Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur thermischen oder thermo-chemischen Behandlung, insbesondere zur Kalzinierung, von Material, insbesondere von Batterie-Kathodenmaterial, mit a) einem Gehäuse; b) einem in dem Gehäuse befindlichen Prozessraum; c) einem Fördersystem, mittels welchem das Material oder mit dem Material be- ladene Tragstrukturen in einer Förderrichtung in oder durch den Prozessraum förderbar sind; d) einem Heizsystem, mittels welchem eine in dem Prozessraum herrschende Prozessraumatmosphäre aufheizbar ist; e) einem Prozessgassystem, mittels welchem dem Prozessraum ein Prozessgas zuführbar ist, welches für die thermische Behandlung des Materials erforderlich ist.

Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur thermischen oder thermo-chemischen Behandlung, insbesondere zur Kalzinierung, von Material, insbesondere von Batterie-Kathodenmaterial, bei welchem a) das Material oder mit dem Material beladene Tragstrukturen durch einen Prozessraum einer Vorrichtung zur thermischen Behandlung des Materials (12) gefördert werden; b) eine in dem Prozessraum herrschende Prozessraumatmosphäre aufgeheizt wird; c) dem Prozessraum ein Prozessgas zugeführt wird, welches für die thermische Behandlung des Materials erforderlich ist.

In derartigen Vorrichtungen und mit solchen Verfahren erfolgt beispielsweise bei der Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien eine Kalzinierung eines pulverförmi- ges Kathodenmaterials in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre. Bei dem pulverför- migen Kathodenmaterial handelt es sich zum Beispiel um einen lithiumhaltigen Übergangsmetallpräkursor, der in dem Ofen zu einem Lithium-Übergangsmetalloxid kalziniert wird. Bei diesem Vorgang wird abhängig davon, ob Lithiumhydroxid- oder Lithiumcarbonat-Präkursor verwendet werden, aus dem lithiumhaltigen Übergangsmetallpräkursor Wasser oder Kohlendioxid CO2 als Abgas freigesetzt.

Zu Aufrechterhaltung der sauerstoffhaltigen Atmosphäre wird dem Prozessraum frisches Prozessgas zugeführt und das entstehende Wasser oder Kohlendioxid CO2 aus dem Brennraum durch kontinuierliches oder intermittierendes Absaugen der Prozessraumatmosphäre entfernt.

Grundsätzlich werden Vorrichtungen und Verfahren der eingangs genannten Art aber auch für die thermische Behandlung von anderen Materialien verwendet, bei denen es sich beispielsweise auch um Werkstücke handeln kann, die entsprechend unter Einfluss eines Prozessgases thermisch oder thermo-chemisch behandelt werden müssen.

Die Temperaturen in solchen Öfen können bis zu 1200 °C betragen. Im Weiteren wird die Erfindung am Beispiel der thermischen Behandlung von oben erwähntem Kathodenmaterial erläutert. Die Temperatur, bei welcher die Kalzinierung von solchen Materialen in der Praxis, hängt in an und für sich bekannter Art und Weise von dem zu behandelnden Material und der Art des verwendeten Ofens ab.

Bei vom Markt her bekannten Vorrichtungen und Verfahren der eingangs genannten Art vermischt sich das Prozessgas, das in den Prozessraum eingeblasen wird, auf dem Strömungsweg zu dem zu behandelnden Material mit der Atmosphäre, die bereits im Prozessraum vorhanden ist. Dieses Mischgas, welches schließlich zu dem Material gelangt, enthält daher einerseits das Prozessgas in einer geringeren Konzentration und andererseits unter anderem bereits in der Prozessraumatmosphäre vorhandenes Abgas. Der Effekt des Prozessgases am zu behandelnden Material kann daher nur wenig zufriedenstellend beeinflusst werden und eine Kontrolle und Steuerung der am Material herrschenden Atmosphäre ist nur schwer möglich.

Darüber hinaus ist die Temperatur des eingespeisten Prozessgases in der Regel beträchtlich niedriger als die Temperatur der bereits im Prozessraum befindlichen Atmosphäre. Das eingespeiste Prozessgas wird vor Erreichen des zu behandelnden Materials häufig nicht ausreichend aufgeheizt, so dass unvollständige Reaktionen resultieren können. Darüber hinaus kann das kühlere Prozessgas Wärme von den Materialträgern oder von anderen Komponenten des Fördersystems aufnehmen, wodurch es zu thermischen Spannungen kommen kann, die zu einem höheren Verschleiß und gegebenenfalls zu einem frühzeitigen Versagen der Komponenten führen können.

Das Prozessgas hat bei Erreichen des zu behandelnden Materials keine definierte Strömungsrichtung und kann daher die atmosphärischen Bedingungen in unmittelbarer Nähre des Materials nur Undefiniert beeinflussen. Zudem benötigt das Prozessgas eine geraume Zeit, bis es zum Material gelangt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche diesen Gedanken Rechnung tragen.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass f) das Prozessgassystem mehrere Lokal-Injektionseinrichtungen umfasst, welche derart angeordnet und eingerichtet sind, dass Prozessgas in mehreren lokalen Prozessgasströmen mit jeweils einer Hauptströmungsrichtung gezielt auf das Material oder auf die mit Material beladenen Tragstrukturen abgebbar ist.

Hierunter soll verstanden werden, dass ein betrachteter lokaler Prozessgasstrom auf eine Auftreffstelle bezogen auf das Material und/oder auf eine Tragstruktur in einer axialen Verlängerung der zugehörigen Hauptströmungsrichtung gerichtet ist, dass aber durchaus ein Anteil des betrachteten lokalen Prozessgasstromes nicht zu dieser Auftreffstelle gelangt, da sich der lokale Prozessgasstrom in Hauptströmungsrichtung beispielsweise aufweiten kann und/oder Turbulenzen und Verwir- belungen im Prozessraum einen streng gerichteten lokalen Prozessgasstrom verhindern.

In jedem Fall kann auf diese Weise aber erreicht werden, dass eine abgestimmte Menge und ein abgestimmter Anteil von Prozessgas zu dem Material gelangt, wodurch die tatsächlich am Material herrschenden Reaktionsbedingungen reproduzierbar eingestellt werden können. So ist es möglich, dass das Material im Prozessraum bzw. das Material in allen vorhandenen Tragstrukturen denselben bzw. definierten thermischen und atmosphärischen Bedingungen ausgesetzt sein können.

Dabei ist es günstig, wenn wenigstens eine der Lokal-Injektionseinrichtungen mehrere Injektionsdüsen umfasst. So können mit einer Lokal-Injektionseinrichtung mehrere gerichtete Prozessgasströme erzeugt werden.

Es ist von besonderem Vorteil, wenn wenigstens eine der Injektionsdüsen motorisch oder manuell beweglich ist, so dass die Hauptströmungsrichtung des mittels dieser Injektionsdüse erzeugten Prozessgasstromes einstellbar ist. In diesem Fall kann zum Beispiel eine Anpassung erfolgen, wenn andere Tragstrukturen verwendet werden müssen oder das Fördersystem auf andere Weise verändert wird. Auch kann so vor Ort die Prozessgas-Strömungsführung verändert und optimiert werden.

Vorzugsweise ist wenigstens eine Lokal-Injektionseinrichtung als Injektionsleiste ausgebildet ist.

Bevorzugt verläuft eine solche Injektionsleiste horizontal oder vertikal; es sind aber auch gegenüber einer horizontalen und/oder einer vertikalen Ebene geneigte Verläufe möglich.

Es ist bautechnisch günstig, wenn wenigstens eine Lokal-Injektionseinrichtung an dem Boden oder an der Decke des Gehäuses befestigt ist.

Bei einer vorteilhaften Variante ist wenigstens eine Lokal-Injektionseinrichtung ein Injektionswand-Abschnitt einer Injektionswand, welche einen Innenraum des Gehäuses in den Prozessraum und einen Einblasraum unterteilt, welchem Prozessgas zuführbar ist.

Damit Prozessgas dann von dem Einblasraum in den Prozessraum strömen kann, weist der Injektionswand-Abschnitt vorzugsweise mehrere Durchgangsöffnungen, insbesondere Durchgangsschlitze, auf, welche den Prozessraum fluidisch mit dem Einblasraum verbinden.

Bei einer Weiterentwicklung umfasst das Fördersystem wenigstens ein Prozessgehäuse, auf welchem das Material oder mit dem Material beladene Tragstrukturen in der Förderrichtung in oder durch den Prozessraum förderbar sind, wobei das Prozessgehäuse wenigstens einen Injektionswand-Abschnitt umfasst.

Es ist günstig, wenn der Injektionswand-Abschnitt des Prozessgehäuses als Hohlwand mit einem Wandinnenraum ausgebildet ist, dem Prozessgas zuführbar ist. Eine besonders effektive Strömungsführung ist möglich, wenn das Prozessgassystem oder wenigstens eine Lokal-Injektionseinrichtung derart eingerichtet sind, dass mehrere Prozessgasströme in verschiedenen Winkeln bezogen auf die Förderrichtung und eine horizontale Bezugsebene abgebbar sind.

Fördertechnisch ist es günstig, wenn das Fördersystem wenigstens eine Tragstruktur für das Material umfasst. Dies ist insbesondere bei Materialien wie dem angesprochenen Kathodenmaterial der Fall.

Es ist außerdem günstig, wenn mehrere Tragstrukturen ein Fördergestell bilden, welches Strömungsdurchgänge aufweist, durch welche ein jeweiliger Innenraum der Tragstrukturen, in denen das Material untergebracht ist, mit der Umgebung strömungstechnisch verbunden bleibt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass das Prozessgas ohne Hindernisse zum Material in den Tragstrukturen gelangen kann.

Hierauf abgestimmt ist es vorteilhaft, wenn die Lokal-Injektionseinrichtungen derart eingerichtet und eingestellt sind, dass wenigstens ein Teil der Prozessgasströme durch einen oder mehrere Strömungsdurchgänge hindurch strömt.

Um in Abstimmung mit dem Fördersystem eine möglichst homogene Temperaturverteilung im Prozessraum und eine zielgerichtete Zuführung des Prozessgases zu erreichen, ist es günstig, wenn das Fördersystem eine Förderbahn oder mehrere Förderstränge aufweist, entlang welchen die Tragstrukturen gefördert werden, und dass Lokal-Injektionseinrichtungen des Prozessgassystems und/oder Heizelemente des Heizsystems auf einer oder auf beiden Seiten der Förderbahn oder mindestens eines Förderstranges angeordnet sind.

Wenn mehrere Förderstränge vorhanden sind, ist es günstig, wenn zwei benachbarte Förderstränge voneinander beabstandet sind, so dass dort ein Zwischenbereich ausgebildet ist, in welchem Heizelemente des Heizsystems und/oder eine oder mehrere Lokal-Injektionseinrichtungen angeordnet sind. Besonders in Kombination mit Injektionsleisten ist es günstig, wenn das Heizsystem Heizelemente umfasst, welche als vertikale Heizleisten ausgebildet sind.

Es ist besonders von Vorteil, wenn das Prozessgassystem derart eingerichtet ist, dass verschiedene Lokal-Injektionseinrichtungen mit unterschiedlichen Arten von Prozessgas gespeist werden können. Durch die räumlich definierte Abgabegeometrie der Lokal-Injektionseinrichtungen ist es möglich, in dem Prozessraum unterschiedliche Bereiche mit verschiedenen Atmosphären für andersgeartete Behandlungen zu etablieren, ohne dass diese unterschiedlichen Bereiche räumlich voneinander getrennt werden müssen.

Die oben genannte Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art entsprechend dadurch gelöst, dass d) Prozessgas in mehreren lokalen Prozessgasströmen mit jeweils einer Hauptströmungsrichtung gezielt auf das Material oder die mit Material beladenen Tragstrukturen abgegeben wird.

Insbesondere wird hierbei eine Vorrichtung zur thermischen Behandlung mit einigen oder allen Merkmalen der oben erläuterten Vorrichtung verwendet.

Die Vorteile des Verfahrens entsprechen den Vorteilen, die zur Vorrichtung erörtert wurden.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:

Figur 1 einen vertikalen Längsschnitt eines Durchlaufofens gemäß einem ersten

Ausführungsbeispiel mit einem Heizsystem, welches mehrere vertikale Heizleisten umfasst, und einem Prozessgassystem mit mehreren Lokal- Injektionseinrichtungen in Form von vertikalen Injektionsleisten umfasst; Figur 2 einen perspektivischen Querschnitt des Durchlaufofens von Figur 1, wobei nur ein Ofenabschnitt gezeigt ist;

Figur 3 einen Querschnitt des Durchlaufofens von Figur 1;

Figur 4 einen horizontalen Längsschnitt eines Abschnitts des Durchlaufofens von Figur 1;

Figur 5 einen Querschnitt eines Durchlaufofens gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel mit abgewandeltem Heizsystem und abgewandeltem Prozessgassystem;

Figur 6 einen horizontalen Längsschnitt eines Abschnittes eines Durchlaufofens gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel mit abgewandeltem Prozessgassystem;

Figur 7 einen Querschnitt eines Durchlaufofens gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel mit nochmals abgewandeltem Prozessgassystem, welches horizontal verlaufende Injektionsleisten umfasst;

Figur 8 einen horizontalen Längsschnitt eines Abschnitts des Durchlaufofens von Figur 7;

Figur 9 einen Querschnitt eines Durchlaufofens gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel wieder mit vertikalen Injektionsleisten und einem abgewandelten Fördersystem;

Figur 10 einen horizontalen Längsschnitt eines Abschnitts eines Durchlaufofens gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel mit nochmals abgewandeltem Fördersystem und einer abgewandelten Anordnung von vertikalen Heizleisten und vertikalen Injektionsleisten; Figur 1 1 einen Querschnitt eines Durchlaufofens gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel mit einem nochmals abgewandelten Fördersystem;

Figur 12 einen Querschnitt eines Durchlaufofens gemäß einem achten Ausführungsbeispiels mit einem erneut abgewandelten Fördersystem und einer abgewandelten Anordnung von vertikalen Heizleisten und vertikalen Injektionsleisten;

Figur 13 einen horizontalen Längsschnitt eines Abschnitts eines Durchlaufofens gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel mit nochmals geänderter Anordnung von vertikalen Heizleisten und vertikalen Injektionsleisten;

Figur 14 einen perspektivischen Querschnitt eines Durchlaufofens gemäß einem zehnten Ausführungsbeispiel, bei dem ein nochmals abgewandeltes Prozessgassystem mehrere Lokal-Injektionseinrichtungen in Form von vertikalen Injektionswänden umfasst;

Figur 15 einen perspektivischen Querschnitt eines Durchlaufofens gemäß einem elften Ausführungsbeispiel, bei dem das Prozessgassystem eine Injektionswand umfasst und ein Absaugsystem eine Absaugwand aufweist;

Figur 16 einen perspektivischen Querschnitt eines Durchlaufofens gemäß einem zwölften Ausführungsbeispiel, bei welchem das Fördersystem mehrere Prozessgehäuse umfasst, welche Injektionswände und/oder Absaugwände aufweisen;

Figur 17 einen perspektivischen Querschnitt eines Durchlaufofens gemäß einem dreizehnten Ausführungsbeispiels, bei dem das Fördersystem abgewandelte Prozessgehäuse umfasst;

Figur 18 eine perspektivische Ansicht eines Prozessgehäuses nach Figur 17; Figur 19 eine perspektivische Ansicht eines Prozessgehäuses nach Figur 17 in teilweiser Durchsicht.

Zunächst wird auf die Figuren 1 bis 4 Bezug genommen. In diesen bezeichnet 10 eine Vorrichtung zur thermischen Behandlung von Material 12. Nachfolgend wird diese Vorrichtung 10 der Einfachheit halber als Ofen 10 bezeichnet.

Bei dem Material 12 kann es sich beispielsweise um eingangs erläutertes Batterie- Kathodenmaterial 14 handeln, welches bei der Herstellung von Batterien durch eine thermische Behandlung in dem Ofen 10 kalziniert werden muss.

Der Ofen 10 umfasst ein Gehäuse 16 mit einem Boden 16a, einer Decke 16b und zwei vertikalen Seitenwänden 16c und 16d, welches einen Innenraum 18 begrenzt, in dem sich ein Prozessraum 20 befindet. Das Gehäuse 16 bildet somit das Gehäuse des Prozessraumes 20. Gegebenenfalls kann der Innenraum 18 des Ofens 10 durch ein gesondertes, das Gehäuse 16 umgebendes Gehäuse definiert sein. Wie in Figur 1 zu erkennen ist, erstreckt sich der Prozessraum 20 zwischen einem Eingang 22 und einem Ausgang 24 des Gehäuses 16, die jeweils mit einem Tor 26 verschließbar sind. Alternativ kann auch ein offener Eingang 22 und ein offener Ausgang 24 oder aber im Gegensatz dazu jeweils eine gasdichte Doppeltorschleuse vorhanden sein, mit der eine Trennung der Atmosphäre im Ofen von der Umgebungsatmosphäre sichergestellt ist.

Das Material 12 wird mit Hilfe eines Fördersystems 28 in einer Förderrichtung 30 durch den Prozessraum 22 gefördert; die Förderrichtung 30 ist nur in Figur 1 durch einen Pfeil gekennzeichnet. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Ofen 10 als Durchlaufofen und konkret als Durchstoßofen konzipiert, bei dem das Fördersystem 28 das Material 12 durch den Ofen 10 hindurch fördert. Hierfür umfasst das Fördersystem 28 eine Förderbahn 32, entlang welcher mehrere Auflageböden 34, sogenannte Trays, geschoben werden, wie es an und für sich bekannt ist. In den Figuren ist jeweils nur ein Auf lageboden mit einem Bezugszeichen versehen.

Das Fördersystem 28 umfasst eine Schubeinrichtung 36 mit einem angetriebenen Schubstempel 38, welcher einen Auflageboden 34 von außen durch den Eingang 22 in den Prozessraum 20 hinein schiebt. Dieser Auflageboden 34 stößt dabei gegen den in Förderrichtung 30 ersten Auflageboden 34 an, der sich bereits im Prozessraum 20 befindet, wodurch alle im Prozessraum 20 befindlichen Auflageböden 34 um einen Platz weitergeschoben werden und der in Förderrichtung 30 letzte Auflageboden 34 durch den Ausgang 24 aus dem Prozessraum 20 heraus geschoben wird.

Bei nicht eigens gezeigten Abwandlungen sind auch andere, an und für sich bekannte Konzepte für Durchlauföfen möglich, wie beispielweise alle Arten von Rollenöfen, Förderbandöfen, Kettendurchlauföfen, Durchfahröfen und dergleichen. Alternativ kann der Ofen 10 auch als Batchofen mit nur einem Zugang ausgebildet sein. In diesem Fall werden einzelne Chargen des Materials 12 in den Prozessraum 20 durch diesen Zugang in Förderrichtung 30 hinein gefördert, thermisch behandelt, hiernach wieder in zur Förderrichtung 30 entgegengesetzter Richtung durch den Zugang aus dem Prozessraum 20 entfernt und auf diese Weise insgesamt durch den Prozessraum 20 gefördert.

Das Material 12 kann abhängig von seiner Beschaffenheit als solches mit Hilfe des Fördersystems 28 gefördert werden und dabei zum Beispiel direkt auf den Auflageböden 34 abgelegt werden. Dies ist beispielsweise möglich, wenn es sich bei dem Material 12 um strukturelle Werkstücke handelt.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind mit dem Material 12 beladene Tragstrukturen 40 vorgesehen, die im Falle des Batterie-Kathodenmaterials 14 als Brennschalen 42 ausgebildet sind, die in englischer Terminologie als sogenannte Saggar bezeichnet werden. Diese Tragstrukturen 40 können zu einem regalartigen Fördergestell 44 mit mehreren Ebenen aufeinander gesetzt werden, wobei beim vorliegenden Ausführungsbeispiel jeweils drei mit Batterie-Kathodenmaterial 14 beladene Tragstrukturen 40 ein Fördergestell 44 bilden und jeweils ein Auflageboden 34 ein solches Fördergestell 44 trägt. Auch zwei oder mehr als drei, beispielsweise vier, fünf, sechs oder mehr Ebenen pro Fördergestell 44 sind denkbar; die Anzahl der möglichen Ebenen hängt weitgehend von der Bauhöhe des Prozessraumes 20 und der Tragstrukturen 40 ab. Bei einer Abwandlung ist das Fördergestell 44 ein separates Bauteil, beispielsweise aus Metall oder Keramik, welches die Tragstrukturen 40 in mehreren Ebenen aufnimmt.

Die Tragstrukturen 40 und folglich auch die Brennschalen 42 sind derart eingerichtet, dass bei aufeinander gestapelten Tragstrukturen 40 Strömungsdurchgänge 46 im Fördergestell 44 verbleiben, so dass ein jeweiliger Innenraum der Tragstrukturen 40 bzw. der Brennschalen 42, in dem das Material 12 untergebracht ist, mit der Umgebung innerhalb des Prozessraumes 20 strömungstechnisch verbunden bleibt. Beim hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind in Umfangsrichtung des Fördergestells 44 auf jeder von vier vorhandenen Seiten jeweils ein Strömungsdurchgang 46 vorhanden ist, so dass Strömungen in oder gegen die Förderrichtung 30 und Strömungen quer dazu in die Tragstrukturen 40 bzw. die Brennschalen 42 gelangen.

In Figur 1 sind die Komponenten 40 bis 46 lediglich am in Figur 1 ganz rechts gezeigten Fördergestell mit Bezugszeichen versehen. Figur 2 zeigt eine Abwandlung, bei jeder Auflageboden 34 nur eine einzige Tragstruktur 40 mit sich führt.

Der Ofen 10 umfasst ein Heizsystem 48, mittels eine in dem Prozessraum 20 herrschende Prozessraumatmosphäre 50 aufheizbar ist. Das Heizsystem 48 umfasst hierfür mehrere elektrische Heizelemente 52, die im Prozessraum 20 angeordnet sind. Beim in den Figuren 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Heizelemente 52 als vertikale Heizleisten 54 ausgebildet, die entlang der Förderbahn 32 an den Seitenwänden 16c, 16d voneinander beabstandet als jeweilige Heizleistenreihe 56a und 56b angeordnet sind, so dass die Förderbahn 32 sich zwischen den Heizleistenreihen 56a, 56b erstreckt. Die vertikalen Heizleisten 54 sind jeweils am Boden 16a des Gehäuses 16 befestigt. Die Heizleistung der Heizleisten 54 kann für jede Heizleiste 54 individuell oder für Gruppen von Heizleisten 54 eingestellt werden. Gegebenenfalls können die Heizleisten 54 auch mehrere Heizabschnitte aufweisen, die ihrerseits getrennt voneinander angesteuert werden können.

Bei dieser und auch bei den weiter unten beschriebenen Anordnungen der Heizelemente 52 ist der Abstand der Heizelemente 52 zu den Tragstrukturen 40 bzw. den Brennschalen 42 weitgehend konstant. Hierdurch ist ein guter Durchsatz von Tragstrukturen 40 durch den Ofen 10 möglich, da es nur geringe oder bestenfalls keine Inhomogenitäten bei dem Temperaturprofil im Prozessraum 20 gibt, denen Rechnung getragen werden müsste.

Bei der thermischen Behandlung von Materialien 12 kann ein Abgas 58 entstehen, das aus dem Prozessraum 20 abgezogen werden muss. Ein solches Abgas 58 ist nur in Figur 3 und dort durch kurz gestrichelte Linien angedeutet und mit einem Bezugszeichen versehen. Bei der Kalzinierung von Batterie-Kathodenmaterial 14 entsteht als Abgas 58 beispielsweise das oben erwähnte Wassers oder Kohlendioxids CO2. Zudem können Lithium haltige Phasen freigesetzt werden.

Um Abgas 58 aus dem Prozessraum 20 entfernen zu können, ist ein Absaugsystem 60 vorhanden, welches Absaugöffnungen 62 im Boden 16a des Gehäuses 16 um- fasst, über welche das Abgas 58 aus dem Prozessraum 20 abgesaugt werden kann. Hierfür außerdem notwendige und an und für sich bekannte Komponenten wie Gebläse, Leitungen, Filter und dergleichen sind der Übersichtlichkeit halber nicht eigens gezeigt. Die Absaugöffnungen 62 sind im Übrigen nur in den Querschnitten in den Figuren 3, 5, 7 und 9 gezeigt.

In dem Ofen 10 können Materialien 12 thermisch behandelt werden, bei deren thermischer Behandlung ein Prozessgas erforderlich ist. Bei dem angesprochenen Batterie-Kathodenmaterial 14 wird für eine wirkungsvolle Kalzinierung beispielsweise Sauerstoff O2 benötigt, welcher in Form von konditionierter Luft in den Prozessraum 20 eingeblasen wird. In diesem Fall bildet folglich Luft ein solches Prozessgas. Der darin enthaltende Sauerstoff O2 wird bei der Bildung des Metalloxids umgesetzt und es entsteht Wasser oder Kohlendioxid CO2. Bei anderen Prozessen können andere Prozessgase erforderlich sein. Bei manchen Prozessen wird mit Sauerstoff angereicherte Luft oder auch reiner Sauerstoff benötigt, der Sauerstoffanteil solcher Prozessgase kann 21 % bis 100% betragen. Auch kann ein Inertgas als für eine reibungslose thermische Behandlung notwendiges Prozessgas verstanden werden.

Daher umfasst der Ofen 10 ein Prozessgassystem 64, mittels welchem dem Prozessraum 20 ein Prozessgas 66 zugeführt werden kann, welches für die thermische Behandlung des Materials 12 erforderlich ist.

Die nun nachfolgend erläuterten Bauteilen und Komponenten mit den Bezugszeichen 68 bis 80 sind in den Figuren der Übersichtlichkeit halber nicht alle mit einem Bezugszeichen versehen.

Das Prozessgassystem 64 umfasst mehrere Lokal-Injektionseinrichtungen 68, welche derart angeordnet und eingerichtet sind, dass Prozessgas 66 in mehreren lokalen Prozessgasströmen 70 mit jeweils einer Hauptströmungsrichtung 72 gezielt auf das Material 12 oder die mit Material 12 beladenen Tragstrukturen 40 abgegeben werden kann, was in Figur 3 veranschaulicht ist und wie es eingangs erläutert ist. Ergänzend zu den Lokal-Injektionseinrichtungen 68 kann das Prozessgassystem 64 noch für eine allgemeine Prozessgaszuführung sorgen, wie es an und für sich bekannt ist. Hierfür kann Prozessgas 66 beispielsweise über entsprechend vorhandene Einblaseinrichtungen, wie beispielsweise Einblaskästen, in den Prozessraum 20 eingeblasen werden, ohne dass dieses auf diese Weise eingeblasene Prozessgas 66 gerichtet auf das Material 12 und/oder verwendete Tragstrukturen 40 oder Fördergestelle 44 abgegeben wird.

Das Prozessgas 66, die mehreren Prozessgasströme 70 und die jeweils zugehörige Hauptströmungsrichtung 72 sind nur in Figur 3 durch die dortigen lang gestrichelten Linien angedeutet und mit Bezugszeichen versehen.

Die Lokal-Injektionseinheiten 66 sind beim Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 bis 4 als vertikale Injektionsleisten 74 ausgebildet, die mehrere, entlang der vertikalen Injektionsleisten 74 angeordnete Injektionsdüsen 76 aufweisen.

Die Injektionsleisten 74 sind in der Praxis aus Metall, insbesondere aus Edelstahl, oder aus Keramik gefertigt. Grundsätzlich kommen alle Materialien in Frage, die den Bedingungen in einem entsprechenden Ofen 10 standhalten können.

Die vertikalen Injektionsleisten 74 flankieren dort die Förderbahn 32 auf der in Förderrichtung 30 linken Seite und sind entlang der Förderbahn 32 voneinander beabstandet angeordnet, so dass eine Injektionsleistenreihe 78 ausgebildet ist, wobei die Abstände zwischen zwei benachbarten vertikalen Injektionsleisten 74 gleich sind. Die vertikalen Injektionsleisten 74 sind jeweils am Boden 16a des Gehäuses 16 befestigt und werden von dort über eine insgesamt mit 80 bezeichnete Versorgungseinrichtung mit Prozessgas 66 versorgt. Hierfür notwendige Komponenten wie Gebläse, Leitungen, eine Prozessgasquelle und dergleichen sind der Übersichtlichkeit halber nicht eigens gezeigt. Die einzelnen Injektionsdüsen 76 können durch einfache Austrittsöffnungen gebildet sein, die als Kreisöffnung, Oval oder Schlitz ausgestaltet sein können. Alternativ können die Injektionsdüsen 76 auch als gesonderte Baueinheiten von den vertikalen Injektionsleisten 74 umfasst sein. In diesem Fall können die Injektionsdüsen 76 beweglich sein, so dass die Hauptströmungsrichtung 72 des abgegebenen lokalen Prozessgasstromes 70 für jede Injektionsdüse 76 individuell eingestellt werden kann. Dies ist in Figur 3 durch verschiedene Verläufe der Prozessgasströme 70 verdeutlicht.

Es können auch Injektionsdüsen 76 in Form von Austrittsöffnungen und Injektionsdüsen 76 in Form von gesonderten Baueinheiten und auch verschiedene Düsengeometrien miteinander kombiniert werden.

Die Injektionsdüsen 76 können gegenüber der Grundkontur der zugehörigen Injektionsleiste 74 in den Prozessraum 20 abragen.

Die jeweiligen Einstellungen der Injektionsdüsen 76 können bei der Herstellung der vertikalen Injektionsleisten 74, zum Beispiel durch entsprechende schräge Verläufe von Austrittsöffnungen durch die Wand einer vertikalen Injektionsleiste 74, fest vorgegeben und auf zu verwendende Förderstrukturen 40 und daraus entstehende Fördergestelle 44 abgestimmt sein. Die Injektionsdüsen 76 können dabei so ausgebildet werden, dass die abgegebenen Prozessgasströme 70 parallel verlaufen oder unterschiedlich, wie es in Figur 3 veranschaulicht ist.

Alternativ oder ergänzend können auch einige oder alle Injektionsdüsen 76 beweglich und motorisch oder zumindest manuell einstellbar sein, so dass die Lokal- Injektionseinrichtungen 68 bei einem vorhandenen Ofen 10 an unterschiedliche Tragstrukturen 40 bzw. Brennschalen 42 und/oder Traggestelle 44 angepasst werden können. Wie in Figur 3 ebenfalls zu erkennen ist, sind die einzelnen Injektionsdüsen 76 so eingerichtet, dass jeweils mehrere Prozessgasströme 70 jeweils durch einen Strömungsdurchgang 46 des Fördergestells 44 hindurch zu dem von den Tragstrukturen 40 aufgenommenem Material 12 gelangt.

Die Prozessgasströme 70 können in einem Winkel von 90° bezogen auf die Förderrichtung 30, aber auch in einem Winkel kleiner als 90° in Förderrichtung 30 oder gegen die Förderrichtung 30 aus den Lokal-Injektionseinrichtungen 68 abgegeben werden. Darüber hinaus können die Prozessgasströme parallel zu einer horizontalen Bezugsebene oder nach oben oder nach unten geneigt zu einer solchen horizontalen Bezugsebene aus den Lokal-Injektionseinrichtungen 68 abgegeben werden. Dies kann beispielsweise sinnvoll sein, wenn Abschattungen durch Teile der Tragstrukturen 40 bzw. des Fördergestells 44 möglichst weitgehend verringert werden sollen. Besonders effektiv kann dabei eine quasi chaotische Abgabe von verschiedenen Prozessgasströmen 70 aus einzelnen Injektionsdüsen 76 in unterschiedlichen Winkeln zur Förderrichtung 30 und/oder einer horizontalen Bezugsebene sein.

Allgemein ausgedrückt sind die Lokal-Injektionseinrichtungen 68 derart eingerichtet, dass sie Prozessgasströme 70 in verschiedenen Winkeln bezogen auf die Förderrichtung 30 und eine horizontale Bezugsebene abgeben können. Wenn vorhandene Lokal-Injektionseinrichtungen 68 beispielsweis jeweils nur eine einzige Injektionsdüse 76 aufweisen, sind deren Abgabewinkel unterschiedlich. Wieder allgemein ausgedrückt ist jedenfalls das Prozessgassystem 64 derart eingerichtet, dass Prozessgasströme 70 in entsprechend verschiedenen Winkeln abgegeben werden können.

Dabei können mehrere Injektionsdüsen 76, welche Prozessgasströme 70 in verschiedenen Winkeln abgeben, in der gleichen oder in verschiedenen horizontalen Ebenen angeordnet sein. Auf Grund der Lokal-Injektionseinrichtungen 68 spielt es keine Rolle, dass sich die Tragstrukturen 40 in ein und demselben Fördergestell 44 oder auch die Tragstrukturen 40 von zwei benachbarten Fördergestellen 44 gegenseitig abschatten. Durch die Lokal-Injektionseinrichtungen 68 werden alle Tragstrukturen 40 und alles Material 12 im Prozessraum 20 weitgehend homogen mit Prozessgas 66 versorgt und beaufschlagt, so dass die thermische Behandlung des Materials 12 in allen Tragstrukturen 40 in hohem Maße reproduzierbar und einheitlich abläuft.

Einerseits gelangt auf diese Weise Prozessgas 66 zum Prozessort am Material 12, andererseits wird durch die Prozessgasströme 70 das entstehende Abgas 58, vorliegend somit Wasser oder Kohlendioxid CO2, verdrängt und kann so effektiv durch das Absaugsystem 60 aus dem Prozessraum 20 abgesaugt werden.

Durch die lokale Zuführung des Prozessgases 66 wird der Gaspartialdruck in der unmittelbaren Nähe des Materials 12 verändert, was wiederum Einfluss auf die Prozessparameter und hierdurch Einfluss auf die chemischen und physikalischen Eigenschaften des entstehenden Produkts hat.

Durch die gezielte Abgabe des Prozessgases 66 kann die Qualität des erhaltenen Produkts erhöht und auf diese Weise der Produktionsausschuss verringert werden. Darüber hinaus kann Prozessgas 66 gespart werden.

Mit Hilfe der gezielt abgegebenen Prozessgasströme 70 ist es außerdem möglich, die Temperatur am zu behandelnden Material 12 zu beeinflussen; es kann sowohl die Temperatur im Umfeld des Materials 12 homogenisiert als auch ein gezielt heterogenes Temperaturprofil am Material 12 herbeigeführt werden. Diese Wirkungen können durch eine entsprechende vorherige Konditionierung des Prozessgases 66 durch das Prozessgassystem 64 als auch durch eine entsprechend abgestimmte Abgabe des Prozessgases 66 durch die Lokal-Injektionseinrichtungen 68 bewirkt werden. Die Abgabe des Prozessgases 66 durch die Lokal-Injektionseinrichtungen 68 kann kontinuierlich oder gepulst erfolgen; dies wird durch eine entsprechende Steuerung und entsprechende Steuermittel des Prozessgassystems 64 eingestellt. Es können auch einige Lokal-Injektionseinrichtungen 68 oder auch nur einige Injektionsdüsen 76 bei Lokal-Injektionseinrichtungen 68 so ausgebildet und angesteuert sein, dass sie einen kontinuierlichen lokalen Prozessgasstrom 70 abgeben, wogegen andere Lokal-Injektionseinrichtungen 68 oder die anderen Injektionsdüsen 76 der fraglichen Lokal-Injektionseinrichtungen 68 so ausgebildet und angesteuert sein können, dass sie einen gepulsten lokalen Prozessgasstrom 70 abgeben.

Wie besonders in Figur 4 gut zu erkennen ist, sind die vertikalen Injektionsleisten 74 bezogen auf die vertikalen Heizleisten 54 in Richtung auf die Förderbahn 32 zu versetzt und jeweils zwischen zwei vertikalen Heizleisten 54 angeordnet. Auf diese Weise sind einerseits die vertikalen Injektionsleisten 74 nahe an dem Material 12 angeordnet und andererseits die vertikalen Heizleisten 54 nicht in Richtung auf die Förderbahn 32 abgeschattet.

Nachfolgend werden weitere Ausführungsbeispiele anhand der Figuren 5 bis 13 erläutert. In diesen Figuren sind lediglich die wesentlichen und angesprochenen Bauteile und Komponenten mit Bezugszeichen versehen.

Figur 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Ofens 10. Bei diesem sind sowohl die vertikalen Heizleisten 54 als auch die vertikalen Injektionsleisten 74 nicht am Boden 16a des Gehäuses befestigt, sondern an dessen Decke 16b, von welche sie nach unten in den Prozessraum 20 ragen.

Bei dem in Figur 6 gezeigten dritten Ausführungsbeispiel sind die Lokal-Injektionseinrichtungen 68 in Form der vertikalen Injektionsleisten 74 zu beiden Seiten der Förderbahn 32 angeordnet, so dass dort zwei Injektionsleistenreihen 78a und 78b gebildet sind. Die vertikalen Injektionsleisten 74 der jeweiligen Injektionsleistenreihe 78a, 78b sind bezogen auf die vertikalen Heizleisten 54 auf derselben Seite der Förderbahn 32 wieder jeweils in Richtung auf die Förderbahn 32 zu versetzt und jeweils zwischen zwei vertikalen Heizleisten 54 angeordnet.

Die Figuren 7 und 8 zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel eines Ofens 10, bei dem die Lokal-Injektionseinrichtungen 68 nicht als vertikale Injektionsleisten, sondern als horizontale Injektionsleisten 82 ausgebildet sind, die sich in Förderrichtung 30 parallel zur Förderbahn 32 auf beiden Seiten derselben erstrecken. Dabei bilden jeweils mehrere, beim vorliegenden Ausführungsbeispiel drei, horizontale Injektionsleisten 82, die in vertikaler Richtung beabstandet angeordnet sind, eine horizontale Leistengruppe 84, die gemeinsam mit Prozessgas 66 gespeist wird. Hierzu sind die horizontalen Injektionsleisten 82 einer horizontalen Leistengruppe 84 über Verbindungsleitungen 86 strömungstechnisch miteinander verbunden.

Die einzelnen horizontalen Injektionsleisten 82 sind dabei auf Höhenniveaus angesiedelt, die zu den Höhenniveaus der Strömungsdurchgänge 46 in den Fördergestellen 44 passen, so dass die Prozessgasströme 70 das Material 12 in den Fördergestellen 44 gut erreichen kann.

Im Unterschied zu den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 1 bis 5 sind Absaugöffnungen 62 des Absaugsystems 60 zu beiden Seiten der Förderbahn 32 im Boden 16a des Gehäuses 16 vorgesehen. Dies ist im Allgemeinen grundsätzlich der Fall, wenn Injektionsleisten auf beiden Seiten der Förderbahn 32 vorhanden sind, da dann Abgas 58 auch in beiden Richtungen quer zur Förderrichtung 30 aus den Fördergestellen 44 verdrängt wird. Grundsätzlich können Absaugöffnungen 62 an allen geeigneten Positionen im Ofen 10 vorgesehen sein, auch in der Decke und auch in unterschiedlichen Positionen in verschiedenen Ofenbereichen. Für die Anordnung der Absaugöffnungen 62 spielt insbesondere die Dichte des Abgases 58 eine Rolle; bei Abgasen 58, die leichter als Luft sind, bietet sich eine erhöhte Position der Absaugöffnungen 62 insbesondere auch in der Decke an, bei Abgasen 58, die schwerer als Luft sind, werden die Abgasöffnungen 62 in tieferen Bereichen des Ofens 10 und insbesondere in dessen Boden 16a vorgesehen.

Wie anhand Figur 8 zu erkennen ist, erstrecken sich einzelne horizontale Injektionsleisten 82 nicht über die gesamte Länge des Prozessraumes 20. Es sind dementsprechend in Förderrichtung 30 mehrere horizontale Injektionsleisten 82 auf derselben Höhe vorhanden bzw. entsprechend mehrere horizontale Leistengruppen 84 vorhanden.

Die horizontalen Injektionsleisten 82 können aus denselben Materialen wie die vertikalen Injektionsleisten 74 gefertigt werden.

Figur 9 veranschaulicht ein fünftes Ausführungsbeispiel, bei welchem die Förderbahn 32 und die darauf geförderten Auflageböden 34 derart breit ausgebildet sind, dass auf einem Auflageboden 34 zwei Fördergestelle 44 bezogen auf die Förderrichtung 32 nebeneinander Platz finden.

Dort sind wieder vertikale Heizleisten 54 und vertikale Injektionsleisten 74 vorhanden, wobei eine Abwandlung gezeigt ist, bei welcher die vertikalen Heizleisten 54 am Boden 16a und die vertikalen Injektionsleisten 74 an der Decke 16b des Gehäuses 16 des Ofens 10 befestigt sind.

Bei dem in Figur 10 gezeigten sechsten Ausführungsbeispiel sind die vertikalen Heizleisten 54 und die vertikalen Injektionsleisten 74 nicht mehr in Richtung quer zur Förderrichtung 30 versetzt, sondern sind auf jeder Seite der Förderbahn 32 alternierend in Förderrichtung 30 hintereinander angeordnet. Die Abstände der Heizleisten 54 und der Injektionsleisten 74 zu der Förderbahn 32 bzw. zum dem Material 12 ist dort folglich identisch. Außerdem veranschaulicht Figur 10 eine Abwandlung, bei welcher die Förderbahn 32 in zwei Förderstränge 32a, 32b unterteilt ist, auf denen sich jeweils befindliche Fördergestelle 44 auf jeweils einem für ein Fördergestell 44 ausgelegten Auflageboden 34 unabhängig voneinander gefördert werden können. Hierzu umfasst das Fördersystem 28 am Eingang 22 des Gehäuses 16 für jeden Förderstrang 32a, 32b eine gesonderte Schubeinrichtung 36 mit gegebenenfalls einem jeweils gesonderten Schubstempel 38, was in Figur 10 auf Grund des Ausschnittes nicht zu erkennen ist.

Bei dem in Figur 1 1 gezeigten siebten Ausführungsbeispiel sind die Förderbahn 32 und die darauf geförderten Auflageböden 34 nochmals verbreitert, so dass ein Auflageboden 34 drei Fördergestelle 44 nebeneinander aufnehmen kann.

In entsprechender Weise bezogen auf die zwei Förderstränge 32a, 32b bei dem sechsten Ausführungsbeispiel nach Figur 10 kann die Förderbahn 32 hier in drei separate Förderstränge unterteilt sein, auf denen sich jeweils befindliche Fördergestelle 44 auf jeweils einem für ein Fördergestell 44 ausgelegten Auflageboden 34 unabhängig voneinander gefördert werden können. In diesem Fall umfasst das Fördersystem 28 am Eingang 22 des Gehäuses 16 für jeden der drei Förderstränge eine gesonderte Schubeinrichtung 36 mit gegebenenfalls einem jeweils gesonderten Schubstempel 38.

Ein in Figur 12 veranschaulichtes achtes Ausführungsbeispiel greift dieses Konzept auf, wobei die dort vorhandenen drei Förderstränge 32a, 32b, 32c in Richtung quer zur Förderrichtung 30 voneinander beabstandet sind, so dass dort ein erster Zwischenbereich 88a zwischen den Fördersträngen 32a und 32b und ein zweiter Zwischenbereich 88b zwischen den Fördersträngen 32b und 32c ausgebildet sind. Ergänzend zu den Heizleistenreihen 56a und 56b entlang der Seitenwände 16c und 16d des Gehäuses 16 sind zwei weitere Heizleistenreihen 56c und 56d mit vertikalen Heizleisten 54 in den Zwischenbereichen 88a bzw. 88b vorhanden.

In dem ersten Zwischenbereich 88a sind außerdem zwei Injektionsleistenreihen 78a und 78b mit vertikalen Injektionsleisten 74 angeordnet, von denen die erste Injektionsleistenreihe 78a dem ersten, in Förderrichtung 30 linken Förderstrang 32a und die zweite Injektionsleistenreihe 78b dem zweiten, in Förderrichtung 30 mittleren Förderstrang 32b zugeordnet ist. In dem zweiten Zwischenbereich 88b ist entsprechend eine dritte Injektionsleistenreihe 78c angeordnet, die dem in dritten, in Förderrichtung 30 rechten Förderstrang 32c zugeordnet ist.

Die Injektionsleisten 74 sind dabei jeweils bezogen auf die Heizleisten 54 in den Zwischenbereichen 88a, 88b in Richtung auf den jeweils zugeordneten Förderstrang 32a, 32b oder 32c zu versetzt angeordnet.

Die Absaugöffnungen 62 des Absaugsystems 60 sind bei diesem Ausführungsbeispiel in den Seitenwänden 16c, 16d des Gehäuses 16 vorgesehen.

In Figur 13 ist ein neuntes Ausführungsbeispiel veranschaulicht, bei dem in den Zwischenbereichen 88a und 88b jeweils vertikale Heizleisten 54 und vertikale Injektionsleisten 74 alternierend und ohne einen solchen Versatz angeordnet sind. Dabei wirken die vertikalen Heizleisten 54 in dem ersten Zwischenbereich 88a in Förderrichtung 30 immer abwechselnd nach rechts und links auf die Förderstränge 32a und 32b und in dem zweiten Zwischenbereich 88b in Förderrichtung 30 immer abwechselnd nach rechts und links auf die Förderstränge 32b und 32c.

In entsprechender Weise geben die vertikalen Injektionsleisten 74 in dem ersten Zwischenbereich 88a ihre Prozessgasströme 70 in Förderrichtung 30 immer abwechselnd nach rechts und links in Richtung auf die Förderstränge 32a und 32b und in dem zweiten Zwischenbereich 88b in Förderrichtung 30 immer abwechselnd nach rechts und links in Richtung auf die Förderstränge 32b und 32c ab.

Auch entlang der Seitenwand 16c des Gehäuses 16 findet sich eine alternierende Anordnung von vertikalen Heizleisten 54 und vertikalen Injektionsleisten 74, die jedoch alle jeweils in Richtung auf den ersten Förderstrang 32a wirken. Entlang der gegenüberliegenden Seitenwand 16d des Gehäuses 16 ist eine entsprechende alternierende Anordnung von vertikalen Heizleisten 54 und vertikalen Injektionsleisten 74 vorgesehen, die alle jeweils in Richtung auf den dritten Förderstrang 32c wirken.

Wie in Figur 13 zu erkennen ist, werden die Fördergestelle 44 auf den einzelnen Fördersträngen 32a, 32b und 32c in Förderrichtung 30 versetzt zueinander gefördert.

Ein entsprechender Zwischenbereich kann auch bei den zwei Fördersträngen 32a und 32b bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 10 vorhanden sein, in dem dann auch analog Heizelemente 52 des Heizsystems 48 und Lokal-Injektionseinrichtungen 68 des Prozessgassystems 64 angeordnet sein können.

Wenn ein Zwischenbereich zwischen zwei Fördersträngen vorhanden ist, können dort auch Absaugöffnungen 62 des Absaugsystems 60 vorgesehen sein. So können weitgehend symmetrische Strömungsverhältnisse erzeugt werden, indem von der Seite her Prozessgas 66 zugeführt und das Abgas 58 in der Mitte abgesaugt wird.

Bei der thermischen Behandlung von Materialien 12 kann es erforderlich sein, dass dabei dem Material 12 in zwei verschiedenen Prozessschritten unterschiedliche Prozessgase zugeführt werden müssen. In diesem Fall weist der Prozessraum 20 wenigstens zwei Prozessbereiche auf. In diesen Prozessbereichen befindliche Lo- kal-lnjektionseinrichtungen 68 werden dann von dem Prozessgassystem 64 unabhängig voneinander mit dem für den jeweiligen Prozessbereich erforderlichen Prozessgas versorgt. Die für den Betrieb der jeweiligen Lokal-Injektionseinrichtungen 68 in den jeweiligen Prozessbereichen erforderlichen Parameter können dabei unabhängig voneinander eingestellt werden. Hierzu zählen neben der Art des jeweiligen Prozessgases unter anderem dessen Temperatur, der Abgabedruck und das abgegebene Volumen pro Zeiteinheit.

Bei einer nicht eigens gezeigten Abwandlung können Heizelemente 52 und Lokal- Injektionseinrichtungen 68 zu einer Lokal-Heiz-und-Injektionseinrichtung kombiniert sein. Auf diese Weise ist es unter anderem auch möglich, dass Prozessgas 66 bei seinem Austreten aus den Injektionsdüsen 76 noch thermisch zu beeinflussen.

Bei allen beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die Heizelement 52 als vertikale Heizleisten 54 ausgebildet. Bei nicht eigens gezeigten Abwandlungen können alternativ oder ergänzend horizontale Heizleisten vorgesehen sein. Solche horizontalen Heizleisten können sich über die gesamte Länge des Prozessraumes 20 erstrecken. Bei einer Variante können auch mehrere horizontale Heizelemente in Förderrichtung 30 aufeinander folgende angeordnet sein, die sich jeweils lediglich über einen Abschnitt des Prozessraumes 20 erstrecken. In vertikaler Richtung können jeweils mehrere horizontale Heizleisten mit jeweils einem Abstand zueinander vorgesehen sein.

Lokal-Injektionseinrichtungen 68, die am Eingang 22 oder am Ausgang 24 des Gehäuses 16 angeordnet sind, können dazu verwendet werden, eine jeweilige Strömungsschleuse zu etablieren, um dort eine Vermischung der Prozessgasatmosphäre 50 im Prozessraum 20 mit der Umgebungsatmosphäre außerhalb des Gehäuses 16 zu verhindern oder zumindest zu verringern. Bei anderen nicht eigens gezeigten Abwandlungen können die Lokal-Injektionseinrichtungen 68 auch in unregelmäßigen Abständen oder Gruppierungen in Förderrichtung 30 angeordnet sein. Die ist insbesondere dann günstig, wenn die thermische Behandlung beispielsweise in aufeinanderfolgenden thermischen Stufen stattfinden soll. Alternativ kann auch das Prozessgassystem 64 derart eingerichtet sein, dass verschiedene Lokal-Injektionseinrichtungen 68 auch unterschiedliche Prozessgasströme 70 abgeben können, die sich im abgegebenen Volumen pro Zeiteinheit und/oder in ihrer Temperatur unterscheiden.

Ferner sind bei den erläuterten Ausführungsbeispielen die Lokal-Injektionseinrichtungen 68 an den Seitenwänden 16c und 16d und/oder in den Zwischenbereichen 8686a bzw. 86b auf einer geometrischen Geraden angeordnet, die senkrecht zur Förderrichtung 30 verläuft. Bei nicht eigens gezeigten Abwandlungen können die Lokal-Injektionseinrichtungen 68 auch bezogen auf eine solche geometrische Grade versetzt zueinander angeordnet sein. Dies ist beispielsweise in Figur 13 bei den Lokal-Injektionseinrichtungen 68 in den Zwischenbereichen 86a, 86b im Vergleich zu den Lokal-Injektionseinrichtungen 68 an den Seitenwänden 16c, 16d der Fall. Einander gegenüberliegende Lokal-Injektionseinrichtungen 68 in den Zwischenbereichen 86a, 86b ihrerseits befinden sich auf jeweils einer gemeinsamen solchen geometrischen Geraden. Einander gegenüberliegende Lokal-Injektionseinrichtungen 68 an den Seitenwänden 16c, 16d befinden sich ebenfalls auf einer gemeinsamen solchen geometrischen Geraden, die jedoch von der geometrischen Geraden bezogen auf die Lokal-Injektionseinrichtungen 68 in den Zwischenbereichen 86a, 86b verschieden sind. Somit können die Abstände der Lokal-Injektionseinrichtungen 68 zu den Tragstrukturen 40 unterschiedlich sein.

Bei weiteren nicht eigens gezeigten Abwandlungen können die vertikalen Injektionsleisten 74 auch Injektionsdüsen 76 haben, welche die jeweiligen Prozessgasströme 70 in verschiedene Richtungen abgeben. Bei ergänzenden Abwandlungen können die Lokal-Injektionseinrichtungen durch die Seitenwände 16c, 16d des Gehäuses 16 geführt oder in diese integriert sein. Entsprechende Injektionsleisten 74 können auch dann vertikal oder horizontal ver laufen. Auch sind Injektionswände denkbar, welche beispielsweise in Form von keramischen Platten oder Mauerwerk zwischen der Förderbahn 32 oder den Fördersträngen 32a, 32b oder 32a, 32b, 32c und den Heizelementen 52 vorgesehen sind Darüber hinaus können Lokal-Injektionseinrichtungen 68 von den Auflageböden 34 oder den Traggestellen 44 mitgeführt werden.

Bei einer weiteren Variante können die Lokal-Injektionseinrichtungen 68 auch in der Weise ausgebildet sein, dass Prozessgasströme 70 durch eine gezielte Absaugung erzeugt werden, durch welche Prozessgas 66 zu den Tragstrukturen 40 und dem Material 12 gesaugt wird. Hierzu können beispielsweise Saugrohre vorgesehen sein, die nahe an die Förderbahn 32 und die verwendeten Tragstrukturen 40 bzw. Traggestelle 44 heranreichen. Damit können Abgase 58, die am Material 12 entstehen, direkt abgesaugt werden, wobei dort ein Unterdruck entsteht und an anderer Stelle in den Prozessraum 20 eingeblasenes Prozessgas 66 gezielt nachströmt.

Figur 14 veranschaulicht ein zehntes Ausführungsbeispiel eines Ofens 10, bei welchem die Lokal-Injektionseinrichtungen 68 des Prozessgassystems 64 durch Injektionswand-Abschnitte 90 von Injektionswänden 92 ausgebildet sind, welche jewei mehrere Injektionsdüsen 76 aufweisen. Die Injektionswände 92 bestehen aus feuerfestem Material.

Die Injektionswände 92 flankieren die Förderbahn 32 auf beiden Seiten und unter teilen den Innenraum 18 in den Prozessraum 20 und jeweils den Prozessraum 20 flankierende Einblasräume 94, die zu dem Prozessgassystem 64 gehören und übei die Versorgungseinrichtung 80 mit Prozessgas 66 gespeist werden. Hierfür sind beim vorliegenden Ausführungsbeispiel Einblasöffnungen 96 im Boden der Strömungsräume 94 vorgesehen.

Die Injektionsdüsen 76 sind bei den Injektionswand-Abschnitten 90 der Injektionswände 92 als Durchgangsöffnungen 98 ausgebildet. Bei einer Abwandlung können die Injektionsdüsen 76 bei den Injektionswand-Abschnitten 90 auch als gesonderte Baueinheiten vorgesehen sein, die auch beweglich in den Injektionswand- Abschnitten 90 gelagert sein können. Die Injektionsdüsen 76, d.h. die Durchgangsöffnungen 98, verbinden die Einblasräume 94 fluidisch mit dem dazwischen angeordneten Prozessraum 20. In den Einblasräumen 94 befinden sich außerdem die Heizelemente 52, so dass diese auch auf das Prozessgas 66 in den Strömungsräumen 94 wirken. Aus jeder Durchgangsöffnung 98 tritt dann Prozessgas 66 als jeweiliger Prozessgasstrom 70 in den Prozessraum 20 ein. Bei einer Abwandlung können auch in dem Prozessraum 20 Heizelemente 52 vorhanden sein.

Das Wandmaterial und die Wandkonstruktion der Injektionswände 92 kann nach Kriterien ausgewählt sein, bei denen die Wärmeenergie der Heizelemente 52 weitgehend verlust- und verzögerungsfrei in den Prozessraum 20 und zu dem Material 12 gelangt, das in dem Fördergestell 44 angeordnet ist.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Durchgangsöffnungen 98 in den Injektionswand-Abschnitten 90 als Durchgangsschlitze 100 ausgebildet, die horizontal verlaufen. Die einzelnen Durchgangsschlitze 100 sind auf Höhenniveaus angesiedelt, die zu den Höhenniveaus der Strömungsdurchgänge 46 in den Fördergestellen 46 passen, so dass die Prozessgasströme 70 das dortige Material 12 gut erreichen können. In Figur 14 ist ebenso wie in den Figuren 15 und 16 auf jedem Auflageboden 34 nur eine einzige Tragstruktur 40 gezeigt. Andere Geometrien und Ausrichtungen der Durchgangsöffnungen 98 sind möglich. Dieser Ofen 10 funktioniert nun derart, dass das Prozessgas 66 durch die Versorgungseinrichtung 80 in die Einblasräume 94 eingeblasen wird, die Einblasräume 94 durchströmt und dann von beiden Seiten durch die Injektionsdüsen 76 der Injektionswände 92 als Prozessgasstrom 70 in den Prozessraum 20 eintreten, wo die Prozessgasströme 70 jeweils durch einen Strömungsdurchgang 46 des Fördergestells 44 hindurch zu dem von den Tragstrukturen 40 aufgenommenem Material 12 gelangen.

Wie bei den oben erläuterten Injektionsdüsen 76 können auch die Durchgangsöffnungen 98 in den Injektionswänden 92 derart eingerichtet sein, dass die Prozessgasströme 70 parallel zu einer horizontalen Bezugsebene oder nach oben oder nach unten geneigt zu einer solchen horizontalen Bezugsebene aus den Lokal-Injektionseinrichtungen 68, d.h. hier den Injektionswand-Abschnitten 90 der Injektionswände 92, abgegeben werden.

Die Absaugung von Abgas 58 aus dem Prozessraum 20 erfolgt wieder durch Absaugöffnungen 62 des Absaugsystems 60 im Boden des Prozessraumes 18.

Figur 15 zeigt ein abgewandeltes elftes Ausführungsbeispiel, bei dem nur auf einer Seite der Förderbahn 32 Injektionswand-Abschnitte 90 eine Injektionswand 92 bilden, wodurch auch nur auf dieser Seite neben dem Prozessraum 20 ein Einblasraum 94 für Prozessgas 66 ausgebildet ist.

Auf der gegenüberliegenden Seite der Förderbahn 32 ist eine Absaugwand 102 vorhanden, die den Prozessraum 20 von einem Absaugraum 104 trennt. In dem Absaugraum 104 befinden sich die Absaugöffnungen 62 des Absaugsystems 60. Die Absaugwand 104 weist eine Vielzahl von Durchtrittsöffnungen 106 auf, welche den Prozessraum 20 fluidisch mit dem Absaugraum 104 verbinden.

In der Praxis sind die Injektionswand 92 und die Absaugwand 102 und deren Durchgangsöffnungen 98 bzw. Durchtrittsöffnungen 106 strukturell identisch. Die Bezeichnung Injektionswand bzw. Absaugwand ergibt sich aus der technischen Funktion bezogen auf den Prozessraum 20. Allgemein ausgedrückt sind sowohl eine Injektionswand 92 als auch eine Absaugwand 102 Durchströmungswände 108.

Wie in Figur 15 zu erkennen ist, sind nur im Einblasraum 94 Heizelemente 52 in einer Heizleistenreihe 56a angeordnet. Bei einer Abwandlung können Heizelemente 52 auch in dem Absaugraum 104 und/oder im Prozessraum 20 vorhanden sein.

Bei dem in Figur 15 gezeigten Ofen 10 der Einblasraum 94 mittels der Versorgungseinrichtung 80 mit Prozessgas 66 gespeist, welches durch die Injektionswand 92 in den Prozessraum 20 gelangt und dort zu dem Material 12 bzw. durch das Fördergestell 44 hindurch strömt. Aus dem Prozessraum 20 strömen Abgas 58 und überschüssiges Prozessgas 66 durch die Durchtrittsöffnungen 106 in der Absaugwand 102 hindurch in den Absaugraum 104 ein, aus dem sie dann über die Absaugöffnungen 62 abgezogen werden.

Entsprechende Injektionswände 92 und/oder Absaugwände 102 können auch bei den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 9 bis 13 jeweils in Förderrichtung 30 rechts und links neben jeweils einem der mehreren Förderstränge 32a, 32b bzw. 32a, 32b und 32c vorhanden sein. Gegebenenfalls kann zwischen zwei Fördersträngen 32a, 32b oder 32b, 32c auch jeweils ein Einblasraum 94 und zu beiden Seiten neben der mehrsträngigen Förderbahn 32 jeweils ein Absaugraum 104 ausgebildet sein.

Figur 16 veranschaulicht ein zwölftes Ausführungsbeispiel eines Ofens 10. Bei diesem Ofen 10 umfasst das Fördersystem 28 mehrere Prozessgehäuse 1 10, mit welchen die Tragstrukturen 40 mit dem Material 12 durch den Prozessraum 20 gefördert werden. Ein solches Prozessgehäuse 1 10 umfasst bei dem Ofen 10 gemäß Figur 16 einen der Auflageböden 34 und zwei Injektionswand-Abschnitte 90, die von den Auflageböden 34 mitgeführt werden. Dabei sind bei einem Prozessgehäuse 1 10 jeweils zwei Injektionswand-Abschnitte 90 zu beiden Seiten in Richtung senkrecht zur Förderrichtung 30 an dem Auflageböden 34 befestigt, so dass sich die Injektionswand-Abschnitte 90 gemeinsam mit dem Auflageboden 34 durch den Prozessraum bewegen. Die Injektionswand-Abschnitte 90 werden dabei an der Decke 16b geführt, wozu sie dort in Führungsschienen 1 12 laufen.

Der Begriff Gehäuse bedeutet bei den Prozessgehäusen 1 10 nicht, dass sie geschlossen sind. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind sie beispielsweise zumindest an den in die oder entgegen der Förderrichtung 30 weisenden Stirnseiten offen.

Wenn mehrere solche Prozessgehäuse 1 10 in dem Prozessraum 20 hintereinander angeordnet sind, bilden deren Injektionswand-Abschnitte 90 in Förderrichtung 30 jeweils eine Injektionswand 92 aus und es gibt wieder zwei Einblasräume 94 zu beiden Seiten der Förderbahn 32. Die Absaugöffnungen 62 des Absaugsystems 60 sind im Prozessraum 20 an der Decke 16b des Gehäuses 16 vorgesehen und daher in Figur 16 nicht zu erkennen.

Bezogen auf eine oder mehrere Tragstrukturen 40, die auf einem bestimmten Auflageboden 34 eines Prozessgehäuses 1 10 angeordnet sind, sind die Injektionswand-Abschnitte 90 somit stationär angeordnet.

Auf diese Weise sind die Durchgangsöffnungen 98 also stets in der gleichen Lage und Orientierung bezogen auf die Tragstrukturen 40 bzw. bezogen auf die Strömungsdurchgänge 46, wenn mehrere Tragstrukturen 40 auf dem Auflageboden 34 aufeinander gestapelt sind. So kann das Material 12 in jeder Position der Tragstrukturen 40 im Prozessraum 20 stets in gleichem und reproduzierbaren Maße mit Prozessgas 66 beaufschlagt werden.

Im Gegensatz dazu kommt es bei den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 14 und 15 dazu, dass sich die Tragstrukturen 40 in Förderrichtung 30 in Bereichen zwischen zwei benachbarten Durchgangsöffnungen 98 befinden, so dass in diesen Fördersituationen weniger Prozessgas 66 zu dem Material 12 gelangt als in den Fördersituationen, in denen die Trag strukturen 40 sich neben den Durchgangsöffnungen 106 befinden.

Das Prozessgehäuse 1 10 gehört originär zu dem Transportsystem 28, umfasst mit den Injektionswand-Abschnitten 90 jedoch auch Komponenten, die dem Prozessgassystem 64 zuzuordnen sind.

Bei einer Abwandlung kann ein Prozessgehäuse 1 10 lediglich einen Injektionswand-Abschnitt 90 einer Injektionswand 92 aufweisen, während auf der gegenüberliegenden Seite ein entsprechender Injektionswand-Abschnitt einer dann insgesamt ausgebildeten Absaugwand 102 vorhanden ist. In diesem Fall wird das Prozessgehäuse 1 10 von Prozessgas 66 durchströmt und Abgas 58 wird durch die Absaugwand 102 abgesaugt. In diesem Fall umfasst das Prozessgehäuse 1 10 auch Komponenten, die dem Absaugsystem 60 zuzuordnen sind.

In Figur 17 ist als dreizehntes Ausführungsbeispiel ein Ofen 10 gezeigt, bei dem die Injektionswand-Abschnitte 90 der Injektionswand 92 des Prozessgehäuses 1 10 als Hohlwand 1 14 mit einem Wandinnenraum 1 16 ausgebildet sind, der über die Durchgangsöffnungen 98 fluidisch mit dem Prozessraum 20 in Verbindung steht. Die Hohlwände 1 14 haben an ihren unteren Schmalflanken jeweils einen Durchgang 1 18, durch welchen Prozessgas 66 in den Wandinnenraum 1 16 einströmen kann. Beide Hohlwände 1 14 dienen in diesem Fall als Injektionswand 92.

Hierzu umfasst das Prozessgassystem 64 am Boden 16a des Gehäuses 16 für jede Hohlwand 1 14 eine Rinne 120 mit U-förmigem Querschnitt, auf deren oberen Rändern die Hohlwände 1 14 gleitend aufliegen. Die Hohlwände 1 14 weisen in Förderrichtung 30 vorne und hinten nach unten abragende Dichtzungen 122 auf, welche in die jeweilige Rinne 120 hineinragen und entsprechen zum Querschnitt der Rinne 120 komplementär sind. In Förderrichtung 30 zwischen diesen Dichtzungen 122 ist dann in der Rinne 120 eine bewegliche Eingangskammer 124 für Prozessgas ausgebildet, die sich mit dem Prozessgehäuse 1 10 mitbewegt. Die Dichtzungen 122 dichten diese Eingangskammern 124 nicht hermetisch ab, vielmehr verbleibt zwischen den Rändern der Dichtzungen 122 und der Zuführrinne 120 ein Spalt. Dies reicht jedoch aus, um durch in die Eingangskammer 124 einströmendes Prozessgas 66 einen Überdruck aufzubauen, so dass Prozessgas 66 dann aus der Eingangskammer 124 durch den Durchgang 1 18 in den Wandinnenraum 1 16 der Hohlwand 1 14 einströmt und von dort durch die Durchgangsöffnungen 98 in den Prozessraum 20 und zu dem Material 12 in den Tragstrukturen 40 gelangt.

Die Rinnen 120 weisen in Förderrichtung 30 in regelmäßigen Abständen Öffnungen auf, die in den Figuren nicht zu erkennen sind. Diese Öffnungen der Rinnen 120 sind in Förderrichtung 30 in einem Abstand angeordnet, bei dem sichergestellt ist, dass eine sich bewegende Eingangskammer 124 stets mindestens eine Öffnung abdeckt, wenn das Prozessgehäuse 1 10 durch den Prozessraum 20 gefördert wird. Durch diese Öffnungen kann Prozessgas 66 in die Zuführrinnen 120 eingeblasen werden, welches dann durch die sich bewegende Eingangskammer 124 in die Hohlwand 1 14 strömt.

Wenn mehrere Prozessgehäuse 1 10 mit den Hohlwänden 1 14 hintereinander im Prozessraum 20 angeordnet sind, ist der Prozessraum 20 von Heizräumen 126 flankiert, in denen die Heizelemente 52 angeordnet sind. Die Hohlwände 120 sind so konstruiert, dass die Wärmeenergie der Heizelemente 52 weitgehend verlust- und verzögerungsfrei in den Prozessraum 20 und zu dem Material 12 gelangt, das in dem Fördergestell 44 angeordnet ist. Alternativ kann auch nur das Prozessgas 66 für die nötige Temperatur im Prozessraum 20 sorgen, wozu das Prozessgas 66 entsprechend konditioniert und erhitzt in die Zuführrinnen 120 eingeblasen wird. Das Absaugsystem 60 saugt Abgas 58 beim hier beschriebenen Ausführungsbeispiel wieder über Absaugöffnungen 62 ab, die in der Decke 16b des Gehäuses 16 im Bereich des Prozessraumes 18 angeordnet sind.

Bei einer Variante kann aber auch nur eine der beiden Hohlwände 1 14 als Injektionswand 92 dienen, während die andere Hohlwand 1 14 als Absaugwand 102 kon- zeptioniert ist. In diesem Fall wird über die Öffnungen der zu dieser Absaugwand 102 gehörenden Rinne 120 kein Prozessgas 66 eingeblasen, sondern Abgas 58 und überschüssiges Prozessgas 66 abgesaugt.

Bei weiteren, hier nicht eigens gezeigten Abwandlungen können die Hohlwände 1 14 auch den Durchgängen 1 18 entsprechende Durchgänge an der Oberseite haben, wobei dann an der Decke 16b des Gehäuses 16 zu den Hohlwänden 1 14 komplementäre Rinnen vorhanden sind, die den Rinnen 120 entsprechen und passende Öffnungen aufweisen, die zum Einblasen von Prozessgas 66 oder zum Absaugen von Abgas 58 dienen. In entsprechender Weise haben die Hohlwände 1 14 dann nach oben abragende Dichtzungen.

Bei einem Fördersystem 28 mit mehreren Fördersträngen 32a, 32b oder 32a, 32b, 32c können Hohlwände 1 14 zwischen zwei Tragstrukturen 40 vorhanden sein. Wahlweise hat eine solche mittige Hohlwand 1 14 dann Durchgangsöffnungen 98 zu beiden Seiten hin oder es werden zwei Hohlwände 1 14 nebeneinander angeordnet, deren Durchgangsöffnungen 98 in entgegengesetzte Richtungen weisen. Gegebenenfalls kann das Prozessgehäuse 1 10 oben eine Decke haben, die in Figur 19 gestrichelt angedeutet ist.