W erksbeschreibung

Werksbeschreibung
Bayerische Dachziegelwerke Bogen GmbH, Bogen (Deutschland/Germany)
Innovativer Tunnelofen für
Zubehör bei den Bogener
Dachziegelwerken
Innovative tunnel kiln
for accessories at Bogen
roofing tile works
Der Beitrag beschreibt eine für die „Bayerischen
Dachziegelwerke Bogen“ realisierte Tunnelofenanlage für Zubehördachziegel mit einer hohen Bandbreite an Glasuren. Die Anlage wurde von der Firma
Keramischer Ofenbau GmbH geliefert und gebaut.
This report describes a tunnel kiln plant installed for
“Bayerische Dachziegelwerke Bogen”. The tunnel
kiln is used to fire accessory roofing tiles with a wide
range of glazes. The plant was built and supplied by
the company Keramischer Ofenbau GmbH.
Einleitung
Introduction
Die Bayerische Dachziegelwerke Bogen GmbH führt seit 1899
die Tradition der Kunst des Ziegelbrennens aus, gemäß der
Firmenphilosophie „Wir perfektionieren das Naturprodukt
Tondachziegel, sodass es den höchsten Qualitätsansprüchen
am Markt gerecht wird.“ Kundenzufriedenheit, der Ausbau
der Unternehmenspositionierung und die zukunftsorientierte
Erweiterung des Produktsortiments führen die mehr als 100jährige Unternehmenstradition fort.
Als die „Bayerische Thonwarenfabrik Bogen GmbH“ in Bogen
in Niederbayern gegründet wurde, entstand 1905 der erste
Zick-Zack-Ofen. Neue Aufbereitungsanlagen und Formgebungsmaschinen in den 1920er-Jahren gingen einher mit der
Umfirmierung in Bayerische Dachziegelwerke Bogen GmbH.
1964 wurde die erste künstliche Trocknerei gebaut, 1968 der
erste Tunnelofen.
Nach der Zerstörung durch einen Großbrand wurde die
Fabrik wieder aufgebaut und 1990 ein neuer Tunnelofen für
H-Kassetten eingeweiht. Ein weiteres Flächenziegelwerk nahm
1995 die Produktion auf. Zum 100-jährigen Firmenjubiläum
wurde 1999 die Roboteranlage im Zubehörwerk eingeweiht.
Trotz der nach wie vor angespannten konjunkturellen Lage
auf dem Bausektor und in der Bauzulieferindustrie hat das
Unternehmen als bedeutender regionaler Arbeitgeber seine
The clay roofing tile manufacturer Bayerische Dachziegelwerke Bogen GmbH has practised the traditional art of firing
clay roof tiles since 1899, in keeping with the company’s philosophy “We perfect the natural product of clay roofing tiles
to meet the highest quality standards on the market.” Customer satisfaction, strengthening of the company’s position
and future-oriented expansion of the product range are pursued in the more than 100-year-old tradition of the company.
Following the founding of the “Bayerische Thonwarenfabrik
Bogen GmbH“ in Bogen in Lower Bavaria, the first zig-zag
kiln was built in 1905. The installation of new preparation
equipment and shaping machines in the 1920s was accompanied by a renaming of the company to Bayerische Dachziegelwerke Bogen GmbH. The year 1964 saw the building of
the first man-made drying unit, 1968 the first tunnel kiln.
Following its destruction by a devastating fire, the factory was
rebuilt and in 1990 a new tunnel kiln for H-setters was inaugurated. Another flat tile facility started up production in
1995. To celebrate the company’s 100th anniversary in 1999,
the robot system was ceremoniously put into operation in the
accessories facility.
Despite the persistently tense economic situation in the construction sector and the construction suppliers’ industry, the
company has met its responsibility as an important regional
employer by safeguarding jobs, and in summer 2003 opted
to install a new tunnel kiln as part of the modernization of a
facility dating from the year 1968. The contract was awarded
to the Hildesheim-based company “Keramischer Ofenbau
GmbH”. Hildesheim has a long tradition of kiln building –
Keramischer Ofenbau draws on this in engineering its innovative products. Proof is provided by the many state-of-the-art
firing systems built both in Germany and abroad for different
sectors of the ceramics industry – and the new tunnel kiln in
Bogen.
Construction time
Geschäftsleitung Bayerische Dachziegelwerke Bogen
Management of Bayerische Dachziegelwerke Bogen
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The tightly restricted timeframe for the investment measures
and the specifications of the project budget could be met 100%
thanks to detailed project management.
The new tunnel kiln was to replace the original tunnel kiln
and for this reason had to be completed within 4.5 months.
The work comprised:
n demolition of the old tunnel kiln
n renovation of the firing hall
Bild 2: Vorwärmer und Tunnelofen
Fig. 2: Pre-dryer and tunnel kiln
Verantwortung zur Sicherung von Arbeitsplätzen wahrgenommen und sich im Sommer 2003 im Zuge der Modernisierung
eines Werkes aus dem Jahr 1968 für den Bau einer neuen Tunnelofenanlage entschieden. Der Auftrag wurde an die Firma
„Keramischer Ofenbau GmbH“ in Hildesheim vergeben. In
Hildesheim gibt es eine lange Ofenbau-Tradition – Keramischer Ofenbau setzt diese zu innovativen Produkten um. Der
Beweis sind viele moderne Ofenanlagen, die in den verschiedenen Bereichen der keramischen Industrie im In- und Ausland gebaut wurden – und die neue Tunnelofenanlage in
Bogen.
n construction of the new tunnel kiln with kiln cars and kiln
car transport system
n reconstruction of the entire loading and unloading equipment
n commissioning
Working together, the companies achieved their goal on 10th
March 2004, on schedule to the day, and the new firing plant
went into full production with the advance of the first kiln car.
Bauzeit
Der eng begrenzte Zeitrahmen der Investitionsmaßnahme
und das aufgestellte Projektbudget wurden mit einem detailliert geplanten Projektmanagement zu 100 % erfüllt.
Die Tunnelofenanlage wurde als Ersatz für den ersten Tunnelofen aufgestellt und musste daher innerhalb von 4,5 Monaten
realisiert werden. Die Arbeiten umfassten:
n Abriss des alten Tunnelofens
n Sanierung der Halle
n Bau des neuen Tunnelofens mit Brennwagen und Brennwagentransportanlage
n Umbau der gesamten Be- und Entladungseinrichtung
n Inbetriebnahme
Gemeinsam wurde am 10. März 2004, genau zum geplanten Termin, das Ziel erreicht, und die neue Ofenanlage
konnte mit dem ersten Brennwagenschub in volle Produktion
gehen.
Tunnelofen
Das Ofenkonzept orientiert sich erstmals an Brenntechnologien verschiedener keramischer Branchen und bricht in
wesentlichen Punkten mit der bislang gepflegten, traditionellen Bauweise von Ziegelöfen.
Gebaut wurden ein 85 m langer Tunnelofen mit Seitenbefeuerung sowie ein 9 m langer integrierter Vorwärmer. Der Vorwärmer wird mit Heißluft aus der Kühlzone des Ofens
beheizt. Die Brennwagen mit den Abmessungen 3,2 m
Besatzbreite und 2,7 m Besatzlänge sowie einer Besatzhöhe
von 865 mm werden kontinuierlich durch den Ofen durchgeschoben, d. h. der Wagenzug steht in keinem Moment still.
Der gleichmäßige Schub konnte dadurch erreicht werden,
dass bei diesem Ofenprinzip weder an der Ein- noch an der
Ausfahrt Tore notwendig sind.
Tunnel kiln
Company Profiles
Bild 1: Tunnelofen mit Speichergleisen und Be- und Entladung
Fig. 1: Tunnel kiln with storage tracks and loading and unloading
The kiln concept is oriented for the first time to firing technology in different branches of ceramics, and with regard to key
aspects it represents a departure from the traditionally
designed kiln for firing clay roofing tiles.
Installed at the facility was an 85-m-long tunnel kiln with side
firing and a 9-m-long integrated pre-dryer. The pre-dryer is
heated with hot air extracted from the cooling zone of the kiln.
The kiln cars, with a setting width of 3.2 m, a setting length
of 2.7 m and a setting height of 865 mm, are pushed continuously through kiln, e.g. the line of cars is never still. This
steady advance is possible because no doors are required
either at the entry or the exit with this kiln operating principle.
Technical specifications
Length of pre-dryer: 9 m
Length of tunnel kiln: 85 m
Setting width:
3.2 m
Setting height:
865 mm
Capacity:
2.8 mill. units roofing tile accessories per year
Firing temperature:
> 1 000° C
Special features:
pO2 control (pressure-oxygen control in degasification zone), kiln car
tracking
The high-speed burners are arranged in burner groups,
enabling separate temperature control above and below the
ware setting. The arrangement of the burner groups and the
rapid cooling zone are configured to allow exact adjustment
of the colour and brilliance of natural red clays as well as the
engobed and glazed surfaces.
Kiln cars
The kin cars are lightweight constructions with a technically
highly innovative design. The kiln car insulation comprises
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lightweight layers applied in a dry process, with a rim and
cover made of cordierite. The car superstructure consists of
a cordierite/SiC system on which the H-setters stand (see Fig. 3).
Kiln capacity
At a firing temperature of around 1 070° C, the firing cycle
lasts 19 h. The annual capacity totals around 2.8 mill. roof tile
accessories. A uni-setter is used for all tile formats.
Loading and unloading
Bild 3: Besatz Brennwagen
Fig. 3: Setting on a kiln car
Technische Daten
Länge Vorwärmer:
Länge Tunnelofen:
Besatzbreite:
Besatzhöhe:
Leistung:
Brenntemperatur:
Besonderheiten:
9m
85 m
3,2 m
865 mm
2,8 Mio. Stück Zubehörziegel/Jahr
> 1 000 °C
pO2-Regelung (Druck-SauerstoffRegelung im Entgasungsbereich),
Brennwagenverfolgung
Die Hochgeschwindigkeitsbrenner sind in Brennergruppen aufgeteilt, die eine getrennte Temperaturregelung unter- und oberhalb des Besatzes erlauben. Die Aufteilung der Brennergruppen
und der Schnellkühlzonenregelung ist so gewählt, dass Farbgebung und Brillanz von naturroten Tönen bzw. engobierten
und glasierten Oberflächen exakt eingestellt werden können.
Brennwagen
Die Brennwagen sind in einem neuen, technisch hoch innovativen Leichtaufbau ausgeführt. Die Brennwagenisolierung
besteht aus einer trocken eingebrachten, leichten Lagentechnik mit einem Kranz sowie einer Abdeckung aus Cordierite.
Der Wagenzwischenbau besteht aus einem Cordierit-/SiCSystem, auf dem die H-Kassetten stehen (siehe Bild 3).
Ofenleistung
Bei einer Brenntemperatur von circa 1 070 °C wird eine
Brennzeit von 19 h erreicht. Die jährliche Leistung liegt bei ca.
2,8 Mio. Zubehördachziegeln. Es wird eine Uni-Kassette für
alle Formate eingesetzt.
The H-setters are unloaded in layer by layer and sent to a
robot circuit in which the robots remove the fired roof tiles
from the H-setters, set them down ready for packaging and
fill the setters with dried tiles.
Transport system
The installed transport system is equipped with two traversers.
The new kiln cars have been designed to allow the continued
use of much of the existing loading and unloading equipment and the previously installed track system (see Fig. 1).
Flue gas cleaning and chimney
The existing flue gas cleaning system could be adapted to the
new situation and a new chimney was also installed.
Quality of the fired roof tiles
Thanks to the high flexibility in the adjustment of the tunnel
kiln, the colour of the accessory tiles can be matched exactly
to the colour of the flat tiles from the flat tile facilities. The
pO2 control system in the degasification zone guarantees
fired tiles with cleanly burnt-out organic matter even if the tile
bodies have a high content of organic matter. The even temperature distribution in the kiln is accompanied by narrow tolerances for water absorption, dimensions and colouring.
Control
The modern control system of the tunnel kiln plant enables
the perfect burn-out of the organic matter in the roofing tile
raw material, to obtain an optimal basis for the natural as well
as the engobed and glazed surfaces. With the ware-cycledependent firing curve adjustment, different products with
varying firing curves can be fired without product changeover
losses. The Siemens S7-400 PLC system ensures the complete
control and regulation of the firing plant as well as kiln car
tracking based on a product code system. All data can be
comfortably monitored from a PC.
Summary
Bild 4: Belade- und Entladestation
Fig. 4: Loading and unloading station
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As the general contractor, Keramischer Ofenbau GmbH, based
in the traditional kiln-building town of Hildesheim, supplied the
tunnel kiln plant including turn-key assembly as well as the
transport system and kiln cars. Thanks to the superb cooperation of all involved in the project, it could be completed in a
very short time and product quality made even more consistent.
The kiln performance monitored at Bayerische Dachziegelwerke Bogen since 16th March 2004 has been optimal both
in respect of the unit numbers produced and the assured
Company Profiles
Be- und Entladung
Die H-Kassetten werden lagenweise entladen und einem
Kreislauf zugeführt, in dem Roboter die gebrannten Dachziegel aus den H-Kassetten entnehmen, verpackungsfertig setzen
und getrocknete Ziegel wieder einlegen.
Transportanlage
Eingesetzt ist eine Transportanlage mit zwei Schiebebühnen.
Die neuen Brennwagen wurden so konzipiert, dass ein Großteil der bestehenden Be- und Entladeeinrichtungen wieder
und insbesondere das bestehende Gleissystem weiter genutzt
werden kann (siehe Bild 1).
Rauchgasreinigung und Kamin
Die vorhandene Rauchgasreinigungsanlage wurde an die
neuen Gegebenheiten angepasst, und ein neuer Kamin
wurde ebenfalls installiert.
Qualität der gebrannten Ziegel
Durch die hohe Flexibilität in der Einstellung des Tunnelofens
kann die Oberflächenfarbgebung der Zubehördachziegel
exakt an die Farbe der Flächenziegel aus den Flächenziegelwerken angepasst werden. Das pO2-Regelungssystem in der
Entgasungszone gewährleistet auch bei hohem Anteil organischer Bestandteile in der Masse einen sauber ausgebrannten
Scherben. Mit der guten Temperaturverteilung des Ofens
gehen enge Toleranzen in der Wasseraufnahme, den Abmessungen und der Farbgebung einher.
Bild 5: Rauchgasreinigung mit Kamin
Fig. 5: Flue gas cleaning with chimney
Steuerung
Das moderne Regelungssystem der Tunnelofenanlage bietet
die Möglichkeit, die organischen Bestandteile aus dem Dachziegelrohstoff perfekt auszubrennen und damit eine optimale
Grundlage für die natürlichen sowie die engobierten und glasierten Oberflächen zu geben. Mit der durchlaufabhängigen
Kurvenumstellung können verschiedene Produkte mit unterschiedlichen Brennkurven ohne Übergangsverluste gebrannt
werden. Die Siemens S7-400-SPS-Steuerung übernimmt dabei
die komplette Steuerung und Regelung der Ofenanlage sowie
der Brennwagenverfolgung mit Produktcodesystem. Alle
Informationen werden komfortabel mit einem PC überwacht.
Zusammenfassung
Keramischer Ofenbau GmbH aus der Ofenbauer-Stadt Hildesheim hat als Generalunternehmer die Tunnelofenanlage inkl.
Komplettmontage sowie die Transportanlage und Brennwagen geliefert. Durch die perfekte Zusammenarbeit aller an
diesem Projekt Mitwirkenden konnte dieses Projekt in sehr
kurzer Zeit abgewickelt und die Produktqualität weiter vergleichmäßigt werden.
Die bei Bayerische Dachziegelwerke Bogen seit dem 16. März
2004 verzeichneten Ergebnisse bei den produzierten Stückzahlen und der geprüften Qualität sind optimal! Die Unternehmensführung geht von einem deutlich positiven Effekt bei der
Erreichung der Produktionsauslastung, der Qualitätsstandards
und beim spezifischen Einsatz von Energie aus. Die Bayerische
Dachziegelwerke Bogen GmbH dokumentiert mit dieser Investition den hohen Eigenanspruch an Innovation und Qualität.
Bild 6: Zubehörziegel im Wagenpark
Fig. 6: Accessory tiles in the kiln car pool
product quality! The company management assumes the kiln
will have a very positive effect with regard to reaching full
production capacity, quality standards and specific energy
consumption. With this investment, Bayerische Dachziegelwerke Bogen GmbH documents the high demands it places
on itself in respect of innovation and quality.
Keramischer Ofenbau GmbH
Gropiusstraße 7
D-31137 Hildesheim
Tel.: +49/51 21 74 74 00
Fax: +49/51 21 74 74 74
[email protected]
www.keramischerofenbau.de
Bayerische Dachziegelwerke
Bogen GmbH
Ödhof 1
D-94327 Bogen
Tel.: +49/94 22 50 90
Fax: +49/94 22 50 93 80
www.bogener-dachziegel.de
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