DE102005005607A1

DE102005005607A1 - Brennhilfsmittel für Brennwagenaufbauten und Feuerfestzustellungen und Verfahren dessen Herstellung

Info

Publication number: DE102005005607A1
Application number: DE200510005607
Authority: DE
Inventors: Erhard Winkler
Original assignee: Saint Gobain IndustrieKeramik Roedental GmbH
Current assignee: Saint Gobain IndustrieKeramik Roedental GmbH
Priority date: 2005-02-07
Filing date: 2005-02-07
Publication date: 2006-08-10
Also published as: WO2006081971A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Brennhilfsmittel, insbesondere Stützen (1) oder Rollstäbe für Brennwangenaufbauten und/oder zur Durchführung durch Feuerfestzustellungen zum Stapeln und Transportieren von Brenngut, insbesondere beim Brennen von keramischen Erzeugnissen. Das erfindungsgemäße Brennhilfsmittel umfasst mindestens zwei Brennhilfsmittelteile (2, 3) aus unterschiedlichen feuerfesten keramischen Werkstoffen, deren Eigenschaften sich im Hoch- und Tieftemperaturbereich ergänzen, wobei die Brennhilfsmittelteile mittels einer Reaktionsbindung miteinander verbunden sind. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Brennhilfsmittels.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennhilfsmittel für Brennwagenaufbauten und Feuerfestzustellungen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren dessen Herstellung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9.

Um Brenngut, insbesondere keramische Erzeugnisse herstellen zu können, müssen diese in einem Ofen gebrannt werden. Zur Einbringung und Herausnahme aus dem Ofen werden die keramischen Erzeugnisse dabei vorteilhaft auf einer Vorrichtung gelagert, die dem Transport der Erzeugnisse dienen kann. Aus dem Stand der Technik sind dafür z. B. entsprechende Ofenwagen bekannt, die Aufbauten (Brennwagenaufbauten) aus Stützenanordnungen umfassen, bei denen aus mehreren Stützen und Stützträgern, wie Tragbalken, Querbalken, großen Platten oder dgl., entsprechende Halterungen oder Stützsysteme für das Brenngut gebildet sind. Mit Hilfe dieser Ofenwagen wird dann das Brenngut in den Ofen eingebracht und nach dem Brennen aus dem Ofen wieder entnommen. Die Prozessabläufe können mit solchen Ofenwagen auch automatisiert werden.

Andererseits sind auch Brennöfen bekannt, in denen das Brenngut selbst oder Ablageelemente, auf denen das Brenngut gehalten ist, auf Rollstäben in den Ofen hinein und aus diesem wieder heraus befördert werden können. Diese Rollstäbe sind horizontal in einer Ebene im Inneren des Brennofens angeordnet.

Solche Stützen, Stützträger und Rollstäbe, im Weiteren als Brennhilfsmittel bezeichnet, sind dabei den hohen Brenntemperaturen im Brennofen ausgesetzt und müssen diesen Stand halten. Herkömmliche Brennhilfsmittel bestehen deshalb aus einem keramischen Material, z. B. auf der Basis von Al₂O₃, Mullit, RSiC, SiSiC oder NSiC. Die Wahl des jeweiligen Werkstoffs ist dabei abhängig von den jeweiligen Betriebsbedingungen. SiSiC-Werkstoffe besitzen z. B. eine ausgezeichnete Oxidationsbeständigkeit von RT bis 1380 °C. Ihre maximale Anwendungstemperatur ist jedoch auf 1380 °C begrenzt. Für höhere Temperaturen kommen insbesondere NSiC-Werkstoffe immer mehr zum Einsatz, da NSiC eine herausragende mechanische Festigkeit bis 1450 °C und eine hervorragende Oxidationsbeständigkeit im Temperaturbereich von 1200 °C bis 1500 °C aufweist. Nachteilig an diesem Werkstoff ist jedoch dessen eingeschränkte Oxidationsbeständigkeit im Temperaturbereich um 900 °C. Deshalb werden Brennhilfsmittel aus NSiC vorzugsweise derart eingesetzt, dass sie dem Feuerraum vollständig ausgesetzt sind. Auf diese Weise ist das Brennhilfsmittel aus NSiC zwar auch beim Hochheizen von Raumtemperatur auf die gewünschte Brenntemperatur und dem anschließenden Abkühlen einer Temperatur von etwa 900 °C ausgesetzt. Dieser Temperaturbereich wird jedoch so schnell durchlaufen, dass keine Oxidation des NSiC einsetzen kann.

Teilweise ist man jedoch konstruktiv gezwungen, Durchführungen von Brennhilfsmitteln durch eine Feuerfestzustellung vorzusehen. Beispielsweise können Rollstäbe beidseitig in den Wänden der Brennöfen gelagert werden oder Stützen von Brennwagenaufbauten können auf dem Brennwagen in Hülsen fixiert sein. In solchen Fällen sind die gelagerten Teile der Rollstäbe und die fixierten Teile der Stützen durch eine Feuerfestzustellung vom Feuerraum getrennt und nicht direkt dem Feuerraum ausgesetzt, so dass die Temperatur nur durch Wärmeleitung in den Brennhilfsmitteln eingestellt wird. Dadurch wird der Temperaturbereich um 900 °C nicht überschritten oder nur langsam durchschritten und besondere Maßnahmen zum Schutz vor Oxidation sind notwendig.

Aus dem Stand der Technik sind beispielsweise Konstruktionsmaßnahmen für Stützen aus NSiC bekannt, die darin bestehen, dass Stützen mit geringem Oxidationswiderstand mit keramischem Mörtel in Hülsen mit hohem Oxidationswiderstand, z.B. aus SiSiC, eingeklebt werden. Der Mörtel ist jedoch bekanntermaßen einem Schwundprozess ausgesetzt und außerdem weisen Stütze und Hülse, da sie aus unterschiedlichem Material bestehen, unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten auf. Deshalb kommt es zu einer Rissbildung im Bereich des keramischen Mörtels, wodurch der Oxidationsschutz verloren gehen kann, da Sauerstoff durch die Risse zum Stützenwerkstoff diffundieren kann. Ein weiterer Nachteil dieser Schutzmaßnahme besteht darin, dass durch die Risse ein Spiel entsteht, so dass der Brennwagen lose und instabil wird.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Brennhilfsmittel für Brennwagenaufbauten und für Ofenzustellungen bereit zu stellen, welche die Nachteile des oben angegebenen Stands der Technik vermeiden. Insbesondere sollen Brennhilfsmittel zur Verfügung gestellt werden, die über den gesamten Hoch- und Tieftemperaturbereich der Brennöfen als Brennwagenaufbauten und Feuerfestzustellungen verwendbar sind, ohne dass beispielsweise die Oxidationsbeständigkeit des Brennhilfsmittels in bestimmten Temperaturbereichen an Wirksamkeit verliert. Gleichzeitig soll ein Verfahren dessen Herstellung zur Verfügung gestellt werden, das diese Eigenschaften des Brennhilfsmittels sicher stellt und gleichzeitig einfach durchführbar ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen Gegenstand der abhängigen Ansprüche sind.

Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass keiner der keramischen Werkstoffe über den gesamten Temperaturbereich eines Brennofens konstante und vorteilhafte Eigenschaften, wie z. B. mechanische Festigkeit, Oxidationsbeständigkeit, Feuerfestigkeit, usw., aufweist. Wenn nun Teile der Brennhilfsmittelkonstruktion bestimmte Temperaturbereiche, z. B. aufgrund einer Feuerfestzustellung, nicht erreichen oder nur langsam durchschreiten, können Brennhilfsmittelteile dadurch unter Umständen in ihrer Nutzungsdauer oder konstruktiven Auslegung eingeschränkt werden (auf bestimmte schlechtere Eigenschaften von keramischen Werkstoffen festgelegt sein).

Das erfindungsgemäße Brennhilfsmittel für Brennwagenaufbauten und Feuerfestzustellungen, insbesondere eine Stütze oder ein Rollstab zum Stapeln und Transportieren von Brenngut, insbesondere beim Brennen von keramischen Erzeugnissen umfasst nun mindestens zwei Brennhilfsmittelteile aus unterschiedlichen feuerfesten keramischen Werkstoffen. Die Brennhilfsmittelteile sind formschlüssig zu dem Brennhilfsmittel verbunden und die Werkstoffe der Brennhilfsmittelteile werden erfindungsgemäß so gewählt, dass sie sich bezüglich ihrer Eigenschaften im Hoch- und Tieftemperaturbereich gegenseitig ergänzen. Solche formschlüssigen Verbindungen, beispielsweise Steckverbindungen mit Passsitz oder eine äußere Hülse, lassen sich einfach erzeugen. Dadurch, dass zwei Brennhilfsmittelteile aus unterschiedlichen keramischen Werkstoffen zu einem Brennhilfsmittel kombiniert werden, kann das Brennhilfsmittel so gestaltet werden, dass die einzelnen Bereiche des Brennhilfsmittels, die unterschiedlichen Temperaturen ausgesetzt sind, in ihren Eigenschaften, z. B. in ihrer mechanischen Festigkeit und ihrer Oxidationsbeständigkeit über die unterschiedlichen Temperaturbereiche jeweils vorteilhafte Eigenschaften aufweisen. Diese Werkstoffe ergänzen sich also.

Bevorzugt werden die Brennhilfsmittelteile durch einen keramischen Schlicker mittel einer Rektionsbindung miteinander verbunden, wodurch eine monolithische Verbindung zwischen den Brennhilfsmittelteilen erzeugt wird und ein quasi einstückiges Brennhilfsmittel entsteht.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die formschlüssige Verbindung eine äußere Hülse umfassen, die die beiden Brennhilfsmittelteile überdeckt oder einen im Inneren des Brennhilfsmittels angeordneten Zapfen. Hülse oder Zapfen ermöglichen eine zusätzliche Versteifung der formschlüssigen Verbindung. Dabei kann das Brennhilfsmittel mit einem Zapfen leichter mit einer äußerlich ebenen Gestalt versehen werden. Vorteilhaft ist ein solcher Zapfen zur Gewichtseinsparung hohl ausgebildet. Auch Zapfen oder Hülse können mit den Brennhilfsmittelteilen jeweils über einen ausgehärteten und durchreagierten keramischen Schlicker monolithisch verbunden sein. Dabei ist der Zapfen oder die Hülse im Bereich des ersten Brennhilfsmittelteils mit diesem über einen keramischen Schlicker aus dem Werkstoff des ersten oder zweiten Brennhilfsmittelteils verbunden und im Bereich des zweiten Brennhilfsmittelteils mit diesem über einen keramischen Schlicker aus dem Werkstoff des zweiten Brennhilfsmittelteils.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Brennhilfsmittel als eine Stütze von Brennwagenaufbauten ausgebildet und umfasst einen Träger zum Aufnehmen von Stützträgern, wie Tragbalken, Querbalken, großen Platten oder dgl., und einen Fuß.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Brennhilfsmittel als Rollstab zum Transportieren von Brenngut ausgebildet und umfasst einen Träger aus einem ersten Werkstoff und zwei daran seitlich angeordnete Endstücke aus einem zweiten Werkstoff. Diese Enden sind zur Durchführung durch eine Feuerfestzustellung vorgesehen.

Vorzugsweise sind die Werkstoffe der Brennhilfsmittelteile aus der Gruppe, die SiSiC, NSiC, rekristallisiertes SiC und gesintertes SiC umfasst, ausgewählt, da daraus hergestellte Brennhilfsmittel in ähnlichen und miteinander kombinierbaren Prozessen herstellbar sind. So kann beispielsweise SiSiC mit seiner ausgezeichneten Oxidationsbeständigkeit von RT bis 1380 °C mit NSiC kombiniert werden, dass eine hervorragende Oxidationsbeständigkeit im Temperaturbereich von 1200 °C bis 1500 °C und eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit im Temperaturbereich von RT bis 1450 °C aufweist. Der SiSiC-Teil des Brennhilfsmittels ist dabei für die Durchführung durch die Feuerfestzustellung vorzusehen, während der NSiC-Teil des Brennhilfsmittels dem Feuerraum direkt auszusetzen ist, so dass im NSiC-Teil der kritische Temperaturbereich um 900 °C schnell durchlaufen wird und eine Oxidation von NSiC vermieden werden kann. Auf diese Weise ergänzen sich die keramischen Werkstoffe NSiC und SiSiC hinsichtlich mechanischer Festigkeit und Oxidationsbeständigkeit. (Das Brennhilfsmittel ist somit über den gesamten Temperaturbereich des Brennofens einsetzbar und weist eine hohe mechanische Festigkeit auf, ohne dass eine Oxidationsgefahr des Rollstabs besteht.)

Weiterhin weisen NSiC und SiSiC mit 4,5 K^–1 × 10^–6 bzw. 4,3 K^–1 × 10^–6 nahezu gleiche Ausdehnungskoeffizienten auf. Die sich beim Auf- bzw. Abkühlen aufbauenden Eigenspannungen sind somit gering und es besteht keine Gefahr einer Rissbildung oder Lockerung der keramischen Verbindung der Werkstoffkombination des Brennhilfsmittels. Über den gesamten Hoch- und Tieftemperaturbereich des Brennofens ist eine formschlüssige Verbindung sicher gestellt.

Mit SiSiC und NSiC wurden keramische Werkstoff hinsichtlich ihrer Oxidationsbeständigkeit und mechanische Festigkeit vorteilhaft miteinander kombiniert. Es ist aber natürlich auch möglich, entsprechend dem Anwendungsgebiet mit Hilfe anderer Werkstoffe eine Kombination anderer Eigenschaften vorzunehmen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Brennhilfsmittels besteht nun darin, dass an mindestens ein erstes ungebranntes (grünes) geformtes, z.B. stranggepresstes oder schlickergegossenes, Brennhilfsmittelsteil aus einem ersten keramischen Werkstoff mindestens ein Zapfen oder eine Hülse mit einem Schlicker aus dem ersten keramischen Werkstoff angarniert bzw. mit angegossen wird. An diesen Verbund, der das erste Brennhilfsmittelteil und den Zapfen oder die Hülse umfasst, wird dann mindestens ein zweites ungebranntes oder gebranntes Brennhilfsmittelsteil aus einem zweiten keramischen Werkstoff angegossen oder mit einem zweiten keramischen Schlicker aus dem zweiten keramischen Werkstoff angarniert. Durch einen anschließenden Brand wird eine Reaktionsbindung zwischen den Werkstoffpaarungen hergestellt, wodurch eine monolithische Verbindung zwischen den Brennhilfsmittelteilen erzeugt wird. Es entsteht ein quasi einstückiges Brennhilfsmittel.

Für die vorzugsweise verwendeten Werkstoffe NSiC und SiSiC werden dazu Schlicker verwendet, die Kohlenstoff oder Silizium enthalten. Durch Brennen der Bauteile mit kohlenstoffhaltigem Schlicker in Gegenwart von Silizium, so genanntes Silizieren, reagiert der Kohlenstoff mit Silizium zu Siliziumkarbid, wobei es zu Verwachsungen mit SiC-Kristallen in der NSiC- oder SiSiC-Struktur kommt. Entsprechend werden Bauteile mit siliziumhaltigen Schlicker in Stickstoffatmosphäre gebrannt, so genanntes Nitridieren, wobei es zur Bildung und in Folge zu Verwachsungen von Siliziumnitridkristallen kommt. In der nachfolgenden Tabelle sind Flussdiagramme zu drei Ausführungsbeispielen der Herstellung von Brennhilfsmitteln gegeben:

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Zapfen und Brennhilfsmittelteile lateral verdreht zueinander angeordnet, wobei der Zapfen und die Brennhilfsmittelteile viereckig und die Brennhilfsmittelteile zumindest teilweise hohl ausgebildet sind und der Zapfen einen geringeren Querschnitt als die Brennhilfsmittelteile aufweist. Durch den geringeren Querschnitt des Zapfens ist dieser im Herstellungsprozess leichter in die Brennhilfsmittelteile einsetzbar. Durch die laterale Verdrehung des Zapfens zu den Brennhilfsmittelteilen wird zwischen Zapfen und dem jeweiligen Brennhilfsmittelteil ein umlaufender Hohlraum mit jeweils Keilförmiger Form in den Ecken der Brennhilfsmittelteile. Diese keilförmige Form erleichtert besonders das lunkerfreie Ausfüllen des Hohlraums mit Schlicker. Außerdem wird ein keilförmiger Schlickerzwickel gebildet, der zusätzlich die Stabilität der monolithischen Verbindung erhöht.

Zur Vermeidung von Eigenspannungen können in die Schlickerzwickel Hohlräume eingearbeitet werden.

Besonders vorteilhaft kann als Zapfen oder Hülse eine Form aus Pappe oder Kunststoff verwendet werden, so dass nach dem Brennen des Brennhilfsmittels der ausgehärtete und durchgebrannte Schlicker den Zapfen oder die Hülse bildet. Der z. B. so entstandene Schlickerzapfen kann beispielsweise ringförmig ausgebildet sein, wenn Zapfenform und Brennhilfsmittel rohrförmig ausgebildet sind, oder er besteht aus mehreren keilförmigen Schlickerzwickeln, wenn Zapfenform und Brennhilfsmittel einen viereckigen Querschnitt aufweisen und unter einem Winkel zueinander festgelegt waren. Mit dieser herausbrennbaren Hülsen- oder Zapfenform kann eine weitere Gewichtsreduzierung des Brennhilfsmittels erreicht werden, ohne dass die Verbindung an Stabilität verliert.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brennhilfsmittels für Brennwagenaufbauten und Feuerfestzustellungen anhand der schematischen Zeichnung beschrieben. Darin zeigen
1 einen Ausschnitt einer vertikalen Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Stütze und
2 eine horizontale Schnittansicht der Stütze in 1.
1 zeigt in rein schematischer Darstellung eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Brennhilfsmittels in Form einer Stütze 1, wobei nur ein Ausschnitt im Bereich der formschlüssigen Verbindung des Trägers 2 und des Fußes 3 der Stütze 1 abgebildet sind. Die Stütze 1 kann beispielsweise im Verbund mit anderen vertikalen Stützen einen Tragrahmen für einen Brennwagenaufbau aus Tragbalken, Querbalken und dgl. verwendet werden. Träger 2 und Fuß 3 der Stütze 1 sind als viereckiges hohles Rohr ausgebildet und weisen einen gleichen Querschnitt auf. Sie sind formschlüssig über einen Zapfen 4 miteinander verbunden.
In 2 ist ein horizontaler Schnitt der erfindungsgemäßen Stütze aus 1 durch den Fuß 3 auf Höhe der Markierung X in 1 gezeigt. Hierbei ist zu erkennen, dass der viereckige hohle Zapfen 4 in den Fuß 3 unter einem Winkel α leicht verdreht eingesetzt ist, wodurch das System leicht auszurichten ist. Dadurch ergeben sich zwischen Fuß 3 und Zapfen 4 keilförmige Hohlräume (Zwickel). Diese Zwickel können besonders einfach lunkerfrei mit Schlicker verfüllt werden. Außerdem bildet der keilförmige Schlickerzwickel 5 eine besonders stabile monolithische Verbindung des Zapfens 4 mit Träger 2 und Fuß 3.
Der Zapfen 4 kann zur Verstärkung der formschlüssigen Verbindung auch als Vollkörper ausgebildet sein. Falls eine Gewichtseinsparung erforderlich ist, ist es auch möglich, eine aus Pappe oder einem Kunststoff bestehende Zapfenform zu verwenden, die während des Brennprozesses der Stütze herausgebrannt wird, so dass der umlaufenden Schlickerzwickel 5 den Zapfen bildet.
Der Fuß 3 ist in der Regel auf einem Brennofenwagen in einer Hülse festgelegt, die den Fuß 3 umschließt. Durch diese Feuerfestzustellung könnte es im festgelegten Teil des Fußes 3 zu Oxidationsproblemen kommen. Deshalb besteht der Fuß 3 bevorzugt aus SiSiC, so dass keine Oxidationsprobleme auftreten können. Der Werkstoff des Trägers 2 wiederum ist dann vorteilhaft NSiC, das ebenfalls eine hohe mechanische Festigkeit aufweist und damit zur Stabilität des Brennwagenaufbaus beiträgt, das aber bis 1450 °C oxidationsbeständig ist. Wegen der nahezu gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von SiSiC und NSiC kann der Zapfen 4 entweder aus SiSiC oder aus NSiC bestehen, wobei der Schlickerzwickel im Bereich des Fußes 3 und im Bereich des Trägers 2 aus NSiC gebildet ist.
Somit ist die Stütze 1 hohl ausgebildet und weist einen durchgehend konstanten viereckigen Querschnitt auf, wobei der Fuß 3 aus SiSiC und der Träger 2 aus NSiC gebildet ist. Eine solche Stütze 1 ist vergleichbar leicht und zeigt dennoch eine ho he mechanische Festigkeit und ist trotz Feuerfestzustellung über den gesamten Temperaturbereich des Brennofens einsetzbar, ohne dass eine Oxidationsgefahr der Stütze 1 gegeben ist.
Die Herstellung der Stütze 1 wurde mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens dadurch vorgenommen, dass in den stranggepressten, grünen SiSiC-Fuß 3 ein kleinerer viereckiger Zapfen 4, der ebenfalls aus SiSiC besteht, mit SiSiC-Schlicker eingarniert und dieser Verbund siliziert wurde. Dann wurde der aus NSiC bestehende, noch nicht gebrannte Träger 2 bündig über dem Zapfen 4 auf den Fuß 3 gesetzt und der Zwischenraum zwischen Stütze 2 und Zapfen 4 mit NSiC-Schlicker ausgegossen. Nach dem Trocknen wurde die Stütze 1 einem Nitridierbrand unterzogen. Durch die keilförmigen Zwickel zwischen viereckigem Fuß 3 und Träger 2 sowie dem viereckigen Zapfen 4 ließen sich die Zwischenräume dabei vorteilhaft lunkerfrei mit dem Schlicker verfüllen.
Der Zapfen 4 könnte aber auch aus jedem anderen bis 1450 °C in Stickstoffatmosphäre beständigem Material bestehen und beidseitig in Träger 2 und Fuß 3 in einem Arbeitsgang mit NSiC-Schlicker eingegossen werden.
Weitere Herstellungsmöglichkeiten bestehen darin, dass in den in Schlicker gegossenen NSiC-Träger 2 der Zapfen 4 gleich mit angegossen wird und der Fuß 3 aus gebranntem SiSiC angarniert wird. Oder dass in den schlickergegossenen SiSiC-Fuß 3 der Zapfen 4 gleich mit angegossen und der Träger 2 aus NSiC angarniert wird. Weiterhin ist es möglich, dass ein bereits fertig silizierter Verbund aus einem SiSiC-Fuß 3 und dem Zapfen 4 in eine Gipsform eingelegt wird und der NSiC-Träger 2 darum herum gegossen wird. Der Zapfen kann natürlich auch durch eine außen liegende Hülse ersetzt werden.
Eine solche Stütze mit formschlüssiger monolithischer Zapfen- oder Hülsenverbindung ist natürlich auch mit anderen Werkstoffpaaren herstellbar, bei denen eine Reaktionsbindung zwischen Schlicker und Werkstoff möglich ist. So z. B. kann eine Verbindung zwischen bereits gebranntem, rekristallisiertem SiC und NSiC mittels NSiC-Schlicker und anschließendem Nitridierbrand erzeugt werden. Oder es kann eine Verbindung zwischen bereits gebranntem, gesintertem SiC und rekristallisiertem SiC mittels RSiC-Schlicker und anschließendem Rekristallisationsbrand erzeugt werden. Oder es kann eine Verbindung zwischen bereits gebranntem, gesintertem SiC und NSiC mittels NSiC-Schlicker und anschließendem Nitridierbrand erzeugt werden.
Die selben Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens können auch zur Herstellung anderer Brennhilfsmittel, insbesondere von Rollstäben (nicht gezeigt) eingesetzt werden. Im Unterschied zu den zweiteilig aus Fuß 3 und Träger 2 ausgeführten Stützen 1 sind für einen Rollstab jedoch mindestens drei Brennhilfsmittelteile notwendig: ein Träger und zwei Endstücke, die zur Lagerung in der Feuerfestzustellung vorgesehen sind. Beispielsweise kann der Träger als massiver oder hohler Stab oder Rohr aus NSiC und die Endstücke aus SiSiC ausgebildet sein. Ein solcher Rollstab zeigt eine hohe mechanische Festigkeit und Oxidationsbeständigkeit im Bereich des Trägers und ist dennoch über den gesamten Temperaturbereich des Brennofens einsetzbar, ohne dass eine Oxidationsgefahr des Rollstabs besteht.
All diese Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens gestatten eine einfache Herstellung des erfindungsgemäßen Brennhilfsmittels, wobei Rissbildungen in dem Brennhilfsmittel und eine Lockerung der Verbindung der einzelnen Brennhilfsmittelteile wirksam unterbunden werden.

Claims

Brennhilfsmittel, insbesondere eine Stütze (1) oder ein Rollstab für Brennwangenaufbauten und/oder zur Durchführung durch Feuerfestzustellungen zum Stapeln und Transportieren von Brenngut, insbesondere beim Brennen von keramischen Erzeugnissen, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennhilfsmittel mindestens zwei Brennhilfsmittelteile (2, 3) aus unterschiedlichen feuerfesten keramischen Werkstoffen umfasst, deren Eigenschaften sich im Hoch- und Tieftemperaturbereich ergänzen, wobei die Brennhilfsmittelteile formschlüssig miteinander verbunden sind.
Brennhilfsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die formschlüssige Verbindung einen ausgehärteten und durchreagierten keramischen Schlicker (5) umfasst, der über eine Reaktionsbindung eine monolithische Bindung vermittelt.
Brennhilfsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die formschlüssige Verbindung einen insbesondere hohl ausgebildeten, im Inneren des Brennhilfsmittels angeordneten Zapfen (4) oder eine, das Brennhilfsmittel äußerlich umfassende Hülse umfasst.
Brennhilfsmittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Brennhilfsmittelsteil (2) aus dem ersten Werkstoff und das zweite Brennhilfsmittelsteil (3) aus dem zweiten Werkstoff mit dem Zapfen (4) bzw. der Hülse aus einem der beiden Werkstoffe im Bereich des ersten Brennhilfsmittelteils (2) über den ausgehärteten und durchreagierten Schlicker aus dem ersten oder zweiten Werkstoff und im Bereich des zweiten Brennhilfmittelsteils (3) über den ausgehärteten und durchreagierten Schlicker aus dem zweiten Werkstoff monolithisch verbunden ist.
Brennhilfsmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennhilfsmittel als Stütze (1) einen Träger (2), ins besondere für Stützträger wie Tragbalken, Querbalken, große Platten oder dgl., und einen Fuß (3) umfasst.
Brennhilfsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennhilfsmittel als Rollstab einen Träger aus einem ersten Werkstoff umfasst und zwei daran seitlich angeordnete Endstücke aus einem zweiten Werkstoff, die zur Durchführung durch eine Feuerfestzustellungen vorgesehen sind.
Brennhilfsmittel nach Anspruch 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der insbesondere viereckige Zapfen (4) einen geringeren Querschnitt als Brennhilfsmittelteile aufweist und insbesondere gegenüber den viereckig ausgebildeten Brennhilfsmittelteilen lateral verdreht angeordnet ist.
Brennhilfsmittel nach einem vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstoffe aus der SiSiC, NSiC, rekristallisiertes SiC und gesinteres SiC umfassenden Gruppe ausgewählt sind.
Verfahren zur Herstellung eines Brennhilfsmittels nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens ein erstes ungebranntes geformtes Brennhilfsmittelsteil aus einem ersten keramischen Werkstoff mindestens ein Zapfen oder eine Hülse mit einem Schlicker aus dem ersten keramischen Werkstoff angarniert bzw. mit angegossen wird und anschließend gebrannt, nitridiert oder siliziert wird und an diesen, das erste Brennhilfsmittelsteil und den Zapfen bzw. die Hülse umfassenden Verbund mindestens ein zweites ungebranntes oder gebranntes Brennhilfsmittelsteil aus einem zweiten keramischen Werkstoff angegossen oder mit einem zweiten keramischen Schlicker aus dem zweiten keramischen Werkstoff angarniert wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine erste Brennhilfsmittelteil gebrannt, siliziert oder rekristallisiert ist.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbund gebrannt, siliziert, nitridiert oder rekristallisiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei der Zapfen einen geringeren Querschnitt als die Brennhilfsmittelteile aufweist und der Zapfen viereckig und die Brennhilfsmittelteile zumindest teilweise hohl und viereckig ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen gegenüber den Brennhilfsmittelteilen lateral verdreht angeordnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass als Zapfen oder Hülse eine Form aus Pappe oder einem Kunststoff verwendet wird, die weggebrannt wird, so dass der insbesondere zwickelförmige, ausgehärtete und durchgebrannte Schlicker den Zapfen bzw. die Hülse bildet.