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Verfahren zur Aufbereitung keramischer Massen Unter Verwendung von
Bindeton hergestellte keramische Massen, wie fewerfieste Scbamottemasse, Steingut
oder Massenn für Wand- und Bodenplatten, welche entweder von Hand verformt oder
von Hand oder mas@ch%ne71 verpreßt wenden sioUen, werden häufig mit Bvndetongehalten
von 8 bis 5o % hergestellt. Dabei ist es üblich; denn Anteil an zuvor zu trocknen
und zu mahlen, und in dieser Form den Magerungsmitteln zuzusetzen, worauf die fertige
Mischung entsprechend angefeuchtet wird. In. anderen Fälteln wird auch der Ton in
grubenfeuchten Schollein im: die Magerumgsmittel unter Zusatz der erfordeeichen
Wassermenge mit Hufe von Knetmaschinen eingearbeitet. Beiden Verfahren haften jedoch
bei. Einhaltung wirtschaftlich tragbarer Aufbezei=gs.:peiten erhebliche Mängel an,
so daß ,die misch derartigen Verfahren hergestellten Erzeugnisse auch bell Verwendung
hochwertiger Rohstoffe nur Erzeugnisse von Durchschmxttswert und keine Horhletistungserzewgnisse
sind. Die beiden genannten Verfahren gewährleisten nämlich nicht die GlekhmäKkeit
und Vollständigkeit des Tonaufschlusses. Durch diese Inh:omogenität wird die Güte
der Erzeugnisse achteilig beeinflußt. Da aber außerdem die Bindefähigkeit des zugesetzten
Tones nicht voll;stäne emrtwickelt ist, wird ein viel höherer Anteil desselben in
,der Masse erforderlich, als seiner wirklichen. Bindefähigkeit :entsprechen würde.
Hierdurch wird weiterhin die Widerstandsfähigkeit der Erzeugnisse im. verschiedener
Hinsicht, wie Beständigkeit gegen Schlacken,, Widerstand gegen schroffen- Temperaturwechsel,
Druckfeuerbeständigkeit und Kaltdruckfestigkeit, boeilnträcht!gt.
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Ganz abgesehen von dem technischen wie wirtschaftlicheg. Widersimal,
welcher m einer Arbeitsweise zum Ausdruck kommt, nach der einem wasserhialtigenn
Niaturprodukt
zunächst das Wasser auf kostspieligem Wiege entzogen wird, um :es ihm in einer -späte=
Arbeitsphase wieder zuzusetzen, geht bei der Troclgung von Bindeton dessen BindefähJgkeit
außerdem zu eijn,em wesentlichen Teil verloren.
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Auf der ondemen Seite sind in der. Technik Verschlickwngsverfahrien
bekannt, die jedoch einen so hohen Wlasserzusatz zum Bindeton verlangen, daß, wollte
mann auf diesem Wege dien Zuschlagstoffeln. die erfordearüche Bindetonmerige zusetzen,
der Feuchtigkeitsgehalt der fertigen Mässe so hoch würde; daß eine Verarbeitung
durch Verformung, Verpressenoder Verstampfen nur Brach vorherigem Wiederentzug :der
überschüssigen: Wassermenge möglich wäre. Dies ,gilt selbst für Spezialmassen:,
denen nur etwa 8 bis i o % Bindeton, zugesetzt wird.
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Um diesem übelstanid zu begegnen, wandte man in: Sonderfällen sein
Verfahrens aal, bei dem der für den Aufschluß, des Tones notwendige Wasserzusatz
durch Beigabe von Elektrolyt mit verflüssigender Wirkung so weit herabgedrückt wird,
.daß mit dem Tonschlicker nur die für die Formgebung erforderliche Feuchtigkeit
in die Masse eingebracht wurde. Durch die Zugabe der wirksamen Elektrolyte tritt
aber zwamgläufig timte Erhöhung des unerwünschten Gehaltes aus Flußnlitteln in.
den feuerfesten Massen ein.
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Die Erfindung sieht :demgegenüber ein Verfahren. vor, das die Möglichkeit
bietet, selbst die am schwerstem aufschließbaren Töne unter Zusatz einer geringen
Wassermenge gleichmäßig und vollständig aufzuschließen, Föhne gleichzeitig den Flußmittelgehialt
zu erhöhen, so daß. mit der Einbringung des für :die Bindung notwenditen" Betongehaltes
nur so viel ieuthügkeit in der fertigen Masse vorliegt, wie für deren Formgebung
zweckmäßig ist.
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Dies wjrd gemäß, der Erfindung dadurch erreicht, daß gegebenenfalls
mach vorheriger Grobzerkleinerung der Tonschollen die Tonteilchen unter Zusatz von
höchstens der für de Verformung der fertigen. Mischung erfarderliaen Wassermenge
mechanisch aufgeschlossen werden, und der hierbei anfallende Schlucken- mit dea:Magerungsmitteln
usw. vermischt wird. Hierbei kann gegebenenfalls der Wassergehalt noch entsprechend
erhöht werden. Auf keinein Fall aber ist es erforderlich, dem Schlicken oder
-der -Mischung Wasser zu entziehen.
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Als Zerkleinerungsgerät für den Schollenton eignen sich z. B. die
bekannten Tonhobel, Tonraspleroder Walzwerke. Die hiermit erhaltenen Todstückchen
vollständig unter Einhaltung :des dargelegten Wasserzusatzverhältmiisses aufzuschließen
stellt die Schwierigloit :dar, denen :die bisher angewoudte industrielle VerfahrenAechnlk
nicht Herr geworden war und welche erst: durch das anspruchsgemäße Verfahren überwundem,
werden konnte.
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Dieses Vierfahnen geht von der Erkenntnis der durch :die E,ntstehumg
;bedingten :Mikrostruktur der Tone und des sich dargus ergebenden physikalischen
und mechanischen Verhaltens aus. Die Tone besitzen bekanntliich Blättchens truktur,
und zwar sind die Blättchen: im wesentlichen parallel unter ZwischmJagerung einer
Wgsserschcht paketartig geschichtet. Da, diese Wasserschicht molekularen Dimensionen
sich: nähert, sind die hier auftretenden Oberfiächenspannnungskräfte von beträchtlichem
Ausmaß, zumal, wie die Quellf ähigkeit der Tone beweist, es sich hier um eine echte
Benetzung der Oberflächein der Taulamellen handelt.
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Dierartige Schichtpakete aufzulösen, und darin, liegt im wesentlichen
der Arbeitsvoriang des Tonaufschlüsses:, ist praktisch nur durch Parallelverschiebung
der Schichtung möglich. Die aufzuschließen:den Tone müssen also in die Wirkzone
zweier parialvel' entgegengesetzt gerichteter Kräfte gebracht werden. Deriartige
Wirkzonen parallel entgegengesetzt gerkhfieter Kräfte treten jln. einer Reihe 'gebräuchlicher
kemamischer Aufbereitungsmaschinen zum Teil als Nebetneffekte der eigentlichen Arbeitseffekte
auf, so z. B. im Kollergang durch :die gegen die Lauffläche Bier Kollerläufer ehetretende
Seitenverschvebung der Mahlbahn odier auch in. Differentialwvälzwerken,; Armknetern
usw. Es hat sich aber in der Pmaxis gezeigt, daßdiese im Prinzip zwar richegen der
gebräuchlichen Maschinen nicht ausreichen, um in wirtschaftlich tragbaren BeaTbeitungszeiten
unter den gegebenen Feuchtigkeitsverhältniissen einten vollständigen Aufscblu:ß
der Tone zustande zu bringen. Das dürfte etwa daran liegen da.ß .die übertragung
;der Arbeitseffekte auf den Tons infolge seiner höhen Gleitfähigkeit itn nassen
Zustand bei den glatten Oberflächen der Arbeitsteile der genannten Maschinen nur
unvollkommen ist, die Wirkzonen der Maschinen in ihrer räumlichen Ausdehnung (bei.
Walzen und. Kollergängen ;handelt es sich praktisch nur um einen sich der. Form
einer Linie nähernden schmalen Streiften) zu ,gering sind, :oder aber auch daran,
daß das Arbeitstempo der genannten Maschinen für diesen Zweck umzureichend sei.,
vielleicht auch daran, daß der Abstand :der parallel :entgegengesetzt arbeitenden
Maschinenteile ein zu großer ist.
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Erfindungsgemäß aber wind i, wxrtschaffich tragbaren Bearbeitungszeiten
der Aufschluß auch hochplastischer Bindetone unter dem dargelegten bedingungsgemä:ßem.
Wasserzusatz erreicht, wenn man hierzu Maschinen verwendet, deren Hauptwirkung in
einer Paralbelverschlebung der mikrostrukturellen Schichtung der Töne liegt und
deren Wirkzmen i eine den Eigenschaften der Tone angepaßte Ausbildung besitzen,
um eüne. möglichst intensive übertragung der Ärbeitsleistung auf den Ton zu gewährleisten.
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Besonders geeignet für die Zwecke der Erfindung erweist sich beispi!elswe@se
eine schnell laufende Scheibenmühle mit einer Rippenzone von annähernd radial vetlaufenden
Rippen und umlaufenden. Ausräums.chaufeln. Eine derartige Maschine führt rasch,und
in eigen Zuge den grob zerkleinerten Bindetran unter entsprechend bemessenem Wassierzusatz
in seinen Schlkker über.
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Um dem; Wasserzusatz wähnend des Aufschlusses ungefähr e'be@jliem,.-zu;
können, empfiehlt es sich, den, durchschinittlichen Feuchtigkeitsgehalt der aus
der Grube kommenden Schollen zu bestimmen und
den Wasserzusatz entsprechend
zu berechnen. Bekanntlich. schwankt der Wassergehalt mitunter heträchtlich. Im allgemeinen
wird der Wasserzusatz etwa 25 bis 35% des grubenfeuchten Bindetones betragen. Alls
Magerungsmittel kommen, die hierfür bekannten Stoffe; wie Schamotte, Sil;iziumcarbid,
Korund, Schamottebruch od, dgl., 'ui Betracht. Auch andere Zuschlagstoffe, z. B.
Feldspat u. dgl, wie sie für Steingut oder Belagplatten in Betracht kommen, könnten
in trocken gehaltenem Zustand -dien aufgeschlossenen Ton zugesetzt werden.
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Eine zum Schlämmen benutzte 'Scheibien:miihle hat eine solche Durchsatzleistung,
insbesondere wenn der Ton vorher auf etwa Hühnereigröße gebrochen oder ge@s#dhnitzelt
wird, daß die aufgeschlossene Menge bieiispielsweise ausreicht, um die Durchsatzleiistung
,eines großen Mischkneters mindestens um das Dreifache zu steigern, denn die Vereinigung
des weitgehend aufgeschlossenen Tones mit der Schamottekörnung ;ist in überraschend
kurzer Zeit möglich. Man kann hierbei sogar auf die bisher üblichen Koller verzichten.
Die Vereinigung gelingt insbesondere sehr gut und sehr rasch in Mischmaschinen,
in deren umlaufender Mischschüssel rechenartige Werkzeuge exzentrisch gegenläufig
arbeiten. Sie gestatten einerseits die Anwendung hoher Mischgutschichten und andererseits
eine wesentlich höhere Umlaufgeschwindigkeit, verglichen mit Maschinen mit Kopierausrüstung.
Beides wirkt in Richtung einer ,erheblichen Leistungssteigerumg.
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Trotzdem ist die Leistung der Schlämmeinrichtung gemäß der Erfindung
immer noch so überlegen, daß sie beispielsweise mehrere Mischvorrichtungen bedienen
kann. Dia die Scheibienmühle verhältnismäßig klein und leicht ist, kann sie fahrbar
ausgebildet und abwechselnd zu mehreren in Betrieb befindlichem. Mischern gebracht
werden. Es können aber auch ein ,oder mehrere Vorratsbehälter von ihr beschickt
werden, in. dienen der Schlicken ehe seine Vermischung mit den Magerungsteilen erfolgt,
gesammelt wird.
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Die Einschaltung von Vorratsbehältern ist von besonderer Bedeutung.
Infolge des von Scholle zu Scholle schwankenden Tonerdegehaltes kann sich bei Aufgrabe
etize:ner Schollen in die Aufbereitungsmaschine selbstverständlich nicht ein Ausgleich
auf den nach her Durchschnittsanalyse des angelieferten Tones ermittelten Tionerdegehalteinstellen.,
sondern es werden sich zum Nachteil dies Erzeugnisses mehr .oder weniger große Abweichungen
zufällig einstellen. Dieser Übelstand wird durch die Ansammlung großer Tonschlickermengen
in einem Vorratsbehälter, aus dem de Bes -chickung der Mischer erfolgt, vermieden.
Brei ,allerhöchsten Anforderungen hinsichtlich des gleichmäßigen Wassergehaltes
kann der Vorratsbehälter mit Rührwerk ,oder anderen Umwälzvorrichtungen versehen
werden. Hier gleicht sich der Tonerdegehalt auf den Durchschnittswert aus, und es
ist auch unschwer durch Auswiegung einer abgemessenen Menge des aufgeschlossenen
Tones dessen Wassergehalt bestimmbar. Mittels einer rufgestellten. Kurve, welche
den Trockengehalt in Abhängigkeit von der iermittelten Dichte wiedergibt, ist ies
nun leicht zu verwirklichen; da.ß der Charge Beine dem vorgeschriebienen. Versatz
genrau entsprechende Menge Bindeton, auf Trockenton berechnet, zugegeben wird.
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Dias Verfahren nach der Erfindung wird also in. ietwa folgender Weise
durchgeführt: Der grubenfeuchte ioder auch getrocknete Bindeton wird mit ,einer
solchen, Wassermenge (bei grubenfeuchtem Ton gewöhnlich ,etwa 25 bis 35 %) aufgeschlossen,
daß nach Zusatz :desselben zu den Magerungsmitbeln der Gesamtwassergehalt der Masse
leicht unterhalb der für .die Verformung niotwendiigen Sollmenge Biegt. Der Schlicker
wird in einem mit ,einer Mischvorrichtung, z. B. ,einem Rührwerk, einem Vibrator
,oder einer Umwälzpumpe, versehenen B:ehäher aufgefangen. Eine abgewogene ,oder
abgemessene Menge dieses Schlickers wird nun mit der versatzgemäßen Menge Magerungsmittel
gemischt. Nach Durcharbeitung der Masse wird, falls erforderlich, der Feuchtigkeitsgehalt
durch Korrektur mit eigner geringfügigen Wasserzugabe auf verarbeitungsgerechten
Zustand gebracht.
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Die Vorteile der Erfindung liegen im übrigen nicht nur in ,einer Vereinfachung
und Leistungssteig@erung des Herstellungsverfahrens, sondern wirken sich auch in
den hergestellten Massen aus. Der für die üblichen Verformungsarten notwendige Bindetonanteil
ist wesentlich geringer als bei Anwendung der bisherigen Aufbereitungsverfahren.
Die Massen besitzen im frisch hergestellten Zustand zum Teil bereits jene vorteilhaften
Eigenschaften, welche sie sonst erst nach Durchlaufen eines längere Zeit beanspruchenden
Maukproz@essies entwickeln. Besonders wichtige Eigenschaften der ErzeugTässe, wie
Porosität, Kaltdruckfestigkeit, Widerstand gegen schroffen Temperaturwechsel und
Schlackenangriff, erfahren gegenüber gleichartigen, nach den bisherigen Verfahren
hergestellten Erzeugnissen eine wesentliche Verbesserung.