DE2950248C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft in erster Linie ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist bekannt ("Keramische Zeitschrift" Nr. 10, 1973, S. 555), die zum Herstellen keramischer Massen erforder­ lichen Versatzstoffe, nämlich Hartstoffe wie Feldspat und Quarz einerseits sowie Weichstoffe wie Ton und Kaolin andererseits getrennt voneinander feinzumahlen, die fein­ gemahlenen Versatzstoffe anschließend miteinander zu ver­ mischen und in Wasser zu suspendieren, worauf die Suspen­ sion durch Sprühtrocknen zu einem Granulat mit 1 bis 5% Restfeuchte verarbeitet wird. Dem auf diese Weise beim Rohstoffhersteller erzeugten Granulat wird in den kera­ mischen Fabriken die gegebenenfalls erforderliche Flüs­ sigkeit beigegeben, indem das Granulat mechanisch, bei­ spielsweise mit Abgangschlicker, vermischt wird. Auf diese Weise hergestellte knetfähige 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 vorzube­ reiten. Mauken ist ein Vorgang, bei dem in der sich selbst überlassenen keramischen Masse die beim Mahlen teilweise erhaltengebliebene Blättchenstruktur der keramischen Weichstoffe durch das in der Masse enthaltene Wasser aufgeschlossen wird.

Das beschriebene bekannte Verfahren erfordert für das Sprühtrocknen einen sehr erheblichen Energieaufwand in der Größenordnung von 1,0-1,5 10³ kcal je Kilogramm verdampf­ ten Wassers.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein energiespa­ rendes Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung zu schaffen, das besonders homogene keramische Massen, Gla­ suren oder Fritten ergibt.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Versatzstoffe in grobkörnigem Zustand miteinander ver­ mischt und danach gemeinsam in einer Gasstrom-Prallmühle gemahlen 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 Klumpenbildung führt, sondern im Gegenteil zur Folge hat, daß Tone und Kaolin schon beim Feinmahlen so weitgehend delaminiert werden, daß selbst bei knetfä­ higen 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 grobkör­ nigem Zustand, also z. B. klumpenweise, in die Gasstrom- Prallmühle eingebrachten weichen Versatzstoffe wider Er­ warten nicht behindert, so daß zum Feinmahlen des gesamten Versatzstoffgemisches nur ein verhältnismäßig geringer Aufwand an mechanischer Energie erforderlich ist.

Hinzu kommt, 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 ein­ gebracht werden, ohne daß Betriebsstörungen zu befürchten sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung derart durchgeführt, daß eine Gegenstrom-Prallmühle verwendet wird und die ge­ mahlenen Versatzstoffe in einem Windsichter gesichtet werden.

Gegenstrom-Prallmühlen erweisen sich zum gemeinsamen Ver­ mahlen der verschiedenen Versatzstoffe als besonders wirk­ sam und haben außerdem den Vorteil, daß die Zerkleinerung so gut wie ausschließlich durch Zusammenprall der Ver­ satzstoffe miteinander bewirkt wird, so daß der Ver­ schleiß an der Mühle selbst außerordentlich gering ge­ halten wird; Verunreinigungen der keramischen Masse durch Abrieb von Teilen der Mühle werden somit vermieden oder zumindest sehr gering gehalten.

Entsprechend einer weiteren Ausführungsart des Verfahrens werden den grobkörnigen Versatzstoffen alle gegebenenfalls erforderlichen Zusatzstoffe wie Farben, Bindemittel, Plastifikatoren und Weichmacher beigemischt. Die Zusatzstoffe werden also gemeinsam mit den Versatz­ stoffen in der Gasstrom-Prallmühle, insbesondere Gegenstrom-Prallmühle, weiterverarbeitet. Es hat sich herausgestellt, daß selbst Zusatzstoffe, die in Anteilen von nur wenigen Promille oder allenfalls der Größenordnung von 1% beigegeben werden, sich auf diese Weise außerordentlich gleichmäßig in der keramischen Masse verteilen. Ein vorheriges Fritten der Zusatzstoffe ist in vielen Fällen entbehrlich.

Gemäß einer anderen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das in der Gasstrom-Prallmühle feingemahlene Versatz­ stoffgemisch mit der Strömungsenergie, die ihm in der Gas­ strom-Prallmühle mitgeteilt worden ist, in fluidisier­ tem Zustand in eine Sprühkammer eingetragen und darin mit der Flüssigkeit verwirbelt. Das in der Gasstrom-Prallmühle auf einen geringen Feuchtigkeitsgehalt in der Größenord­ nung von meist 1 bis 2% getrocknete, feingemahlene Ver­ satzstoffgemisch bringt also einen erheblichen Teil seiner Strömungsenergie aus der Gasstrom-Prallmühle in die Sprüh­ kammer mit, so daß dort eine zusätzliche Energiezufuhr in vielen Fällen nicht oder nur in unerheblichem Maß erfor­ derlich ist, wenn das Versatzstoffgemisch zum Herstellen preßfähigen Granulats mit einer Flüssigkeit, beispielswei­ se Abgangschlicker, besprüht werden soll.

Die Sprühkammer kann auch - bei abgeschalteter Flüssig­ keitszufuhr - als Beruhigungskammer für das aus der Gas­ strom-Prallmühle ausgetretene, feingemahlene Versatzstoff­ gemisch dienen, wenn dieses anschließend in einem Kneter oder Rührbottich zu plastischer oder gießförmiger kerami­ scher Masse verarbeitet werden soll.

In jedem Fall wird eine Zwischenlagerung des feingemahle­ nen Versatzstoffgemisches zwischen der Gasstrom-Prallmühle und der Sprühkammer vorzugsweise vermieden; damit entfällt die Notwendigkeit einer späteren erneuten Zufuhr von Bewe­ gungsenergie. Auch ist es von Vorteil, daß das feingemah­ lene Versatzstoffgemisch, das in fluidisiertem Zustand in die Sprühkammer gelangt, nicht erst eine Dosiervorrichtung zu durchlaufen braucht, da die Gasstrom-Prallmühle, insbe­ sondere Gegenstrom-Prallmühle mit Windsichter, selbst die Aufgabe einer Dosiervorrichtung zu erfüllen vermag.

Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Anspruch 4 mit dem kennzeichnenden Merkmal, daß die Gasstrom-Prallmühle bzw. Gegenstrom-Prallmühle mit einer unmittelbar angeschlos­ senen Sprühkammer ausgebildet ist.

Ausführungsbeispiele zweier zum Durchführen des erfindungs­ gemäßen Verfahrens geeigneter Anlagen werden im folgenden anhand sche­ matischer Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Anlage zum Herstellen plastischer keramischer Massen und

Fig. 2 eine Anlage zum Herstellen pulver- oder granulat­ förmiger 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 10 mm angelieferten rohen Versatzstoffe auf durchschnittlich 4 bis 5 mm Korngröße grobzerkleinert. Im Zerkleinerer 12 können auch Glühscherben aus einer keramischen Fertigung vor­ zerkleinert werden, um zusammen mit frischen Versatzstoffen weiterverarbeitet zu werden.

Die grobvermahlenen Versatzstoffe werden von einem Becherwerk 14 zu einem verfahrbaren Förderband 16 aufwärtsgefördert 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 Füllstandsan­ zeiger, der an einen Prozeßrechner angeschlossen ist, von dem die Auslässe der Silos 18 sowie des Mischers 20 gesteuert wer­ den.

Die im Zwischensilo 22 gespeicherte Versatzstoffmischung wird von einem Schneckenförderer 24 einer Gegenstrom-Prallmühle 26 zugeführt, wie sie im Prospekt der Anmelderin "Technische In­ formation 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 90 µm (⁹⁰/₁₀₀₀ mm) 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-Prallmühle 26 mitgeteilt worden ist, in ein Expansionsgefäß 28 mit einge­ bautem Filter. Von dort fällt das trockene pulverförmige Versatz­ stoffgemisch auf einen Förderer 32, über den es in einen Plasti­ fizierer 34 gelangt. Im Plastifizierer 34 wird dem Versatzstoff­ gemisch 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 zer­ brochenen, lederhart- oder weißgetrockneten keramischen Formlin­ gen aufbereitet worden ist und über ein Sieb 38 in eine Dosier­ pumpe 42 gelangt. Die Dosierpumpe 42 dosiert den Abgangschlicker in den Plastifizierer 34, so daß dieser wahlweise kontinuierlich oder diskontinuierlich betrieben werden kann. Vom Plastifizierer 34 gelangt die knetfähige 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 dreitätiges Mauken erforderlich war.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Anlage zum Herstellen eines preß­ fähigen keramischen Granulats gelangt das feingemahlene Versatz­ stoffgemisch in eine Sprühkammer 30, die der Gegenstrom-Prall­ mühle 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 Sprüh­ kammer wird ein Flüssigkeitsnebel eingesprüht, an dessen Tröpf­ che sich das pulverförmige Versatzstoffgemisch anlagert. Der Sprühnebel kann aus reinem Wasser, gegebenenfalls mit Binde­ mittelzusatz, oder auch aus frischem Schlicker oder Abgang­ schlicker 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 Fremd­ körpern 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 Durchlauf­ trockner 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.

Claims (5)

1. Verfahren zum Aufbereiten von Versatzstoffen zu gieß-, knet- oder preßfähigen keramischen Massen, Glasuren oder Fritten, bei dem einem Gemisch der gemahlenen Versatz­ stoffe die erforderliche Flüssigkeit beigegeben und die Massen homogenisiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Versatz­ stoffe in grobkörnigem Zustand miteinander vermischt und danach gemeinsam in einer Gasstrom-Prallmühle gemah­ len werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gegenstrom-Prallmühle (26) verwendet wird und die gemahlenen Versatzstoffe in einem Windsichter gesichtet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß den grobkör­ nigen Versatzstoffen Zusatzstoffe wie Bindemittel, Farben, Plastikfikatoren und Weichmachen beigemischt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das feinge­ mahlene Versatzstoffgemisch mit der Strömungsenergie, die ihm in der Gasstrom-Prallmühle mitgeteilt worden ist, in fluidiziertem Zustand in eine Sprühkammer (30) einge­ tragen und darin mit der Flüssigkeit verwirbelt wird.

5. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach An­ spruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasstrom- Prallmühle mit einer unmittelbar angeschlossenen Sprühkammer (30) ausgebildet ist.