W erksbeschreibung
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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 36 ZI 9/2004 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 ZI 9/2004 37 Werksbeschreibung 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 38 ZI 9/2004 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 ZI 9/2004 39