<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zur Entgasung und Verdichtung keramischer Massen.
Es ist bekannt, dass man die Eigenschaften gebrannter keramischer Erzeugnisse dadurch verbessern kann, dass man den zur Herstellung der Fertigerzeugnisse verwendeten keramischen Massen die darin enthaltene Luft oder die sonst darin enthaltenen Gase durch Evakuierung der Massen entzieht. Durch diese Entlüftung (Entgasung) wird eine Verdichtung des Scherbens und im Gefolge davon eine Verbesserung wichtiger Eigenschaften, wie Wasseraufnahme, Druckfestigkeit, Schlackenbeständigkeit, Temperaturwechselbeständigkeit usf., erzielt.
Bisher hat man zur Entlüftung (Entgasung) keramischer Massen zwei Verfahren angewendet :
1. Keramische Massen werden in trockenem Zustande entlüftet und im Vakuum durch Zusatz
EMI1.1
noch im Vakuum.
2. Feucht aufbereitete keramische Massen werden auf den sogenannten Vakuumpressen entlüftet (entgast), deren Arbeits-und Wirkungsweise bekannt ist.
Die beiden erwähnten Verfahren stellen gegenüber der ohne Entlüftung (Entgasung) arbeitenden keramischen Fertigung einen bedeutenden Fortschritt dar, doch lassen sie sich nicht für alle Formungsarten in der keramischen Industrie anwenden. Das trifft insbesondere zu für das zuerst genannte Verfahren, nach dem nur trockene keramische Massen entlüftet werden können ; aber auch das zweitgenannte Verfahren gestattet z. B. nicht die wirksame Entlüftung handgeformter und nach dem
EMI1.2
gemeinsam, dass die Entlüftung (Entgasung) an einer bestimmten Stelle des Fertigungsverfahrens vorgenommen werden muss, u. zw. vor der Verformung, so dass z. B. die Entlüftung nach der Verformung mit diesen Verfahren nicht möglich ist.
Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren, das sich auf die Entlüftung (Entgasung) feucht aufbereiteter, jedoch nicht flüssiger keramischer Massen bezieht, durch welches die vorerwähnten Unzulänglichkeiten der bisher angewendeten Verfahren behoben und ausserdem noch eine Verbesserung des Fertigerzeugnisses durch besonders kräftige Verdichtung der keramischen Massen erzielt wird. Durch eingehende Versuche wurde festgestellt, dass feucht aufbereitete keramische Massen mit und ohne Magerungsmittel weitgehend luftdurchlässig sind, so dass der im Innern der Masse herrschende Luft (Gas) druck sich rasch dem die Masse umgebenden Luft (Gas) druck anpasst.
Diese Luftdurchlässigkeit besteht auch-im Gegensatz zur heute gültigen Anschauung-bei umfangreichen Masse- stricken, so dass bei genügender Verdünnung der umgebenden Luft unter Einhaltung einer bestimmten Dauer eine sehr weitgehende Entlüftung (Entgasung des Massestiickes) erzielt wird, ohne dass, wie z. B. bei den Vakuumpressen, eine Aufteilung der Masse in viele feine Massestränge oder Masseteilchen erforderlich ist. Es wurde ferner festgestellt, dass ein unmittelbar nach der erfolgten Evakuierung plötzlich, d. h. schlagartig auf die evakuierten Massekörper einwirkender erhöhter Luft (Gas) druck, z. B. der Druck der atmosphärischen Luft, eine sehr starke Verdichtung der Masse herbeiführt, dergestalt, dass die entgaste und verdichtete Masse fast vollkommen luftundurchlässig wird.
So bewirkte beispielsweise eine derart entgaste und verdichtete Tonschicht von 2 cm Dicke, die als Verschluss eines evakuierten Behälters diente, dass der Druck im Innern dieses Behälters innerhalb 24 Stunden nur um etwa 3 mm Quecksilbersäule anstieg. Die starke Verdichtung wird dadurch bewirkt, dass der
<Desc/Clms Page number 2>
plötzlich auftretende Gasdruck die an der Oberfläche befindlichen Poren und Kanäle, die Luft in das
Innere führen könnten, vollkommen verschliesst. Die Versuche ergaben ferner, dass die Entlüftung feuchter keramischer Massen bis zu jedem gewünschten Grad getrieben werden kann. Ein Vakuum bis zum Siedepunkt der Anmachflüssigkeit bewirkt, dass die Dämpfe derselben die letzten Reste von Luft aus der Masse vertreiben.
Durch Erwärmung der keramischen Masse lässt sich dabei der Siedepunkt der Anmachflüssigkeit schon bei einem geringeren Unterdruck erreichen. Die weitgehende Entlüftung (Entgasung) der keramischen Masse in Verbindung mit der unmittelbar darauffolgenden starken Verdichtung bewirkt, dass auch verhältnismässig grosse Hohlräume im Massekörper, sogenannte Lunker, wie sie z. B. bei der Handformung immer wieder vorkommen, vollkommen verschwinden und dass auch Schichtungen im Aufbau der keramischen Masse, wie sie sich z. B. beim Stampfen ergeben, unwirksam gemacht werden.
Die Durchführung des den Gegenstand der Erfindung bildenden Verfahrens ist einfach. Die Luft (Gas) entziehung und Verdichtung der keramischen Masse wird von dem übrigen Aufbereitungsund Verformungsvorgang vollkommen getrennt und in einem geeigneten Apparat, z. B. in einem Vakuumkessel bekannter Art, vorgenommen, wobei die an die Entlüftung anschliessende Verdichtung durch plötzliche Einwirkung eines Gasdruckes auf die im Vakuumraum befindliche keramische Masse herbeigeführt wird. Beispielsweise genügt plötzliches Einströmen atmosphärischer Luft durch eine geeignete Einströmöffnung in den Vakuumraum. Diese einfache Verfahrensart ermöglicht die Weiterbenutzung aller bisher verwandten Aufbereitungs-und Formgebungsmethoden und Maschinen.
Sie gestattet ferner, was besonders vorteilhaft ist, die Entlüftung und Verdichtung in jedem beliebigen Abschnitt des Verarbeitungsvorganges, insbesondere auch nach der Verformung. Es hat sich gezeigt, dass die besten Ergebnisse beim Fertigerzeugnis erzielt werden, wenn Entlüftung und Verdichtung am bereits fertiggeformten Formling vorgenommen werden. Dabei ist es gleichgültig, welches Formverfahren angewendet wurde, also z. B. Formgebung auf der Strangpresse, auf der durch Muskeloder Maschinenkraft betriebenen Naehpresse oder Formgebung von Hand aus durch Einwerfen von kleinen oder grossen Batzen in die Form, durch Einstampfen der Masse in die Form u. dgl. Die Entlüftung und Verdichtung wird von jeglicher Aufbereitungs-und Verformungsart unabhängig. Die Vorteile, die sich hiedurch, z.
B. gegenüber der Entlüftung auf sogenannten Vakuumpressen, ergeben, sind namentlich für die Handformerei sehr wichtig. Selbst angenommen, dass für die Handformerei eine auf der Vakuumpresse entlüftete Masse verwendet würde, so ergeben sich bei der Aufteilung des entlüfteten Massestranges und beim Einwerfen oder Einstampfen dieser kleineren Teile in die Form mit Notwendigkeit neue Lufteinschlüsse und Schichtungen.
Das Verfahren nach der Erfindung gestattet aber auch, den beabsichtigten Zweck mit grösserer Sicherheit zu erreichen, denn während bei der Vakuumpresse die Erzielung und namentlich die Konstanthaltung des erforderlichen Vakuums in hohem Masse von der gleichmässigen Beschickung der Presse abhängig ist sowie von der Abdichtung durch die noch nicht entlüftete Masse, fallen diese Bedingungen bei dem neuen Verfahren gar nicht in die Waagschale. Weitere Nachteile der Vakuumpresse sind der hohe Verschleiss der die Aufteilung der Masse besorgenden Maschinenteile (Lochplatten, Schlitz- platten usw. ) und der hohe Kraftbedarf.
PATENT-ANSPRÜCHE :
EMI2.1
keramischer Massen, dadurch gekennzeichnet, dass die Entgasung unabhängig, d. h. zeitlich und räumlich getrennt von den Aufbereitungs-und Formgebungsvorgängen in an sich bekannter Weise, z. B. in Vakuumapparaten, durchgeführt und die Verdichtung durch unmittelbar auf die Entgasung folgenden plötzlich einwirkenden Gasdruck, z. B. durch atmosphärische Luft, herbeigeführt wird.
<Desc / Clms Page number 1>
Process for degassing and compressing ceramic masses.
It is known that the properties of fired ceramic products can be improved by removing the air or the gases otherwise contained therein from the ceramic masses used to manufacture the finished products by evacuating the masses. This deaeration (degassing) leads to a compression of the body and, as a result, an improvement in important properties such as water absorption, compressive strength, slag resistance, thermal shock resistance, etc.
So far, two methods have been used for venting (degassing) ceramic bodies:
1. Ceramic bodies are deaerated when dry and in a vacuum by adding
EMI1.1
still in a vacuum.
2. Ceramic masses prepared wet are vented (degassed) on what are known as vacuum presses, the mode of operation of which is known.
The two processes mentioned represent a significant advance compared to ceramic production, which works without venting (degassing), but they cannot be used for all types of molding in the ceramic industry. This applies in particular to the first-mentioned method, according to which only dry ceramic masses can be deaerated; but also the second method allows z. B. not the effective venting hand-formed and after
EMI1.2
in common that the venting (degassing) must be carried out at a certain point in the manufacturing process, u. between before the deformation, so that z. B. the venting after deformation is not possible with this method.
The subject matter of the invention is a method that relates to the venting (degassing) of moist, but not liquid ceramic masses, by means of which the above-mentioned inadequacies of the previously used processes are eliminated and also an improvement of the finished product through particularly strong compression of the ceramic masses is achieved. Extensive tests have shown that ceramic masses prepared wet with and without a lean agent are largely air-permeable, so that the air (gas) pressure inside the mass quickly adapts to the air (gas) pressure surrounding the mass.
This air permeability also exists - in contrast to the current view - in extensive mass ropes, so that if the surrounding air is sufficiently diluted and maintained for a certain period of time, a very extensive venting (degassing of the mass piece) is achieved without, e.g. B. in vacuum presses, a division of the mass into many fine mass strands or mass particles is required. It was also found that immediately after the evacuation, a sudden, H. Suddenly acting on the evacuated mass body increased air (gas) pressure, z. B. the pressure of the atmospheric air, brings about a very strong compression of the mass, in such a way that the degassed and compressed mass is almost completely impermeable to air.
For example, a clay layer 2 cm thick, degassed and compressed in this way, which served as a seal for an evacuated container, caused the pressure inside this container to rise by only about 3 mm of mercury within 24 hours. The strong compression is caused by the
<Desc / Clms Page number 2>
Sudden gas pressure affects the pores and channels on the surface that allow air to enter
Could lead inside, completely locked. The tests also showed that the deaeration of moist ceramic masses can be carried out to any desired degree. A vacuum to the boiling point of the mixing liquid causes the vapors of the same to drive the last remains of air out of the mass.
By heating the ceramic mass, the boiling point of the mixing liquid can be reached even at a lower negative pressure. The extensive venting (degassing) of the ceramic mass in connection with the immediately following strong compression has the effect that even relatively large cavities in the mass body, so-called voids, as z. B. occur again and again in hand molding, completely disappear and that layers in the structure of the ceramic mass, as they are z. B. result when tamping, are made ineffective.
The method forming the subject of the invention is easy to carry out. The air (gas) extraction and compression of the ceramic mass is completely separated from the rest of the preparation and deformation process and is carried out in a suitable apparatus, e.g. B. in a vacuum vessel of known type, made, the subsequent to the venting compression is brought about by the sudden action of a gas pressure on the ceramic mass located in the vacuum space. For example, a sudden influx of atmospheric air through a suitable inflow opening into the vacuum space is sufficient. This simple type of process enables all previously used processing and shaping methods and machines to continue to be used.
It also allows, which is particularly advantageous, the venting and compression in any section of the processing process, in particular also after the deformation. It has been shown that the best results are achieved with the finished product when venting and compression are carried out on the molded part that has already been formed. It does not matter which molding process was used, e.g. B. shaping on the extruder, on the sewing press operated by muscle or machine power or shaping by hand by throwing small or large lumps into the mold, by pounding the mass into the mold and the like. Like. The venting and compression is independent of any type of preparation and deformation. The advantages that result, e.g.
B. compared to the ventilation on so-called vacuum presses, are very important, especially for hand molding. Even assuming that a mass that has been deaerated on the vacuum press would be used for the hand molding, when dividing the deaerated mass strand and throwing or tamping these smaller parts into the mold, new air inclusions and layers are necessary.
However, the method according to the invention also allows the intended purpose to be achieved with greater security, because while in the vacuum press the achievement and in particular the maintenance of the required vacuum depends to a large extent on the uniform loading of the press and on the sealing by the still non-deaerated mass, these conditions do not even apply to the new process. Further disadvantages of the vacuum press are the high level of wear and tear on the machine parts (perforated plates, slotted plates, etc.) and the high power requirement.
PATENT CLAIMS:
EMI2.1
ceramic masses, characterized in that the degassing is independent, d. H. temporally and spatially separated from the preparation and shaping processes in a manner known per se, e.g. B. in vacuum apparatus, carried out and the compression by immediately following the degassing suddenly acting gas pressure, z. B. by atmospheric air is brought about.