DE2041919A1

DE2041919A1 - Endless enamelling furnace

Info

Publication number: DE2041919A1
Application number: DE19702041919
Authority: DE
Inventors: Gornall Henry A
Original assignee: Ferro Corp
Current assignee: Vibrantz Corp
Priority date: 1969-08-27
Filing date: 1970-08-24
Publication date: 1971-03-04
Also published as: DE2041919B2; US3649327A

Description

Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Assmann Dr. R. Koenfgsberger - DIpI.-Phys. R. Holzbauer - Dr. F. Zumstein jun.Dr. F. Zumstein Sr. - Dr. E. Assmann Dr. R. Koenfgsberger - DIpI.-Phys. R. Holzbauer - Dr. F. Zumstein jun.

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FERRO CORPORATION, CLEVELAND, USAFERRO CORPORATION, CLEVELAND, USA

EndloserEndless

Die Erfindung betrifft einen Ofen, der ideal geeignet ist, für das kontinuierliche Trockenemaillierverfahren von Metallgegenständen, besonders von gußeisernenBadeeinrichtungsgegenständen, und ein Verfahren zum kontinuierlichen Beschichten und Brennen dieser zu emaillierenden Metallgegenstände in einem einzigen, aus einem Stück bestehenden, endlosen Ofen. Insbesondere ist der Ofen endlos oder kreisförmig und besitzt einen inneren und äußeren Umfang, eine Vielzahl von Öffnungen oder Türen von genügender Größe, um das Einbringen und Herausnehmen der metallischen Werkstücke, die in diesen Ofen gebracht werden sollen, zu ermöglichen, wobei dieseThe invention relates to a furnace which is ideally suited for the continuous dry enamelling process of metal objects, especially cast iron bathroom furnishings, and a method of continuous coating and firing these metal objects to be enamelled in a single, one-piece, endless furnace. In particular, the furnace is endless or circular and has an inner and outer circumference, a plurality of Openings or doors of sufficient size to allow the insertion and removal of the metallic workpieces that are in them Oven should be brought to allow, taking this

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Öffnungen sich längs des äußeren Umfangs in bestimmten Abständen zueinander befinden, eine innere Heizstrahlereinrichtung und eine innere Einrichtung zum Vorwärtsbewegen der Werkstücke, die vorgeheizt und emailliert werden sollen.Openings along the outer circumference at certain intervals are to each other, an inner radiant heater device and an inner device for moving the Workpieces that are to be preheated and enamelled.

Das Verfahren befaßt sich vorzugsweise mit elektromechanischen Einrichtungen zum Eingeben und Herausnehmen der metallischen Werkstücke aus diesem Ofen und mit elektromechanischen Einrichtungen zum Aufstäuben oder Aufbringen des trockenen Emaillepulvers, das gebrannt werden soll. Außer dem neuartigen endlosen Aufbau mit Öffnungen in Abständen besitzt der erfindungsgemäße Ofen einen herkömmlichen Grundaufbau, wie er für Brennen von keramischen Gegenständen verwendet wird, und ist mit isolierenden feuerfesten Ziegeln oder ähnlichem ausgestattet und enthält eine oder mehrere Muffel oder Heizrohre und ähnliches,um die. Strahlungshitze zu erzeugen.The method is preferably concerned with electromechanical Means for inserting and removing the metallic Workpieces from this furnace and with electromechanical devices for dusting or applying the dry enamel powder to be fired. Except for the new endless structure with openings at intervals the furnace according to the invention has a conventional basic structure, such as that used for firing ceramic objects is, and is equipped with insulating refractory bricks or the like and contains one or more Muffle or heating pipes and the like to get the. Generate radiant heat.

Das Emaillebeschichten von MetalIgegenstanden im trockenen oder Pulververfahren umfaßt das Heizen eines Metallgegenstan— des auf eine Temperatur von etwa 925 bis 980 C, das gleichmäßige Verteilen des Emaillepulvers zum Beschichten über die Oberfläche des Gegenstandes und das Aufschmelzen des Puders auf den metallischen Gegenstand durch Erhitzen in einem geeigneten Ofen auf eine Temperatur von etwa 925 bis 980⁰C,The enamel coating of metal objects in the dry or powder process comprises heating a metal object to a temperature of about 925 to 980 C, distributing the enamel powder evenly over the surface of the object and melting the powder onto the metallic object by heating it all in one suitable furnace to a temperature of about 925 to 980 ⁰ C,

Der Gegenstand muß periodisch aus dem Ofen entfernt werden, um das trockene Emaillepulver aufzubringen, entsprechend der Zahl der gewünschten Schichten.The article must be removed from the oven periodically in order to apply the dry enamel powder, according to FIG Number of layers desired.

Dies wird unter Verwendung von elektromechanischen Einrichtungen ausgeführt durch eine Bedienungsperson, die Emailleur genannt wird. Wegen der physischen Anforderungen an den Emailleur, das ist die Fähigkeit hohe Temperaturen auszu-This is done using electromechanical devices by an operator, the enameller is called. Because of the physical demands on the enameller, the ability to withstand high temperatures

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halten, Gegenständen von beachtlichem Gewicht mit Hilfe eines einfachen gabelähnlichen Werkzeugs in den Ofen einzubringen und aus ihm herauszuholen, und die Fähigkeit, eine gleichmäßige Verteilung des Emaillepulvers über den metallischen Gegenstand aufzubringen, war es schwierig, Emailleure' zu bekommen und eine gute Herstellung und ein gleichmäßiges Aufbringen einzuhalten. Aus diesen Gründen werden vorzugsweise elektromechanische Einrichtungen angewendet, sowohl zum Einbrin-gen und Herausnehmen der Gegenstände aus dem Ofen als auch zum Aufstäuben oder Aufbringen des Emaillepulvers. Eine Vorrichtung zum Emaillieren nach dem trockenen Verfahren ist in der französischen Patentschrift 6 712 672, besonders Figur 13 beschrieben, auf welches Patent hier Bezug genommen wird. Vorrichtungen zum Aufstäuben sind in diesem Patent ebenfalls beschrieben und illustriert. Obwohl für große und sperrige Gegenstände, wie zum Beispiel Badewannen, normalerweise die Anwendung von elektromechanischen Einrichtungen zur Handhabung dieser Gegenstände bevorzugt wird, ist für viele Anwendungen, die weniger Geschick erfordern, und besonders die kleine Gegenstände, wie zum Beispiel Klosettanlagen und Ausgüsse, betreffen, die Verwendung eines Emailleurs völlig ausreichend.keep items of considerable weight in the oven with the help of a simple fork-like tool and to get out of it, and the ability to evenly distribute the enamel powder over the metallic To bring the subject up, it was difficult to 'enamellers' too get and maintain a good production and an even application. For these reasons it is preferred Electromechanical devices are used, both for bringing in and removing the objects from the furnace as well as for dusting or applying the enamel powder. A device for enamelling by the dry process is in French patent 6 712 672, particularly Figure 13, which patent is incorporated by reference. Sputtering devices are in this Patent also described and illustrated. Although for large and bulky items, such as bathtubs, usually the use of electromechanical devices preferred for handling these items is for many less dexterous applications, and special that involve small items such as lavatory systems and sinks, the use of an enamel completely adequate.

Während das oben genannte Patent einen Fortschritt auf dem Gebiet der Einrichtungen zum Eingeben, Herausnehmen und Bestäuben von schweren Gegenständen wie Badewannen darstellt, hat der darin beschriebene in gerader Linie verlaufende Ofen bestimmte Nachteile, die durch diese Erfindung vermieden werden. Der Hauptmangel ist, daß es in einem geraden Ofen notwendig ist, die Transporteinrichtungen der zu emaillierenden Gegenstände herauszunehmen, wenn der Gegenstand herausgenommen wird, was einen erheblichen Hitzeverlust zur Folge hat. Infolge dessen muß die Transporteinrichtung wieder erhitzt werden, wenn sie in den Ofen zurückgebracht wird, um einenWhile the aforesaid patent represents an advance in the field of infeed, take out and dusting devices of heavy objects such as bathtubs, the oven described therein has a straight line certain disadvantages avoided by this invention. The main shortcoming is that it is necessary in a straight oven is to remove the transport devices of the objects to be enamelled when the object is removed which results in a considerable loss of heat. As a result, the transport device has to be heated again when put back in the oven to a

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neuen Gegenstand zu transportieren. Das Übersehen der Hitzeverluste an Trageplatten, Förderketten und Rollen "hatte zur Folge, daß große Öfen die Garantien für Kapazität und Brennstoffverbrauch nicht einhalten konnten, mit verheerenden Folgen für die verantwortlichen Ofenerbauer¹¹ (Trinks and Mawhinney, Industrial Furnaces, Band 1, 5. Auflage, John Wiley & Sons, New York). Zusätzlich ist der Hitzeverlust bei einem geradlinigen Ofen am Eingangs- und Ausgangspunkt größer, da die Hitze vorwiegend in gerader Richtung strahlt. Im erfindungsgemäßen Ofen strahlt die Hitze jedoch vorwiegend rings um die Ofenachse und nicht zu den Eingangsoder Ausgangspunkten heraus. Weiter ermöglicht es der erfindungsgemäße endlose Ofen, den Ofen auf einer kompakteren Fläche aufzustellen. Wenn dazu noch die gleiche Öffnung für das Beschicken und'die Entnahme verwendet wird, kann die gleiche Einrichtung oder Bedienungsperson zur Handhabung des Gegenstandes verwendet werden. Wenn es wünschenswert ist, können die Gegenstände jedoch an den verschiedensten Stellen in den Ofen eingegeben und aus ihm entnommen werden je nach den Zeit-und Temperaturerfordernissen des zu brennenden Gegenstandes und/oder den Platzerfordernissen der Einrichtungen und den Personalerfοrdernissen.to transport a new item. Failure to overlook the heat losses on support plates, conveyor chains and rollers "meant that large furnaces could not meet the guarantees for capacity and fuel consumption, with devastating consequences for the furnace builders responsible ¹¹ (Trinks and Mawhinney, Industrial Furnaces, Volume 1, 5th Edition , John Wiley & Sons, New York). In addition, the heat loss in a linear furnace is greater at the entry and exit points, since the heat mainly radiates in a straight direction. In the furnace according to the invention, however, the heat mainly radiates around the furnace axis and not to the Furthermore, the endless oven according to the invention enables the oven to be set up on a more compact area it is desirable, however, the objects to the various can be entered into and removed from the furnace depending on the time and temperature requirements of the object to be burned and / or the space requirements of the facilities and the personnel requirements.

Im folgenden wird eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung erläutert, die schematisch eine Draufsicht auf einen Ofen darstellt. Eine Vielzahl von Trageeinrichtungen (Trageplatten) zum Transportieren der zu emaillierenden Stücke sind dux'ch die Bezugszeichen 1 bis 20 dargestellt. Die Einrichtung zum Bewegen der Trageeinrichtungen ist vorzugsweise eine Reihe von durch Ketten angetriebenen Rollen,die nicht dargestellt ist. Es kann jedoch ebenso ein Förderband verwendet werden, oder Wagen auf Schienen oder ähnliche Einrichtungen. Wie dargestellt befinden sich Eingangs- und Ausgangsöffnungen gegenüber den Trageplatten 1, 10, 12, 14, 16 und 18. Es könnenThe following is an exemplary embodiment of the Invention explained with reference to the accompanying drawing, which schematically shows a top view of a furnace. One Numerous support devices (support plates) for transporting the pieces to be enamelled are represented by the reference numerals 1 to 20. The facility for moving the Support means is preferably a series of chain driven rollers, not shown. It however, a conveyor belt or trolleys on rails or similar devices can also be used. As shown there are inlet and outlet openings opposite the support plates 1, 10, 12, 14, 16 and 18. It can

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jedoch mehr oder weniger Öffnungen sein, je nach der Größe des Ofens, der verwendeten Temperatur und Verweilzeit usw. Nach der Zeichnung bewegen sich die Trageplatten im Gegenuhrzeigersinn, aber sie können ebenso gut in der entgegengesetzten Richtung bewegt werden. Die Werkstücke werden am Punkt 1 eingegeben, an den Punkten 10 und 14 zum Aufstäuben entnommen, an den Punkten 12 und 16 wieder eingegeben und am Punkt 18 endgültig -zum Kühlen entnommen. Die Trageplatten werden im Ofen nicht mit konstanter Geschwindigkeit bewegt, sondern können vielmehr gegenüber einem Eingangs- oder Ausgangspunkt für eine Zeit stehen bleiben, die ausreicht, um ein Werkstück zu entfernen und einzugeben. Entsprechend kann je nach der Größe des Ofens, der Verweilzeit, der verwendeten Temperatur und der Größe des Werkstückes in vielen Fällen das Werkstück zum Aufstäuben entfernt werden und wieder in den Ofen eingegeben werden bevor irgendein Werkstück im Ofen vorwärtsbewegt wird. Ebenso kann bei sehr großen Öfen der Zyklus in einem Viertel oder der Hälfte des Ofens vollständig durchlaufen werden und es werden daher zwei oder mehr Eingangs- und Endausgangsöffnungen verwendet. In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Hitzeverlust an den Öffnungen dadurch verringert, daß ein Luftvorhang verwendet wird, wenn die Türen geöffnet werden.however, there should be more or fewer openings depending on the size of the furnace, the temperature and residence time used, etc. According to the drawing, the support plates move counterclockwise, but they can just as easily move in the opposite direction Direction to be moved. The workpieces are entered at point 1 and removed at points 10 and 14 for dusting, re-entered at points 12 and 16 and finally removed at point 18 for cooling. The support plates are in Oven does not move at a constant speed, but can rather be compared to an entry or exit point stop for a time sufficient to remove and enter a workpiece. Correspondingly can ever depending on the size of the furnace, the dwell time, the temperature used and the size of the workpiece in many cases the workpiece can be removed for sputtering and put back into the oven before any workpiece is in the oven is moved forward. Likewise, with very large ovens, the cycle can be complete in a quarter or half of the oven are traversed and therefore two or more input and end output ports are used. In a preferred Embodiment, the heat loss at the openings is reduced by the fact that an air curtain is used when the doors are opened.

Das folgende Beispiel soll die Erfindung mehr im Detail er-The following example is intended to explain the invention in more detail

emaillierenläutern: Wie in der Zeichnung dargestellt, werden die zu den Badewannen am Punkt 1 eingegeben und zum Kühlen am Punkt 18 herausgenommen. Die Temperatur des Ofens wird automatisch zwischen etwa 925°C und etwa 980⁰C gehalten. Die Verweilzeit für eine Wanne wird zwischen etwa 20 Minuten und etwa 60 Minuten gehalten ausschließlich der Zeit zwischen dem Entfernen an den Punkten 10 und 14 zum Aufstäuben und dem Wiedereingeben an den Punkten 12 und 16. Die Wannen werden so vorwärtsbewegt, daß eine Wanne an jedem der Eingangs- und Ausgangsöffnung für eine Zeit zwischen etwa einer halben Minute undEnameling: As shown in the drawing, the ones for the bathtubs are entered at point 1 and removed for cooling at point 18. The temperature of the furnace is automatically maintained between about 925 ° C and about 980 ⁰ C. The residence time for a tub is maintained between about 20 minutes and about 60 minutes excluding the time between removal at points 10 and 14 for sputtering and reinsertion at points 12 and 16. The tubs are advanced so that one tub is at each the inlet and outlet opening for a time between about half a minute and

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etwa 1 1/2 Minuten stehen bleibt, um eine Vorheizzeit zwischen etwa 13 und 24 Minuten zu erhalten» Die Stücke werden mit FIiIfe einer gabelförmigen Einrichtung eingegeben und herausgenommen. Zwei Aufstäubvorgänge werden verwendet, um eine dicke Schicht von Emaille zu erhalten, und ein Stück, das nach dem Aufstäuben in den Ofen zurückgebracht werden soll, wird innerhalb von etwa einer Minute nach seinem Entfernen zurückgebracht»stand for about 1 1/2 minutes in order to get a preheating time between about 13 and 24 minutes »The pieces are made with FIiIfe entered and removed from a fork-shaped device. Two dustings are used to get a thick layer of enamel, and a piece of that Returned to the oven after dusting will be within about a minute of its removal brought back"

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung werden die zu beschichtenden Stücke in dem kreisförmigen Ofen nur vorgeheizt und zum Aufstäuben entfernt und in einen anderen endlosen Ofen oder in einen konventionellen Kastenofen gebracht. Bei diesem Verfahren ist es nicht notwendig, die Ofenbedingungen so streng au kontrollieren, daß ein Stück nicht eine zu lange Zeit gebrannt wird oder in den Ofen zurückgegeben wird, bevor es genügend bestäubt ist» Die Schwierigkeiten sind jedoch auf ein Minimum reduziert, wenn der Ofen nach dem obigen Beispiel betrieben wird, insofern als zwei Aufstäubvorgänge stattfinden. In einigen Fällen genügt ein Aufstäubvorgang.In another embodiment of the invention, the to coating pieces in the circular oven just preheated and removed for dusting and transferred to another endless Oven or placed in a conventional box oven. With this procedure it is not necessary to change the furnace conditions Check so carefully that a piece is not burned or returned to the oven for too long becomes before it is sufficiently pollinated »The trouble is, however, reduced to a minimum when the Oven is operated according to the above example, insofar as two dusting processes take place. In some cases it is sufficient a dusting process.

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Claims

ί1. \ Endless porcelain enamelling furnace, characterized by an inner and outer circumference, a multiplicity of openings which are located at certain distances from one another along this outer circumference, in order to enable the pigments to be brought into and out of this furnace, a radiant heater inside and means inside for continuously advancing the workpieces to be enamelled.

2. Oven according to claim 1, characterized in that the openings comprise a first input opening which Entering a workpiece allows a second opening, which allows the removal of a workpiece for dusting with enamel powder and re-entering the workpiece dusted with enamel powder, and a third opening for removing the finished, fired enamelled workpiece.

3. Oven according to claim 1, characterized in that the openings comprise a first input opening which the Entering a workpiece enables a second opening that allows a workpiece to be removed for dusting with enamel powder allows a third opening to enter the v / i ed he dusted with enamel powder Workpiece, a fourth opening that allows the removal of a workpiece, the one with more enamel powder to be pollinated, a fifth opening to the

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Re-enter the workpiece dusted with ssaille powder and a sixth opening for removing the finished, fired enamelled workpiece.

4. A method of preheating a plurality of workpieces in an endless porcelain enamelling furnace according to one of the preceding claims, characterized in that a workpiece is brought into an input opening one after the other is moved stepwise to a point opposite to an opening other than the input opening, and is taken out at this opening »

5. The method according to claim 4, characterized in that the preheated workpiece is additionally coated with enamel powder is dusted, is re-entered at a different than the input opening, conveyed gradually through the oven and is taken out at an exit opening when the enamel is fired.

6. Method according to claim 5, characterized in that the fired workpiece basically once again Enamel powder is dusted, again entered into a different opening than the dispensing opening, gradually through conveyed to the furnace and taken out at an exit port when the enamel is fired.

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