines Brennprozesses wird mit Bezug auf das in 1 dargestellte
Schema erläutert:
Dargestellt
ist ein 48-Kammer-Ringtiefofen, der mit drei Feuerzügen arbeitet.
Ein kompletter Feuerzug umfasst beispielsweise die Kammern K1 bis
K16. Der Feuerfortschritt erfolgt im Uhrzeigersinn. Die Kammern
K1 bis K4 symbolisieren offene Kammern; die Kammern K5 bis K7 gehören zur
Kühlzone;
die Kammern K8 bis K10 bilden die Feuerungszone und die Kammern
K11 bis K15 die Vorwärmzone.
Die Kammern K5 bis K15 sind über
Deckel abgedeckt. Die Kammer K16 enthält neues Brenngut und ist noch
offen.
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Um
die gesamt Ofenanlage herum ist eine Abgasringleitung R zu erkennen.
Auf der Kammer K16 ist eine Absaugeinrichtung angeordnet, die Rauchgase
aus dem dargestellten Feuerzug in die Ringleitung R führt.
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Nachdem
die Kammer K16 mit neuem Brenngut beladen wurde, wird die Absaugeinrichtung auf
die davor angeordnete Kammer K17 umgesetzt. Dazu wird die Absaugeinrichtung
zunächst
von der Ringleitung R getrennt, dann mit einem Kran abgehoben, auf
die Kammer K17 gesetzt und neu an die Ringleitung R angeschlossen.
Dies dauert einige Minuten. In dieser Zeit werden die Rauchgase
durch den im Feuerzug herrschenden Überdruck unkontrolliert nach
Außen
abgegeben.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die vorstehend beschriebene,
bekannte Ofenanlage verfahrenstechnisch und umwelttechnisch zu optimieren.
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Der
Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass mit Hilfe einer mobilen
Absaugeinrichtung eine Absaugung der Verbrennungsgase nahezu unterbrechungsfrei
sichergestellt werden kann. Dabei können für einen Feuerzug (mit Vorwärmkammern, Brennkammern
und Kühlkammern)
auch mehr als eine mobile Absaugeinrichtung vorgesehen werden. Die
mobile Absaugeinrichtung wird zusätzlich zu der bestehenden,
aus dem Stand der Technik bekannten „quasi stationären" Absaugeinrichtung
eingesetzt, und zwar so, dass die mobile Absaugeinrichtung dann
wirksam wird, wenn die „quasi
stationäre
Absaugeinrichtung" von
einer Kammer zur nächsten Kammer
umgesetzt wird.
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In
ihrer allgemeinsten Ausführungsform
betrifft die Erfindung einen Tiefofen mit den Merkmalen des Hauptanspruchs.
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Brennerbühnen und
Kühleinrichtungen
treten als weitere Komponenten hinzu.
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Erfindungsgemäß kann die
ohnehin vorhandene Abgas-Ringleitung benutzt werden. Beispielsweise
beim Umsetzen der eingangs beschriebenen Absaugeinrichtung wird
vorher die mobile Absaugeinrichtung an die (in Richtung des Feuerfortschritts) dahinter
liegende Kammer angeschlossen, so dass über diese Vorwärmkammer
das Abgas zumindest so lange abgesaugt wird, bis die Haupt-Absaugeinrichtung
an die gewünschte
Position versetzt wurde.
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Dies
soll anhand weiterer Figuren erläutert werden:
Die 2, 3 zeigen
einen Teil eines erfindungsgemäßen Tiefofens
in Bereich einer Absaugeinrichtung 3, die mit Ansaugstutzen 14 auf
Feuerungsschächten 15 positioniert
ist, die zu einer Kammer K16 gehören. Über eine
Stellklappe 16 in der Absaugeinrichtung 3 kann
im Ofen eine Druckregelung erfolgen. Die Absaugeinrichtung 3 ist über eine
Rauchgasleitung 17 mit der Abgas-Ringleitung R verbunden.
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In 2 rechts
neben der Absaugeinrichtung 3 sind zwei weitere Kammern
K14, K15 mit aufgesetzten Deckeln 2 zu erkennen. Jeder
Deckel 2 weist stirnseitig einen verschließbaren Zugangsöffnung 6 auf.
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Bevor
die Absaugeinrichtung 3 in Bedarfsfall abgenommen wird
wird. eine mobile Absaugeinrichtung 7 an den benachbarten
Deckel 2 der Kammer K15 im Bereich des Zugangsöffnung 6 die
dazu geöffnet
wird) angeschlossen. Die mobile Absaugeinrichtung 7 ist
als Fahrzeug gestaltet, welches auf Schienen 8 bewegbar
ist, wobei die Schienen 8 parallel zur Abgas-Ringleitung
R um die gesamt Ofenanlage herum geführt sind. Das Fahrzeug kann
beispielsweise ein Hubfahrzeug sein. Alternativ kann die Absaugeinrichtung 7 auch
mit einem Kran versetzt werden.
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Vor
dem Anschließen
der mobilen Absauganlage 7 wird ein Verschlussdeckel 11 zu
einer Verbindungsleitung 9 zur Ringleitung R geöffnet, wie
in 3 dargestellt.
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Sobald
die Verbindung fertig ist werden die Abgase aus dem Ofen über die
Entlastungs-Absaugeinrichtung 7 abgesaugt und damit der
Unterdruck im Ofen während
des Umsetzvorgangs, der sich jetzt anschließen kann, sichergestellt.
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Die
Absaugeinrichtung 3 wird dann abgenommen und auf eine (in
Bild 3 links anschließende, nicht
dargestellte Kammer) neu aufgesetzt und an die Ringleitung R angeschlossen.
Danach wird ein Deckel auf die in 3 linke
Kammer K16 aufgesetzt. Die Hilfs-Absaugeinrichtung 7 kann
jetzt abgenommen und die Rauchgasabsaugung über die umgesetzte Haupt-Absaugeinrichtung 3 fortgeführt werden.
Natürlich
sind parallel zum Abnehmen der mobilen Absaugeinrichtung 7 die
Anschlussbereiche (bei 6, 11) zu schließen.
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Wie
erläutert
kann die mobile Absaugeinrichtung 7 in Form eines Wagens
gestaltet sein, der von Kammer zu Kammer transportierbar ist, beispielsweise
verfahrbar.
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Zweckmäßig weist
die mobile Absaugeinrichtung 7 einen ersten Anschlussstutzen 1 auf,
der lösbar
an einer Zugangsöffnung 6 des
jeweiligen Kammerdeckels 2 befestigbar ist und einen zweiten Anschlussstutzen
(nicht erkennbar), der sich vom Wagenkörper nach unten erstreckt,
und über
eine korrespondierende Öffnung
(Ende der Leitung 9) an die Abgas-Ringleitung R kuppelbar
ist.
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Anschlussleitungen
der mobilen Absaugeinrichtung 7 können flexible Rohrleitungen
sein, wie bei dem Anschlussstück 1 schematisch
angedeutet.
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Es
ist möglich,
die mobile Absaugeinrichtung 7 sowie die „quasi
stationäre
Absaugeinrichtung" 3 zumindest
zeitweise parallel zu betreiben.
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Es
bietet sich an, die mobile Absaugeinrichtung 7 und die
weitere Absaugeinrichtung 3 an dieselbe Abgas-Ringleitung
R anschließbar
auszubilden.
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Der
wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, dass ein so gestalteter
Tiefofen eine deutlich reduzierte Rauchgasbelastung in der Umgebung des
Ofens verursacht. Auch während
des Umsetzens einer konventionellen Absaugeinrichtung kann die Rauchgasabsaugung
in die Ringleitung fortgeführt werden.
Dadurch erfolgt eine Vergleichmäßigung der Atmosphären und
Temperaturbedingungen im Ofen.
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Dies
führt zu
insgesamt verbesserten und gleichmäßigeren Brennbedingungen. Damit
ergeben sich auch implizit Vorteile für die Qualität des Brennguts.
Die Umweltbelastung wird reduziert. Die Arbeitsbedingungen für das Bedienungspersonal
werden verbessert. Die Mehrkosten sind gering.