DE69106077T2

DE69106077T2 - Brennverfahren für keramische baumaterialien.

Info

Publication number: DE69106077T2
Application number: DE69106077T
Authority: DE
Inventors: Yuji Hayashi; Keisuke Katayama; Hiroshi Mori
Original assignee: Inax Corp
Current assignee: Inax Corp
Priority date: 1990-02-27
Filing date: 1991-02-22
Publication date: 1995-05-11
Anticipated expiration: 2011-02-23
Also published as: JPH075351B2; WO1991013039A1; KR950002335B1; DE69106077D1; JPH03252344A; KR920701071A; EP0470261A4; EP0470261A1; US5198164A; EP0470261B1

Description

Technisches Gebiet:

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum Brennen keramischer Baumaterialien, wie etwa Platten, Ziegelsteine und Dachziegel in einem Rollenherdofen.

Technischer Hintergrund:

Der Rollenherdofen ist ein tunnelförmiger Ofen, in dem eine Mehrzahl von Rollen horizontal und parallel zueinander angeordnet sind. Die zu brennenden Materialien werden auf den Rollen von dem Einlaß zum Auslaß des Ofens derart gefördert, dar sie darin Vorheiz-, Brenn- und Kühlzonen durchlaufen.
Beim Brennen keramischer Baumaterialien, wie etwa Platten, Ziegelsteine oder Dachziegel in einem Rollenherdofen war es bisher übliche Praxis, diese einer nach dem anderen durch den Ofen zu führen. Üblich war, daß jedes zu brennende Material eine Verweildauer von z.B. ein bis zwei Stunden in dem Ofen hat (die Zeit zwischen seinem Beladen in den Ofen an dessen Einlaß und seinem Entladen aus dessen Auslaß).
Eine solch kurze Verweildauer ist einer der Vorteile, die sich aus der Verwendung eines Rollenherdofens ergeben und trägt zum schnellen Brennen bei.
Die oben genannte Verweildauer ist jedoch so kurz, daß ein Rollenherdofen nur zum Brennen eines Materials verwendbar ist, deren Körperteil und Glasur schnell brennbar sind. Weiter ist die Zeit zu kurz, durch Reduktion oder Oxidation auf dem zu brennenden Material eine tiefe Farbe zu erzeugen.

Offenbarung der Erfindung:

Diese Erfindung zeigt ein Verfahren zum Brennen von Keramikbaumaterialien in einem Rollenherdofen, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialien in einer Mehrzahl von Schichten aufeinandergestapelt werden, so daß sie in dem Ofen für eine Zeit von wenigstens drei Stunden verbleiben.
Die Anordnung der Materialien in einem Stapel ermöglicht deren Verbleiben in dem Ofen für eine verlängerte Zeitperiode und hierdurch ein Brennen für eine entsprechend verlängerte Zeitperiode. Die Verwendung der Verweildauer, die wenigstens drei Stunden lang dauert, und einer sorgfältig gesteuerten Brennatmosphäre ermöglicht die Entwicklung einer tiefen Farbe durch Reduktion oder Oxidation der zu brennenden Materialien. Das erfindungsgemäße Verfahren ist einem erweiterten Bereich von Materialien anwendbar, einschließlich solchen, deren Körper und Glasur nicht schnell brennbar sind. Darüber hinaus kann es jedes Material gleichmäßig von seiner Oberfläche bis zu seinem Kern brennen, auch wenn es ein großes Material mit einer Dicke von nicht weniger als 25 mm, oder sogar nicht weniger als 30 mm ist.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen:

Figur 1 ist eine Querschnittsansicht eines Rollenherdofens, der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet ist;
Figur 2 ist eine Perspektivansicht einer Spaltplatte als einem Beispiel eines keramischen Baumaterials, die zwei voneinander trennbare Hälften aufweist;
Figur 3 ist eine Perspektivansicht einer Hälfte der in Figur 2 gezeigten Spaltplatte;
Figuren 4 bis 6 zeigen in Graphiken unterschiedliche Wärmekurven, die in dem Rollenherdofen verwendet sind; und
Figur 7 ist eine Seitenansicht des gebrannten Materials.
Bester Modus zur Durchführung der Erfindung:
Die Erfindung wird nun beispielshalber unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Figur 1 ist eine vertikale Querschnittsansicht eines Rollenherdofens, der zur Erläuterung eines die Erfindung enthaltenden Verfahrens verwendet ist. Der Rollenherdofen hat einen tunnelförmigen Körper aus feuerfestem Material und ist mit Rollen 3 versehen, die so lang sind, daß sie durch dessen gegenüberliegende Seitenwände 1 und 2 verlaufen. Die Rollen 3 sind in einer großen Anzahl verwendet und liegen horizontal und parallel zueinander. Die Rollen 3 sind durch eine Antriebsvorrichtung 3A drehend angetrieben.
Kermaikbaumaterialien 4 sind in einer Mehrzahl von Schichten auf den Rollen 3 gestapelt und werden von diesen gefördert. Obwohl die gezeigten Materialien 4 einen Stapel von vier Schichten bilden, so kann man selbstverständlich alternativ auch eine andere Anzahl von Schichten stapeln.
Jedes Material 4 ist eine rechteckige Spaltplatte mit in Längsrichtung verlaufenden Hohlräumen 4A, wie sie in Figur 2 gezeigt sind. Nach dem Brennen wird das Material 4 entlang der Hohlräume 4A in zwei Hälften gespalten, die jeweils eine Platte 41 bilden, wie sie in Figur 3 gezeigt ist.
Die keramischen Baumaterialien 4 werden auf Ofenstützen 5 angeordnet (Platten aus feuerfestem Material, auf denen die zu brennenden Materialien angebracht sind) , die aus Siliziumcarbid oder Mullit hergestellt sind, und ein Abstandshalter 6 aus Siliziumcarbid oder Mullit ist zwischen jeweils zwei benachbarten der vier Schichten von Materialien 4 angeordnet, die auf jeder Ofenstütze 5 angebracht sind.
Die in Schichten gestapelten Materialien 4 werden auf den Rollen 3 gefördert und durch Brenner 7 gebrannt. Der Rollenherdofen hat nahe seinem Einlaß eine Vorheizzone, in seinem Mittelabschnitt eine Brennzone und nahe seinem Auslaß eine Kühlzone, obwohl seine Längskonstruktion in den Zeichnungen nicht dargestellt ist. Die Brenner 7 sind in der Brennzone angebracht.
Die in Schichten gestapelten Materialien 4 lagern schwer auf den Rollen 3. Daher sind die Rollen 3 aus reaktionsgesintertem Siliziumcarbid hoher mechanischer Festigkeit hergestellt.
Die Stapel der Materialien 4 ermöglichen deren Verbleiben in dem Ofen für eine verlängerte Zeitperiode. Die Verwendung einer Verweildauer von wenigstens drei Stunden sowie einer sorgfältig gesteuerten Atmosphäre ermöglicht es, beispielsweise Brennprodukte mit einer tiefen Färbung zu erhalten, die durch Reduktion oder Oxidation entwickelt ist. Das Verfahren ist nicht nur bei jedem Material anwendbar, dessen Körper und Glasur schnell brennbar ist, sondern auch bei einem weiteren Bereich anderer Materialien.

Versuchsbeispiel 1:

Keramische Baumaterialien 4 wurden in vier Schichten, wie in Figur 1 gezeigt, in einem Rollenherdofen aufgestapelt, der eine Länge von seinem Einlaß zu seinem Auslaß von 60 m hat, und sie wurden gebrannt unter Verwendung einer Verweildauer von sechs Stunden und der Wärmekurve (Ofentemperaturverteilung) wie sie in Figur 4 gezeigt ist. Die Materialien 4 hatten die nachfolgende chemische Zusammenseztung:
SiO&sub2; 75 Gew.-%
Al&sub2;O&sub3; 12 %
Fe&sub2;O&sub3; 5%
Alkalimetalloxid 3 %
Brennverlust 5 %
Die Materialien 4 konnten von ihren Oberflächen zu ihren Kernen gleichmäßg gebrannt werden. Jedes gebrannte Produkt hatte wegen seiner Eisenkomponente eine zufriedenstellend gefärbte Oberfläche. Die Dimensionen jedes gebrannten Materials 4 waren wie in Figur 2 gezeigt. Jedes Material 4 hatte ein Gewicht von 700 g vor dem Spalten.

Versuchsbeispiel 2:

Keramische Baumaterialien wurden durch Wiederholen des Versuchsbeispiels 1 gebrannt, außer daß nun die in Figur 5 gezeigte Wärmekurve und eine Verweildauer von fünf Stunden verwendet wurde. Die Materialien konnten von ihren Oberflächen zu ihren Kernen gleichmäßig gebrannt werden, und jedes Produkt hatte wegen seiner Eisenkomponente eine zufriedenstellend gefärbte Oberfläche, wie es in Versuchsbeispiel 1 der Fall war.

Versuchsbeispiel 3 (vergleichend):

Kermaikbaumaterialien 4 wurden durch Wiederholen des Versuchsbeispiels 1 gebrannt, außer daß nun die in Figur 6 gezeigte Wärmekurve und eine Verweildauer von 2,5 Stunden verwendet wurde. Jedes Produkt hatte einen nicht zufriedenstellend gebrannten Kern 40, wie in Figur 7 gezeigt. auf der Oberfläche 41 jedes Produkts ließ sich keine zufriedenstellende Entwicklung von Farbe durch Eisen erhalten. Einige Materialien 4 brachen sogar während ihres Brennens, weil die zu hohe Erwärmungsrate verwendet wurde.
Wie aus den Versuchsbeispielen ersichtlich, konnte man gebrannte Produkte herausragender Qualität erhalten, wenn die Materialien in Schichten gestapelt waren und in dem Ofen für eine Periode von länger als drei oder sogar vier Stunden verbleiben durften. Die Erfindung ermöglicht auch den Erhalt einer hohen Ausbeute gebrannter Produkte.

Industrieller Nutzen:

Wie aus dem Vorstehenden ersichtlich, ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren das Brennen von keramischen Baumaterialien in einem Rollenherdofen zur Herstellung von gebrannten Produkten mit einer tiefen Farbe, die durch Oxidation oder Reduktion entwickelt ist. Durch Stapeln der zu brennenden Materialien läßt sich eine Erhöhung der Produktion pro Zeiteinheit erhalten. Darüberhinaus ist das Verfahren nicht nur bei jedem Material anwendbar, dessen Körper und Glasur schnell brennbar sind, sondern auch in einem weiteren Bereich anderer Materialien.

Claims

1. Verfahren zum Brennen keramischer Baumaterialien in einem Rollenherdofen, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialien in einer Mehrzahl von Schichten gestapelt sind und in dem Ofen für eine Zeit von wenigstens drei Stunden verbleiben dürfen.

2. Verfahren zum Brennen keramischer Baumaterialien in einem Rollenherdofen, der einen tunnelförmigen Körper aufweist und mit einer Mehrzahl von Rollen versehen ist, die quer zu dem Körper, horizontal und parallel zueinander liegen, und Brenner zum Erwärmen des Ofeninneren, dadurch gekennzeichnet,

daß es die Schritte aufweist:

Stapeln keramischer Baumaterialien in einer Mehrzahl von Schichten auf Platten aus feuerfestem Material, deren jeweilige Länge größer als der Abstand zwischen je zwei benachbarten der Rollen ist, so daß die die Baumaterialien auf sich tragenden Platten auf den Rollen gefördert werden können; und

Bewegen der Platten durch den Ofen mit einer derart konstanten Geschwindigkeit, daß die Baumaterialien in dem Ofen für eine Zeit von wenigstens drei Stunden verbleiben dürfen, während der die Baumaterialien gebrannt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, in dem die Baumaterialien Platten sind.

4. Verfahren nach Anspruch 1, in dem die Baumaterialien Spaltplatten sind.

5. Verfahren nach Anspruch 4, in dem jede der Spaltplatten eine Dicke von wenigstens 10 mm vor dem Spalten hat.

6. Verfahren nach Anspruch 1, in dem jedes der Baumaterialien eine Dicke von wenigstens 10 mm hat.