具有排氣裝置的燒結爐的製作方法

2023-06-11 01:33:26 2

具有排氣裝置的燒結爐的製作方法
【專利摘要】一種燒結爐，具有第一區、尤其是燃盡區、和第二區、尤其是燒結區、以及布置在第一區與第二區之間的過渡區。該燒結爐具有至少一個輸送機構，其用於在輸送面上運送要燒結的坯體。利用該輸送機構，要燒結的坯體可以從第一區經過過渡區被運送至第二區。此外，該燒結爐具有至少一個排氣裝置，所述排氣裝置具有至少一個排氣裝置開口。在此，排氣裝置開口至少部分地布置在過渡區的區域中。此外，要求保護一種可用來將氣體從燒結爐中排出的方法。
【專利說明】具有排氣裝置的燒結爐

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種具有排氣裝置的燒結爐，其中該排氣裝置使得能夠有效地將廢氣 從燒結爐中排出。此外，提出一種用於將氣體從燒結爐中排出的方法。

【背景技術】
[0002] 被要燒結的坯體穿過的燒結爐是公知的。要燒結的坯體首先被運送穿過燃盡區， 在該燃盡區中，在比燒結溫度低的溫度下通過燃盡來除去存在於要燒結的坯體中的潤滑劑 和/或蠟（Wachse)。直接或間接地在燃盡區之後，這樣的燒結爐具有所謂的燒結區，在該燒 結區中，進行真正的燒結工藝。這樣的燒結爐的優點是，能夠在短時間內在連續或基本連續 的工藝中燒結大量要燒結的坯體。但是所描述的燒結爐的缺點是，該爐至少在其入口側和 其出口側是開放的。由此以及由於缺少對燒結爐的不同區域的隔離，汙物可能穿過開口以 及在燒結爐的不同區域之間對流和/或擴散。這些汙物尤其是可能在燒結工藝期間在汙物 擴散到坯體的表面中時和/或當在坯體的表面處發生與汙物的化學反應時導致經燒結的 坯體的劣化。此外，不期望的元素、例如氧從坯體的表面進入到坯體體積中的擴散和/或所 產生的反應產物可能導致坯體的材料特性的改變，其可能表現為不期望的特性。同樣，從存 在於坯體中的原子到坯體表面的擴散可能由於在那裡可能進行與存在於包圍坯體的氣氛 中的物質的反應而導致坯體的特性的劣化。最後一種所述的機制的示例是去碳和脫碳的機 制。作為示例性的不期望的後果，常常可能出現減小的硬度和/或較高的易碎性。


【發明內容】

[0003] 本發明所基於的任務是提供一種可用來製造具有改善的質量的燒結體的燒結爐。
[0004] 該任務利用具有權利要求1的特徵的燒結爐以及利用具有權利要求15的特徵的 方法來解決。另外的有利的擴展方案和改進方案從下面的描述中得知。來自權利要求書、 說明書以及附圖的一個或多個特徵可以與來自它們的一個或多個特徵聯合成本發明的另 外的擴展方案。尤其是來自獨立權利要求的一個或多個特徵也可以被一個或多個其它特徵 替換。所提出的主題僅僅應當理解成用於表達本發明的設計，而不是限制該設計。
[0005] 提出一種燒結爐，其具有第一區、第二區以及布置在第一區與第二區之間的過渡 區。此外，該燒結爐具有至少一個輸送機構，藉助於所述輸送機構使得能夠將要燒結的坯體 在輸送面上從第一區經過過渡區運送到第二區。此外，該燒結爐具有至少一個排氣裝置，所 述排氣裝置具有至少一個排氣裝置開口。在此，排氣裝置開口至少部分地布置在過渡區的 區域中。
[0006] 在所描述的燒結爐中規定：要燒結的坯體藉助於輸送機構在輸送面上被輸送穿過 該爐。在此，要燒結的坯體可以直接地非間接地處於輸送面上，或者也可以聚集在本身處 於輸送面上的運送裝置上或者該運送裝置中。運送裝置例如可以是石墨或陶瓷板。例如， 也可以設置單側開放的容器、比如盆、盒或籃，所述容器例如可以由陶瓷、石墨、金屬絲網或 板材製成。如下擴展方式是可以的，其中要燒結的坯體的運送利用輸送面通過輸送面沿著 輸送方向運動來進行。作為其示例，輸送面例如可以被構造成帶、尤其是輸送帶。針對輸送 帶的構造，例如可以考慮由具有足夠高熔化溫度的金屬或金屬合金製成的金屬絲網、或者 陶瓷帶。在作為帶的輸送面的這樣的擴展方案中，其運動由輸送機構引起。輸送機構在此 例如可以具有旋轉輥。輸送機構的另一可能的擴展方案在於所謂的步進式爐，在所述步進 式爐中輸送面由所謂的"起重條"（Hubbalken)形成，在所述起重條上可以放置要燒結的坯 體。要燒結的坯體穿過燒結爐的運送在步進式爐的情況下通過經由相應的提升機構輸送起 重條來進行，該提升機構尤其是引起起重條的平移運動，該平移運動引起要燒結的坯體從 燃盡區中到燒結爐的燒結區的進一步運送。構造燒結爐的另一可能性是構造成推移式爐。 在推移式爐中，要燒結的坯體間接地或者直接地布置在基本面上，該基本面在該擴展方案 中是在燒結爐內位置固定的輸送面。要燒結的坯體的輸送可以在推移式爐中例如藉助於通 過布置在爐入口的區域中的相應推動裝置的推動來進行。構造輸送要燒結的坯體的燒結爐 的另一可能性是構造成輥底式爐。在輥底式爐中，輸送面由輥形成，在所述輥上間接或直接 地布置有要燒結的坯體。在此，作為輸送機構一方面可以考慮例如可藉助於馬達驅動的輥， 通過所述輥可以進行到要燒結的坯體的動量傳遞、或者例如類似於在推移式爐的情況下通 過推動機構進行到要燒結的坯體的動量傳遞，並且要燒結的坯體於是可以通過在這種情況 下不可驅動的輥被運送。也可以設置可驅動和不可驅動的輥的組合以用於形成輸送面。輥 底式爐的一個優點例如是，輥底式爐通常在例如與以帶式燒結爐構造的燒結爐相比更高的 溫度下使用。輥底式爐的另一優點是，要燒結的坯體沿著燒結爐的長度延伸的運動速度可 以不同，使得例如在燒結爐的區域內的停留時間可以根據相應工藝配置來匹配。
[0007] 在所述燒結爐中規定：至少部分地在過渡區的區域中布置有具有至少一個排氣裝 置開口的排氣裝置。至少部分地布置在過渡區的區域中在此使得，至少不是整個排氣裝置 開口都布置在第一區或第二區內。
[0008] 尤其是在用於工業製造的燒結爐的情況下，通常相繼布置有不同功能的區。在要 燒結的坯體的假想穿過方向上，在燒結爐的基本上所有擴展方案中，至少一個燃盡區和燒 結區是燒結爐的組成部分。此外，例如還可以在燒結爐處布置平衡區、滲碳區、用於執行硬 化方法的急劇冷卻區（Schroffkiihlzone)、回火區和/冷卻區，其中在這種情況下，不同區 類型也是根據典型的布置在假想的穿過方向上列舉的。但是各個類型的區也可以多次地布 置在燒結爐處，例如以便在不同溫度下和/不同氣氛中執行相應功能。此外，不必所述類型 的區中的每種都存在於燒結爐中。所列舉的順序是通常布置相應類型的區的典型順序，但 是在需要的情況下也可以反轉該順序，例如因此可以靈活地依次連接硬化和回火工藝。在 所有情況下，可以在不同區之間設置過渡區。在此，過渡區尤其是用於如下目的：至少一定 程度地執行彼此相繼布置的區中存在的氣氛的隔離。排氣裝置的使用可以至少部分地在所 述區或另外的區中的任意區之間的過渡區內使用。
[0009] 在燒結爐的一個擴展方案中，過渡區包括至少一個區域，該區域的最小橫截面積 小於至少一個與過渡區接界的區的橫截面積。在該擴展方案中，例如在觀察布置在燃盡區 與燒結區之間的過渡區的情況下、並因此例如在要燒結的坯體從燃盡區的端部穿過過渡區 直到燒結區的起始的運動方向上觀察的情況下所實現的是，在沿著燒結爐的長度延伸觀察 的情況下，過渡區內的橫截面至少局部地小於直接與過渡區接界的區域的橫截面，或者至 少在過渡區的區域中還存在具有縮窄的橫截面的區域。根據構造還可能的可以是，在過渡 區的區域中或者在過渡區之內存在燒結爐的具有燒結爐最小橫截面的區域。由此尤其是實 現，從第一區向第二區流動的氣體和/或從第二區向第一區流動的氣體被迫使經過與同過 渡區接界的區域相比縮窄的橫截面。由此導致的在過渡區的區域中存在的流動條件已經在 許多情況下被證明有利於經燒結的坯體的質量。
[0010] 在另一擴展方案中規定：至少部分地在過渡區的區域中在輸送面之上布置至少一 個可能可更換的橫截面縮窄體。可更換的橫截面縮窄體的優點是，在構建燒結爐時，橫截面 大小和橫截面隨著過渡區的長度延伸的走向不必是已知的，而是它們可以根據工藝配置來 改變。但是也可以設置一個或多個被固定安裝、並因此不可更換的橫截面縮窄體。該橫截 面縮窄體原則上可以是任何幾何形狀和任何材料的主體，其中可用性的前提條件是適用於 相應工藝的材料選擇。例如要求：橫截面縮窄體在分別在過渡區中存在的溫度下是熱力學 穩定的。此外，橫截面縮窄體的材料的選擇在如下方面是有利的：不進行對於工藝氣氛而言 不期望的物質的顯著除氣，並且必要時不發生與分別使用的工藝氣氛的化學反應。關於該 要求簡表(Anforderungsprofi1)，例如可以針對許多情況規定：作為橫截面縮窄體使用陶 瓷體，該陶瓷體例如可以被構造成板。在此，橫截面縮窄體可以在過渡區內固定在一個或多 個側壁處和/或上壁處。該固定例如可以通過螺紋連接、利用其它連接元件的不可鬆開或 可鬆開的連接、或者通過懸置到相應懸掛裝置中進行，其中該懸置例如可以通過將一個或 多個置入在橫截面縮窄體處的孔眼懸置到相應地安裝在過渡區的區域中的鉤中來進行。此 夕卜，例如可能的是，將多個橫截面縮窄體布置在第一區與第二區之間的不同位置處。在所有 情況下還可能的是，將一個或多個橫截面縮窄體至少部分地伸入到第一區和/或第二區可 以是可能的，其中可能的可以是，橫截面縮窄體中的一個或多個相應地伸入到接界的區中 的僅僅一個或兩個中。
[0011] 在另一擴展方案中規定：在過渡區的區域中在輸送面之上布置至少一個可移進 過渡區中以及可從過渡區的橫截面中移出的橫截面改變體。在此，所設置的橫截面改變體 可以在移進狀態下相應於可更換的橫截面縮窄體來布置。與構造成儘管可能可更換、但在 布置狀態下不可移動的橫截面縮窄體相比，構造成可移進和可移出的橫截面改變體的優點 是，實現了簡化的移進和移出。由此可以實現的是，使得能夠通過燒結爐的過渡區的區域中 的構造來在一定參數範圍內在工藝特性方面改變燒結工藝，而無需高成本的改建措施。橫 截面改變體例如可以是可移進過渡區的橫截面中的陶瓷板。
[0012] 在另一擴展方案中規定：將橫截面縮窄體構造成翅片（Lamelle)，並且至少兩個 翅片在燒結爐的縱向上彼此相繼地並且彼此間隔開地布置，其中至少一個翅片布置在過渡 區內。例如可以規定，翅片具有如下的寬度：所述寬度對應於或近似對應於燒結爐的例如被 構造成馬弗爐壁的內壁的間距。但是也可以規定：翅片明顯比燒結爐的內壁的間距更窄，並 且多個翅片在從要燒結的坯體的運送方向上觀察時並排地定位。此外可以規定：在垂直於 要燒結的坯體的運送方向觀察時，翅片彼此移位地定位。此外可以規定：一個或多個翅片具 有不同的寬度、厚度和/或長度。同樣可以規定：翅片中的一個或多個在到輸送面上的平行 投影中觀察時以不同於平行的彼此取向被定位。翅片可以由任何材料製成，比如由金屬合 金或由陶瓷製成。在一個有利的擴展方案中可以規定：翅片以彼此平行的取向布置。此外 可以規定：翅片以一定間距彼此間隔開，該間距優選大約處於IOOmm至200mm之間、優選處 於130mm至170mm之間。將橫截面縮窄體構造成翅片、或者在燒結爐內作為全體翅片布置 一個以上翅片時的優點是，燒結爐的配備有翅片的區域中的氣體的流動被穩定化。這尤其 是通過如下方式來實現：翅片影響氣流，使得由翅片引起氣流的使流動穩定化的湍流。此外 也可以規定：在所述區中的一個或多個內布置一些或多個翅片。在此，例如可以規定：全體 翅片跨越式地從過渡區的區域延伸到與過渡區接界的區的區域中。此外可以規定：全體翅 片從一個區的區域中延伸到另一區的區域中，其中在位於這兩個區之間的另外的區和/或 過渡區中也可以布置翅片。但是也可以規定：全體翅片僅僅布置在一個區內或多個區內，但 是與之相反在接界的過渡區內未布置翅片。
[0013] 在本發明的一個擴展方案中規定：排氣裝置開口完全布置在過渡區的區域中。由 此避免了伸入或至少部分伸入到第一區和/或第二區中。由此通過過渡區實現了第一區同 第二區的基本完全的概念上的隔離。
[0014] 在燒結爐的一個擴展方案中規定：排氣裝置開口至少部分地布置在輸送面的高度 水平或者輸送面的高度水平以下。這樣的布置的一個優點是，排氣裝置開口適於排出對位 於燒結爐中的述體進行繞流（umstr5men)或從底部流過（unterstr5men)的氣體。
[0015] 在另一擴展方案中規定：排氣裝置開口至少部分地、優選完全地布置在輸送面的 輸送水平之上。這樣的布置的一個優點是，排氣裝置開口適於排出如下的氣體：所述氣體從 與裡面布置有排氣裝置的過渡區相鄰的兩個區中的一個區中向過渡區流動並且被從所述 兩個相鄰的區中的另一個區中流出的氣體從底部流過。
[0016] 此外可以規定：將至少一個排氣裝置開口至少部分、優選完全地布置在輸送面的 高度水平或者輸送面的高度水平之下，並且附加地至少部分、優選完全地在輸送面的輸送 水平之上布置至少一個另外的排氣裝置開口。在這樣的情況下特別適宜的是，從首先提到 的排氣裝置開口出發，該排氣裝置開口所屬的排氣裝置基本上向下定向地延伸，而從第二 個提到的排氣裝置開口出發，該第二個排氣裝置開口所屬的排氣裝置基本上向上定向地延 伸。
[0017] 根據第一區和第二區的構造、存在的氣氛條件、尤其是氣體溫度以及存在的流動 條件，因此可以通過相應地布置該排氣裝置和該排氣裝置開口或者多個排氣裝置和多個排 氣裝置開口來實現：通過對流來把在過渡區的區域中向上流動的氣體和/或在過渡區內向 下流動的氣體從燒結爐中引導出。因此，通過有針對性的排出，相應於存在的流動條件以及 尤其是所存在的對流，可以將氣流至少在一定份額上彼此隔離。
[0018] 在本發明的一個擴展方案中規定：排氣裝置開口到輸送面上的平行投影至少延伸 到輸送面的近似整個寬度上。在一個優選的擴展方案中，排氣裝置開口的平行投影至少延 伸到輸送面的整個寬度上。在此，輸送面的寬度表示輸送面在與坯體的運動方向垂直的方 向上所具有的延伸。例如可以規定：排氣裝置開口沿著燒結爐的例如被構造成馬弗爐壁的 內壁的寬度在過渡區的區域中延伸。排氣裝置延伸到輸送面的整個寬度或至少近似整個寬 度的優點是，針對所有位於輸送面上的要燒結的坯體引起基本上均勻的氣體繞流或者氣體 從底部流過。為此可以規定：排氣裝置的寬度大於輸送面的寬度，排氣裝置開口到輸送面上 的平行投影在其延伸方面因此至少超過輸送段的整個寬度。在另一擴展方案中規定：排氣 裝置開口的平行投影延伸到燒結爐的側面限定壁的整個間距上。利用通過這種方式構造的 排氣裝置開口所實現的是，通過排氣裝置開口排出的氣體的份額被最大化，其方式是，防止 從第一區向第二區方向流動的氣體在排氣裝置延伸的區域之外從側面流經。
[0019] 在本發明的一個擴展方案中，燒結爐具有至少一個流量改變構件，所述流量改變 構件布置在排氣裝置內。藉助於流量改變構件，可以實現對流經排氣裝置的體積流的調整。 在此，該流量改變構件例如可以是閥門。這樣的閥門例如可以被構造成手動操作閥門、介質 操作閥門、機器操作閥門、電磁閥門、電操作閥門、氣動操作閥門、液壓操作閥門或者彈簧和 重力加載的閥門。
[0020] 在本發明的另一擴展方案中，燒結爐具有至少一個強制對流裝置，所述強制對流 裝置布置在排氣裝置內。藉助於強制對流裝置，可以提高流經排氣裝置的體積流。在此，強 制對流裝置例如可以被構造成更廣義的壓縮機，例如被構造成具有吸取側與壓力側之間的 大約1至I. 1之間的小壓力比的通風機以用於強制對流，或者被構造成具有吸取側與壓力 側之間的比前述值高的壓力比的鼓風機。
[0021] 在一個擴展方案中規定：在過渡區的區域中基本上對著排氣裝置開口布置有至少 一個引入裝置以用於引入保護氣體。在此，術語"保護氣體"一般性地表示如下氣體：所述 氣體被設置為在燒結過程期間被間接或直接地引入到燒結區中、例如燒結區的某區域中和 /或從爐出口中出來。其例如可以是惰性氣體、比如氬、氪、氙或由其組成的混合物。但是其 也可以是其它氣體和/或氣體混合物，其中有利的是，保護氣體與要燒結的坯體之間的化 學反應在分別使用的燒結溫度下是微小的。例如在許多情況下常見的是，作為保護氣體使 用由氮氣N 2和氫氣H2組成的氣體混合物，其中典型氣體混合物例如由70 Vol. -% N2和30 Vol.-% H2組成或者由95 Vol.-% N2和5 Vol.-% H2組成，或者處於這兩種組成之間的組成 範圍內。
[0022] 該引入裝置例如可以是一個噴嘴或多個噴嘴，通過所述噴嘴，類似於紗罩 (Schleier)那樣優選在燒結爐的整個寬度上和/或還在過渡區的長度延伸的一部分上或 者基本整個長度延伸上將保護氣體通入燒結爐中。通過引入裝置引入保護氣體在此可以在 相對高的壓力下進行，因此所引入的氣體具有高的動能。
[0023] 在另一擴展方案中規定：可以調整通過排氣裝置從燒結爐中被引導出的氣體的體 積流。優選地可以調節通過排氣裝置從燒結爐中排出的氣體的體積流。在此，對體積流的 調節例如可以藉助於雙點調節器或者藉助於三點調節器來進行。在此，對體積流的改變可 以分別分開地或者彼此組合地例如通過藉助於流量改變構件、強制對流裝置進行的調整和 /或通過調整藉助於引入裝置引入到燒結爐中的保護氣體的速度來進行。
[0024] 在另一擴展方案中規定：排氣裝置從排氣裝置開口出發延伸到熱交換器。由此，氣 體可以從燒結爐中被引導到熱交換器，從而在熱交換器中加熱流體。尤其是可以規定：為了 接下來引入到燒結爐中而加熱保護氣體。其優點是，可以將經預熱的保護氣體用於引入到 燒結爐中，由此與在燒結爐的區之一、例如燒結區和/或冷卻區內才進行保護氣體的加熱 相比，可以減小為了保持或達到相應區中所設置溫度而消耗的能量成本。此外可以規定：在 熱交換器內為了其它應用目的而提高流體的溫度。例如，氣體可以被預熱，比如用於在燃盡 區中使用的助燃空氣、用於通過在燃盡區中使用的燃燒器來使用和/或用於利用氣體運行 的爐的氣體加熱的燃料氣體。作為熱交換器尤其是可以考慮回流換熱器、例如片式傳熱器、 螺旋傳熱器、管式傳熱器、U形管傳熱器、套管式傳熱器、加熱網格（Heizregister)和/或層 式傳熱器。
[0025] 在本發明的一個擴展方案中例如規定：第一區是燃盡區並且第二區是燒結區。在 這種情況下，存在燒結區的如下區域：在該區域中彼此相繼地布置有燃盡區和燒結區，並且 這兩個區被過渡區彼此隔開。
[0026] 在燒結爐的燃盡區中，在通常可以為500°C至800°C之間的溫度下通過燃盡來從 要燒結的坯體中除去潤滑劑和/或蠟。在經過燃盡區以後，要燒結的坯體到達燒結區中，在 該燒結區中，燒結工藝在如下溫度下進行：所述溫度通常大約處於要燒結的材料的以開爾 文表達的絕對熔化溫度的80%至95%之間的區域中。在所述溫度下，首先進行坯體中的氧 化物的還原。基本上同時地在該時期已經進行坯體的燒結。在坯體穿過燒結區以後，坯體 到達通常還存在的冷卻區中，在該冷卻區中然後可以使已經燒結的坯體冷卻，然後這些坯 體接著必要時經歷一個或多個後處理、比如熱後處理。冷卻區例如同樣可以被用於在冷卻 區中能夠對經燒結的坯體進行熱後處理。在此，所述區可以直接彼此相繼地布置，或者被布 置在相應區之間的另外的區彼此隔開。例如可以規定：在燃盡區與燒結區之間布置有至少 一個過渡區。該過渡區在構造上的特徵例如可以在於，其與接界的區、比如燃盡區和/或燒 結區相比可以具有經改變的橫截面。在此，在許多情況下，過渡區具有與燃盡區以及燒結區 相比縮窄的橫截面。但是也可以設置與接界的區中的一個或兩個相比未改變的橫截面。但 是還可能的是，過渡區與同過渡區接界的區之間的區別在於其它參數。例如可以規定：過渡 區是具有與在接界的區中存在的條件不同的條件的區域，在所述區域中例如存在與接界的 區中的一個或多個相比不同的溫度和/或不同的氣氛和/或在燒結爐處布置有不同的壁襯 裡。
[0027] 本發明的構思規定了一種用來將氣體從燒結爐中排出的方法。該方法規定：在燒 結爐的第一區與燒結爐的第二區之間流動的氣體經過布置在第一區與第二區之間的過渡 區。在經過過渡區期間，從兩個區中的一個區向兩個區中的另一個區的方向流動的氣體的 至少一部分至少在過渡區的區域中通過至少一個排氣裝置開口到達至少一個排氣裝置中， 並且然後通過排氣裝置被從燒結爐中排出。在此，術語"氣體"除了處於氣態物態的物質以 外還可以包括在這樣的物質中彌散的顆粒，所述顆粒例如在燃盡過程期間以氣相分布。
[0028] 在該方法的一個擴展方案中，兩種氣體中的較不熱氣體由於自然對流而從所述兩 種氣體中的較熱氣體的底部流過。兩種氣體中的較不熱氣體的至少一部分在輸送面的高度 水平和/或在輸送面的高度水平之下進入排氣裝置開口中。兩種氣體中的較不熱氣體在輸 送面的高度水平和/或在輸送面的高度水平之下進入排氣裝置開口中的優點例如可以是， 單單基於自然對流就已經使得能夠將所述兩種氣體中的較不熱氣體從燒結爐中排出。在 第一區作為燃盡區並且第二區作為燒結區的示例性擴展方案中，該方法所基於的作用原理 是，由於一般而言在燒結區的區域中存在與燃盡區相比更高的溫度，流經燒結區的燒結區 氣體的大部分被加熱到與流經燃盡區以後的燃盡區氣體的可觀的一部分相比更高的溫度。 因此在這樣的示例性擴展方案中所實現的是，燃盡區氣體的至少一部分在輸送面的高度水 平和/或在輸送面的高度水平之下進入到排氣裝置開口中。在此，術語"燒結區氣體"表示 全體位於燒結區中並從燒結區中流出的氣體。在此，術語"氣體"和術語"燒結區氣體"除 了處於氣態物態的物質以外還包括在這樣的物質中彌散的顆粒，所述顆粒例如在燒結過程 期間以氣相分布。
[0029] 如所述那樣通過排氣裝置將燃盡區氣體從燒結爐中排出所得出的優點是，由燃盡 區氣體所造成的汙物與在不排出燃盡區氣體的情況相比以更小地程度到達燒結區中。因此 在燒結區氣體的從燒結爐中排出的份額的足夠高的情況下，以較小的程度需要另外的措施 來減小存在於燒結區中的汙物。例如，可以減小保護氣體的體積流，其中保護氣體在燒結區 出口處被通入燒結爐中以便從那裡向燃盡區的方向流動並且減小燃盡區氣體到燒結區中 的流入。還可以放棄在燃盡區與燒結區之間的區域中使用閘門，由此得出的優點是，可以避 免由於使用閘門造成的費時的延時。類似地在不同於燃盡區和燒結區的區之間、例如燒結 區與滲碳區之間的過渡區中相應地使用所述方法時得出該優點。
[0030] 在第一和第二區的其它構造方案中，將以類似方式得出減少從一個區中到達另一 區中的汙物的份額的優點。
[0031] 在該方法的另一擴展方案中規定：由於自然對流，兩種氣體中的較不熱氣體從所 述兩種氣體中的較熱氣體的底部流過，並且所述兩種氣體中的較熱氣體的至少一部分在輸 送面的高度水平和/或在輸送面的高度水平之上進入排氣開口中。
[0032] 根據該方法的另一擴展方案規定：至少從兩個區中的一個區中向所述兩個區中的 另一個區的方向流動的氣體部分由於自然對流而通過排氣裝置開口到達排氣裝置中，並且 進一步由於自然對流而被排氣裝置從燒結爐中排出。為此目的將排氣裝置的走向構造為使 得兩種氣體中的較不熱氣體基本上向下定向地從燒結爐中引導出，並且兩種氣體中的較熱 氣體基本上向上定向地從燒結爐中引導出。由此可以實現，由於因所存在的氣體溫度造成 的自然對流而對該氣體或多種氣體從燒結爐中的引出產生顯著貢獻，並且因此可以基本上 或甚至完全放棄用於強制對流的附加裝置。這樣的方法的優點是，不需要藉助於為此相應 設置的裝置、比如壓縮機來加速氣體。
[0033] 由此例如得出的優點是，在可能放棄諸如壓縮機之類的另外的裝置的情況下，可 以避免由所述裝置造成的缺點。例如也可以通過放棄壓縮機或者至少使用較小數目的壓縮 機的可能性來減小或者甚至完全避免在燒結爐中存在的氣體的在燒結爐中出現的湍流，由 此例如可以防止以不期望的程度出現氣體從一個區到達另一個區中、例如從第一區到達第 二區中和/或從第二區到達第一區中。
[0034]根據該方法的另一擴展方案規定：在第一區與第二區之間流動的氣體至少部分地 流經至少一個橫截面縮窄體，並且由此將流動方向改變為朝排氣裝置開口的方向。在此，例 如可以規定：橫截面縮窄體被構造成全體翅片。
[0035] 在該方法的另一擴展方案中規定：從兩個區中的一個區向所述兩個區中的另一個 區的方向流動的氣體的一部分通過在過渡區的區域中基本上對著排氣裝置被引入的保護 氣體而朝著排氣裝置的方向被加速，並且由此被改變、優選被調整、特別優選被調節。例如， 在以相對高的壓力進行由於以高壓力進行引入而具有高動能的保護氣體的引入時，從接界 的區中到達過渡區的區域中的氣體朝排氣裝置開口的方向被加速。在此，由此引起的運動 分量與例如由於自然對流而存在的已存在運動分量疊加。
[0036] 在該方法的一個擴展方案中規定：通過排氣裝置被排出的氣體的體積流、以及由 此從兩個區中的一個區向所述兩個區中的另一個區的方向流動的氣體的通過排氣裝置被 排出的份額的高度藉助於至少一個布置在排氣裝置內的流量改變構件來調整、優選調節。 由此可以實現，根據已存在的工藝參數、例如基於存在或經調整的溫度，可以藉助於流量改 變構件來實現對從第一區向第二區的方向流動的氣體的被排出的份額的高度的調校。這樣 的方法例如在將第一區構造成燃盡區並且將第二區構造成燒結區時的一個優點是，在同時 將燒結區氣體隨著燃盡區氣體一起排出的情況下(這種排出可能是不期望的)、或者例如在 出現同樣不期望的湍流的情況下、或者在另外的不期望的例如流體動力學效應的情況下， 其顯著性可以通過改變、尤其是減小通過對流被排入排氣裝置中的氣體的體積流來減小甚 至避免。
[0037] 在該方法的另一個實施方式中可以規定：通過排氣裝置被排出的氣體的體積流、 以及由此從兩個區中的一個區向所述兩個區中的另一個區的方向流動的氣體的份額的高 度藉助於至少一個布置在排氣裝置內的強制對流裝置來調整、優選提高、特別優選調節。
[0038] 在該方法的一個擴展方案中可以規定：作為藉助於調節迴路執行的調節來進行從 兩個區中的一個區向所述兩個區中的另一個區的方向流動的氣體的份額的高度的調整。該 調節迴路例如可以在測量工藝參數以後引起體積流的改變。為此，例如可以藉助於流量改 變構件和/或強制對流裝置來引起在第一區和第二區之間流動的氣體的通過排氣裝置排 出的份額的改變。
[0039] 在該方法的一個擴展方案中可以規定：在用於調節燃盡區氣體的所排出的份額的 高度的調節迴路中，作為至少一個測量元件的是用於測量位於燒結爐中的蒸氣的露點溫度 的傳感器。在此，其優選地是水蒸汽的露點溫度。作為傳感器例如可以使用露點水平溼度計 (Taupunktspiegelhygrometer)。在此特別有利的是,用於測量露點溫度的傳感器被放置在 應當藉助於排氣裝置避免氣體從接界的區中流入的區中。例如，在將第一區構造成燃盡區 並且將第二區構造成燒結區的情況下，用於測量露點溫度的傳感器優選布置在燒結區內。
[0040] 這樣的方法的一個有優點例如是，藉助於適度的測量成本可以測量原來源自兩個 區之一的不期望的氣體組分和/或彌散組分的可能不期望得高的濃度。在超過比之高則可 預期經燒結構件的劣化的極限值的情況下，然後可以進行通過排氣裝置引導的氣體的份額 的高度的提高，其方式是，至少部分地將流量改變構件從排氣裝置的橫截面中引導出，和/ 或提高藉助於強制對流裝置通過排氣裝置被引導遠離排氣裝置開口的體積流。在將第一區 構造成燃盡區並且將第二區構造成燒結區的示例中例如可以避免，不期望的在燃盡過程期 間到達燃盡區氣氛中並與燃盡區氣體一起和/或作為燃盡區氣體的組分被運送到燒結區 中的物質的不期望得高的濃度可以被可觀地減小。
[0041] 此外規定該方法的一個擴展方案，在該方法期間，至少從兩個區中的一個區向所 述兩個區中的另一個區的方向流動的氣體的通過排氣裝置被排出的部分被引導到熱交換 器中，在該熱交換器中，通過從氣體的所排出部分的熱能傳遞來進行流體的加熱。
[0042] 此外規定該方法的一個擴展方案，在該方法期間，至少從兩個區中的一個區向所 述兩個區中的另一個區的方向流動的氣體的從燒結爐中被排出的部分被引導到熱交換器 中。在熱交換器中，將暖的氣體的熱能用於通過熱能傳遞來加熱要引入到燒結爐中的保護 氣體。在要引入到燒結爐中的保護氣體被引入到燒結爐中以前對該保護氣體加熱的優點 是，可以減小為了保持在燒結爐的引入保護氣體的區域中存在的溫度而要在燒結區內消耗 的熱功率。將保護氣體引入到燒結爐中的一個示例是在燒結區的區域中引入保護氣體。如 果在燒結區的區域中進行已經預熱的保護氣體的引入，則至少為了保持燒結溫度而在燒結 區的區域中所需的熱功率被減小。
[0043]熱交換器例如可以是回流換熱器，該回流換熱器例如可以被構造為同流實施方 式、橫流實施方式、逆流實施方式和/或核心流實施方式（Kernstromausfiihrung)或其組 合。
[0044] 在該方法的一個擴展方案中例如規定：第一區是燃盡區並且第二區是燒結區。得 出利用該方法的該擴展方案的優點，因為在燃盡區中根據燃盡區的用途將組分從要燒結的 坯體中除氣。此外，在燃盡區中產生諸如CO、C0 2、H2O和/或炭黑之類的燃燒產物，所述燃 燒產物例如可能在燃燒存在於壓製品中的壓制助劑和/或燃燒燃料氣體時產生。如果這些 組分中的一個或多個到達燒結區中，則可能在燒結區中通常存在的高溫下導致不期望的過 程，比如形成來自之前被除氣的組分和要燒結坯體的表面的反應產物、和/或之前被除氣 的組分擴散到要燒結的坯體的體積中。
[0045] 尤其是規定：將所描述的燒結爐和/或所描述的方法用於製造非氧化燒結體。在 此優點是，由於通過排氣裝置排出從第一區、例如燃盡區向第二區、例如燒結區的方向流動 的氣體，燒結區中的燃盡區氣體的份額被減小。由此以將第一區構造成燃盡區並將第二區 構造成燒結區為例所得出的優點例如是，在燃盡期間，排放的和/或生成的排氣物因此根 據設置或根據調節部分地或者甚至基本上通過排氣裝置被從過渡區中排出，並且因此僅以 微小的程度或者幾乎不或者在最優情況下甚至不再能夠到達燒結區中。這就使得，易於與 這樣的部分反應、尤其是非氧化的燒結體可以以所得到的高質量、比如高表面質量來製造。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0046] 下面參考附圖詳細地進一步闡述本發明的另外的擴展方案。附圖和對所得到的特 徵的所附描述不限於相應擴展方案，而是用於圖解說明示例性的擴展方案。此外，相應特徵 可以彼此以及與上面描述的特徵一起用於本發明的可能的進一步開發和改進，特別是用於 在此未更詳細示出的附加擴展方案。
[0047] 附圖如下： 圖Ia以俯視圖示出了以根據現有技術的帶式燒結爐構造的燒結爐； 圖Ib以側視圖示出了以根據現有技術的帶式燒結爐構造的燒結爐； 圖2a以側視圖示出了以根據現有技術的帶式燒結爐構造的燒結爐的截取部分； 圖2b以側視圖示出了在圖2a所示燒結爐中在其運行期間存在的流動的示意圖； 圖3a以側視圖示出了以帶式燒結爐構造的燒結爐的截取部分，所述燒結爐具有布置 在過渡區的區域中的排氣裝置； 圖3b以側視圖示出了在圖3a所示燒結爐的截取部分中在其運行期間存在的流動的示 意圖； 圖3c以側視圖示出了燒結爐的另一構造的示意圖； 圖3d以俯視圖示出了具有布置在過渡區內的排氣裝置的燒結爐的截取部分的示意 圖； 圖3e以側視圖示出了另一構造的以帶式燒結爐構造的燒結爐的截取部分，所述燒結 爐具有布置在過渡區的區域中的排氣裝置； 圖3f以側視圖示出了在圖3e所示燒結爐的截取部分中在其運行期間存在的流動的示 意圖； 圖4a -圖4d :以側視圖示出了燒結爐的另一構造的截取部分； 圖4e -圖4f :示出了用於描繪被構造成全體翅片的橫截面縮窄體的相對流阻的圖 表； 圖5a -圖5c :以側視圖示出了燒結爐的另一構造的截取部分； 圖6以側視圖示出了以帶式燒結爐構造的燒結爐的截取部分，所述燒結爐具有連接在 排氣裝置之後的熱交換器。

【具體實施方式】
[0048] 圖Ia中以俯視圖示出了根據現有技術的以帶式燒結爐構造的燒結爐1。在此，燒 結爐1在由箭頭表徵的所設置的運送方向上具有爐入口 16、被構造成燃盡區的第一區2、過 渡區4、被構造成燒結區的第二區3、冷卻區17以及燒結爐出口 18。要燒結的坯體6位於輸 送面7上，該輸送面7在所示燒結爐1中被構造成燒結帶。此外，在所示燒結爐1中，在輸 送面7的兩側分別布置有馬弗爐壁19,該馬弗爐壁19與燒結爐1的輸送面7的邊界線平行 地在所設置的運送方向上來看從過渡區4的起始沿著燒結區3延伸直至冷卻區17的端部。
[0049] 圖Ib中以側視圖示出了以根據現有技術的帶式燒結爐構造的燒結爐1。在圖Ia 的描述中所述的特徵同樣可從圖Ib中得知，使得關於該命名可參閱對圖Ia的描述。附加 地，在側視圖中，在輸送面7的端部處示出了輸送機構5,該輸送機構5被構造成布置在輸送 帶的端部處的燒結帶輥。此外，從圖Ib中可以得知馬弗爐壁19的可能的構造，其高度延伸 在其長度延伸的三個區、即過渡區4、燒結區3和冷卻區17中可能分別大小不同。
[0050] 圖2a中以側視圖示出了以根據現有技術的帶式燒結爐構造的燒結爐1的截取部 分。從該繪圖中可以得知燃盡區2和燒結區3、以及布置在這二者之間的過渡區4的區域。 要燒結的坯體6位於輸送面7上，以便在該輸送面7上以箭頭所表證的運送方向進行輸送。 沿著過渡區4的長度延伸以及沿著燒結區3的可見的長度延伸，圍繞輸送面7布置有馬弗 爐壁19。
[0051] 在圖2b中，根據箭頭示出了在以圖2a所示燒結爐構造的燒結爐1內在其運行期 間根據所執行的實驗，氣體流動基本上如何進行。在此，附圖標記與圖2a的附圖標記一致。 虛線箭頭在圖2b中表徵源自燒結區3的區域的燒結區氣體的流動方向。該燒結區氣體作為 保護氣體被持久地引入在燒結區與冷卻區之間的過渡部的區域中。實線箭頭表徵位於燃盡 區2的區域中並且源自燃盡區2的區域的向燒結區3方向流動的燃盡區氣體的流動方向。 尤其是可以看出，從燒結區3的區域中向燃盡區2的區域流動的燒結區氣體由於對流而被 從燃盡區2的區域中向燒結區3的區域流動的燃盡區氣體大致楔形地從底部流過。除此之 夕卜，在燃盡區2之內還進行燃盡區氣體的流經輸送面7的循環運動，因為該輸送面7在所示 的構造中被構造成至少部分透氣的傳送帶。
[0052] 從下面的表1中可以得知以表格形式列出的測量數據，所述測量數據是在根據圖 2a的實施方式的燒結爐處在沒有布置在過渡區的區域中的排氣裝置的情況下確定的，其中 在所執行的實驗期間，燒結區和冷卻區在運送方向上的長度延伸分別為6m。作為用於將保 護氣體通入燒結爐中的進口，將相應的進氣口布置在燒結區與冷卻區之間的區域中。在該 表的具有兩個值的欄位中，上面的值涉及在位於燃盡區中的燃燒器被關閉期間所確定的結 果，而下面的值涉及如下結果：在所述結果期間，位於燃盡區中的燃燒器被開啟並且因此導 致燃盡區氣體的加熱以及導致將燃燒器氣體和源自燃燒器的彌散體添加到燃盡區氣體中。 僅僅錄入一個值的欄位涉及在沒有在燃盡區中被開啟的燃燒器的情況下所確定的結果。所 說明的溫度是在燒結爐處測量的測量值，而體積流和質量流是藉助於模擬計算所確定的結 果。針對模擬計算所作出的假設是：通過燒結區向燃盡區的方向流動的保護氣體量與通過 冷卻區向從進氣口出發指向遠離燃盡區的方向流動的保護氣體量相同。所說明的針對壓力 差和速度的值同樣是藉助於模擬計算、在使用燒結爐的各個區中的以實驗方式測量的流阻 的情況下所得到的結果。藉助於模擬計算所確定的針對壓力差和速度的值的似真性可以通 過利用真實燒結爐在運行條件下所執行的比較實驗來確認。
[0053] 表1 :在根據圖2a的燒結爐處並且因此在沒有排氣裝置的情況下所確定的值。

【權利要求】
1. 一種燒結爐（1)，包括：第一區（2);第二區（3);布置在第一區（2)與第二區（3)之間 的過渡區（4);至少一個輸送機構（5)，其用於將要燒結的坯體（6)在輸送面（7)上從第一區 (2)經過過渡區（4)運送到第二區（3);以及至少一個排氣裝置（8)，其具有至少一個排氣裝 置開口（9)，其中排氣裝置開口（9)至少部分地布置在過渡區（4)的區域中。
2. 根據權利要求1所述的燒結爐（1 )，其特徵在於，過渡區（4)包括至少一個區域，所述 區域的最小橫截面積小於至少一個與過渡區（4)接界的區的橫截面積。
3. 根據前述權利要求之一所述的燒結爐（1 )，其特徵在於，至少部分地在過渡區（4)的 區域中在輸送面（5)之上布置至少一個可能可更換的橫截面縮窄體（10)。
4. 根據前述權利要求之一所述的燒結爐（1 )，其特徵在於，在過渡區（4)的區域中在輸 送面（7)之上布置至少一個能夠移進過渡區（4)的橫截面中以及能夠從過渡區（4)的橫截 面中移出的橫截面改變體（11)。
5. 根據權利要求3或4所述的燒結爐（1 )，其特徵在於，將橫截面縮窄體（10)構造成翅 片（21)，並且至少兩個翅片在所述燒結爐的縱向上彼此相繼地並且彼此間隔開地布置，其 中至少一個翅片布置在過渡區（4)內。
6. 根據前述權利要求之一所述的燒結爐（1 )，其特徵在於，排氣裝置開口（9)完全布置 在過渡區（4)的區域中。
7. 根據前述權利要求之一所述的燒結爐（1 )，其特徵在於，排氣裝置開口（9)至少部分 地、優選完全布置在輸送面（7)的高度水平或者輸送面（7)的高度水平之下。
8. 根據前述權利要求之一所述的燒結爐（1 )，其特徵在於，排氣裝置開口（9)至少部分 地、優選完全布置在輸送面（7)的高度水平之上。
9. 根據前述權利要求之一所述的燒結爐（1 )，其特徵在於，排氣裝置開口（9)到輸送面 (7)上的平行投影至少近似延伸到輸送面（7)的整個寬度上。
10. 根據權利要求9所述的燒結爐（1 )，其特徵在於，排氣裝置開口（9)到輸送面（7)上 的平行投影在其延伸方面至少延伸到所述輸送面的整個寬度上、優選燒結爐（1)的被構造 成馬弗爐壁（19)的側面內壁的間距上。
11. 根據前述權利要求之一所述的燒結爐（1)，其特徵在於，在排氣裝置（8)中布置至 少一個流量改變構件（12)以用於調整流經排氣裝置（8)的體積流。
12. 根據前述權利要求之一所述的燒結爐（1)，其特徵在於，在排氣裝置（8)內布置有 至少一個強制對流裝置（13)以用於調整流經排氣裝置（8)的體積流。
13. 根據前述權利要求之一所述的燒結爐（1)，其特徵在於，在過渡區（4)的區域中基 本上對著排氣裝置開口（9)布置有至少一個引入裝置（20)以用於引入保護氣體。
14. 根據前述權利要求之一所述的燒結爐（1)，其特徵在於，能夠調整、優選能夠調節 通過排氣裝置（8)從燒結爐（1)中被引導出的氣體的體積流。
15. 根據前述權利要求之一所述的燒結爐（1 )，其特徵在於，排氣裝置（8)從排氣裝置 開口（9)出發延伸到熱交換器（15)以用於將氣體從燒結爐（1)引導到熱交換器（15)，所述 熱交換器（15)用於在那裡對流體、尤其是保護氣體進行加熱以用於隨後將其引入燒結爐 (1)中。
16. 根據前述權利要求之一所述的燒結爐（1 )，其特徵在於，第一區（2)是燃盡區並且 第二區（3)是燒結區。
17. -種用於將氣體從燒結爐（1)中排出的方法，其特徵在於，在第一區（2)與第二區 (3)之間流動的氣體經過布置在第一區（2)與第二區（3)之間的過渡區（4)，並且從所述兩 個區中的一個區向所述兩個區中的另一個區的方向流動的氣體的至少一部分至少在過渡 區（4)的區域中通過至少一個排氣裝置開口（9)到達至少一個排氣裝置（8)中，並且然後通 過排氣裝置（8)被從燒結爐（1)中排出。
18. 根據權利要求17所述的方法，其特徵在於，由於自然對流，所述兩種氣體中的較不 熱氣體從所述兩種氣體中的較熱氣體的底部流過，並且所述兩種氣體中的較不熱氣體的至 少一部分在輸送面（7)的高度水平和/或在輸送面（7)的高度水平之下進入排氣裝置開口 (9)中。
19. 根據權利要求17或18所述的方法，其特徵在於，由於自然對流，所述兩種氣體中的 較不熱氣體從所述兩種氣體中的較熱氣體底部流過，並且所述兩種氣體中的較熱氣體的至 少一部分在輸送面（7)的高度水平和/或在輸送面（7)的高度水平之上進入排氣裝置開口 (9)中。
20. 根據權利要求17至19之一所述的方法，其特徵在於，從所述兩個區中的一個區中 向所述兩個區中的另一個區的方向流動的氣體的至少一部分由於自然對流而通過排氣裝 置開口（ 9 )到達排氣裝置（8 )中，並且進一步由於自然對流而被排氣裝置（8 )從燒結爐（1) 中排出。
21. 根據權利要求17至20之一所述的方法，其特徵在於，在第一區與第二區之間流動 的氣體至少部分地流經至少一個橫截面縮窄體，並且由此將流動方向改變為朝著排氣裝置 開口的方向，所述橫截面縮窄體優選地被構造成具有至少一個翅片的全體翅片。
22. 根據權利要求17至21之一所述的方法，其特徵在於，從所述兩個區中的一個區向 所述兩個區中的另一個區的方向流動的氣體的一部分通過在過渡區（4)的區域中基本上對 著排氣裝置開口（9)被引入的保護氣體而朝著排氣裝置開口（9)的方向被加速，並且由此 被改變、優選被調整、特別優選被調節。
23. 根據權利要求17至22之一所述的方法，其特徵在於，通過排氣裝置（8)被排出的 氣體的體積流、以及由此從所述兩個區中的一個區向所述兩個區中的另一個區的方向流動 的氣體的通過排氣裝置（8)被排出的份額的高度藉助於至少一個布置在排氣裝置（8)內的 流量改變構件（12)來調整、優選調節。
24. 根據權利要求17至23之一所述的方法，其特徵在於，通過排氣裝置（8)被排出的 氣體的體積流、以及由此從所述兩個區中的一個區向所述兩個區中的另一個區的方向流動 的氣體的份額的高度藉助於至少一個布置在排氣裝置（8)內的強制對流裝置（13)來調整、 優選提高、特別優選調節。
25. 根據權利要求22至24之一所述的方法，其特徵在於，作為藉助於調節迴路（14)執 行的調節來進行從所述兩個區中的一個區向所述兩個區中的另一個區的方向流動的氣體 的份額的高度的調整。
26. 根據權利要求25所述的方法，其特徵在於，調節迴路（14)的測量元件是用於測量 位於燒結爐（1)中、優選第二區（3)的區域中的蒸氣、優選水蒸汽的露點溫度的傳感器。
27. 根據權利要求17至26之一所述的方法，其特徵在於，至少從所述兩個區中的一個 區向所述兩個區中的另一個區的方向流動的氣體的通過排氣裝置（8)被排出的部分被引導 到熱交換器（15)中，在所述熱交換器（15)中，通過從氣體的所排出部分的熱能傳遞來進行 流體的加熱。
28. 根據權利要求17至27之一所述的方法，其特徵在於，至少從所述兩個區中的一個 區向所述兩個區中的另一個區的方向流動的氣體的通過排氣裝置（8)被排出的部分被引導 到熱交換器（15)中，在所述熱交換器（15)中，通過從氣體的所排出部分到要引入到燒結爐 (1)中的保護氣體的熱能傳遞來進行要引入到燒結爐（1)中的保護氣體的加熱。
29. 根據權利要求17至28之一所述的方法，其特徵在於，第一區（2)是燃盡區並且第 二區（3)是燒結區。
30. -種將根據權利要求1至16之一所述的燒結爐（1)和/或根據權利要求17至29 之一所述的方法用於製造非氧化燒結體的應用。
【文檔編號】C22B1/20GK104321605SQ201380014224
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2013年3月13日 優先權日:2012年3月16日
【發明者】E.恩斯特, R.阿爾貝特, T.舒普 申請人:Gkn 金屬燒結控股有限責任公司