-
Titel: Verfahren und Vorrichtung zum Aufbereiten
-
von Versatzstoffen zu keramischen Massen, Glasuren oder Fritten
Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zum Aufbereiten von Versatzstoffen zu keramischen Massen,
Glasuren oder Fritten Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbereiten von Versatzstoffen
zu gieß-, knet- oder preßfähigen keramischen Massen, Glasuren oder Fritten, bei
dem die Versatzstoffe gemahlen, dosiert und in rieselfähigem Zustand miteinander
vermischt werden und dem Versatzstoffgemisch die erforderliche Flüssigkeit beigegeben
wird.
-
Es ist bekannt, die zum Herstellen keramischer Massen erforderlichen
Versatzstoffe, nämlich Hartstoffe wie Feldspat und Quarz einerseits sowie Weichstoffe
wie Ton und Kaolin andererseits getrennt voneinander feinzumahlen, die feingemahlenen
Versatzstoffe anschließend miteinander zu vermischen und in Wasser zu suspendieren,
worauf die Suspension durch Sprühtrocknen zu einem Granulat mit 1 bis 5% Restfeuchte
verarbeitet wird. Dem auf diese Weise beim Rohstoffhersteller erzeugten Granulat
wird in den keramischen Fabriken die gegebenenfalls erforderliche Flüssigkeit beigegeben,
indem das Granulat mechanisch beispielsweise mit Abgangschlicker vermischt wird.
Auf diese Weise hergestellte knetfahige keramische Masse erfüllt im allgemeinen
nicht sofort die in der Feinkeramik üblichen Anforderungen an
Homogenität,
weshalb es erforderlich ist, die Masse durch Mauken für die Weiterverarbeitung vorzubereiten.
Mauken ist ein Vorgang, bei dem in der sich selbst überlassenen keramischen Masse
die beim Mahlen teilweise erhaltengebliebene BlAttchenstruktur der keramischen Weichstoffe
durch das in der Masse enthaltene Wasser aufgeschlossen wird.
-
Das beschriebene bekannte Verfahren erfordert für das Spruhtrocknen
einen sehr erheblichen Energieaufwand in der Größenordnung von 1,1,5b1O3kcal je
Kilogramm verdampften Wassers.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein energiesparendes Verfahren
der eingangs beschriebenen Gattung zu schaffen, das besonders homogene keramische
Massen, Glasuren oder Fritten ergibt.
-
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Versatzstoffe
in grobkörnigem Zustand miteinander vermischt und danach gemeinsam in einer Gasstrom-Prailmühle
feingemahlen und homogenisiert werden.
-
-Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß die gemeinsame
Vermahlung von Hart- und Weichstoffen, wenn das Vermahlen in einer Gasstrom-Prallmühle
durchgeführt wird, nicht zu einem mangelhaften Aufschluß der Weichstoffe oder gar
zu einer Klumr penbildung führt, sondern im Gegenteil zur Folge hat, daß Tone und
Kaolin schon beim Feinmahlen so weitgehend delaminiert werden, daß selbst bei knetfähigen
keramischen Massen, die anschließend beispielsweise durch Drehen zu Feinporzellan
verarbeitet werden, auf das bisher übliche Mauken verzichtet werden kann. Andererseits
wird aber auch die erforderliche Zertrümmerung der harten Versatzstoffe durch die
gleichzeitig mit ihnen in grobkörnigem Zustand, also zum Beispiel klumpenweise,
in die Gasstrom-Prallmühle eingebrachten weichen Versatzstoffe wider Erwarten nicht
behindert, so daß zum Feinmahlen des gesamten Versatzstoffgemisches nur ein verhältnismäßig
geringer
Aufwand an mechanischer Energie erforderlich ist.
-
Hinzukommt, daß Kaolin und Tone, die im allgemeinen bis zu etwa 19%
Feuchtigkeit enthalten, sich beim gemeinsamen Feinmahlen sämtlicher Versatzstoffe
in einer Gasstrom-Prallmühle auf ca.2% Feuchtigkeitsgehalt trocknen lassen. Sämtliche
Versatzstoffe können deshalb mit ihren üblichen, voneinander stark abweichenden
Feuchtigkeitsgehalten in nur vorzerkleinerter Form in die Gasstrom-Prallmühle eingebracht
werden ohne daß Betriebsstörungen zu befürchten sind.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise in einer Gegenstrom-Prallmühle
mit Windsichter durchgeführt, in der die vermischten Versatzstoffe feingemahlen
und gesichtet werden.
-
Gegenstrom-Prallmühlen erweisen sich zum gemeinsamen Vermahlen der
verschiedenen Versatzstoffe als besonders wirksam und haben außerdem den Vorteil,
daß die Zerkleinerung so gut wie ausschließlich durch Zusammenprall der Versatzstoffe
miteinander bewirkt-wird, so daß der Verschleiß an der Mühle selbst außerordentlich
gering gehalten wird; Verunreinigungen der keramischen Masse durch Abrieb von Teilen
der MUhle werden somit vermieden oder zumindest sehr gering gehalten.
-
Vorzugsweise werden alle gegebenenfalls erforderlichen Zuschlagstoffe
wie Farben,Bindemittel,Plastifikatoren und Weichmacher schon den grobkörnigen Versatzstoffen
beigemischt und gemeinsam mit diesen in der Gasstrom-Prallmühle weiterverarbeitet.
Es hat sich herausgestellt, daß selbst Zuschlagstoffe, die in Anteilen von nur wenigen
Promille oder allenfalls der Größenordnung von einem Prozent beigegeben werden,
sich auf diese Weise außerordentlich gleichmäßig in der keramischen Masse verteilen.
Ein vorheriges Fritten der Zuschlagstoffe ist in vielen Fällen entbehrlich.
-
Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das
in der Gasstrom-Prallmühle fein gemahlene Versatastoffgemisch mit der Strömungsenergie,
die ihm in der Gasstrom-Pralimühle mitgeteilt
worden ist, in fluidisiertem
Zustand in eine Sprühkammer eingetragen und darin verwirbelt. Das in der Gasstrom-Prallmühle
auf einen geringen Feuchtigkeitsgehalt in der Größenordnung von meist 1 bis 2% getrocknete,
feingemahlene Versatzstoffgemisch bringt also einen erheblichen Teil seiner Strömungsenergie
aus der Gasstrom-Prallmühle in dieSprüh.kammer mit, so daß dort eine zusätzliche
Energiezufuhr in vielen Fällen nicht oder nur in unerheblichem Maß erforderlich
ist, wenn das Versatzstoffgemisch zum Herstellen preßfähigen Granulats mit einer
Flüssigkeit, beispielsweise Abgangschlicker, besprüht werden soll.
-
Die Sprühkammer kann auch - bei abgeschalteter Flüssigkeitszufuhr
- als Beruhigungskammer für das aus der Gasstrom-Prallmühle ausgetretene, feingemahlene
Versatzstoffgemisch dienen, wenn dieses anschließend in einem Kneter oder Rührbottich
zu plastischer oder gießförmiger keramischer Masse verarbeitet werden soll.
-
In jedem Fall wird eine Zwischenlagerung des fe in gemahlenen Versatzstoffgemisches
zwischen der Gasstrom-Prallmühle und der Sprühkammer vorzugsweise vermieden; damit
entfällt die Notwendigkeit einer späteren erneuten Zufuhr von Bewegungsenergie.
-
Auch ist es von Vorteil, daß das feingemahlene Versatzstoffgemisch,
das in fluidisiertem Zustand in die Sprühkammer gelangt, nicht erst eine Dosiervorrichtung
zu durchlaufen braucht, da die Gasstrom-Prallmühle, insbesondere Gegenstrom-Prailmühle
mit Windsichter, selbst die Aufgabe einer Dosiervorrichtung zu erfüllen vermag.
-
Dementsprechend wird zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens
vorzugsweise eine Vorrichtung verwandt, bei der einer Gasstrom-Prailmühle eine Sprühkammer
unmittelbar nachgeschaltet ist.
-
Ausführungsbeispiele zweier zum Durchführen erfindungsgemäßer Verfahren
geeigneter Anlagen werden im folgenden anhand schematischer
Zeichnungen
beschrieben. Es zeigt: Fig.1 eine Anlage zum Herstellen plastischer keramischer
Massen und Fig.2 eine Anlage zum Herstellen pulver- oder granulatförmiger keramischer
Massen.
-
Die Verarbeitung der einzelnen Versatzstoffe beginnt in beiden dargestellten
Anlagen in einem Walzenbrecher oder ähnlichen Zerkleinerer 12, der die mit einer
Korngröße von etwa 4 bis 10mm angelieferten rohen Versatzstoffe auf durchschnittlich
4 bis 5mm Korngröße grobzerkleinert. Im Zerkleinerer 12 können auch Glühscherben
aus einer keramischen Fertigung vorzerkleinert werden, um zusammen mit frischen
Versatzstoffen weiterverarbeitet zu werden.
-
Die grobvermahlenen Versatzstoffe werden von einem Becherwerk 14 zu
einem verfahrbaren Förderband 16 aufw0rtsgefördert und anschließend in einer Reihe
von Silos 18 getrennt gelagert.
-
Aus dem Inhalt der Silos 18 werden nach Bedarf Chargen mit unterschiedlichen
Anteilen der verschiedenen Versatzstoffe zusammengestellt und einem mechanischen
Mischer 20 zugeführt.
-
Nach einem im Mischer 20 durchgeführten Vormischprozeß werden die
einzelnen Chargen in ein Zwischensilo 22 abgelassen.
-
Das Zwischensilo 22 hat zweckmäßigerweise einen Ftillstandsanzeiger,
der an einen Prozeßrechner angeschlossen ist, von dem die Auslässe der Silos 18
sowie des Mischers 20 gesteuert werden.
-
Die im Zwischensilo 22 gespeicherte Versatzstoffmischung wird von
einem Schneckenförderer 24 einer Gegenstrom-Prallmühle 26 zugeführt, wie sie im
Prospekt der Anmelderin "Technische Information RA 001", Druckereivermerk GN.016
D.3000.05.79 im einzelnen beschrieben ist. In der Gegenstrom-Prallmühle 26 werden
die Versatzstoffe feingemahlen und homogenisiert, wobei sie durch den eingebrachten
Luftstrom von beispielsweise 10 bis 15% Anfangsfeuchte auf 1 .bis 3% Restfeuchte
getrocknet werden.
-
Der obere Teil der Gegenstrom-Prallmühle 26 enthält einen Windsichter,
der dafür sorgt, daß nur Versatzstoffteilchen mit einer Feinheit von beispielsweise
901lm (90/1000mm) die Mühle verlassen.
-
Das im Vorstehenden Beschriebene gilt für die Anlagen gemäß Fig.1
und 2 in gleicher Weise.
-
Bei der in Fig. 1 dargestellten Anlage zum Herstellen plastischer
keramischer Massen gelangt das feingemahlene Versatzstoffgemisch mit der Strömungsenergie,
die ihm in der Gegenstrom-Prallmßhle 26 mitgeteilt worden ist, in ein Expansionsgefäß
28 mit eingebautem Filter. Von dort fällt das trockene pulverförmige Versatzstoffgemisch
auf einen Förderer 32, über den es in einen Plastifizierer 34 gelangt. Im Plastifizierer
34 wird dem Versatzstoffgemisch die zum Herstellen einer knetfähigen Masse erforderliche
Flüssigkeit beigegeben, beispielsweise in Form von Abgangschlicker, der in einem
von zwei in Fig.1 dargestellten Lösern 36 aus zerbrochenen, lederhart- oder weißgetrockneten
keramischen Formlingen aufbereitet worden ist und über ein Sieb 38 in eine Dorierpumpe
42 gelangt. Die Dosierpumpe 42 dosiert den Abgangschlicker in den Plastifizierer
34, so daß dieser wahlweise kontinuierlich oder diskontintiierlich betrieben werden
kann. Vom Plastifizierer 34 gelangt die knetfahige keramische Masse in eine Vakuumpresse
44. Der aus der Vakuumpresse 44 austretende und anschließend in einzelne Abschnitte,
sogenannte Hubel, zerschnittene Massestrang kann sofort weiterverarbeitet werden,
während bisher ein etwa dreitägiges Mauken erforderlich war.
-
Bei der in Fig.2 dargestellten Anlage zum Herstellen eines preßfähigen
keramischen Granulats gelangt das feingemahlene Versatzstoffgemisch in eine Sprühkammer
30, die der Gegenstrom-Prallmühle über eine kurze Leitung unmittelbar nachgeschaltet
ist.
-
Infolge dieser Anordnung ist von der Strömungsenergie, die dem Versatzstoffgemisch
in der Gegenstrom-Prallmühle 26 mitgeteilt worden ist, in der Sprühkammer 30 noch
soviel erhalten, daß die übliche Energiezufuhr mittels eines in der Sprühkammer
senkrecht
aufsteigenden Luftstromes, unterbleiben kann. In die
Sprühkammer wird ein Flüssigkeitsnebel eingesprüht, an dessen Tröpfchen sich das
pulverförmige Versatzstoffgemisch anlagert. Der Sprühnebel kann aus reinem Wasser,
gegebenenfalls mit Bindemittelzusatz, oder auch aus frischem Schlicker oder Abgangschlicker
bestehen. Falls Abgangschlicker verwendet werden soll, wird der Abgang auch bei
der Anlage gemäß Fig.2 in einem Löser 36 aufbereitet und anschließend durch ein
Sieb 38 von Fremdkörpern befreit. Gemäß Fig.2 gelangt der gelöste Abgang sodann
in ein Rührwerk 40 und von dort in eine Dosierpumpe 42, die den zum Versprühen erforderlichen
Druck erzeugt. Das in der Sprühkammer 30 entstehende Granulat fällt in einen Durchlauftrockner
46, wo es nachgetrocknet wird, um dann auf ein Sieb 48 zu fallen, von wo die benötigte
Kornfraktion in ein Vorratssilo 50 gelangt. Das Überkorn 52 wird zusammen mit Abgang
aus der Weiterverarbeitung der keramischen Masse im Löser 36 aufbereitet und dem
Kreislauf erneut zugeführt.