DE69819617T2

DE69819617T2 - Verfahren zum künstlichen Altern von Steinen

Info

Publication number: DE69819617T2
Application number: DE69819617T
Authority: DE
Inventors: Camille Vanpee
Original assignee: VANDERSANDEN STEENFABRIEKEN N; VANDERSANDEN STEENFABRIEKEN NV
Current assignee: VANDERSANDEN STEENFABRIEKEN N; VANDERSANDEN STEENFABRIEKEN NV
Priority date: 1997-07-28
Filing date: 1998-07-24
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2018-07-25
Also published as: EP0894590B1; BE1011305A3; DE69819617D1; EP0894590A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von aus gebranntem Ton oder Schlick bestehenden Ziegeln und insbesondere Fassadenziegeln, gemäß welchem der Ton oder Schlick vorbehandelt wird, und Zusätze, welche selbst bekannt oder nicht bekannt sein können, diesem zugesetzt werden, wonach der vorbehandelte Ton oder Schlick in Klumpen unterteilt wird, welche in Formen gepreßt werden, um Blöcke bestimmter Abmessungen und Form zu erhalten; die so erhaltenen Blöcke werden getrocknet und dann gebrannt, um den vorstehend erwähnten Ziegel herzustellen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen von Ziegeln, welche das Aussehen von alten oder rustikalen Ziegeln, wie z. B. von Brandziegeln, besitzen.
Nach dem derzeitigen Stand der Technik werden Ziegeln mit einem alten oder rustikalen Aussehen hergestellt, indem mittels des herkömmlichen Verfahrens gebrannte Ziegel genommen werden und diese in eine rotierende Trommel gebracht werden, um eine aufgerauhte Oberfläche und abgerundete Ecken und Kanten zu erzielen. Den so behandelten Ziegeln konnten dann färbende Materialien zugesetzt sein.
Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß eine große Energiemenge erforderlich ist, um bereits gebrannte Ziegel in einer rotierenden Trommel abzurunden, was zu einer relativ großen Anzahl von Ziegeln führt, welche beschädigt oder zerstört werden. Beschädigte Ziegel müssen nicht sofort, sondern können später nach der Verpackung und dem Transport brechen, was zu Ziegellieferlosen von niedriger Qualität führt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Behandlung harter, gebrannter Ziegeln einen großen Verschleiß bei den eingesetzten Anlagen bewirkt. Ferner können die losen Teile, welche während der Abrundung der gebrannten Ziegel entstehen, nicht wieder genutzt werden, und müssen somit als Abfall betrachtet werden. Falls solche Ziegel nach der Behandlung in der Trommel gefärbt werden sollen, ist die Haftung des Färbungsmaterials an den Ziegeln relativ schwach.
Die Patente US 1 859 723 , JP 072 076 552 und US 1 840 396 beschreiben ein Verfahren zum Behandeln von Ziegeln, in welchen die Oberfläche der Ziegeln vor dem Bren nen mit Stahlbürsten behandelt, sandgestrahlt oder kugelgestrahlt wird. Diese Verfahren haben den Nachteil, daß Material auf den Seiten der Ziegel in einer im wesentlichen gleichmäßigen Weise entfernt wird, wodurch alle auf die Ziegel aufgebrachten färbenden Materialien oder die Besandung ebenfalls verschwindet. Außerdem wird die Aderstruktur, welche vorhanden ist, praktisch insgesamt entfernt. Die Anwendung von Stahlbürsten, Sandblasen oder Kugelblasen ist relativ teuer und erfordert einen hohen Energieverbrauch.
Die Patentanmeldung AU 513148 betrifft ein Verfahren zum Behandeln von zu brennenden Tonklumpen, welches es ermöglicht Ziegel zu erhalten, welche so ähnlich wie möglich das Aussehen von handgemachten Ziegeln mit einer relativ glatten Oberfläche und gleichmäßig geformten Kanten und Ecken annehmen.
Das Ziel der Erfindung besteht in der Überwindung dieser Nachteile und der Präsentation von Ziegeln mit dem Aussehen von alten oder rustikalen Ziegeln, und deren Herstellung in einer Weise, welche weniger Energie erfordert, wesentlich weniger Verschleiß an der Maschinerie bewirkt und eine hohe Qualität und gute Farbbeständigkeit ergibt. Das erfindungsgemäße Verfahren führt auch zu einer minimalen Anzahl von Ziegeln, welche während des Herstellungsprozesses gebrochen werden.
Zu diesem Zweck werden die Blöcke einer Oberflächenbehandlung nach dem Trocknen wie vorstehend erwähnt und vor dem Brennen in einer solchen Weise unterworfen, daß sie eine Veränderung der Oberflächenstruktur erfahren, und nach dem Brennen insbesondere das Aussehen von alten oder rustikalen Ziegeln, wie z. B. Brandziegeln, annehmen.
Vorteilhafterweise werden die Ecken der Blöcke während der Oberflächenbehandlung zumindest teilweise abgerundet.
In einer vorteilhaften Weise können sich die Blöcke zwischen dem Trocknen und Brennen frei zueinander in einer rotierenden Trommel bewegen, so daß unter anderem die Ecken und/oder Kanten der Blöcke zumindest teilweise abgerundet werden, und die Oberfläche der Blöcke möglicherweise aufgerauht wird, um so ein gewisses Relief zu erhalten.
Gemäß einer speziellen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden färbende Materialien in flüssiger oder pulvriger Form den Blöcken nach der Oberflächenbehandlung und vor dem Brennen zugesetzt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Blöcke bei einer derartigen Temperatur gebrannt, daß sie eine heterogene Schrumpfung zeigen, welche von Block zu Block variieren kann.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine heterogene Temperaturverteilung während des Brennens erzeugt, so daß die Blöcke eine variierende Schrumpfung und/oder Färbung in Bezug zueinander zeigen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung mehrerer spezifischer Ausführungsformen des Verfahrens und der erfindungsgemäßen Anlage ersichtlich; diese erfolgt Beschreibung nur im Rahmen eines Beispiels und schränkt nicht den beanspruchten Schutzumfang ein; die nachstehend verwendeten Bezugszeichen beziehen sich auf die beigefügten Zeichnungen.
1 ist eine schematische Blockdarstellung der unterschiedlichen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens.
2 ist eine schematische perspektivische Darstellung einer Trommel gemäß einer ersten Ausführungsform der Anlage für die Ausführung des Verfahrens.
3 ist eine schematische Seitenansicht einer Trommel gemäß einer zweiten Ausführungsform der Anlage.
4 ist eine schematische perspektivische Darstellung eines Teils einer dritten Ausführungsform der Anlage.
5 ist eine schematische perspektivische Darstellung einer Reihe von Blöcken nach der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Hilfe der Anlage in 4.
6 ist eine schematische Seitenansicht eines Teils einer vierten Ausführungsform der Anlage.
In den unterschiedlichen Zeichnungen beziehen sich dieselben Bezugszeichen auf dieselben oder ähnliche Elemente.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird gemäß Darstellung in der Zeichnung in 1 der Ton und/oder Schlick in einem ersten Schritt 1 einem Prozeß entsprechend vorbehandelt, welcher als solcher bekannt ist, in welchem zusätzliche Bestandteile gegebenenfalls hinzugefügt werden können. In einem zweiten Schritt 2 des Verfahrens wird der vorbehandelte Ton oder Schlick in Klumpen unterteilt. Die Oberfläche dieser Klumpen wird mit Sand und gegebenenfalls auch mit färbenden Materialien beschichtet. Im Gegensatz zu der nach dem Stand der Technik verwendeten Sandmenge wird hier eine übermäßige Menge an Sand verwendet.
Diese Klumpen werden in herkömmliche Ziegelformen gepreßt. Solche Formen werden verwendet, um den Klumpen eine Form und Abmessungen zu geben, die im wesentlichen der Endform eines normalen Ziegels entsprechen. In Anbetracht der Tatsache, daß die Klumpen aus Ton oder Schlick in einer übermäßigen Menge an Sand gerollt wurden, sind die durch das Pressen der Klumpen in die Form enthaltenen gepreßten Blöcke im Vergleich zu denen, die nach dem herkömmlichen Verfahren erzielt werden, in welchem kleinere Sandmengen verwendet werden, relativ unregelmäßig und abgerundet.
Der Sandteppich, in welcher die Klumpen gerollt werden besitzt eine Dicke von 2 cm, während er bei dem herkömmlichen Verfahren in der Größenordnung von 1 cm liegt. Bevor die Klumpen in die Formen gepreßt werden, wird eine Oberflächenschleifung mittels Druckluftgebläsen für eine Dauer von 1 Sekunde anstelle von einer üblichen Dauer von 0,3 Sekunden durchgeführt.
Anschließend werden in einem Schritt 3 des erfindungsgemäßen Verfahrens die Blöcke zu einem Trocknungssystem geführt, in welchem praktisch die gesamte Feuchtigkeit aus den Klumpen entfernt wird, so daß sie beispielsweise einen maximalen Feuchtig keitsgehalt von 4% aufweisen. Dieses Trocknungssystem kann beispielsweise aus einer Trocknungskammer oder einem Trocknungstunnel bestehen.
Nach dem Trocknen werden die Blöcke in einem vierten Schritt 4 des erfindungsgemäßen Verfahrens einer Oberflächenbehandlung unterzogen.
In diesem vierten Schritt 4 wird zumindest ein Teil der wie vorstehend beschriebenen erzeugten Sandschicht von den Blöcken entfernt. Zusätzlich werden dann diese so erhaltenen Blöcke einer Oberflächenbehandlung in der Weise unterworfen, daß die Kanten und/oder Ecken der Blöcke abgerundet werden, und deren Oberflächen wenigstens teilweise aufgerauht werden. In diesem Schritt unterliegen die getrockneten Blöcke keinerlei plastischer Verformung.
Da die getrockneten Blöcke immer noch nicht gebrannt sind und somit eine relativ niedrige Festigkeit besitzen, ist es leicht, die Oberflächenbehandlung mit einem relativ niedrigen Energieverbrauch und niedrigem Verschleiß an der Maschine durchzuführen. Ein weiterer Vorteil der Anwendung dieser Behandlung vor dem Brennen besteht in der Tatsache, daß der Ton oder Schlick, welche als lose Partikel entstehen, ohne irgendein Problem in den Ton und/oder Schlick zurückgeführt werden können, aus welchem die vorstehend erwähnten Klumpen hergestellt werden. Dieses steht im Gegensatz zu den herkömmlichen Verfahren, in welchem Abfall erzeugt wird, welcher aus bereits gebranntem Ton oder Schlick besteht, welcher nicht zurück gewonnen werden kann.
In einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Blöcke während der Oberflächenbehandlung lose übereinander bewegt, und schleifen sich so gegenseitig. Zu diesem Zwecke dürfen sich die getrockneten Blöcke bevorzugt frei in Bezug zueinander in einer rotierenden Trommel bewegen. Diese Trommel besitzt eine harte Wand, welche mit Vorsprüngen versehen ist, und welche beispielsweise aus Stahl besteht. Auf diese Weise werden die Ecken und/oder Kanten der Blöcke zumindest teilweise abgebrochen und/oder abgeschliffen, und die Oberfläche kann aufgerauht werden, so daß sie ein gewisses Relief erhält. Ferner bleiben die charakteristische Adernstruktur und die Besandung der Blöcke aufrechterhalten, wie auch die aufgebrachten färbenden Materialien.
Eine erste Ausführungsform der Anlage für die Ausführung dieses Verfahrens ist in 2 dargestellt. Die Anlage umfaßt eine Trommel 8, welche auf Lagern 9 ruht, und kann sich um ihre Achse 10 drehen. Für diesen Zweck wird die Trommel 8 durch einen (in der Zeichnung nicht dargestellten) Motor angetrieben. Die Lager 9 sind auf einem Chassis 11 befestigt, welches auf einer Seite einen Schwenkpunkt 39 besitzt, und auf der anderen gemäß dem Pfeil 12 in einer solchen Weise geschwenkt werden kann, daß die Neigung der Trommel 8 abhängig von der Art der zu behandelnden Blöcke und abhängig von der Drehzahl der Rotationstrommel 8 eingestellt werden kann. Die Zeit, während welcher die Blöcke in der Trommel 8 verbleiben, hängt unter anderem von der Drehzahl und der Neigung der Trommel 8 ab, und von der Art und Dichte des Materials aus welchem die Blöcke bestehen.
Die Trommel 8 besitzt bevorzugt einen Durchmesser von 1 bis 1,5 m und dreht sich mit einer Geschwindigkeit von 20 bis 60 Umdrehungen pro Minute. Die Motorleistung beträgt im allgemeinen 2,5 bis 5,5 kW.
An dem unteren Ende der Trommel 8 befindet sich eine Gleitplatte 13, mittels welcher die Blöcke, welche die Trommel 8 über das offene Ende 14 der Letzteren verlassen einer Rüttelwanne oder Förderband 15 zuführt, wo die Blöcke sortiert und die beschädigten Blöcke entfernt werden. Die Blöcke werden dann in Reihen gestapelt, um in dem nachstehenden Schritt 6 gemäß der Erfindung gebrannt zu werden.
Die aus dem Trocknungssystem kommenden Blöcke werden durch ein Förderband 21 an dem offenen Ende 16 in die Trommel 8 befördert.
Ferner enthält die Trommel 8 bevorzugt – ebenfalls nicht dargestellte – jedoch als solche bekannte Ablenkplatten, welche während der Rotation die Blöcke auf eine bestimmte Höhe tragen, so daß die Blöcke dann innerhalb der Trommel 8 herunterfallen, demzufolge die Ecken und Kanten der Blöcke durch die Wechselwirkung mit der Innenwand der Trommel 8 und miteinander abgerundet werden. Die Anzahl der Ablenkbleche wird gemäß den Abmessungen der Blöcke, dem gewünschten Grad der Abrundung oder Rauhigkeit, der Drehzahl und der Neigung der Trommel 8 angepaßt.
Da in. dem erfindungsgemäßen Verfahren die Oberflächenbehandlung auf die getrockneten Blöcke ausgeübt wird, ist die Wand der Trommel 8 weniger verschleißanfällig als in dem Falle, in welchem die Blöcke bereits gebrannt worden sind.
Die Wand der Öffnung 8 ist mit – in den Zeichnungen nicht dargestellten – Öffnungen versehen, welche sicherstellen, daß lose Partikel, die während der Oberflächenbehandlung abgebrochen sind, kontinuierlich aus der Trommel 8 durch die Öffnungen hindurch entfernt werden. Derartige lose Partikel bestehen hauptsächlich aus dem Sand, welcher auf die Klumpen im Schritt 2 aufgebracht und von den Blöcken entfernt wurde, und aus Partikeln des Tons, welche sich von den Blöcken während der Abrundung der Ecken und Kanten lösen, und möglicherweise auch aus färbenden Materialien. Die Öffnungen besitzen beispielsweise eine Größe von 200 mm × 30 mm, mit insgesamt etwa 50 Öffnungen pro Quadratmeter.
Während der Rotation der Trommel werden in dem erfindungsgemäßen Verfahren färbende Materialien den Blöcken über eine Verteilungsvorrichtung hinzugefügt, welche bevorzugt in der Trommel befestigt, aber hier nicht dargestellt ist. Die färbenden Materialien können in flüssiger oder pulvriger Form aufgebracht werden.
In bestimmten Fällen können abhängig von dem gewünschten Ergebnis die färbenden Materialien möglicherweise vor und/oder nach der Behandlung der Blöcke in der Trommel 8 hinzugefügt werden.
Die Hinzufügung der färbenden Materialien vor dem Brennen stellt sicher, daß eine beständige Anhaftung auf oder in den Blöcken erzielt wird.
Eine zweite Ausführungsform der Anlage für die Anwendung dieses Verfahrens ist in 3 dargestellt. Diese unterscheidet sich von der in 2 dargestellten Ausführungsform dahingehend, daß die Trommel 8 nur eine Öffnung an einem Ende 16 besitzt, welche sowohl als die Eintritts- als auch die Austrittsöffnung dient. Zusätzlich ist die Trommel 8 auf einem Stützrahmen 17 montiert, welcher in Lagern montiert ist, so daß er sich auf einem Chassis 11, mittels zwei zueinander ausgerichteten Wellen 18 und 19 drehen kann.
Die Trommel 8 wird an den Seiten durch Lager 9 so gelagert, daß sich die Trommel um ihre Achse 10 in dem Stützrahmen 17 drehen kann. An dem geschlossenen Ende 14 der Trommel 8 befindet sich ein Motor 20, mittels welchem die Trommel angetrieben werden kann. Die Trommel wird bevorzugt mit einer Geschwindigkeit von 5 bis 50 Umdrehungen pro Minute angetrieben. Der Motor 20 kann aus einem elektrischen, hydraulischen oder pneumatischen Motor bestehen, dessen Geschwindigkeit geregelt werden kann. Die Trommel weist bevorzugt einen Durchmesser zwischen 1,5 und 2 m und eine Länge zwischen 1 und 2 m auf.
Die Blöcke werden in die Trommel 8 über ein Förderband 21 eingeführt, wenn sich die Eintrittsöffnung an der Oberseite befindet, oder mit anderen Worten, wenn die Achse 10 im wesentlichen vertikal steht. Die Trommel 8 wird dann um die Wellen 18 und 19 in einem Winkel von etwa 30° gekippt. In dieser Position werden die Blöcke der vorstehend beschriebenen Oberflächenbehandlung durch Drehen der Trommel 8 um ihre Achse 10 und unter möglichen Zusätzen von färbendem Material behandelt.
Zum Entfernen der Blöcke aus der Trommel 8 wird die Letztere weiter um die Wellen 18 und 19 gekippt, bis die Blöcke zusammen mit den vorstehend erwähnten losen Partikeln aus der Austrittsöffnung an der Seite 16 der Trommel 8 herausfallen. Auf diese Weise wird die Trommel auf ein – in der Figur nicht dargestelltes – Förderband entleert, welches die Blöcke und losen Partikel zu einer Siebvorrichtung führt, welche die Partikel von den Blöcken trennt.
Die Siebvorrichtung kann möglicherweise in das Förderband integriert sein, welches für diesen Zweck parallele Transportrollen aufweist, die in einem Abstand voneinander in einer solchen Weise entfernt sind, daß die Blöcke über diese transportiert werden, während die losen Partikel zwischen den Rollen hindurchfallen und somit von den Blöcken getrennt werden.
In einer vereinfachten dritten Ausführungsform einer Anlage für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden, wenn die getrockneten Blöcke das Trocknungssystem verlassen, diese gegen eine mit Vorsprüngen versehene Platte gepreßt. Die Vorsprünge durchdringen die Blöcke und stellen so sicher, daß das Material der Blöcke lose wird, und deren Oberfläche rauh und uneben wird. In diesem Falle wird die Position der Vorsprünge in Bezug auf die Blöcke bevorzugt in einer solchen Weise gewählt, daß wenigstens einer der Vorsprünge mit den Kanten und/oder Ecken der Blöcke übereinstimmt, so daß die Letzteren abgerundet werden.
Insbesondere werden in diesem erfindungsgemäßen Verfahren die Blöcke zwischen Greifern festgeklemmt, welche die vorgenannten Vorsprünge aufweisen.
Ein derartiger Greifer 22 ist in 4 dargestellt. Der Greifer 22 besitzt zwei parallele Platten 23 und 24, welche jeweils mit Zähnen oder Vorsprüngen 25 versehen sind. Die Platten 23 und 24 sind so in einem Abstand voneinander angeordnet, daß eine Reihe von Blöcken zwischen diesen plaziert werden kann. Zusätzlich sind Schwenkpunkte 39 und ein pneumatischer oder hydraulischer Kolben 40 vorgesehen, welche eine Bewegung der Platten 23 und 24 aufeinander zu mit einer entsprechenden Kraft in der durch die Pfeile 26 und 27 dargestellten Richtung in einer solchen Weise ermöglichen, daß die Blöcke zwischen diesen eingeklemmt werden und die Vorsprünge 25 in die Blöcke eindringen.
Auf diese Weise kann eine Reihe von in dem Greifer 22 eingeklemmten Blöcken möglicherweise durch denselben bewegt werden. Herkömmliche Greifer, welche für diesen Zweck verwendet werden, besitzen keine derartigen Vorspringe 25, sondern sind glatt und mit Kunststoff ausgekleidet, da das Ziel im Gegensatz dazu darin besteht, daß sie die bewegten Blöcke nicht beschädigen sollen.
Eine Reihe von Blöcken 28 ist schematisch in 5 dargestellt, in welcher als eine Folge davon, daß die Blöcke gegen die Vorsprünge 25 des Greifers 22 gedrückt werden, Material von den Blöcken gelöst wurde, so daß deren Kanten und/oder Ecken 29 teilweise abgerundet, abgeschrägt und/oder abgebrochen sind.
Nach der Anwendung der vorstehend erwähnten Oberflächenbehandlung mit Hilfe der Greifer 22 kann den Blöcken färbendes Material hinzugefügt werden.
Gemäß einer weiteren Variante der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren werden die Oberfläche, Kanten und/oder Ecken der Blöcke mit einem Hammer 30 gemäß Darstellung in 6 bearbeitet. Für diesen Zweck werden aufeinander fol gende Hammerschläge 30 auf die Oberfläche der Kanten oder Ecken der Blöcke 31 in einer solchen Weise abgegeben, daß die Oberfläche uneben und die Kanten und Ecken 29 abgerundet werden.
Für diesen Zweck enthält eine Anlage einen Hammer 30, welcher einen Hebel 32 aufweist, der an einem Gelenkpunkt 33 befestigt ist, um welchen er rotieren kann. Zusätzlich besitzt der Hammer 30 eine Finne 34, die an dem Hebel 32 an dem entgegengesetzten Ende zu dem Gelenk 33 befestigt ist. Der Hammer 30 liegt auf einer Nocke 35, welche sich um eine horizontale Welle 36 dreht, die zwischen der Finne 34 und dem Gelenk 33 befestigt ist.
Auf diese Weise wird der Hammer 30, wenn die Nocke 35 rotiert, einer Hin- und Herbewegung um das Gelenk 33 herum unterworfen. Die Finne 34 wird demzufolge einer Auf- und Abbewegung gemäß Darstellung durch den Pfeil 37 unterworfen. Während dieser Bewegung der Finne 34 wird die Reihe der Blöcke 28 unter dem Hammer 30 mittels eines Förderbandes 38 in einer solchen Weise bewegt, daß, wenn sich die Finne 34 in ihrer höchsten Position befindet, sich die Reihe der Blöcke frei unter dem Hammer 30 schrittweise über einen Abstand gleich der Dicke eines Blockes oder einem Teil dieses Abstandes bewegen kann. Auf diese Weise fällt die Finne 34 wenigstens auf benachbarte Kanten von zwei aufeinanderfolgenden Blöcken in einer solchen Weise, daß diese Ränder abbrechen, wie es deutlich in 6 dargestellt ist. Verschiedene Hämmer 30 können nebeneinander oder nacheinander angeordnet sein, um die Maschinenkapazität zu erhöhen.
Nach dem Abbrechen der Kanten und Ecken während der Oberflächenbehandlung in dem vierten Schritt 4 des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in einem fünften Schritt 5 die Blöcke bevorzugt in Schichten auf Ofenwagen gestapelt. Diese Stapelung kann unter Verwendung der vorstehend erwähnten Greifer 22 durchgeführt werden. Während der Stapelung der Blöcke werden Zusätze zwischen den unterschiedlichen Schichten hinzugefügt. Derartige Zusätze können beispielsweise Kohlengranulat oder mineralische Farbstoffe, wie z. B. CaCO₃, Fe₂O₃ usw., in pulvriger Form oder in Lösung mit Wasser sein. Dieses stellt sicher, daß nach dem Brennen der Blöcke Farbvariationen erzielt werden, welche sich angenähert denen gleichen, die man bei Brandziegeln findet.
Anschließend werden in einem sechsten Schritt 6 des erfindungsgemäßen Verfahrens die in Lagen geschichteten Blöcke in einen Ofen gebracht, welcher als solcher bekannt ist, und gebrannt. Um so ähnlich wie möglich die Unregelmäßigkeiten in Farbe, Form und Abmessung von Brandziegeln zu erzielen, wird eine Temperatur in dem Ofen erzeugt, welche eine heterogene Schrumpfung der Blöcke erzeugt. Auf diese Weise können sich die Abmessungen der hergestellten Ziegel oder der gebrannten Ziegel voneinander unterscheiden.
Dieses wird erreicht, indem unter anderem eine heterogene Temperaturverteilung in dem Ofen beispielsweise durch Betreiben der Brenner in dem Ofen mit unterschiedlichen Einstellungen erzeugt wird.
Ferner wird eine unregelmäßige Schrumpfung der Blöcke erzielt, indem diese bei einer höheren Temperatur als der für herkömmliche Ziegel gebrannt werden. Beispielsweise wird für Blöcke, welche aus einem gelben Ton bestehen eine Temperatur von 1090°C anstelle von 1075°C verwendet. Für roten Ton wird eine Brenntemperatur von 1100°C anstelle von 1085°C verwendet.
In einer vorteilhaften Weise können die Blöcke in einer stark reduzierenden Atmosphäre gebrannt werden.
Nach dem Brennen der Blöcke werden Ziegel erhalten, welche sich sehr nahe in Aussehen, Farbe und Abmessungen dem von Brandziegeln annähern. Ferner besitzen die auf diese Weise hergestellten Ziegel eine größere Festigkeit als Brandziegel oder Brandziegelimitationen, die in der herkömmlichen Weise hergestellt werden.
In dem siebenten Schritt 7 des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß Darstellung in 1 werden die hergestellten Ziegel verpackt, sobald sie auf Umgebungstemperatur abgekühlt sind.
Zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung wird eine spezifische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens nachstehend beschrieben, wobei das Verfahren mittels der in den 1 und 2 dargestellten Anlagen durchgeführt wird.
In dieser spezifischen Ausführungsform wurde in einem ersten Schritt 1 ein Gemisch bestehend aus 80% rot-brennendem Ton und 20% gelb-brennendem Ton mit einem maximalen CaCO₃-Anteil von 3%, bezogen von den Veldwezelt-Tongruben, hergestellt. Dieser Ton hatte einen Feuchtigkeitsgehalt von 10%. Zusätzlich wurde Sand mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 10% und einer Korngröße von 0,5 bis 2%, bezogen vom dem Zutendaal-Steinbruch, verwendet. Kalkpulver (CaCO₃) mit einer Korngröße von 40 μm und Fe₂O₃ mit einer Korngröße von 45 μm wurden zugesetzt.
Der Ton wurde in offenen Einwellenmischern, welche als solche bekannt sind, mit einem Durchmesser von 1,2 m und einer Länge von 6 m gemischt. Während dem Mischen wurde Grundwasser in solchen Mengen zugesetzt, daß der Feuchtigkeitsgehalt nach dem Mischen etwa 24% war. Die in den Mischern verbrachte Zeit war 20 Minuten.
In einem nachfolgenden Schritt 2 wurden die erzielten Klumpen unter Verwendung einer "Aberson"-Presse die mit 30 Hüben pro Minute arbeitet, geformt. Das Oberflächenschleifen war auf 1 Minute eingestellt und die Dicke des Sandteppichs war 2 cm. Kalkpulver wurde auf die Klumpen mit einer Rate von 50 kg pro Stunde und FeO_x mit einer Rate 15 kg pro Stunde aufgebracht. Die Abmessungen des Formkastens waren 225 × 70 × 107 mm.
Die so hergestellten Blöcke wurden dann in einem dritten Schritt 3 für 48 Stunden getrocknet. Die Trocknungskammereinstellungen waren wie folgt: 24 Stunden bei 65°C, 90 relative Feuchtigkeit; 12 Stunden bei 75°C, 50% relative Feuchtigkeit; 6 Stunden bei 80°C, 20% relative Feuchtigkeit; 6 Stunden bei 95°C, 5% relative Feuchtigkeit. Nach dem Trocknungsprozeß wurden die Blöcke mit einem Restfeuchtigkeitsgehalt von 2% entlassen.
Die 212 × 66 × 102 mm messenden Blöcke wurden dann von den Trockenplatten mittels eines automatischen Schiebers mit einer Rate von 5000 Blöcke pro Stunde entfernt und mittels eines 12 m langen 400 mm breiten Förderbandes mit einer Geschwindigkeit von 20 m pro Minute mit einer Steigung von 20% zu der Trommel transportiert, in welcher der sogenannte "Alterungs"-Prozeß gemäß der Erfindung stattfand.
Die fragliche Trommel hatte 1 m Durchmesser und 4 m Länge, während der Getriebemotor eine Leistung von 1,5 kW hatte. Die Umdrehung der Trommel betrug 16 Umdrehungen pro Minute, wobei die Trommel auf eine Neigung von 15° eingestellt war. Zusätzlich enthielt die Trommel drei Leitplatten, jede in der Form einer metallischen Platte mit den Abmessungen 30 × 100 × 4000 mm. Die Wand der Trommel hatte Öffnungen von 200 × 10 mm, die mit einer Anzahl von 50 Öffnungen pro Quadratmeter verteilt waren.
Die Blöcke blieben für 30 Sekunden in der Trommel.
Färbendes Material wurde den Blöcken in der Trommel zugesetzt. Für diesen Zweck war ein Zuführungssystem vorgesehen, das aus einer Speichertrommel von 300 Litern, einem Membranventil und einer Schneckenpumpe mit 0,75 kW und einer Rotationsgeschwindigkeit von 125 bis 325 Umdrehungen pro Minute bestand, was eine Strömungsrate von 500 bis 1100 Liter pro Stunde ergibt. Der maximale Druck war 4 bar. Dieses Zuführungssystem umfaßte auch drei Injektoren in der Trommel mit einem Bohrungsdurchmesser von 2 mm.
Das färbende Material bestand aus einer Lösung von 100 g CaCO₃-Pulver pro Liter Wasser, das mit einer Rate von 100 Litern pro Stunde zugesetzt wurde.
Nach der Behandlung in der Trommel wurden die Blöcke entlang einem mit einer Geschwindigkeit von 5 m pro Minute wandernden 600 mm breiten ebenen Förderband transportiert.
In dem fünften Schritt 5 wurden die Blöcke auf Tunnelofenwagen gestapelt. Dieses erfolgte manuell in Stapeln von 125 Blöcken von 1 m Länge und 10 Lagen Höhe. Der Trennungsabstand zwischen den Stapeln war 300 mm. Kohlegranulat wurde zwischen den unterschiedlichen Lagen unter Verwendung von 50 kg Kohlegranulat pro 10.000 Blöcke verteilt. Dieses erfolgte zur Hälfte auf den Lagen und zur Hälfte auf den Stapeln.
Anschließend wurden in dem sechsten Schritt 6 die so gestapelten Blöcke in einem für 115 Tonnen pro 24 Stunden ausgelegten Tunnelofen mit einer Brenntemperatur von 1100°C 12 Stunden Oberfeuer und einer Verweilzeit in dem Ofen von 90 Stunden ge brannt. Der Brennerluftdruck in dem Ofen war 15 mbar. Die Hälfte der Brennerrohre hatte eine Durchsatzrate von 3 m³ pro Stunde, die andere Hälfte eine Rate von 1,5 m³ pro Stunde.
In einem letzten Schritt 7 wurden die erhaltenen Ziegel mit 500 Ziegeln pro Palette palettiert. Dieses erfolgte bevorzugt unter Verwendung einer automatischen Entlademaschine.
Die Erfindung ist natürlich nicht auf die vorstehenden und in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Beispielsweise können andere Verfahren für das Formen der Blöcke (Schritt 2) sowie die allgemein bekannten Extrusionspressen oder Maschinenformpressen anstelle der klassischen Handformpresse verwendet werden. Außerdem können beispielsweise andere Oberflächenbehandlungen zwischen dem Trocknen und Brennen der Blöcke, wie z. B. durch Abrunden der Blöcke auf einer Rüttelplatte durchgeführt werden, wobei die Blöcke gegeneinander stoßen und sich gegenseitig abschleifen. Die Blöcke können beispielsweise auch mit vibrierenden Nadeln behandelt werden. Verschiedene Arten von Vorrichtungen – bekannte oder andere – können für die Ausführung der vorstehend erwähnten Schritte verwendet werden.

Claims

Verfahren zum Herstellen von aus gebranntem Ton oder Schlick bestehenden Ziegeln, insbesondere von Fassadenziegeln, gemäß welchem der Ton oder Schlick vorbehandelt wird, und Zutaten, welche selbst bekannt oder nicht bekannt sein können, diesem zugesetzt werden, wonach der vorbehandelte Ton oder Schlick in Klumpen unterteilt wird, welche in Formen gepreßt werden, um Blöcke (31) bestimmter Abmessungen und Form zu erhalten, und die so erhaltenen Blöcke (31) getrocknet und dann gebrannt werden, um den Ziegel zu erhalten, dadurch gekennzeichnet, daß die Blöcke (31) mit einer Überschußmenge an Sand beschichtet werden und die Blöcke (31) zwischen der vorstehend erwähnten Trocknung, während welcher praktisch die gesamte Feuchtigkeit bis auf einen maximalen Feuchtigkeitsanteil von 4% entfernt wird, und dem Brennen einer Oberflächenbehandlung in einer Weise unterworfen werden, daß sie eine Veränderung der Oberflächenstruktur erfahren, ohne irgendeine plastische Verformung zu erfahren, indem Kanten und/oder Ecken (29) der Blöcke (31) abgebrochen und/oder abgeschliffen werden, und nach dem Brennen, insbesondere das Aussehen von alten oder rustikalen Ziegeln, wie z. B. Brandziegeln annehmen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der vorstehend erwähnten Oberflächenbehandlung die Ecken (29) der Blöcke (31) wenigstens teilweise abgerundet werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Trocknen und Brennen die Blöcke (31) lose gegeneinander mit einem Schleifeffekt bewegt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Trocknen und Brennen die Blöcke (31) gegen eine Platte mit Vor sprüngen (25) so gedrückt werden, daß die Vorsprünge (25) die Blöcke durchdringen und daß Material von der Oberfläche und/oder Ecken (29) der Blöcke (31) entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Blöcke (31) zwischen Greifelemente (22), welche mit Vorsprüngen (25) versehen sind, geklemmt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Trocknen und Brennen die Blöcke (31) sich frei im Bezug zueinander in einer rotierenden Trommel (8) bewegt können, so daß unter anderem die Ecken und/oder Kanten (29) der Blöcke (31) wenigstens teilweise abgebrochen werden, und die Oberfläche der Blöcke (31) möglicherweise aufgerauht wird, um so ein gewisses Relief zu erhalten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Blöcke (31) mit Hämmern (30) in einer solchen Weise behandelt wird, daß die Ecken und/oder Kanten (29) der Blöcke (31) gebrochen und/oder abgerundet werden und ein zufälliges Relief auf der Oberfläche der Blöcke (31) erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß während oder nach der Oberflächenbehandlung und vor dem Brennen färbende Materialien in flüssiger oder Pulverform auf die Blöcke (31) aufgebracht werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Oberflächenbehandlung, wenn die Blöcke (31) in Schichten zum Brennen gestapelt werden, Zusätze, wie z. B. färbende Materialien oder Kohlekörnchen zwischen den Blöcken (31) oder den Schichten hinzugefügt werden, um nach dem Brennen bestimmte Farbschattierungen zu erzielen, welche beispielsweise diejenigen von Brandziegeln annähern.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Blöcke (31) bei einer Temperatur so gebrannt werden, daß die eine heterogene Schrumpfung zeigen, welche von Block zu Block variieren kann.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur für Blöcke (31), welche im wesentlichen aus roten oder gelben Ton bestehen, im wesentlichen zwischen 1075 und 1100°C liegt, insbesondere zwischen 1090°C für gelben Ton und 1100°C für roten Ton.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß während des Brennens die Temperatur heterogen verteilt wird, was den Blöcken (31) eine Schrumpfung und/oder Farbe verleiht, welche sich von einem Block zum nächsten unterscheiden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Oberflächenbehandlung erhaltenen losen Partikel in den Ton und/oder Schlick, aus welchem die Blöcke (31) hergestellt werden, wieder eingebracht wird.