DE10137462C1 - Production and drying of thick walled components used in the concrete, ceramic and refractory material industries comprises using micro-fine flexible hot conductors made from thin metal foils as energy source - Google Patents

Production and drying of thick walled components used in the concrete, ceramic and refractory material industries comprises using micro-fine flexible hot conductors made from thin metal foils as energy source

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Abstract

Production and drying of thick walled components comprises using micro-fine flexible hot conductors made from thin metal foils of less than 0.6 mm thickness as energy source. The components molded from a wet molding composition are heated to 500 deg C or more and dried. Preferred Features: The metal foils have a thickness of 0.04-0.5 mm and are made from sheet metal, steel or high grade steel having an ohmic resistance of 0.1-1.5 ohm/m. The energy source is operated with a voltage of 2-70 V.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen und Trocknen dickwandiger Bauteile der Beton-, Keramik- und Feuerfestindustrie, die aus nassen Formmassen in einer Form oder Schichtbauweise hergestellt werden, bei dem die Formmasse verdichtet und getrocknet sowie gegebenenfalls gesintert wird und vor, beim und/oder nach dem Formen der Formmasse eine als elektrische Widerstandsheizung wirksame Energiequelle zum Trocknen des Bauteils mittels thermischer Energie von innen nach außen eingelagert wird, sowie nach dem Verfahren hergestellte Bauteile.The invention relates to a method for producing and drying thick-walled Components of the concrete, ceramic and refractory industries that come from wet Molding compounds are produced in a mold or layered construction in which the molding compound is compressed and dried and optionally sintered and before, during and / or after molding the molding compound, one as an electrical one Resistance heating is an effective energy source for drying the component is stored from the inside out using thermal energy, and Components manufactured using the process.

Aus der deutschen Patentschrift DE 887 171 ist die Herstellung von groß­ formatigen Bauteilen aus Leichtbaustoffen, die Hohlräume aufweisen, bekannt, wobei diese Hohlräume mit Hilfe von Metallfüllkörpern gebildet werden und in diesen Metallfüllkörpern Heizwiderstände enthalten sind. Die Metallfüllkörper einschließlich der Heizwiderstände werden nach dem Gießen der Formkörper aus den Hohlräumen entfernt. Bei der Fertigung dieser Hohlraumformkörper stellt sich das Problem eines kompakten massiven Körpers, der in seiner Gänze getrocknet werden muß, wobei aus dem Innern Feuchtigkeit bis nach außen wandern muß, nicht. From the German patent DE 887 171, the production of large formatted components made of lightweight materials with cavities are known, these cavities are formed with the help of metal packing elements and in These metal packing elements contain heating resistors. The metal packing including the heating resistors are cast after molding removed from the cavities. In the manufacture of these cavity moldings the problem arises of a compact solid body that is in its entirety must be dried, taking moisture from the inside to the outside must hike, not.  

Das Trocknen großformatiger kompakter Bauteile in der Beton- und Feuerfestindustrie erfolgt üblicherweise entweder in einem Trockner, wobei allseits von außen nach innen oder bauseitig von einer Seite, d. h. bauteilmäßig von einer Seite durchgehend zur anderen getrocknet wird, wodurch in beiden Fällen ein Temperaturgefälle während des Trocknens innerhalb des Bauteils entsteht. Die Temperatur wandert dabei von außen nach innen. Hierdurch wird das Wasser entsprechend der fortschreitenden Temperaturfront von außen nach innen auf Verdampfungstemperatur erwärmt. Die bereits getrockneten Teile im Außenbereich des Bauteils haben schon einen Großteil ihrer Poren und Kapillaren geschlossen. Dadurch erfolgt eine Steigerung des Dampfdruckes im Kern des Bauteils. Erst jetzt findet das Austrocknen und die Auswanderung des Wasserdampfes von innen nach außen statt. Durch die Verengung der Poren im Außenbereich wird das Diffundieren des Wasserdampfes von innen nach außen behindert. Abhängig von der Trocknungsgeschwindigkeit entsteht im Bauteil ein so hoher Dampfdruck, daß die Gefahr des Explodierens des Bauteils besteht und dies auch erfolgen kann. Dieser Trocknungsprozeß und das Verkleben der Kapillaren und Poren wird noch durch Zusätze von chemischen Bindemitteln beeinflußt, die an der Oberfläche des Bauteils kristallisieren und die Poren verschließen. Eine weitere Gefahr besteht darin, daß durch den Trocknungsprozeß von außen nach innen an der Außenhaut bereits ein Schwindungsprozeß einsetzt und sich die Kapillaren zusetzen, wodurch der Trocknungsprozeß zusätzlich behindert wird. Risse, Abplatzungen und Explosionen sind die Folge.Drying large format compact components in the concrete and Refractory industry is usually done either in a dryer, whereby on all sides from the outside in or on site from one side, d. H. component is dried continuously from one side to the other, causing a temperature gradient during drying in both cases arises within the component. The temperature moves from the outside inside. This will make the water corresponding to the progressive Temperature front heated from the outside to the evaporation temperature. The already dried parts in the outer area of the component already have much of their pores and capillaries are closed. This results in a Increase in the vapor pressure in the core of the component. Only now does that happen Drying up and the emigration of water vapor from the inside out outside instead. The narrowing of the pores in the outer area will Diffusion of water vapor hindered from the inside out. Dependent The drying speed in the component is so high Vapor pressure that there is a risk of the component exploding and this can also be done. This drying process and the gluing of the Capillaries and pores are still added by chemical binders influenced, which crystallize on the surface of the component and the pores close. Another danger is that the Drying process from the outside to the inside of the outer skin Shrinkage process begins and the capillaries clog, causing the Drying process is additionally hindered. Cracks, flaking and Explosions are the result.

Des weiteren wird das Trocknen von großformatigen Bauteilen mittels Mikrowellen seit einiger Zeit erprobt, wozu nur beispielhaft auf die WO 92/08084 verwiesen wird. Bei großen Bauteilen hat diese Art der Trocknung nicht zum Durchbruch geführt, da gleichzeitig das gesamte Bauteil und damit alle Wassermoleküle erwärmt werden. Die erwärmten Wassermoleküle sind richtungslos, d. h. sie haben keine Strömungsrichtung, in welche das erwärmte Wasser verdampfen kann. Bei Wandstärken von 200 mm Dicke ist eine Trocknungszeit bereits von 5 bis 6 Tagen üblich. Ein weiteres Problem ist die Gleichmäßigkeit der Trocknung und des Wärmeübergangs, die nicht erreichbar ist.Furthermore, the drying of large-format components by means of Microwaves have been tested for some time, which is only an example of the WO 92/08084 is referred to. For large components, this type of Drying did not lead to a breakthrough, since the entire component is simultaneously and thus all water molecules are heated. The warmed Water molecules are directional, i.e. H. they have no flow direction in which can evaporate the heated water. With wall thicknesses of 200 mm thick, a drying time of 5 to 6 days is common. On  Another problem is the uniformity of the drying and the Heat transfer that is not achievable.

Aus der DE 198 16 086 A1 ist nun ein Verfahren zum Trocknen groß­ formatiger monolithischer Bauteile der Beton- und Feuerfestindustrie bekannt geworden, bei dem das Trocknen von innen aus der Mitte des Bauteils heraus nach außen erfolgt. Hierbei wird im Zentrum des Bauteils während dessen Formgebung eine Energiequelle eingebracht, die es aufgrund ihrer Struktur ermöglicht, im Zentrum des Bauteils eine thermische Energie zu erzeugen. Dabei wird diese Energiequelle durch Einsatz von Kohlefasergebilden, wie Kohlefasergeweben, Kohlefaserfilzen oder Kohlefaserstäben, die sich gege­ benenfalls flexibel dem Bauteil anpassen lassen, realisiert. Die Kohle­ fasergebilde werden dazu benutzt, um nach dem Prinzip der großen Oberfläche als elektrische Widerstandsheizung eine steuerbare hohe Energiedichte und Wärmemenge im Bauteil zu erzeugen. Da jedoch die Carbonfasern bei ca. 350°C an der Faseroberfläche anfangen zu oxidieren und zu verbrennen, hat dies zur Folge, daß bei dickeren Wandstärken und größeren Temperaturgradienten innerhalb eines Bauteils oder Mauerwerks entweder die Trocken- oder Temperzeit sehr lange ist oder je nach Wärmeleitfähigkeit (bei Isoliermaterialien) an den Heizleitern zu hohe Temperaturen entstehen, um diese ausreichend trocknen und tempern zu können.From DE 198 16 086 A1 a method for drying is now large format monolithic components known in the concrete and refractory industries become where drying from the inside out of the center of the component to the outside. Here, in the center of the component during this Shaping an energy source, which is due to its structure enables thermal energy to be generated in the center of the component. This energy source is made using carbon fiber structures such as Carbon fiber fabrics, carbon fiber felts or carbon fiber rods that go against each other if necessary, have it flexibly adapted to the component. The coal fiber structures are used to work on the principle of large surface as an electrical resistance heater a controllable high energy density and Generate heat in the component. However, since the carbon fibers at approx. 350 ° C on the fiber surface start to oxidize and burn, has the consequence that with thicker wall thicknesses and larger Temperature gradients within a component or masonry either the Drying or annealing time is very long or depending on the thermal conductivity (at Insulating materials) on the heating conductors are too high to be able to dry and heat them sufficiently.

Insbesondere für dickwandige bzw. großformatige kompakte Bauteile ist daher ein Trocknen und Tempern bei höheren Temperaturen erwünscht, um die Trockenzeit zu verkürzen. Gleichzeitig sollen die aus nassen oder feuchten Formmassen gegossenen Bauteile, wie poröse Betonteile oder mikroporöse hochdichte Betonteile, Feuerfestbetonteile usw. schnell, effektiv und kostengünstig getrocknet werden, ohne daß bei dickwandigen kompakten Bauteilen eine Vorschädigung eintritt.It is therefore particularly important for thick-walled or large-format compact components drying and tempering at higher temperatures is desirable to achieve the Shorten drying time. At the same time, they should be wet or damp Molding cast components, such as porous concrete parts or microporous high density concrete parts, refractory concrete parts etc. fast, effective and can be dried inexpensively without the need for thick-walled compact Components are damaged.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. According to the invention, this object is achieved by the method according to claim 1 solved.  

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind den kennzeichnenden Merkmalen der Unteransprüche entnehmbar. Eine erfindungsgemäße Ausbildung eines Bauteils der Beton-, Keramik- und Feuerfestindustrie hergestellt aus nassen Formmassen ist gekennzeichnet durch eingebaute Heizleiter aus Metallfolien aus Edelstahl, Stahl, Blech in Form von dünnen Bändern einer Dicke von 0,04 bis 0,5 mm und einer Breite von 5 bis 50 mm und einem Anschluß für eine Spannungsquelle zur Permanent­ beheizung.Advantageous developments of the method according to the invention are the characteristic features of the subclaims. A Formation of a component of the concrete, ceramic and Refractory industry made from wet molding compounds is marked through built-in heating conductors made of metal foils made of stainless steel, steel, sheet metal of thin strips with a thickness of 0.04 to 0.5 mm and a width of 5 up to 50 mm and a connection for a voltage source for permanent heating.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß als Energiequelle mikrofeine flexible Heizleiter aus dünnen Metallfolien einer Dicke kleiner 0,6 mm eingesetzt werden und die Heizleiter auf Temperaturen bis zu 1200°C erwärmt werden, wobei die aus der nassen Formmasse geformten Bauteile auf Temperaturen von 500°C oder mehr erwärmt werden und dabei trocknen. Damit wird es möglich, auch dickere Wandstärken von Bauteilen in angemessen kurzer Frist zu trocknen, ohne daß die Heizleiter wie bei Kohlefasern Schädigungen erleiden.The inventive method is characterized in that Energy source microfine flexible heating conductor made of thin metal foils of a thickness less than 0.6 mm are used and the heating conductors at temperatures up to 1200 ° C are heated, the molded from the wet molding compound Components are heated to temperatures of 500 ° C or more while doing so dry. This makes it possible to also build thicker walls in components to dry for a reasonably short period of time without the heating conductor as in Carbon fibers suffer damage.

Ein wesentliches Problem bei dem Einbau von Heizleitern in die nasse Formmasse ist das Vermeiden von Spannungen und Spannungsrissen in dem zu trocknenden Bauteil aufgrund des Heizleiters. Diese Gefahr wird durch den Einbau mikrofeiner Heizleiter in Folienform erreicht, wodurch Spannungen im feuerfesten oder keramischen Gefüge der Bauteile während des Trocknens vermieden wird. Als besonders vorteilhaft haben sich Heizleiter aus Metallfolien einer Dicke von 0,04 bis 0,5 mm, bevorzugt 0,04 bis 0,1 mm erwiesen. Damit ist es möglich, sehr flexible Heizleiter in Bandform in die Formmasse einzubringen. Die Bänder haben insbesondere eine Breite von 5 bis 50 mm. Die Bänder können untereinander wie eine Art Rost verbunden werden und mit einem Anschluß für eine Spannungsquelle ausgerüstet werden, wobei der Anschluß aus der Formmasse und dem Bauteil herausgeführt wird. Die einzelnen Metallfolienbänder werden hierbei bevorzugt zueinander parallel mit gleichem Abstand a voneinander angeordnet und sind elektrisch untereinander zu dem gesamten Heizleiter verbunden. Der Abstand a der Metallfolienbänder voneinander beträgt vorzugsweise 20 bis 30 cm. Mit Hilfe der Metallfolien als Heizleiter können die Bauteile sowohl getrocknet und auch anschließend getempert werden. Mit Hilfe der Metallfolien als Heizleiter können Temperaturen über 1000 bis etwa 1200°C erreicht werden. Hierbei kann die nasse Formmasse - Beton - auf etwa 600°C erwärmt werden.A major problem when installing heat conductors in the wet Molding compound is the avoidance of tension and stress cracks in the component to be dried due to the heat conductor. This danger is caused by the Installation of microfine heating conductors in the form of a film is achieved, causing tension in refractory or ceramic structure of the components during drying is avoided. Heating conductors have proven to be particularly advantageous Metal foils with a thickness of 0.04 to 0.5 mm, preferably 0.04 to 0.1 mm proved. This makes it possible to insert very flexible heating conductors in tape form Introduce molding compound. The bands have a width of 5 to in particular 50 mm. The belts can be connected to each other like a kind of rust be equipped with a connection for a voltage source be, the connection of the molding compound and the component is brought out. The individual metal foil strips are preferred here arranged parallel to each other with the same distance a and are electrically connected to each other to form the entire heating conductor. The distance a  the metal foil strips from each other is preferably 20 to 30 cm. With Using the metal foils as heat conductors, the components can both be dried and be annealed afterwards. Using the metal foils as a heating conductor temperatures of over 1000 to about 1200 ° C can be reached. in this connection the wet molding compound - concrete - can be heated to around 600 ° C.

Durch Einsatz von Metallfolien in Bandform mit Breiten von 5 bis 50 mm, bevorzugt von 20 bis 40 mm ist ein höherer Wärmeübergang möglich, als dies mit herkömmlichen Heizdrähten möglich ist. Als Heizfolie werden bevorzugt warmfeste Stahlfolien, insbesondere Edelstahlfolien verwendet. Der Ohmsche Widerstand sollte 0,1 Ohm/m bis 1,5 Ohm/m betragen. Die Energiequelle wird für Heizleiter in Bandform mit einer Länge bis zu etwa 10 m mit einer Spannung von 2 bis 70 V betrieben, je nach zu erreichender Temperatur. Bei Heizleitern mit einer Länge über 10 m bis zu 50 m muß mit höheren Spannungen bis zu 250 V gearbeitet werden. Der gewünschte Temperatur­ verlauf zum Trocknen und Tempern des Bauteils wird durch Steuerung der Spannung erreicht. Vorteilhafte Ausbildungen zur Steuerung des Trocknungsvorgangs sind den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 9 und 10 entnehmbar.By using metal foils in tape form with widths from 5 to 50 mm, preferably from 20 to 40 mm, a higher heat transfer is possible than this is possible with conventional heating wires. Preferred as the heating foil heat-resistant steel foils, especially stainless steel foils are used. The ohmic Resistance should be 0.1 ohm / m to 1.5 ohm / m. The source of energy is for heating conductors in tape form with a length up to about 10 m with a Operate voltage from 2 to 70 V, depending on the temperature to be reached. at Heating conductors with a length over 10 m up to 50 m must be higher Voltages up to 250 V can be worked. The desired temperature The process for drying and tempering the component is controlled by the Tension reached. Advantageous training to control the Drying process are the characteristic features of claims 9 and 10 removable.

Durch Einsatz der dünnen Metallfolien als Heizleiter weisen diese eine hohe Flexibilität auf und eine Zerstörung, d. h. Spannungsaufbau innerhalb des Bauteils findet nicht statt.By using the thin metal foils as heating conductors, they have a high Flexibility and destruction, d. H. Tension build-up within the Component does not take place.

Das Heizen mit Heizdrähten ist eine technisch bekannte Tatsache, wobei sich der Einsatz von Heizdraht in Keramik zum Verbleib in dieser nicht durchgesetzt hat, da beim Einbringen von dünnen Drähten nicht genügend Energie übertragen werden kann, um die Masse aufzuheizen und die Drähte teilweise verspröden und bei Mehrfachverwendung leicht brechen. Beim Einsatz von dickeren Heizdrähten, die eine genügend große Energieübertragung ermöglichen, besteht die Gefahr der Zerstörung des Feuerfestgefüges bei höheren Temperaturen im Kontakt mit den Heizdrähten. Heating with heating wires is a technically known fact, though the use of heating wire in ceramic to remain in this is not enforced has insufficient energy when inserting thin wires can be transferred to heat the mass and partially the wires Brittle and break easily when used multiple times. When using thicker heating wires that have a sufficiently large energy transfer enable, there is a risk of destruction of the refractory structure higher temperatures in contact with the heating wires.  

Die erfindungsgemäß eingesetzten Metallfolien weisen diese Nachteile nicht auf. Sie haben eine große Oberfläche für den Wärmeübergang und bilden nur sehr kleine - mikrofeine - Spalten im Bauteil. Dennoch können sie auf hohe Temperaturen aufgeheizt werden, wodurch der Trocknungsprozeß beschleunigt wird. Durch Erreichen von höheren Temperaturen während des dem Trocknen nachfolgenden Temperprozesses der Feuerfestteile oder Betonbauteile kann des weiteren das gesamte Kristallwasser entfernt werden, welches eine weitere Qualitätssteigerung für keramisches Material bedeutet.The metal foils used according to the invention do not have these disadvantages on. They have a large surface for heat transfer and only form very small - microfine - gaps in the component. Still, they can high temperatures are heated, causing the drying process is accelerated. By reaching higher temperatures during the the subsequent drying process of the refractory parts or Furthermore, all crystal water can be removed from concrete components, which means a further increase in quality for ceramic material.

Auch das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet mit einem Trocknungsprozeß, der von innen nach außen geht und ein In-situ-Trocknen und -Tempern beinhaltet. Auf diese Weise entsteht mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch bei Einsatz von Metallfolien als Heizleitern und sehr hohen Temperaturen keine Dampfspannung im Innern des Gefüges des zu trocknenden Bauteils, somit auch keine Vorschädigung durch Risse und Abplatzungen. Das Abbinden des Zementes kann reguliert werden durch Steuerung der Temperatur und damit die Qualität des herzustellenden Produktes. Je nach Aufbau eines Bauteils werden die Heizleiter im Zentrum bzw. im Bereich der Mittelebene eines Bauteils eingelegt und verbleiben in dem Bauteil nach dem Trocknen und Tempern.The method according to the invention also works with a drying process, that goes from the inside out and an in-situ drying and tempering includes. In this way, the method according to the invention is used even when using metal foils as heat conductors and very high temperatures no vapor tension inside the structure of the component to be dried, therefore no pre-damage caused by cracks and flaking. The setting of the cement can be regulated by controlling the temperature and thus the quality of the product to be manufactured. Depending on the structure of one The heating conductors become part of the center or in the area of the middle level of a component inserted and remain in the component after drying and Annealing.

Darüber hinaus besteht der weitere Vorteil, daß bei Belassen der Heizleiter innerhalb des Bauteils diese als Permanentheizung genutzt werden können, um Gefäße auf Temperatur zu halten. Beispielsweise ist es möglich, in der Leichtmetallindustrie, beispielsweise Aluminiumindustrie, Rinnen für den Aluminiumguß aus erfindungsgemäß hergestellten Feuerfestbauteilen mit eingebauten Heizleitern aus Metallfolien einzusetzen, wobei diese Rinnen mit Hilfe der eingebauten Heizfolien auf Temperatur gehalten werden können. Solche in ein Bauteil eingebaute Heizfolien/Metallfolien können auch während des Betriebes oder nach Stillstandszeiten wieder zum Aufheizen von Feuerfestbauteilen, Mauerwerken oder dergleichen verwendet werden. In addition, there is the further advantage that if the heating conductor is left on within the component these can be used as permanent heating Keep vessels at temperature. For example, it is possible in the Light metal industry, for example aluminum industry, channels for the Cast aluminum from refractory components produced according to the invention to use built-in heating conductors made of metal foils, these channels with With the help of the built-in heating foils can be kept at temperature. Such heating foils / metal foils built into a component can also be used during operation or after downtimes to heat up Refractory components, masonry or the like can be used.  

Bei einem schichtweisen Aufbau eines Bauteils oder einer Wand ist es möglich, die Heizleiter zwischen zwei Schichten eines Bauteils anzuordnen, wobei eine an dem Heizleiter anliegende Schicht aus einer nassen zu trocknenden Formmasse geformt wird, während die andere Schicht beispielsweise ein Isoliermaterial ist. Auch hier erfolgt dann die Trocknung von innen nach außen durch die nasse Formmasse hindurch, während an der anderen Seite das Isoliermaterial den Wärmedurchgang stoppt.If a component or a wall is built up in layers, it is possible to arrange the heating conductor between two layers of a component, wherein a layer adjacent to the heating conductor consists of a wet one Drying molding compound is molded while the other layer for example is an insulating material. The drying of inside out through the wet molding compound, while on the on the other hand, the insulating material stops the heat transfer.

Durch die Kombination der erfindungsgemäßen Heizfolien mit äußeren Isolierschichten kann die Energie, die zum Aufwärmen erforderlich ist, erheblich bis auf 1/5 gesenkt werden. Durch die erfindungsgemäß verwendeten und in die Bauteile eingelagerten Metallfolien als Heizleiter in das zu trocknende, zu tempernde, zu brennende Bauteil ist es möglich, diese mit Isoliermaterialien einzuhausen, wodurch der Energieverlust bis auf 1/5 im Vergleich zu einem Trocknungsvorgang ohne Isolierung minimiert wird und entsprechende Energien beim Trocknen und Tempern eingespart werden.By combining the heating foils according to the invention with external ones Insulation layers can the energy required to warm up be significantly reduced to 1/5. By the invention used and embedded in the components as a heat conductor in the component to be dried, tempered, burned, it is possible to use these To house insulation materials, whereby the energy loss down to 1/5 in Compared to a drying process without insulation is minimized and corresponding energies can be saved during drying and tempering.

Erfindungsgemäß können alle warmfesten Edelstahlfolien als Heizleiter bevorzugt eingesetzt werden, insbesondere mit Dicken zwischen 40 bis 500 µm und Breiten von 10 bis 100 mm. Bei Einsatz von Edelstahlfolien zum Trocknen und Tempern von nassen Formmassen der Beton-, Keramik- und Feuerfestindustrie kann problemlos auf höhere Temperaturen über 1000°C aufgeheizt werden bei einer sehr guten Wärmeübertragung. Die eingesetzten Metallfolien können mit vorhandenen bekannten Elementen, elektrischen Anschlüssen problemlos kontaktiert werden. Die als Heizleiter eingesetzten Metallbänder können Längen bis zu 50 m aufweisen, je nach Bauteilgröße.According to the invention, all heat-resistant stainless steel foils can be used as heat conductors are preferably used, in particular with thicknesses between 40 to 500 µm and widths from 10 to 100 mm. When using stainless steel foils for Drying and tempering of wet molding compounds of concrete, ceramic and Refractory industry can easily reach higher temperatures above 1000 ° C be heated with a very good heat transfer. The used Metal foils can be made with existing known elements, electrical Connections can be easily contacted. The used as heating conductors Metal strips can have lengths of up to 50 m, depending on the size of the component.

Im übrigen ist bei einem Spalt von 100 µm in dem Bauteil die Oberflächenspannung des Stahls zu groß, um in einen eventuellen Spalt einzudringen.Incidentally, with a gap of 100 microns in the component Surface tension of the steel too large to be in a possible gap penetrate.

In der Fig. 1 ist schematisch ein Bauteil 1 dargestellt, das aus einer feuerfesten Masse in eine Form gegossen ist, wobei mittig in dem Bauteil eine Energiequelle aus Edelstahlfolienbändern 2 nach Art eines Rostes eingelagert ist. Die einzelnen Heizbänder aus Edelstahlfolie sind untereinander elektrisch verbunden und der Anschluß 3 seitlich herausgeführt. Die Anzahl und Größe der Heizbänder 2 aus Edelstahlfolie beispielsweise richtet sich nach der Größe des Bauteils 1, d. h. nach der zu trocknenden Masse. Dies betrifft auch den Abstand a der Heizbänder 2 voneinander.In Fig. 1 a component 1 is shown schematically which is molded of a refractory material in a mold, with the center a power source made of stainless steel foil strips 2 in the manner of a grid is embedded in the component. The individual heating tapes made of stainless steel foil are electrically connected to each other and the connection 3 is led out to the side. The number and size of the heating tapes 2 made of stainless steel foil, for example, depends on the size of the component 1 , ie on the mass to be dried. This also applies to the distance a between the heating tapes 2 .

In der Fig. 2 ist schematisch im Querschnitt ein schichtweiser Aufbau eines Bauteils 1 dargestellt, wobei auf einer Panzerwand 12 ein Isoliermaterial 11 aufgebracht ist, hierauf die Energiequelle in Form des Heizleiters aus Metallfolienbändern 2 aufgebracht ist mit herausgeführtem Anschluß 3 und hierauf die das Betonbauteil bildende nasse Formmasse 10 aufgebracht ist. Bei Erwärmung des Heizleiters 2 durch Anlegen einer Spannung tritt auch hier die Wärme von innen nach außen in Pfeilrichtung P aus und der Trocknungsprozeß erfolgt ebenfalls von innen nach außen, abgeschirmt auf der gegenüber­ liegenden Seite durch das Isoliermaterial 11. Eine solche Anordnung ist auch energiesparend in bezug auf das Trocknen.In Fig. 2, a layered structure of a component 1 is shown schematically in cross section, with an insulating material 11 being applied to a tank wall 12 , to which the energy source in the form of the heating conductor made of metal foil strips 2 is applied with the connection 3 led out and then the one forming the concrete component wet molding compound 10 is applied. When the heating conductor 2 is heated by applying a voltage, the heat also exits from the inside out in the direction of the arrow P and the drying process also takes place from the inside out, shielded on the opposite side by the insulating material 11 . Such an arrangement is also energy efficient in terms of drying.

Bei dem Beispiel nach Fig. 1 erfolgt die Trocknung des Bauteils 1 gleichmäßig in allen Richtungen von innen nach außen, und der Heizleiter in Form der Metallfolienbänder 2 verbleibt in dem Bauteil 1 nach dessen Trocknung und Temperung. Aufgrund der geringen Abmessungen der Metallfolienbänder 2 erfolgt keine Schädigung des Bauteils durch Spannungen oder dergleichen.In the example of Fig. 1, the drying of the component 1 takes place uniformly in all directions from the inside to the outside, and the heating conductor in the form of the metal foil strips 2 remains in the component 1 after the drying and tempering. Because of the small dimensions of the metal foil strips 2 , the component is not damaged by tension or the like.

Claims (12)

1. Verfahren zum Herstellen und Trocknen dickwandiger Bauteile der Beton-, Keramik- und Feuerfestindustrie, die aus nassen Formmassen in einer Form oder Schichtbauweise hergestellt werden, bei dem die Formmasse verdichtet und getrocknet sowie gegebenenfalls gesintert wird und vor, beim und/oder nach dem Formen der Formmasse eine als elektrische Widerstandsheizung wirksame Energiequelle zum Trocknen des Bauteils mittels thermischer Energie von innen nach außen eingelagert wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Energiequelle mikrofeine flexible Heizleiter aus dünnen Metallfolien einer Dicke kleiner 0,6 mm eingesetzt werden und die Heizleiter auf Temperaturen bis zu 1200°C aufgeheizt werden, wobei die aus der nassen Formmasse geformten Bauteile sich auf Temperaturen von 500°C oder mehr erwärmen und trocknen.1. A method for producing and drying thick-walled components of the concrete, ceramic and refractory industry, which are made from wet molding compounds in a mold or layered construction, in which the molding compound is compressed and dried and optionally sintered and before, during and / or after Forming the molding compound is an energy source effective as electrical resistance heating for drying the component by means of thermal energy from the inside to the outside, characterized in that microfine flexible heating conductors made of thin metal foils with a thickness of less than 0.6 mm are used as the energy source and the heating conductors are heated up to temperatures are heated to 1200 ° C, the components molded from the wet molding material warming up to temperatures of 500 ° C or more and drying. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Heizleiter Metallfolien einer Dicke von 0,04 bis 0,5 mm eingesetzt werden.2. The method according to claim 1, characterized in that as a heating conductor Metal foils with a thickness of 0.04 to 0.5 mm are used. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleiter in Form von Bändern einer Breite von 5 bis 50 mm eingesetzt werden.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the Heating conductor in the form of strips with a width of 5 to 50 mm become. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Heizleiter Metallfolien aus Blech, Stahl, Edelstahl mit einem Ohmschen Widerstand von 0,1 Ohm/m bis 1,5 Ohm/m eingesetzt werden.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that as a heat conductor metal foils made of sheet metal, steel, stainless steel with a Ohmic resistance from 0.1 Ohm / m to 1.5 Ohm / m used become. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiequelle mit einer Spannung von 2 bis 70 V bei Heizleitern bis zu etwa 10 m betrieben wird, wobei der gewünschte Temperaturverlauf zum Trocknen des Bauteils durch Steuerung der Spannung erreicht wird. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the energy source with a voltage of 2 to 70 V with heating conductors up is operated to about 10 m, the desired temperature profile for drying the component is achieved by controlling the voltage.   6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile auf zum Entfernen von Kristallwasser aus der nassen Formmasse ausreichende Temperaturen erwärmt werden.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that that the components on for removing crystal water from the wet Molding compound sufficient temperatures are heated. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleiter im Zentrum bzw. im Bereich der Mittelebene eines Bauteils eingelagert werden und in dem Bauteil nach dem Trocknen verbleiben.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that that the heating conductor in the center or in the area of the central plane of a Component are stored and in the component after drying remain. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleiter zwischen zwei Schichten eines Bauteils angeordnet werden, wobei eine an dem Heizleiter anliegende Schicht aus einer nassen zu trocknenden Formmasse geformt wird.8. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that that the heating conductor is arranged between two layers of a component be, wherein a layer applied to the heating conductor from a wet is molded to dry molding compound. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Bauteils während des Trocknungsprozesses innen und außen gemessen und die erhaltenen Meßwerte zur Steuerung und Überwachung des Trocknungsprozesses insbesondere der mittels der Energiequelle erzeugten Temperatur und Temperaturverlaufes eingestellt werden.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the temperature of the component during the drying process inside and measured outside and the measured values obtained for control and Monitoring the drying process, in particular by means of the Energy source generated temperature and temperature curve set become. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Temperaturmessung bei dem Einbringen der Formmasse in die Form Thermomeßelemente, wie Thermomeßfühler, zur Messung der Temperatur und des weiteren Sensoren zur Erfassung der Feuchtigkeit über eine Leitfähigkeitsmessung mit in das Bauteil eingelegt und eingegossen werden und des weiteren Thermomeßelemente und/oder Sensoren zur Erfassung der Feuchtigkeit über eine Leitfähigkeitsmessung an der Oberfläche des Bauteils angebracht werden.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that for temperature measurement when the molding compound is introduced into the Form thermometer elements, such as thermometers, for measuring the Temperature and further sensors for the detection of moisture inserted into the component via a conductivity measurement and are poured and further thermometer elements and / or Sensors for the detection of moisture via a conductivity measurement be attached to the surface of the component. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen des Bauteils während des Trocknungsprozesses isoliert werden. 11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that that the surfaces of the component during the drying process be isolated.   12. Bauteile der Beton-, Keramik- und Feuerfestindustrie, hergestellt aus nassen Formmassen, wie Beton, poröser Beton, mikroporöser hochdichter Beton, gekennzeichnet durch eingebaute Heizleiter aus Metallfolien aus Edelstahl, Stahl, Blech in Form von dünnen Bändern einer Dicke von 0,04 mm bis 0,5 mm und einer Breite von 5 bis 50 mm und einem Anschluß für eine Spannungsquelle zur Permanentbeheizung.12. Components of the concrete, ceramic and refractory industries, made from wet molding compounds such as concrete, porous concrete, microporous high density Concrete, characterized by built-in heating conductors made of metal foils Stainless steel, steel, sheet metal in the form of thin strips with a thickness of 0.04 mm up to 0.5 mm and a width of 5 to 50 mm and a connection for a voltage source for permanent heating.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006072553A1 (en) * 2005-01-05 2006-07-13 Dario Toncelli Method for manufacturing agglomerated stone articles with anti-static properties, and articles resulting therefrom
DE102005034801A1 (en) * 2005-07-21 2007-01-04 Wis Industrieservice Gmbh Process to cast large one piece concrete structural component in mold with array of electrically heated wires
DE10326711B4 (en) * 2003-06-11 2008-03-20 Besitzgesellschaft Jacob Gmbh & Co. Kg Device for drying a lining mass
WO2009157774A1 (en) * 2008-06-09 2009-12-30 Hallvar Eide Method and device for anchoring electric conductive bolts to a solid matrix

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992008084A1 (en) * 1990-11-05 1992-05-14 Miraku Oy Drying procedure and apparatus
DE3922465C2 (en) * 1988-07-08 1996-08-22 Nippon Basic Technology Lab Electrically heated flooring
DE19816086A1 (en) * 1998-04-09 1999-10-28 Irmelin Wolf Apparatus for drying large components consisting of concrete or refractive materials

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3922465C2 (en) * 1988-07-08 1996-08-22 Nippon Basic Technology Lab Electrically heated flooring
WO1992008084A1 (en) * 1990-11-05 1992-05-14 Miraku Oy Drying procedure and apparatus
DE19816086A1 (en) * 1998-04-09 1999-10-28 Irmelin Wolf Apparatus for drying large components consisting of concrete or refractive materials

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10326711B4 (en) * 2003-06-11 2008-03-20 Besitzgesellschaft Jacob Gmbh & Co. Kg Device for drying a lining mass
WO2006072553A1 (en) * 2005-01-05 2006-07-13 Dario Toncelli Method for manufacturing agglomerated stone articles with anti-static properties, and articles resulting therefrom
DE102005034801A1 (en) * 2005-07-21 2007-01-04 Wis Industrieservice Gmbh Process to cast large one piece concrete structural component in mold with array of electrically heated wires
WO2009157774A1 (en) * 2008-06-09 2009-12-30 Hallvar Eide Method and device for anchoring electric conductive bolts to a solid matrix

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