DD263669A3 - Verfahren zum gluehbrand von keramischen erzeugnissen - Google Patents

Abstract

Patentanspruch 1: Verfahren zum Glühbrand von keramischen Erzeugnissen, vorzugsweise für die Herstellung von Porzellangeschirr, sowohl für gestapeltes Flachgeschirr als auch für Hohlgeschirr in Glühbranddurchlauföfen oder Tunnelöfen, dadurch gekennzeichnet, dass der Glühbrand bei einer Gutstemperatur von kleiner als 800 Grad C, vorzugsweise 600 Grad C, durchgeführt wird und nach dem erforderlichen Temperaturausgleich des Brenngutes langsam und in Abhängigkeit vom Brenngut selbst mit einem Temperaturgefälle von etwa 1,2 Grad C/min bis auf 500 Grad C Gutstemperatur gebracht wird.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Glühbrand von keramischen Erzeugnissen, vorzugsweise für die Herstellung von Porzellangeschirr, sowohl für gestapeltes Flachgeschirr als auch für Hohlgeschirr.

Der Glühbrand für keramische Erzeugnisse wird nach älteren Brenntechnologien, wie bekannt, in Tunnelöfen bei Brenntemperaturen von 95O⁰C bis 1080°C durchgeführt. Diese Temperaturen waren bisher notwendig, um den Brennfehlir Qlühpocken zu eliminieren und außerdem für die weitere manuelle Bearbeitung eine ausreichende Festigkeit des keramischen Erzeugnisses zu erzielen. In neuester Zeit konnte das Glattbrandverfahren durch Veränderung der Brennkurve soweit verändert werden, daß der Brenniehler Glühpocken nicht mehr auftritt, auch dann nicht, wenn die Glühbrandtemperatur unter 950⁰C liegt. In letzter Zeit sind Glühbranddurchlauföfen bekannt geworden, die den Glühprozeß bei Temperaturen von 800⁰C bis 850°C durchführen lassen. Durch eine Umwälzung der Ofengase in der Vorwärmzone zur Absenkung der Temperaturdifferenzen über dem Brannkanal und durch Beaufschlagung der Hochgeschwindigkeitsbrenner mit unterschiedlichen Brennstoffmengen in der Brennzone sowie durch Ausbildung der Kühlzone mit Abzugsschlitzen ist es möglich, eine Brennkurve über die Ofenlänge auszufahren, die kurze Ofenzeiten und geringen Glühbruch garantiert.

Die teilweise noch vorhandenen ungenügenden Kenntnisse über das Verhalten der Rohstoffe während des Brennvorganges waren mit ein entscheidendes Hindernis dafür, den Glühbrand schneller und bei niedrigeren Temperaturen ablaufen zu lassen. Ökonomisch gesehen sind daher die relativ hohen Brenntemperaturen von 800⁰C bis 8SO⁰C an hohe Brennstoffmengen gebunden, die das Endprodukt kostenmäßig sehr belasten.

Der Zweck der Erfindung besteht darin, ein Glühverfahren zu entwickeln, das vorwiegend für gestapeltes Flachgeschirr, aber auch tür Hohlgeschirr die Absenkung der Glühbrandtemperatur gegenüber den bekannten Durchlauföfen gestattet. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine optimale Glühbrandkurve zu entwickeln, die sich in Industrieanlagen realisieren läßt und so niedrig a s möglich liegt und dadurch zeitlich und kostenmäßig den Glühbrand positiv beeinflußt. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ausgehend von der nach dem Glühbrand folgenden Glasierung die Wasseraufnahme in den vorgeschriebenen G ^nzen erhalten bleibt und auch die Biegebruchfestigkeit noch für teilweise manuelle Bearbeitung der keramischen Erzeugnisse nach dem Glühbrand ausreichend ist. Eine weitere Bedingung für den Glasiervorgang ist, daß der keramische Scherben seine Quellfähigkeit verloren hat und über das festgelegte Wasseraufnahmevermögen verfügt. Die Quellfähigkeit wird unterbunden nach Erreichung einer Gutstemperatur von etwa 58O⁰C, bei der das Kristallwasser aus dem keramischen Scherben ausgetrieben wird. Da es sich um einen endothermen Effekt handelt und der Temperaturanstieg des Brenngutes stetig erfolgen soll, muß in diesem Bereich für ein ausreichendes Wärmeangebot und eine intensive Umwälzung der Ofengase gesorgt werden. Das Wasseraufnahmevermögen des keramischen Scherbens verändert sich im Temperaturbereich zwischen 600°C und 800⁰C nur unwesentlich. Versuche ergaben eine Abweichung von max. 1 %. Diese Abweichung kann aber durch Änderung der Dichte der Glasursuspension kompensiert werden. Nach Ermittlung der Biegebruchfestigkeit von keramischen Drehmassen wurde gefunden, daß für eine Gutstempsratur von 800⁰C zutreffende Festigkeitswerte auf 87% bei 600°C abfallen. Durch Versuche wurde nachgewiesen, daß die ermittelten Werte der Bruchfestigkeit bei einer Brenntemperatur von 600⁰C für weitere Produktionsprozesse zu keinerlei quan'.itaiiven und qualitativen Störunger, im Produktionsdurchlauf führten. Nach diesen Erkenntnissen ist somit erfindungsg jmäß begründet die Führung des Glühbrandes bei einer Temperatur des Brenngutes von etwa 600⁰C durchführbar, wobei die üfenraumtemperatur um etwa 5O⁰C höher liegen müßte. Wird der Glühbrand unter Einhaltung kleiner Temperaturunterschiede im Brennkanal der Vorwärm· und »rennzone bis auf eine Gutstemperatur von nahe 600⁰C gebracht, so muß nach relativ kurzer Haltezeit die Brenntemperatur langsam mit einem Temperaturgefälle des Brenngutes von etwa 1,2^CC pro min bis auf 500°C gebracht werden. Das ist notwendig, um der in diesem Temperatuibereich stattfindenden Volumenänderung des keramischen Scherbens zu entsprechen und um Bruch des keramischen Scherbons zu vermeiden. Anschließend kann die weitere Absenkung der Brenntemperatur rasch erfolgen. Um die Bedingungen zur langsamen Abkühlung des Brenngutes zu erfüllen, muß die Kühlzone des Ofens besonders ausgebildet sein. Am Anfang iler Kühlzone sind Brenner installiert und die Ofendecke in der Kühlzone erhält weitere Deckenschlitze, damit die Temperatur in der Kühlzone durch Abzug von Ofengasen reguliert und die vorgegebene Kühlgeschwindigkeit eingehalten und das Brenngut mit geringem Bruchanteil ausgefahren werden kann. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, Ofenzeiten für z. B. gestapeltes Flachgeschirr in Durchlauföfen von 4-6h unter Einhaltung eines geringen Glühbruches, kleiner als 2%, zu erreichen. Das erfindungsgemäße Verfahren kann aber auch an bereits vorhandenen Tunnelöfen Anwendung finden, indem durch die Absenkung der Ausbrandtemperatur eine Verkürzung der Aufheiz- und Brennzeit möglich ist und die dadurch freiwerdenden Brenner der Brennzone zur Einhaltung der erforderlichen Kühlkurve genutzt werden können.

Die technischen und technisch-ökonomischen Auswirkungen der erfindungsgemäßen Lösung bestehen darin, daß der Glühdurchlaufofon bei Absenkung der Brenntemperatur von etwa 800T. bis 850°C auf etwa 600⁰C in der Mauerwerkstärke geringer gehalten werden kann, an die Ausmauerungssteine der Öfen nicht mehr so hohe Ansprüche hinsichtlich der Anwendungstemperatur gestallt werden und schließlich der Brennstoffeinsatz geringer ist.

Ausführungsueispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Wie Fig. 1 zeigt, wird das Brenngut, z. B. für Tellor, 19cm0, gestapelt, bei Punkt 1 in den Ofen eingefahren, durch die Zuführung von Wärme in der Vorwärm- und Brennzone mit stetig steigender Temperatur wird dasselbe relativ schnell mit einer Aufheizgeschwindigkeit von etwa 7,5°C/min auf nahe 600°C Punkt 2 gebracht. Dabei ist auf erfte gute Umwälzung der Ofengase und auf ein ausreichendes Wärmeangebot im Umwandlungstemperaturbereich des Kaolingitters, das bei 560°C bis 600X liegt, zu achten. Da dieser Effekt endotherm abläuft, kommt es sonst leicht, besonders bei gestapeltem Flachgeschirr, zum Abfall der A'.ifheizgeschwindigkeit des Brenngutes. Nach kurzer Hsltezeit zur gleichmäßigen Durchwärmung des Brenngutes aur etwa 600⁰C von etwa 60min z.B. für Tellerstapei 19cm0 mit einer eingesetzten Restfeuchte kleiner als 4% kann nach Erreichen des Punktes 3 die Abkühlung des Brenngutes erfolgen. Der Kühlprozeß soll anfangs mit langsamem Temperaturabfaü geführt werden, indem im ersten Teil der Kühlzone noch Wärme durch Brenner zugeführt bzw. bis zu Punkt 4 Ofengase in die Kühlzone zur Einhaltung der vorgegebenen Kühlgeschwindigkeit abgezogen werden. Der Temperaturabfall zwischen Punkt 3 und Punkt 4 sollte etwa 1,2"C/min betragen. Nach Punkt 4 kann eine schnelle Kühlung mit einer Kühlgeschwindigkeit von etv/a 6°C/min ohne Bruchgefahr für das Brenngut, das bei Punkt 5 (Jon Ofen verläßt, erfolgen.

Claims (2)

1. Verfahren zum Glühbrand von keramischen Erzeugnissen, vorzugsweise für die Herstellung von Porzellangeschirr, sowohl für gestapeltes Flachgeschirr, als auch für Hohlgeschirr in Glühbranddurchlauföfen oder Tunnelöfen, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühbrand bei einer Gutstemperatur von kleiner als 800⁰C, vorzugsweise bei 6OO⁰C durchgeführt wird und nach dem erforderlichen Temperaturausgleich des Brenngutes langsam und in Abhängigkeit vom Brenngut selbst mit einem Temperaturgefälle von etwa l,2°C/min bis auf 5OO⁰C Gutstemperatur gebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Anfang der Kühlione über installierte Brenner Wärme zugeführt und/oder Ofengase der Brennzone teilweise in die Kühlzone geleitet und über mehrfach angeordnete Oeckenschlitze abgezogen werden, damit eine Regulierung der vorgegebenen Kühlgeschwindigkeit und Einhaltung der erforderlichen Kühlkurve möglich sind.