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Brenntischkonstruktion mittels Multilochstützen für
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Schnellbrandöfen zur Herstellung flacher keramischer Produkte Die
Erfindung betrifft eine Brenntischkonstruktion mittels Multilochstützen für Schnellbrandöfen
zur Herstellunq flacher keramischer Produkte, z.B. Wand- und Bodenfliesen, Untertassen,
Teller, Platten sowie diverser Formstücke der technischen Keramik.
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Hierbei wird in der Gestaltung der Brennunterlage streng unterschieden,
ob es sich um Brenngut handelt, das Höchstbrand erhält, oder um Brenngut, dem bereits
ein Brand höherer Temperatur vorausging. Die dritte Variante ist, wenn das keramische
Brenngut beim Brand an die Erweichungstemperatur herangeführt wird. Für die letztgenannte
Variante gelten dann Bedingungen wie beim Brand von Keramikgegenständen, die noch
keiner höheren Brenntemneratur ausgesetzt waren.
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Nachstehend werden einige Beispiele aufgeführt: Gruppe 1: Wand- und
Bodenplatten, die vorher einen Hochbrand bekamen, dann jedoch nur noch einen Glasur-
oder Dekorbrand bekommen, Flachgeschirre, die einen niedrigeren Glasurbrand erfahren,
z.B. Viteos China, Steingut usw. oder Flachgeschirre, die einen Dekorbrand erfahren:
In- oder Aufglasurdekor (Weichporzellan
-Flachgeschirr), Wandverkleidungsplatten
mit besonders großen Abmessungen, jedoch geringer Stärke.
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Gruppe 2: Wand- und Bodenplatten, Einmalbrand, oder Flachgeschirre,
die entweder keinen oder nur einen Glühbrand vorher hatten, Wandverkleidungsplatten
mit besonders großen Abmessungen, jedoch geringer Stärke.
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Gruppe 3: Dichte Baukeramikplatten mit kleinem Sinterintervall und
Druckfeuererweichung in der Hochtemperaturhaltezeit, Hartporzellanflachgeschirr,
Wandverkleidungsplatten mit besonders großen Abmessungen, jedoch geringer Stärke.
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Neben bereits bestehenden, zum Teil anwendbaren Systemen sollen Möglichkeiten
geschaffen werden, flache keramische Produkte in Schnellbrandöfen sehr -variabel,
angepaßt an das Brenngut, zu brennen.
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Flexibilität, Energieeinsparung, Einsparung von Brennhilfsmitteln
und Personal trieben die Entwicklung des Schnellbrandes von Keramikgegenständen
in den letzten Jahren stark voran.
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Brennöfen und keramische Werkstoffe gingen weitgehend mit der Entwicklung
mit, jedoch ist in vielen Bereichen des Schnellbrandes ein endgültiger Stand, speziell
für flache
Produkte, noch nicht abgeschlossen. Die meisten Brennunterlagen
in Form von Plattenmaterial verschiedener Art erreichen nur wenig Durchgänge durch
die Öfen und wurden somit zum Unkostenfaktor Nr. 1.
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Bisherige Bemühungen wurden dahingehend unternommen, auf eine plane
Unterlage (Platte) ein oder mehrere Keramikflachteile zu legen. Diese Unterlage
war dann meist unterstützt mit feuerfesten kleinen Stützen. Auch Brennunterlagen,
die dem zu brennenden Gut angepaßt waren, gelangten zur Anwendung.
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Starre, großflächige Unterlagsplatten haben jedoch eine zu geringe
Temperaturwechselbeständigkeit. Leichte und weiche Materialien, in Form von Fasermatten
und Faserplatten, haben eine nicht ausreichend plane Oberfläche. Außerdem sind diese
oft nicht ausreichend beständig gegen reduzierende Ofenatmosphäre. Es soll daher
das Optimum gefunden werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Brenntischkonstruktion mittels
Multilochstützen für Schnellbrandöfen zu schaffen, deren Materialien ein niederes
Raumgewicht, eine hohe Temperaturwechselbeständigkeit, bleibende Planizität- sowie
wenig Wärmetransport aufweisen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Brenntischkonstruktion
aus starren, kleinen Multilochstützen besteht, die viele Kanäle aufweisen, und derart
aneinandergestellt
werden, daß trotzdem eine plane Ebene erzielt
wird.
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Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, daß die Multilochstützen,
wenn sie sich einmal verändert haben sollten, z.B. geringfügig geschrumpft oder
gewachsen sind, oder aber Glasur darauf geflossen ist, millimeterweise kürzer geschnitten
werden können, ohne daß sich danach die Ofenbedingungen stark ändern. Mit anderen
Worten: die Brennunterlagen sind bis zu einem gewissen Grad reparabel. Sie sind
auch einzeln leicht auswechselbar.
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Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß bei der erfindungsgemäßen
Vorrichtung, gegenüber bekannten Bauarten, erst nach sehr vielen Ofenreisen gewisse
Verschleißerscheinungen zu registrieren sind, und daß sie aus diesem Grunde kostengünstiger
in bezug auf anfallende Reparaturen ist.
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Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in der
Zeichnung dargestellt und werden im einzelnen näher beschrieben. Es zeigen: Fig.
1 Anordnung der Multilochstützen im Schnitt für Brenngut der Gruppe 1, Fig. 2 Anordnung
der Multilochstützen in der Draufsicht für Brenngut der Gruppe 1,
Fig.
3 Anordnung der Multilochstützen im Schnitt für Brenngut der Gruppe 2 und 3 Fig.
4 eine Draufsicht auf Fig. 3 Fig. 5 einen Schnitt durch kubische Multilochstützen
Fig. 5a eine Seitenansicht von kubischen Multilochstützen, jedoch mit eingeschliffenen
Rillen zur Rauchgasunterspülung des Brenngutes Fig. 6 eine Draufsicht auf eine kubische
Multilochstütze mit hexagonalen Kanälen Fig. 6a einen Schnitt durch kubische Multilochstützen,
jedoch mit horizontal angeordneten Kanälen, wobei die Kanalebene aufgeschnitten
ist und dadurch die Rauchgasunterspülung des Brenngutes ermöglicht wird Fig. 7 eine
Draufsicht auf eine hexagonale ntultilochstütze mit runden Kanälen Fig. 7a eine
Seitenansicht von Fig. 7 Fig. 8 eine Draufsicht aut eine kubische Multilochstütze
mit großen quadratischen Kanälen, die sich zum Ausschäumen mit mineralischen Faserprodukten
eignen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung geht davon aus, daß eine ebene Fläche
als Grundlage für die Multilochstützen 1 vorhanden ist. Diese ebene Fläche kann
auf einem Schlitten oder Wagen aufgebracht sein, z.B.
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Feuerleichtsteinplateau (geschliffen) 2 (Fig.1) planes Feuerleichtbetonplateau
(plan gegossen)3 Brennhilfsmittel 4 (Fig.3)
aus Cordierit oder Siliziumcarbid
mit keramischer Bindung oder aus rekristallisiertem SiC.
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Diese plane Fläche dient nicht als direkte Unterlage, sondern wird
nach unten plaziert und die Multilochstützen 1 nach oben.
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Diese speziellen Multilochstützen 1, die durch moderne Fertigungsmethoden
erstellt werden, sind aus temperaturwechselbeständigem Material. Sie sind entweder
stranggezoqen oder gepreßt. In jedem Fall weisen sie aber eine möglichst hohe Stückzahl
von durchgehenden Kanälen 5 (Fig.4) auf. Aufgrund dieser Kanäle 5 ist das Raumgewicht
sehr klein, sind die Wandstärken zwischen den einzelnen Kanälen 5 sehr gering und
daher die Temperaturwechselbeständigkeit sehr groß.
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Es werden hierfür nur Werkstoffe verwendet, die einen sehr geringen
Wärmeausdehnungskoeffizienten haben, kein freies SiO2 enthalten, oder dessen Anteil
nur sehr gering ist, nicht mit der planen Unterlage oder mit dem Brenngut reagieren.
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Die Multilochstützen 1 können die verschiedensten geometrischen Formen
aufweisen, z.B. viereckig, quadratisch, rechteckig, hexagonal, rund oder dreieckig
(Fig.6,7,8).
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Aus verschiedenen gestaltungsbedingten Gründen heraus werden aber
vorrangig die ersten 4 Formen in Frage kommen.
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Ebenfalls verschieden können die vielen durchgehenden Kanäle 5 sein,
z.B. drei-, vier- oder sechseckig oder rund. Dabei muß ein Optimum zwischen Wandstärken
und Heißdruckfestigkeit ermittelt sein. Je dünner die Wandstärken sind, umso höher
wird die Temperaturwechselbeständigkeit sein. Die Wandstärken können dabei deutlich
kg unter 1 mm liegen. Das Raumgewicht liegt unter 0t7 dkg3.
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Die Höhe der Multilochstützen 1 soll a) einen maximalen Schutz für
die Unterlage bilden und b) einen minimalen "Wärmetransport" bewirken, indem die
Höhe der Multilochstützen 1 möglichst gering ist.
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Dies resultiert auch aus möglichst dünnen Wandstärken.
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Die Multilochstützen 1 können leicht mit einer Trennsäge auf das gewünschte
Maß auf Zehntel bzw. sogar Hundertstel Millimeter, planparallel, geschnitten werden,
bevor sie zum Einsatz gelangen. Falls erforderlich, ist auch das Einschleifen von
Querrillen 6 (Fig.5a) auf der Fläche, auf der das Brenngut 7,8 (Fig. 1) ç eyn,Xqm8,
problemlos.
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Dabei wird die Unterspülung des Brenngutes 7,8 mit Temperatur und
Ofenatmosphäre erreicht. Dies wird auch dadurch erzielt, indem die Multilochstützen
1 waagerecht gelegt werden, d. h. die Kanäle 5 waagerecht verlaufen. Der planparallele
Schnitt muß dabei gerade durch die Kanalebene 9 (Fig.6a) geführt werden. Die Rauchgase
haben dann die S{öglichkeit, das Brenngut 7,8 zu unterspülen. Außerdem können austretende
Dämpfe aus dem Brenngut 7,8 gut abgeführt werden.
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Die beschriebenen Maßnahmen sollen folgendes erreichen: Hohe Temperaturwechselbeständigkeit
der Multilochstützen 1, wenig Wärmetransport durch geringe Masse, Schutz der sich
unter den Multilochstützen 1 befindlichen planen Grundfläche, die Planizität der
Grundfläche für tRultilochstützen 1 sowie Brenngut 7,8 soll möglichst lang erhalten
bleiben, der gute Durchbrand des Brenngutes 7,8 muß gewährleistet sein.
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Im weiteren folgen nähere Erläuterungen für die in der Anmeldung aufgeführten
Gruppen 1,2 und 3
Gruppe 1: Hier können die Multilochstützen 1
so weit voneinander entfernt sein, daß das Brenngut 7X8 gerade noch gut eine 3-
oder 4-punktförmige Auflage bekommt. Das Brenngut 7,8 ist vorgesintert und biegt
sich daher bei Erwärmung nicht durch.
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Gruppe 2: Bedingt durch ein großes Sinterintervall und geringe Druckfeuererweichung
ist der Abstand der Multilochstützen 1 nur so groß, daß keine Deformierung des Brenngutes
7,8, bedingt durch Druck seines Eigengewichtes auf die Multilochstützen 1, auftritt.
Der Abstand zwischen den Multilochstützen 1 muß empirisch ermittelt werden. Die
"Straßen"-Abstände zwischen den Multilochstützen 1 werden mit Mattenstreifen 10,
z.B.
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aus Aluminiumsilikat oder reinem Al2 03 ausgelegt. Dies bezieht sich
auch besonders auf die Besatzart des Brenngutes 7,8 der Gruppe 1.
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Gruppe 3: Ab einem gewissen Abstand von Multilochstütze 1 zu Multilochstütze
1 ist die Auslegung der "Straße" mit Mattenstreifen 10 nicht mehr möglich. Der geringe
Abstand, den die Druckfeuererweichung erfordert, wird dann Null, d.h.
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die Multilochstützen 1 rücken abstandsfrei dicht an dicht.
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Dabei entsteht ein kompaktes planes Brennplateau aus Multilochstützen
1, das für absolut planes Brenngut 7,8 beim Brand sorgt.
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Die Brenntischkonstruktion ist somit abhängig vom Format des zu brennenden
Gutes und dessen Abmessungen,z.B. verschieden große Wandverkleidungsplatten, Teller,
Untertassen, Schüsseln usw. Die Besatzarten aller Gruppen bewirken, daß außer den
bereits erwähnten Vorteilen kurze Ofenzeiten und damit Wirtschaftlichkeit und Energieeinsparung
erreicht werden.
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Eine weitere Variante ist, die Kanäle 5 in den Multilochstützen 1
größer zu machen, um sie danach mit Fasermaterial auszuschämen. Damit wird erreicht,
daß noch weniger Temperatur auf die Grundfläche geführt wird.