CN104395682B - 用于搁架系统的陶瓷板 - Google Patents

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Abstract

本发明包括带有陶瓷板1和空心轮廓件4的耐高温的窑具，陶瓷板1和空心轮廓件4具有桥接部2和5。此外，本发明包括搁架系统7，其至少包括：至少两个空心轮廓件4，其在空心轮廓件4的一侧处带有至少两个桥接部5；和至少一个陶瓷板1，其布置在空心轮廓件4上，其中，空心轮廓件4和陶瓷板1仅在桥接部2、5的区域中相接触。空心轮廓件4和陶瓷板1的接触面通过桥接部2和5彼此的互相倾斜的走向减小成点状支承。

Description

用于搁架系统的陶瓷板
技术领域
本发明涉及陶瓷板。此外，本发明涉及在高温工艺中作为窑具(Brennhilfsmittel，即，烧制辅助器件)的支架，其带有陶瓷板和空心轮廓件(Hohlprofil)。
背景技术
由带有耐高温特性的陶瓷材料构成的承载杆和放置板例如作为用于处理物的承载力的支架或作为窑具(BHM)用在高温工艺中，例如烧制和烧结工艺陶瓷。为了经济地利用提供的烧制室，使用放置系统，例如搁架结构。搁架利用待烧制的物品的装载可以不同的方式实现。在自动化的情况下，越来越多地通过操纵系统在烧制过程之后分开搁架结构，以便可因此将物品更容易地从搁架板取下且更容易地安放新的物品，且以便搁架板还可作为运输器件在窑炉之外进行利用。针对烧制工艺，将装载有物品的搁架板再次组装成搁架系统。
基于SiC的材料由于其很高的机械强度和耐热冲击性已经证实适用于搁架结构。SiC材料由于很低的特有的重量和很高的抗蠕变性而相对很轻且形状稳定。因此，SiC材料特别适合于自动化的转载和卸载。文献DE 10 2010 061 134 A1说明了由碳化硅构成的、用于窑车结构的这种陶瓷板，其中，在板的下侧处构造有杆状的空腔加强部，且杆状的空腔包围菱形部。然而，SiC在氧化环境中在大于900°C的温度的情况下转化成二氧化硅，由此还在窑具的表面处形成玻璃状的层。结果，取决于烧制温度和烧制持续时间，在窑具的接触面处出现粘接。随着温度的提升，氧化速率和因此玻璃层的形成增加。此外，随着温度的提升，玻璃层的粘性降低，这导致接触面的更好的润湿，由此强化了粘接。在文献DE 10 2010 061134 A1中公开的陶瓷板具有大的平面，在该面上还可可靠地支承很大的烧制物。在板的下侧处的杆状的空腔加强部还在安装在架子或窑车中时大面积地位于支撑部(Unterlage)上。在板和烧制物或板与支撑部之间的大的接触面在很高的温度的情况下在氧化环境中导致陶瓷板和烧制物或支撑部的大面积的粘在一起且因此导致烧制物或板的损伤。因此，在烧制温度高于1450°C时在氧化环境中不再产生在自动化地装载和卸载搁架结构时的无破坏的过程。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于高温工艺的经改善的放置系统或搁架系统，其通过避免面接触在应用在很高的温度的情况下在接触面处具有很小的粘接倾向。
本发明的目的通过专利权利要求1和9的特征来实现。由从属权利要求得到本发明的有利的设计方案。
根据本发明的陶瓷板用作用于高温应用的窑具且具有至少两个桥接部(Steg)，其布置在陶瓷板的上侧和/或下侧处，其中，桥接部在上侧和/或下侧处倒圆。因此，根据本发明的栅板具有的优点是，将陶瓷板与烧制物或其他的窑具(例如搁架系统)的接触面减小成点状的(在任何情况下线状的)接触部位。由此避免在接触部位处粘在一起。
为了可制成烧制物，尤其陶瓷产品，其必须在窑炉中进行烧制。为了引入和从窑炉中取出，将陶瓷产品支承在可用于运输产品的装置上。为此已知相应的窑车，其包括由支撑组件构成的窑车结构。用于烧制物的相应的支架或支撑系统由多个支撑部和支撑载体(例如承载杆、横杆和/或板)形成且总地被称为窑具。于是，借助于窑车将烧制物引入到窑炉中且在烧制之后将其从窑炉中再次取出。该工艺过程还可利用这种窑车自动进行。
优选地，桥接部的半径为1mm至20mm，且优选为2mm至10mm。在本发明的意义中，将桥接部的曲率半径称为半径。通过桥接部的弯曲最小化支承面。在所提及的限制中，一方面可实现可靠且稳定地支承烧制物，而另一方面可将在烧制物与陶瓷板之间的接触面保持得如此小，即，避免在烧制过程中粘在一起。此外，通过倒圆桥接部避免在放置陶瓷板时由于应力集中的碎裂。
优选地，桥接部与放在陶瓷板上的烧制物和/或与一个或多个其他的窑具(在其上放置有陶瓷板)具有点状或线状的接触面。特别优选地，不仅在桥接部与烧制物之间而且在桥接部与其他的窑具之间存在点状或线状的接触面。用于其他的窑具(其与陶瓷板直接接触)的示例尤其是放置系统，例如搁架结构。根据本发明，通过形成点状和线状的接触面避免陶瓷板与烧制物和/或其他的窑具粘在一起。点状的接触面通过在搁架系统的加热和冷却期间的热膨胀分开。因此，烧制物以及陶瓷板可通过很小的力消耗从处理装置无破坏地分开。
点状的接触面的最大面积优选为3mm2，特别优选地为1mm2。由此引起将在烧制物与陶瓷板之间的接触面保持得如此小，即，在烧制过程中没有出现粘在一起或仅出现很小地粘在一起。
陶瓷板的根据本发明的桥接部具有5mm至20mm的直径。在此，直径在桥接部的最宽的部位处来测量。
桥接部优选斜地布置在陶瓷板上且特别优选地沿着整个陶瓷板延伸。借助于此类布置方案在制造板时借助于粉浆浇注(Schlickerguss)实现模具的填充，而没有出现空气嵌入。
在陶瓷板的一特别优选的实施方式中，相应四个桥接部菱形地限制开口。
在一备选的实施方式中，开口圆形地来实施。
陶瓷板优选具有2×2至100×100个开口，且特别优选地具有10×10至50×50个开口。
根据本发明的陶瓷板具有5mm至20mm的厚度D和/或500mm至700mm的宽度B。
此外，本发明包括搁架系统，含有：
－ 至少两个空心轮廓件，其在空心轮廓件的侧部处带有至少两个桥接部，
－ 至少一个陶瓷板，其布置在空心轮廓件上，
其中，空心轮廓件和陶瓷板仅在桥接部的区域中相接触。
在根据本发明的搁架系统中可避免陶瓷板和空心轮廓件粘在一起，因为最小化了这两个构件的接触面。因此，陶瓷板可在烧制过程之后无阻抗地且因此还可自动化地从搁架系统取出。
空心轮廓件的桥接部和陶瓷板的桥接部仅线状地且优选点状地相接触。因此，根据本发明的陶瓷板和空心轮廓件具有的优点是，将接触面减小成点状的(在任何情况下线状的)接触部位。由此避免在接触部位处粘在一起。
在一特别优选的实施方式中，陶瓷板的桥接部和空心轮廓件的桥接部相互倾斜，从而在桥接部之间仅存在点状的接触面且由此进一步减小接触面。
在根据本发明的搁架系统的一优选的实施方式中，在空心轮廓件的桥接部与陶瓷板的桥接部之间的点状的接触面的最大面积为3mm2，优选为1mm2。由此引起将在空心轮廓件与陶瓷板之间的接触面保持得如此小，即，在烧制过程中没有出现粘在一起或仅出现很小地粘在一起。
空心轮廓件的桥接部高出空心轮廓件至少1mm，优选1.5mm至5mm。
空心轮廓件的桥接部优选布置在空心轮廓件的上侧和下侧处。
此外，空心轮廓件的桥接部沿着空心轮廓件的整个宽度来布置。
在另一可行的实施方式中，空心轮廓件含有附加的节块(Noppe)。由此，板在带有桥接部的情况下仅处在节块上，这引起进一步有利地最小化接触面。
根据本发明的搁架系统的陶瓷板和/或空心轮廓件含有碳化硅，优选再结晶碳化硅(RSiC)、氮化硅结合碳化硅(NSiC)、反应结合渗硅碳化硅(SiSiC)、无压烧结碳化硅(SSiC)和/或其混合物。
窑具在窑炉中经受很高的烧制温度且必须保持该状态。因此，窑具包括陶瓷材料，例如基于Al2O3、莫来石、RSiC、SiSiC或NSiC。在此，相应的材料的选择取决于相应的运行条件。陶瓷材料以粘稠的状态填充在石膏模具中且在其中进行变干。
此外，本发明包括带有桥接部的陶瓷板作为窑具在高温工艺中优选在搁架系统中(特别优选地在含有带有桥接部的空心轮廓件的搁架系统中)的使用。
附图说明
借助附图阐述本发明的有利的设计方案。其中：
图1显示了根据现有技术的陶瓷搁架板中(此处栅板)的俯视图，
图2根据图1沿着线A－A显示了陶瓷搁架板的截面图示，
图3显示了在根据图1的陶瓷搁架板的角部区域(Z)中的断面，
图4显示了根据本发明的陶瓷搁架板(此处栅板)的俯视图，
图5根据图4沿着线A－A显示了陶瓷搁架板的截面图示，
图6显示了在根据图4的陶瓷搁架板的角部区域(Z)中的断面，
图7根据图6沿着线G－G显示了陶瓷搁架板的截面图示，
图8显示了根据本发明的空心轮廓件(此处杆)的俯视图，
图9显示了根据图8的空心轮廓件的立体图示，
图10根据图8沿着线D－D显示了空心轮廓件的截段的截面图示，
图11根据图8沿着线C－C显示了空心轮廓件的截面图示，
图12显示了带有陶瓷板与空心轮廓件的搁架系统的俯视图，
图13显示了根据图12的搁架系统的侧视图，
图14根据图13沿着线F－F显示了搁架系统的截面图示，以及
图15根据图14显示了在陶瓷板与空心轮廓件之间的接触区域(H)中的断面。
具体实施方式
在图1、2和3中示出了根据现有技术的比较示例。在紧接的附图中阐述了本发明的实施例。
在图1、2和3中示出了带有开口3的栅板1，其用于在根据现有技术的窑炉中用作耐高温的支撑部。栅板(1)利用硅和碳化硅以粉浆浇注法成型且紧接着在氮气环境下烧结成氮化硅结合碳化硅(NSiC)。栅板(1)具有580mm的外部宽度(B)和10mm的厚度(D)。
在图4、5、6和7中示出了带有开口3的根据本发明的陶瓷板1。陶瓷板1利用硅和碳化硅以粉浆浇注法成型且紧接着在氮气环境下烧结成氮化硅结合碳化硅(NSiC)。陶瓷板1具有580mm的外部宽度B和12mm的厚度(D)。
根据本发明的陶瓷板1在其基本形状方面同样为栅板。根据本发明，陶瓷板1的表面不同于现有技术。在格栅上伸延有桥接部2，其相对于陶瓷板1抬高1mm。因此，置放的陶瓷板1仅放在桥接部2上。桥接部2在上侧处倒圆，在该实施例中带有3.6mm的半径。因此，在置放板1时应避免由于应力集中的碎裂且应减小陶瓷板1的接触面。根据本发明，减小接触面引起避免部件在烧制工艺中粘在一起。
在该实施例中，桥接部2斜地伸延通过陶瓷板1的整个宽度。但桥接部2还可仅实施在这样的区域中，在其中陶瓷板1通过空心轮廓件4支撑，或横向地通过棱形部的节点实施为中断的桥接部2。
在图8、9、10和11中显示了带有矩形截面的根据本发明的空心轮廓件4。在所显示的实施方式中，空心轮廓件4为杆。空心轮廓件4利用硅和碳化硅以粉浆浇注法成型且紧接着在氮气环境下烧结成氮化硅结合碳化硅(NSiC)。空心轮廓件4在58mm的高度和40mm的宽度的情况下具有2640mm的长度。
根据本发明，空心轮廓件的表面不同于现有技术。桥接部5(其相对于空心轮廓件表面抬高2mm)在空心轮廓件4的上侧和下侧处横向地伸延。因此，空心轮廓件4在竖着的位置中仅处在桥接部5上。桥接部5在上侧处倒圆，在该实施例中R=5mm。因此，在放置空心轮廓件4时应避免由于应力集中的碎裂且应减小空心轮廓件4的接触面。根据本发明，减小接触面引起避免部件在烧制工艺中粘在一起。空心轮廓件附加地含有节块6。因此，板在带有桥接部的情况下仅处在节块上，这引起进一步有利地最小化接触面。
在图12、13、14和15中显示了包括根据本发明的空心轮廓件4和陶瓷板1的搁架系统7。通过桥接部2和5的互相倾斜的走向将空心轮廓件4和陶瓷板1彼此的接触面减小成点状的支承。由此以有利的方式避免部件在烧制过程中粘在一起。
示例与比较示例
在1500°C、在10h的最大温度下的保持时间和75h的总的烧制循环的情况下的烧制过程中，对带有根据本发明的空心轮廓件4和陶瓷板1的搁架系统7作为窑具进行测试。
根据本发明的空心轮廓件4和陶瓷板1的接触面通过桥接部2和5彼此的互相倾斜的走向减小成点状支承。
相对于现有技术，在减小接触面的情况下，根据本发明的空心轮廓件4和陶瓷板1在烧结之后已经以令人吃惊的方式没有显示出粘接或仅显示出更小的粘接。
点状的接触面由于在搁架系统加热和冷却期间的热膨胀分开。空心轮廓件4与陶瓷板1的剩余的粘着可通过很小的力消耗从处理装置无破坏地分开。
参考标号列表
1 陶瓷板、栅板、搁架板
2 桥接部
3 开口
4 空心轮廓件、杆
5 桥接部
6 节块
7 搁架系统、放置系统
B 陶瓷板的宽度B
D 陶瓷板的厚度D。

Claims (16)

1.一种用于高温应用的、作为窑具的搁架系统(7)，至少包括
－ 至少两个空心轮廓件(4)，其在所述空心轮廓件(4)的侧部处带有至少两个桥接部(5)，
－ 至少一个陶瓷板(1)，其在所述陶瓷板(1)的上侧和/或下侧处带有至少两个桥接部(2)，其中，
－ 所述桥接部(2)在所述上侧和/或下侧处倒圆，
－ 所述桥接部(2)与处在所述陶瓷板(1)上的烧制物形成点状或线状的接触面，和/或
－ 所述桥接部(2)与一个或多个其他的窑具形成点状或线状的接触面，在该窑具上放有所述陶瓷板(1)，且
其中所述桥接部(2)斜地布置在所述陶瓷板(1)上，且沿着整个陶瓷板(1)来布置，并且所述陶瓷板通过粉浆浇注制造，
所述至少一个陶瓷板(1)布置在所述空心轮廓件(4)上，
其中，所述空心轮廓件(4)和所述陶瓷板(1)仅在所述桥接部(2,5)的区域中相接触，且其中所述空心轮廓件(4)的桥接部(5)和所述陶瓷板(1)的桥接部(2)仅线状或仅点状地相接触。
2.根据权利要求1所述的搁架系统(7)，其特征在于，所述陶瓷板的桥接部(2)的曲率半径为1mm至20mm。
3.根据权利要求2所述的搁架系统(7)，其特征在于，所述陶瓷板的桥接部(2)的曲率半径为2mm至10mm。
4.根据权利要求1或2所述的搁架系统(7)，其特征在于，点状的接触面的面积为1mm2。
5.根据权利要求1或2所述的搁架系统(7)，其特征在于，所述陶瓷板的桥接部(2)具有5mm至20mm的直径。
6.根据权利要求1或2所述的搁架系统(7)，其特征在于，四个陶瓷板的桥接部(2)菱形地限制开口(3)。
7.根据权利要求1或2所述的搁架系统(7)，其特征在于，所述陶瓷板(1)具有2×2至100×100个开口。
8.根据权利要求7所述的搁架系统(7)，其特征在于，所述陶瓷板(1)具有10×10至50×50个开口。
9.根据权利要求1或2所述的搁架系统(7)，其特征在于，所述陶瓷板(1)具有5mm至20mm的厚度D和/或500mm至700mm的宽度B。
10.根据权利要求1所述的搁架系统(7)，其特征在于，在所述空心轮廓件(4)的桥接部(5)与所述陶瓷板(1)的桥接部(2)之间的点状的接触面和/或线状的接触面的面积为1mm2。
11.根据权利要求1或2所述的搁架系统(7)，其特征在于，所述桥接部(5)高出所述空心轮廓件(4)至少1mm。
12.根据权利要求11所述的搁架系统(7)，其特征在于，所述桥接部(5)比所述空心轮廓件(4)高出1.5mm至5mm。
13.根据权利要求1或2所述的搁架系统(7)，其特征在于，桥接部(5)布置在所述空心轮廓件(4)的上侧和下侧处。
14.根据权利要求1或2所述的搁架系统(7)，其特征在于，桥接部(5)沿着所述空心轮廓件(4)的整个宽度来布置。
15.根据权利要求1或2所述的搁架系统(7)，其特征在于，所述陶瓷板(1)和/或所述空心轮廓件(4)含有碳化硅。
16.根据权利要求15所述的搁架系统(7)，其特征在于，所述陶瓷板(1)和/或所述空心轮廓件(4)含有再结晶碳化硅(RSiC)、氮化硅结合碳化硅(NSiC)、反应结合渗硅碳化硅(SiSiC)、无压烧结碳化硅(SSiC)和/或其混合物。
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