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Patent Searching and Data


Title:
FURNACE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/197176
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a furnace for the thermal treatment, particularly for carbonization and/or graphitization, of material, particularly of fibers (12), particularly of fibers (14) made from oxidized polyacrylonitrile (PAN), comprising a furnace housing (16) and a process chamber (22) located in the interior chamber (18) of the furnace housing (16), which is delimited by a process chamber housing (24) and into which the material to be treated can be introduced. A process chamber atmosphere (30) prevailing in the process chamber (22) can be heated by means of a heating system (32). An insulation layer (38) thermally insulates the process chamber (22). The insulation layer (38) is an insulation fill (58) made from a solid particulate material (60).

Inventors:
MUCK, Matthias (Zum Feldholz 8, Adelebsen, 37139, DE)
Application Number:
EP2019/057981
Publication Date:
October 17, 2019
Filing Date:
March 29, 2019
Export Citation:
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Assignee:
EISENMANN SE (Tübinger Straße 81, Böblingen, 71032, DE)
International Classes:
D01F9/32; F27B9/08; F27B9/28; F27B9/34; F27B9/36
Foreign References:
US4900247A1990-02-13
JP2004205068A2004-07-22
JP2008082611A2008-04-10
EP0252506A21988-01-13
JPH02175923A1990-07-09
JPS5643423A1981-04-22
JPH04163321A1992-06-08
US20030189965A12003-10-09
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
OSTERTAG & PARTNER PATENTANWÄLTE MBB (Epplestraße 14, Stuttgart, 70597, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Ofen zur thermischen Behandlung, insbesondere zur Carbonisierung und/oder Graphitisierung, von Material, insbesondere von Fasern (12), insbesondere von Fasern (14) aus oxidiertem Polyacrylnitril PAN, mit a) einem Ofengehäuse (16); b) einem im Innenraum (18) des Ofengehäuses (16) befindlichen Prozessraum (22), der durch ein Prozessraumgehäuse (24) begrenzt ist und in welchen das zu behandelnde Material einbringbar ist; c) einem Heizsystem (32), mittels welchem eine in dem Prozessraum (22) herrschende Prozessraumatmosphäre (30) aufheizbar ist; d) einer den Prozessraum (22) thermisch isolierenden Isolationsschicht (38), dadurch gekennzeichnet, dass e) die Isolationsschicht (38) eine Isolationsschüttung (58) aus einem Feststoff- Partikelmaterial (60) ist.

2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Feststoff-Partikelma- terial (60) der Isolationsschüttung (58) verdichtet ist.

3. Ofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Feststoff- Par tikelmaterial (60) ein granuläres Material, insbesondere in Form eines körnigen Materials, eines Pulvermaterials oder eines Pudermaterials, ist oder zu einem Pelletmaterial verarbeitet ist. 4. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das

Feststoff-Partikelmaterial (60) ein Rußmaterial, insbesondere ein Rußmaterial mit einem Kohlenstoffanteil von mehr als 99,5%, ist.

5. Ofen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Rußmaterial ein Gas ruß, ein Furnace-Ruß, ein Flammruß, ein Spaltruß, ein Acetylenruß, ein Thermal ruß, ein Channel-Ruß oder ein Gemisch aus mehreren dieser Rußarten ist. 6. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die

Isolationsschüttung (58) in einem Isolationsraum (62) befindet, welcher das Prozessraumgehäuse (24) zumindest bereichsweise umgibt.

7. Ofen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolationsraum (62) als Ringraum (64) ausgebildet ist, dessen äußere Begrenzung durch entspre- chende Bereiche (66) des Ofengehäuses (16) gebildet ist.

8. Ofen nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolations raum (62) zumindest bereichsweise an das Prozessraumgehäuse (24) angrenzt.

9. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizsystem (32) wenigstens ein Heizelement (74) umfasst, welches im Prozess- raum (22) angeordnet ist.

10. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizsystem (32) wenigstens ein Heizelement (74; 74a, 74b) umfasst, welches in einem Heizraum (82; 82a, 82b) angeordnet ist, der an den Prozessraum (22) angrenzt. 1 1. Ofen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizraum (82; 82a,

82b) an der Oberseite oder an der Unterseite des Prozessraumes angeordnet ist.

12. Ofen nach Anspruch 10 oder 1 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizele ment ein erstes Heizelement (74a) und der Heizraum ein erster Heizraum (82a) ist, wobei das Heizsystem (32) zumindest ein zweites Heizelement (74b) um fasst, welches in einem zweiten Heizraum (82b) angeordnet ist, welcher an den Prozessraum (22) angrenzt.

13. Ofen nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Heizraum (82a) an der Oberseite und der zweite Heizraum (82b) an der Unterseite des

Prozessraumes (22) angeordnet ist.

14. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Prozessraumgehäuse (24) als Muffel (26), insbesondere als Muffel (26) aus Gra phit, ausgebildet ist. 15. Ofen nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Prozessraumgehäuse (24) den Prozessraum (22) und den einen oder die meh reren Heizräume (82; 82a, 82b) begrenzt.

16. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Ofen (10) eine Durchlaufofen ist und das zu behandelnde Material durch den Prozessraum (22) hindurchführbar ist.

Description:
Ofen

Die Erfindung betrifft einen Ofen zur thermischen Behandlung, insbesondere zur Carbonisierung und/oder Graphitisierung, von Material, insbesondere von Fasern, insbesondere von Fasern aus oxidiertem Polyacrylnitril PAN, mit a) einem Ofengehäuse; b) einem im Innenraum des Ofengehäuses befindlichen Prozessraum, der durch ein Prozessraumgehäuse begrenzt ist und in welchen das zu behandelnde Ma terial einbringbar ist; c) einem Heizsystem, mittels welchem eine in dem Prozessraum herrschende Pro zessraumatmosphäre aufheizbar ist; d) einer den Prozessraum thermisch isolierenden Isolationsschicht.

Derartige Öfen werden insbesondere bei der Herstellung von Kohlenstofffasern eingesetzt, welche in einem drei oder vierstufigen Verfahren aus Fasern aus Poly acrylnitril-Fasern gebildet werden. Polyacrylnitril wird nachfolgend meist als PAN abgekürzt. Auch Filze und Vliese und Kohlefaserpapier können in solchen Öfen be- handelt werden. Andere Materialien als PAN sind beispielsweise Viskose und Lig nin.

In einer ersten Herstellungsstufe wird Polyacrylnitril in einem Oxidationsofen bei Temperaturen zwischen etwa 200°C bis 400°C in Anwesenheit von Sauerstoff zu oxidierten PAN-Fasern oxidiert. Diese oxidierten PAN-Fasern werden dann in einer zweiten Herstellungsstufe in ei nem Ofen bei etwa 400°C bis 1000°C einer thermischen Behandlung in einer sauer stofffreien Inertgas-Atmosphäre unterzogen, um den Anteil des Kohlenstoffs in den Fasern durch eine Carbonisierung zu steigern, der bei den oxidierten PAN-Fa- sern bei etwa 62 Gew.-% liegt. In der Regel werden Stickstoff N 2 als Inertgas ver wendet.

Bei einer dritten Herstellungsstufe erfolgt die thermischen Behandlung in einem Ofen der eingangs genannten Art, der als Hochtemperaturofen bezeichnet wird, zwischen 800°C und 1800°C unter Stickstoffatmosphäre, wobei eine Carbonisie rung erfolgt, bei welcher die PAN-Fasern pyrolysieren, bis sie einen Kohlenstoff anteil von etwa 92 Gew.-% bis 95 Gew.-% aufweisen.

Gegebenenfalls werden die nach der dritten Herstellungsstufe erhaltenen Kohlen- stofffasern in einer vierten Herstellungsstufe in einem Ofen der eingangs genann ten Art einer weiteren thermischen Behandlung in einer sauerstofffreien Inertgas- Atmosphäre bei Temperaturen zwischen 1800°C und 3000°C unterzogen; bei die sen Temperaturen erfolgt eine Graphitisierung der Kohlenstofffasern, die danach einen Kohlenstoffanteil von über 99 Gew.-% haben und als sogenannte Graphit- Fasern bezeichnet werden. In der Regel wird bei der Graphitisierung Argon Ar als Inertgas verwendet.

Der Prozessraum ist bei bekannten Hochtemperaturöfen durch eine Muffel aus Graphit begrenzt, die von einem Heizraum umgeben ist, in dem ein die Muffel um schließender Heizkäfig oder lediglich ein Heizelement oberhalb und unterhalb der Muffel untergebracht ist. Die Isolationsschicht, die den Prozessraum thermisch iso liert, umgibt dort den Heizraum und ist meist durch Graphithart- oder -weichfilze auch in Kombination mit keramischen Fasern realisiert, die entsprechend zwischen dem Ofengehäuse und dem Heizraum angeordnet sind. Derartige Isolationsmate rialien haben jedoch verhältnismäßig schlechte Isolationseigenschaften und zeigen vor allem in den oben erläuterten hohen Temperaturbereichen recht hohe Wärme leitfähigkeiten. Daher kommt es zu Wärmeverlusten und einen dadurch bedingten Energiebedarf zum Aufrechterhalten der Ofentemperatur. Es gibt auch Öfen der eingangs genannten Art, bei denen das Ofengehäuse was sergekühlt ist. In diesem Fall ist die Isolationsschicht, die den Prozessraum ther misch isoliert, durch eine Flüssigkeitsschicht gebildet. Dieses Isolationskonzept ist jedoch sowohl baulich als auch energetisch sehr aufwendig. Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Ofen der eingangs genannten Art bereitzustel len, welcher energieeffizient betrieben werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass e) die Isolationsschicht eine Isolationsschüttung aus einem Feststoff-Partikelma terial ist. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass ein Feststoff-Partikelmaterial eine hohe thermische Isolationswirkung haben kann, welche diejenige der bekannten Isolati onskonzepte übertrifft, wobei insbesondere im Vergleich zu wassergekühlten Sys temen der bauliche Aufwand gering ist. Bei dem Feststoff-Partikelmaterial handelt es sich vorzugsweise um rieselfähiges Schüttgut. Dabei ist es günstig, wenn das Feststoff-Partikelmaterial der Isolationsschüttung verdichtet ist; hierdurch kann die Isolationswirkung gegenüber einer unverdichte- ten Schüttung des Feststoff-Partikelmaterials erhöht werden.

Vorzugsweise ist das Feststoff-Partikelmaterial ein granuläres Material, insbeson dere in Form eines körnigen Materials, eines Pulvermaterials oder eines Puderma- terials, ist oder zu einem Pelletmaterial verarbeitet ist.

Eine besonders gute Isolationswirkung kann erzielt werden, wenn das Feststoff- Partikelmaterial ein Rußmaterial, insbesondere ein Rußmaterial mit einem Kohlen stoffanteil von mehr als 99,5%, ist.

In der Praxis kann das Rußmaterial vorteilhaft ein Gasruß, ein Furnace-Ruß, ein Flammruß, ein Spaltruß, ein Acetylenruß, ein Thermalruß, ein Channel-Ruß oder ein Gemisch aus mehreren dieser Rußarten sein.

Vorzugsweise befindet sich die Isolationsschüttung in einem Isolationsraum, wel cher das Prozessraumgehäuse zumindest bereichsweise umgibt. Der Isolationsraum kann bevorzugt als Ringraum ausgebildet sein, dessen äußere Begrenzung durch entsprechende Bereiche des Ofengehäuses gebildet ist.

Dabei ist es günstig, wenn der Isolationsraum zumindest bereichsweise an das Pro zessraumgehäuse angrenzt. Dort, wo der Isolationsraum an das Prozessraumge häuse angrenzt, gibt es keinen Zwischenraum zwischen der Isolationsschicht und dem Prozessraumgehäuse.

Zum Aufheizen der Prozessraumatmosphäre ist von Vorteil, wenn das Heizsystem wenigstens ein Heizelement umfasst, welches im Prozessraum angeordnet ist. Wenn nur dieses Heizkonzept umgesetzt ist, ist es beispielsweise möglich, dass der Isolationsraum das Prozessraumgehäuse in Umfangsrichtung vollständig umgibt und an das Prozessraumgehäuse angrenzt.

Alternativ oder ergänzend kann es vorteilhaft sein, wenn das Heizsystem wenigs tens ein Heizelement umfasst, welches in einem Heizraum angeordnet ist, der an das Prozessraumgehäuse angrenzt. In diesem Fall kann die Isolationsschicht dort, wo der Heizraum an das Prozessraumgehäuse angrenzt, selbst nicht an das Pro- zessraumgehäuse angrenzen.

Vorzugsweise ist der Heizraum an der Oberseite oder an der Unterseite des Pro zessraumgehäuses angeordnet. Es kommen jedoch auch alternative oder ergän zende Varianten in Frage, bei denen der Heizraum und folglich auch das darin un tergebrachte Heizelement seitlich am Prozessraumgehäuse vorgesehen sind. Es ist besonders effektiv, wenn das Heizelement ein erstes Heizelement und der Heizraum ein erster Heizraum ist, wobei das Heizsystem zumindest ein zweites Heizelement umfasst, welches in einem zweiten Heizraum angeordnet ist, welcher an den Prozessraum angrenzt.

Dabei sind vorzugsweise der erste Heizraum an der Oberseite und der zweite Heiz- raum an der Unterseite des Prozessraumgehäuses angeordnet.

Es ist günstig, wenn das Prozessraumgehäuse als Muffel, insbesondere als Muffel aus Graphit, ausgebildet ist.

Mit Blick auf einen oder mehrere vorhandene Heizräume ist es vorteilhaft, wenn das Prozessraumgehäuse den Prozessraum und den einen oder die mehreren Heizräume begrenzt.

Der Ofen kann als Batch-Ofen mit einem einzigen Zugang sein, über den zu be handelndes Material in den Prozessraum eingebracht und wieder aus dem Pro zessraum entnommen werden kann. Es ist jedoch von Vorteil, wenn der Ofen ein Durchlaufofen ist und das zu behandelnde Material durch den Prozessraum hin- durchführbar ist. Dies ist insbesondere günstig, wenn eingangs genannte Fasern behandelt werden sollen.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnun gen näher erläutert. In diesen zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Ofens zur thermischen Behandlung von Kohlenstofffasern;

Figur 2 einen Längsschnitt des Eingangsabschnitts eines ersten Ausführungsbei spiels des Ofens gemäß Figur 1;

Figur 3 einen Querschnitt dieses ersten Ausführungsbeispiels des Ofens gemäß

Figur 1 in der dort gezeigten Schnittebene III; Figur 4 einen entsprechenden Querschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels des Ofens;

Figur 5 einen entsprechenden Querschnitt eines dritten Ausführungsbeispiels des

Ofens. In den Figuren ist ein Ofen 10 zur thermischen Behandlung von Material gezeigt, bei dem es sich bei dem in den Figuren 1 bis 5 gezeigten Ausführungsbeispielen um Fasern 12 und beispielhaft um Fasern 14 aus oxidiertem Polyacrylnitril handelt, welche nachfolgend als oxPAN-Fasern 14 bezeichnet werden.

Der Ofen 10 umfasst ein Ofengehäuse 16, welches einen Innenraum 18 begrenzt Das Ofengehäuse 16 ist bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen aus Stahl. Das Ofengehäuse 16 hat an einer Stirnseite einen nur in Figur 2 zu erkennenden Faser-Eingangsdurchgang 20 und an einer gegenüberliegenden Stirnseite einen Faser-Ausgangsdurchgang, welche auf Grund der gezeigten Ansichten in den Figu ren nicht zu erkennen ist. Abgesehen von diesen Durchgängen ist das Ofenge- häuse 16 gasdicht.

In dem Innenraum 18 des Ofengehäuses 16 befindet sich ein Prozessraum 22, der seinerseits von einem Prozessraumgehäuse 24 in Form einer Muffel 26 begrenzt ist. Das Prozessraumgehäuse 24 hat einen rechteckigen Querschnitt, es sind jedoch auch andere, beispielsweise gekrümmte bzw. runde Querschnitte möglich. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Muffel 26 aus Graphit gebildet. Das Pro zessraumgehäuse 24, d.h. die Muffel 26, hat an einer Stirnseite eine wieder nur in Figur 2 zu erkennende Faser-Einlassöffnung 28 und an einer gegenüberliegenden Stirnseite eine Faser-Auslassöffnung, welche ebenfalls in den Figuren nicht zu er kennen ist. Im Betrieb des Ofens 10 herrscht in dem Prozessraum 22 eine Prozess- raumatmosphäre 30.

Der Ofen 10 umfasst ein Heizsystem 32, mit dem die Prozessraumatmosphäre 30 aufgeheizt wird. Dabei werden in dem Prozessraum 22 zwischen der Faser-Einlass öffnung 22 und der Faser-Auslassöffnung der Muffel 26 aufeinanderfolgende Heiz zonen 34 ausbildet, von den denen in Figur 1 fünf Heizzonen 34.1, 34.2, 34.3, 34.4 und 34.5 zu erkennen sind. Die Temperatur steigt von Heizzone zu Heizzone der- art, dass in dem Prozessraum 22 ein Temperaturgradient von etwa 800°C bis etwa 1800°C vorliegt. Jeder Heizzone 34 ist jeweils eine gesonderte Heizeinrichtung 36 zugeordnet, welche die Muffel 26 in der zugehörigen Heizzone 34 entsprechend aufheizt, wie es an und für sich bekannt ist. Der Ofen 10 umfasst eine Isolations schicht 38, welche den Prozessraum 22 thermisch isoliert. Auf die Heizeinrichtungen 36 und die Isolationsschicht 38 wird im Zusammenhang mit den Figuren 3 bis 5 nochmals näher eingegangen.

Eingangsseitig umfasst der Ofen 10 eine Eingangsschleuse 40 mit einem gesonder ten Schleusengehäuse 42 und eine, wieder auf Grund der gezeigten Ansichten nicht zu erkennende Ausgangsschleuse mit ebenfalls einem gesonderten Schleu- sengehäuse. Über die nicht zu erkennende Ausgangsschleuse wird dem Innenraum 18 des Ofengehäuses 16, und dadurch auch dem Prozessraum 22, mit Hilfe einer Inertgaseinrichtung 44 ein Inertgas 46 zugeführt, so dass die thermische Behand lung der oxPAN-Fasern 14 unter Inertgas-Atmosphäre abläuft. Wie eingangs er wähnt, werden in der Praxis Stickstoff N 2 oder Argon Ar bei Temperaturen ober- halb von 1800°C als Inertgas verwendet. Die Prozessraumatmosphäre 30 ist ein Ge misch aus dem Inertgas und einem bei der Behandlung der oxPAN-Fasern 14 frei gesetzten Pyrolysegas.

Der Ofen 10 umfasst außerdem ein insgesamt mit 48 bezeichnetes Abzugsystem, mittels welchem die Prozessraumatmosphäre 30 aus dem Prozessraum 22 absaug- bar ist. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist zwischen der Eingangsschleuse 40 und dem Ofengehäuse 16 eine Durchgangs-Einhausung 50 einer Absaugein richtung 52 des Abzugsystems 48 zu erkennen, welche einen Strömungsraum 54 begrenzt. Dieser Strömungsraum 54 ist auf einer Seite gasdicht mit der Eingangs schleuse 40 und auf der anderen Seite gasdicht mit dem Ofengehäuse 16 verbun den, so dass das Inertgas 46 von der Eingangsschleuse 40 durch den Strömungs raum 54 in den Prozessraum 22 einströmen kann. Die oxPAN-Fasern 14 werden mit Hilfe eines nicht eigens gezeigten, an und für sich bekannten Fördersystems als Faserteppich 56 durch die Eingangsschleuse 40, durch den Strömungsraum 54 und weiter durch den Faser-Eingangsdurchgang 20 des Ofengehäuses 16 in dessen Innenraum 18 und dort durch die Faser-Einlassöff nung 26 des Prozessraumgehäuses 24 in den Prozessraum 22 geführt. Der Faser- teppich 56 durchläuft den Prozessraum 22 und die dort etablierten Heizzonen 34 und wird hiernach durch die Faser-Auslassöffnung des Prozessraumgehäuses 24 und durch den Faser-Ausgangsdurchgang des Ofengehäuses 16 und schließlich durch die damit verbundene Ausgangsschleuse aus dem Ofen 10 herausgeführt.

Der Ofen 10 ist folglich als Durchlaufofen konzipiert. Für andere Materialien als Fa- sern 12 kann der Ofen bei einer nicht eigens gezeigten Abwandlung auch als Batch-Ofen konstruiert sein. In diesem Fall wird das Material über die gezeigten Durchgänge sowohl in den Prozessraum 22 eingebracht als aus diesem entnom men, wenn die Behandlung abgeschlossen ist.

Die oben angesprochene Isolationsschicht 38 ist eine Isolationsschüttung 58 aus einem Feststoff-Partikelmaterial 60. In der Praxis handelt es sich bei dem Feststoff- Partikelmaterial 60 um rieselfähiges Schüttgut.

Die Isolationsschüttung 58 befindet sich in einem Isolationsraum 62, der das Pro zessraumgehäuse 24 zumindest bereichsweise umgibt. Bei den gezeigten Ausfüh rungsbeispielen grenzt der Isolationsraum 62 zumindest bereichsweise an das Pro- zessraumgehäuse 24 an.

Bei den gezeigten Ausführungsbeispielen ist der Isolationsraum 62 als Ringraum 64 ausgebildet, dessen äußere Begrenzung durch entsprechende Bereiche 66 des Ofengehäuses 16 gebildet ist. In Richtung der Eingangsschleuse 40 und der Aus gangsschleuse ist der Ringraum 64 durch jeweils eine Ringwand 68 geschlossen, von denen die entsprechende Ringwand 68 in Figur 2 zu erkennen ist. Die Isolationsschüttung 58 wird zunächst bei gelöstem Gehäusedeckel, der nicht eigens gekennzeichnet ist, in den Isolationsraum 62 eingebracht und mit Stamp fern verdichtet. Es ist auch möglich, die Isolationsschüttung 58 mittels Vibration zu verdichten. Hierzu können Teile des Ofengehäuses 16 von außen zeitweise in Schwingung versetzt werden. Alternativ können auch Schwingungserzeuger in die Isolationsschüttung 58 eingebracht werden.

Im Laufe der Zeit verdichtet sich die Isolationsschüttung 58 durch die betriebsbe dingten Temperaturwechsel beim Auf- und Abheizen. Zudem ist ein Schwund an Material durch Reaktionen mit der Atmosphäre möglich. Dieses geschieht vor al lem bei höheren Temperaturen oberhalb von 1800°C. Um eine derartige Verdichtung oder einen solchen Materialschwund ausgleichen zu können, umfasst das Ofengehäuse 16 verschließbare Zugangsöffnungen 70, beispielsweise in Form von Zugangsstutzen, die lediglich in Figur 1 veranschaulicht sind. Der Isolationsraum 62 kann durch Zwischenwände in Isolationsabschnitte un terteilt sein, die dann über eine jeweilige Zugangsöffnung 70 erreicht werden kön- nen. Beispielsweise kann jeder Heizzone 34 ein solcher Isolationsabschnitt zuge ordnet sein.

Auch so ergänztes Feststoff-Partikelmaterial 60 kann durch Stampfer und/oder mittels Vibration verdichtet werden, wie es oben beschrieben ist.

Das Feststoff-Partikelmaterial 60 kann ein granuläres Material, insbesondere in Form eines körnigen Materials, eines Pulvermaterials oder eines Pudermaterials sein. Alternativ kann das Feststoff-Partikelmaterial auch zu einem Pelletmaterial verarbeitet sein. Eine besonders gut thermische Isolationswirkung, d.h. eine schlechte Wärmeleitfähigkeit, besteht bei Rußmaterial, insbesondere bei Rußmate rial mit einem Kohlenstoffanteil von mehr als 99,5%, das vorzugsweise ein Gasruß, ein Furnace-Ruß, ein Flammruß, ein Spaltruß, ein Acetylenruß, ein Thermalruß, ein Channel-Ruß oder ein Gemisch aus mehreren dieser Rußarten ist.

Bei allen in den Figuren 2 bis 5 gezeigten Ausführungsbeispielen ist das Prozess raumgehäuse 24, d.h. die Muffel 26, auf Stützen 72 gelagert, die sich nach unten durch den Isolationsraum 62 hindurch erstrecken und am Boden des Ofengehäu ses 16 verankert sind. Gegebenenfalls reicht eine ein- und auslaufseitige Befesti- gung des Prozessraumgehäuses 24 an dem Ofengehäuse 16 aus; in diesem Fall kann auf die Stützen 72 verzichtet werden.

Die Figuren 2 und 3 zeigen nun ein erstes Ausführungsbeispiel des Ofens 10, bei dem der Isolationsraum 62 das Prozessraumgehäuse 24 in Umfangsrichtung voll ständig umgibt und in Umfangsrichtung vollständig an das Prozessraumgehäuse 24 angrenzt. Dies ist in Figur 3 zu erkennen. In diesem Fall wird der Isolationsraum

62 für die Isolationsschüttung 58 somit in Umfangsrichtung durch die erwähnten Bereiche 66 das Ofengehäuses 16 einerseits und durch das Prozessraumgehäuse 24, d.h. die Muffel 26, andererseits begrenzt.

Die Heizeinrichtung 36 umfasst für jede Heizzone 34 ein Heizelement 74, das in dem Prozessraum 22 angeordnet ist. Das Heizelement 74 ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel plattenförmig. Als Material für das Heizelement 74 kommen beispielsweise Graphit oder Verbundwerkstoffe in Form von kohlenstofffaserver stärktem Kohlenstoff CFC ("carbon fiber carbon composite") in Betracht. Die Heiz elemente 74 werden in an und für sich bekannter Art und Weise über außen am Ofengehäuse 16 vorhandene und nicht eigens gezeigte Heizmodule betrieben, die über Anschlussköpfe 76 und elektrische Anschlussbolzen 78 mit den Heizelemen- ten 74 verbunden sind, wobei sich die Anschlussbolzen 78 sich durch das Prozess raumgehäuse 24, den Isolationsraum 62 und das Ofengehäuse 16 hindurch erstre cken.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 2 und 3 ist das Prozessraumge- häuse 24 als Ein-Kammer-Gehäuse 80 ausgebildet, welches als solches einzig den Prozessraum 22 begrenzt.

Bei dem in Figur 4 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel des Ofens 10 grenzt an den Prozessraum 22 ein Heizraum 82 an, in welchem das Heizelement 74 angeord net ist. Der Heizraum 82 ist durch eine Trennwand 84 von dem Prozessraum 24 ge- trennt.

Hierfür ist das Prozessraumgehäuse 24, d.h. die Muffel 26, als Mehr-Kammer-Ge- häuse 86, in diesem Fall als Zwei-Kammer-Gehäuse 88, ausgebildet, welches einer seits den Prozessraum 22 und andererseits den Heizraum 82 begrenzt.

Bei einer nicht eigens gezeigten Abwandlung kann der Heizraum 82 auch durch ein gesondertes Gehäuse begrenzt sein, das an dem Prozessraumgehäuse 24 an gebracht ist.

Der Heizraum 82 ist an der Oberseite des Prozessraumes 22 angesiedelt. Bei einer nicht eigens gezeigten Abwandlung kann der Heizraum 82 mit dem Heizelement 74 auch an der Unterseite des Prozessraumes 22 angeordnet sein. Bei dem in Figur 5 gezeigten dritten Ausführungsbeispiel des Ofens 10 ist der Heizraum an der Oberseite des Prozessraumes 22 ein erster Heizraum 82a und das darin untergebrachte Heizelement ein erstes Heizelement 74a. Die Trennwand ist eine erste Trennwand 84a. Außerdem grenzt an den Prozessraum 22 ein zweiter Heizraum 82b an, in welchem ein zweites Heizelement 74b angeordnet ist. Der zweite Heizraum 82b ist durch eine zweite Trennwand 84b von dem Prozessraum 24 getrennt.

Hierfür ist das Prozessraumgehäuse 24, d.h. die Muffel 26, wieder als Mehr-Kam- mer-Gehäuse 86, in diesem Fall als Drei-Kammer-Gehäuse 90, ausgebildet, welches einerseits den Prozessraum 22 und andererseits sowohl den ersten Heizraum 82a als auch den zweiten Heizraum 82b begrenzt.

Bei einer nicht eigens gezeigten Abwandlung kann entsprechend der erste Heiz raum 82a und/oder der zweite Heizraum 82b durch jeweils ein gesondertes Ge häuse begrenzt sein, die an dem Prozessraumgehäuse 24 angebracht sind.

Der zweite Heizraum 82b ist an der Unterseite des Prozessraumes 22 angesiedelt. Bei nicht eigens gezeigten Abwandlungen können auch alternativ oder ergänzend zu den Heizräumen 82 bzw. 82a und 82b ein oder mehrere Heizräume seitlich ne ben dem Prozessraum 22 vorgesehen sein, in dem oder in denen dann vertikal ausgerichtete Heizelemente angeordnet sind.

Bei den Ausführungsbeispielen mit dem Heizraum 82 oder mit den Heizräumen 82a, 82b ist es entsprechend nicht möglich, dass der Isolationsraum 62 oder die

Isolationsschüttung 58 in Umfangsrichtung vollständig an den Prozessraum 22 an grenzt. Im Bereich der Heizräume 82, 82a und 82b sind diese jeweils zwischen dem Prozessraum 22 und dem Isolationsraum 62 und der Isolationsschüttung 58 ange ordnet. Bei einer ebenfalls nicht eigens gezeigten Abwandlung kann der Ofen 10 insge samt oder zumindest der Prozessraum 22 in vertikaler Richtung von den Fasern 12 durchquert werden. In diesem Fall sind die Heizelemente 74, 74a und 74b und die gegebenenfalls zugehörigen Heizräume 82, 82a und 82b jeweils nicht mehr hori zontal, sondern vertikal ausgerichtet. Bei einer weiteren nicht eigens gezeigten Abwandlung kann das Ofengehäuse 16 seinerseits noch eine ergänzende thermische Isolierung umfassen.