EP0200984A1 - Kiln furniture - Google Patents
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- EP0200984A1 EP0200984A1 EP86105529A EP86105529A EP0200984A1 EP 0200984 A1 EP0200984 A1 EP 0200984A1 EP 86105529 A EP86105529 A EP 86105529A EP 86105529 A EP86105529 A EP 86105529A EP 0200984 A1 EP0200984 A1 EP 0200984A1
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- kiln furniture
- fiber mat
- base body
- firing
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
- F27D1/0003—Linings or walls
- F27D1/0006—Linings or walls formed from bricks or layers with a particular composition or specific characteristics
- F27D1/0009—Comprising ceramic fibre elements
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
- B28B11/00—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles
- B28B11/24—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for curing, setting or hardening
- B28B11/248—Supports for drying
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D5/00—Supports, screens, or the like for the charge within the furnace
Definitions
- the invention relates to a firing aid for ceramic products to be fired in particular in the rapid firing furnace, which consists of a ceramic base material, with a mounting surface which is in contact with the conveyor of the furnace, in particular a tunnel car, and with a footprint for the firing material.
- the kiln furniture can be used with advantage in high-speed furnaces, where it is known that very different conveyors, e.g. roller conveyors are also provided.
- the invention has for its object to show a kiln furniture, which has the high thermal shock resistance required in particular for high-speed furnaces, so that this opens up the possibility of many ke Ramatic products, which were previously burned in the tunnel kiln in particular, are now much cheaper and faster to burn in the rapid kiln.
- the kiln furniture is constructed in several parts.
- the invention turns away from the prior art, according to which kiln furniture consisted of a fired ceramic material, that is to say in the form of solid bodies, the dimensions of which - often with a complicated shape - were closely adapted to the dimensions of the respective firing material .
- capsules for burning plates were dimensioned larger than the plate to be burned, and the stresses in the capsule that occur when the temperature changes lead to the known disadvantages with the useful life of this kiln furniture of only a few oven cycles.
- the present invention goes a completely new way in that the kiln furniture is made in several parts and the individual parts consist of completely different materials.
- the kiln furniture according to the invention is therefore generally made of an inorganic fiber material forming the contact surface in the form of a binder-free needled fiber mat (blanket) or in the form of a needled fiber mat impregnated with an inorganic binder and of a ceramic material forming the footprint in the form of segment-like base bodies and / or assembled in the form of a fire-resistant coating.
- the fiber mat has a relatively large shape, which is not disadvantageous because of the high thermal shock resistance of the fiber material.
- the firing aid consists of a fiber mat forming the contact surface and of a plurality of rod-like or segment-like basic bodies made of ceramic material, which are held in a stable position relative to one another in grooves, slots or other depressions of the fiber mat and form the overall installation surface for the fired goods.
- the fiber mat has multiple functions. It isolates the conveyor from the combustion chamber and enables the stable positioning of the individual base bodies from the fired kerami material to each other, so that the base body as a whole form the footprint for the kiln.
- the base bodies made of the fired ceramic material have in particular a relatively small dimension and a simple shape, so that they themselves are also able to withstand the thermal shock conditions.
- the base body can thus also have thin wall thicknesses.
- the shape of the base bodies no longer aligns with the dimensions and shape of the firing material.
- the only condition to be complied with is that the base body as a whole must form a sufficiently stable footprint for the firing material.
- the fiber mat can easily be produced with such stability that the base body hardly sinks into the fiber material even when loaded with the firing material, and thus the installation surface for the firing material remains largely stable.
- the fiber mat which is usually to be understood as meaning a binder-free needled fiber mat (blanket), can be impregnated with an inorganic binder, such as monoaluminum phosphate.
- the rapid firing furnace mostly only one layer is fired, so that the weight acting on the fiber mat from the base bodies and the firing material is limited.
- This - peculiarity of single-layer firing in rapid firing ovens therefore complements advantageously with the new kiln furniture and enables the use of the fiber mat as a component of the kiln furniture.
- the new kiln furniture in conjunction with rapid firing furnaces has the further advantage that the putting on and taking off of the kiln goods can be automated in a simple manner.
- firing material In the case of changing firing material, there is the possibility not only of automatically putting the firing material itself on and off, but also of automatically placing the base body on the fiber mat in the correct place and of putting the firing material on, for example, in a second loading station. It is also possible to thaw the entire kiln furniture, including the fiber mat, when the firing material changes or store with the basic bodies left until the same or similar items are fired again. If the fiber mats are not rigid, but flexible, such firing aids, including the left basic body, can also be rolled up, for example for storage.
- the size of the fiber mat can be adapted to the size of the individual ceramic product to be burned or also to the size of the conveyor in the furnace, so that a mat that is continuous over the entire plateau of a kiln car can also be used.
- damaged base bodies which only form part of the kiln furniture, can be replaced very easily and inexpensively.
- the fiber mat and the other base bodies can generally be reused.
- the basic bodies expediently have a cross section which is not susceptible to thermal shock, in particular a rectangular, T-shaped, U-shaped or I-shaped cross section, and have a limited length.
- the base bodies generally have small wall thicknesses so that they can be heated up and cooled down quickly without the base bodies having destructive thermal stresses in them. If the footprint of a base body is too small for the intended application, several such base bodies, e.g. in the form of thin plates, placed side by side in a recess in the fiber mat.
- the base body can have a wall thickness of 0.5 to several millimeters and only a few centimeters. own carrier webs of meter long or as up to e.g. 3 cm wide, thin carrier plates, which also have to be only a few centimeters long, are formed. It is of course expedient to give the base bodies such a cross section that they can be mass-produced inexpensively by the extrusion process.
- the base body With their footprint, the base body can be inserted into the fiber mat in such a way that it protrudes beyond the surface of the fiber mat. In this way it is prevented that a Part of the firing material comes into direct contact with the fiber mat, which could lead to the material of the fiber mat sticking to the firing material.
- the installation surface formed by the base body can also lie in the surface of the fiber mat or even outside of it.
- the fiber mat can have a field or a matrix of optional grooves, slits or other recesses for inserting the base body, so that the automated assembly options for the firing aids themselves and the automated placement of the firing material as well as the removal of the conveyor in question at the end are particularly useful of the rapid firing furnace. This makes it possible to carry out the composition of the kiln furniture and the stocking in a program-controlled manner.
- the base bodies in the grooves, slots or other depressions are not sufficiently stable or are sufficiently stable in all directions due to the inherent elasticity of the fiber mat and / or the limitation of the grooves, it is possible within the grooves, slots or other depressions - shoulders or Provide openings and equip the base body with appropriate approaches, knobs or the like. - So that by fitting or inserting a base body. on the fiber mat is stable in all directions and thus held in position. Instead of the shoulders, openings, knobs and the like, it is also possible to fix the base body to the fiber mat by gluing in order to achieve the positionally stable positioning.
- the kiln furniture constructed in several parts according to the invention advantageously consists of a fiber material based on aluminum oxide and of segment-like ceramic base bodies based on silicon carbide, aluminum silicate or aluminum oxide.
- Firing aid constructed in part can also consist of a fiber mat that has been provided with a refractory coating instead of or in addition to the segment-like, ceramic base bodies.
- a fiber material based on aluminum oxide can also be used here, advantageously in the form of a needled fiber mat which has been impregnated with an inorganic binder, such as monoaluminum phosphate, and then dried.
- the refractory coatings used are preferably those based on silicon carbide or aluminum oxide. These coatings are applied in the usual known manner by dipping, spraying, rolling or brushing, for example in the form of a mixture liquefied with water
- these coatings are dried and then fired fireproof.
- the kiln furniture shown in Figure 1 is formed in several parts and consists of a sheet-like fiber mat 1 made of ceramic fiber material, which can have either a board-like stiff structure or a flexible, flexible structure, so that the fiber mat 1 is elastically deformable to a limited extent.
- the size of the fiber mat 1 can be adapted to the ceramic product to be fired or the size of the conveyor in the rapid firing furnace.
- the fiber mat 1 is of axially symmetrical design and has a number of depressions 2 in the form of slots or slots, which are arranged and distributed in a straight line, for example in the form of an annular or elongated manner.
- the wells 2 can extend to a certain depth into the material of the fiber mat 1.
- Such a depression can also be provided continuously over the entire thickness of the fiber material (FIG. 4).
- Base bodies 3 made of fired ceramic material are inserted into the depressions 2, which are rod-like or segment-like, have a relatively simple cross-section (FIGS. 2 to 8), have a small wall thickness and are also relatively short in the direction of the depressions 2.
- the base body 3 are preferably inserted into the recesses 2 in such a way that they protrude from the surface 4 of the fiber mat 1 and in total form the footprint 5 for the firing material.
- all of the depressions 2 do not necessarily have to be occupied by base bodies 3. It is sufficient to choose the trimmings in a way that makes sense and is necessary for putting on the firing material in question.
- the underside of the fiber mat 1 forms the attachment surface 6, on which the kiln furniture 1, 3 is placed on the conveyor of the rapid firing furnace, for example a trolley or a plate.
- the fiber mat 1 represents a certain insulation protection for the conveyor of the furnace and forms the basis on which individual base bodies 3 are built and held in a stable position relative to one another, as is necessary for the placement of the firing material.
- FIG. 2 shows a simple, rectangular cross section of a base body which is used upright in the recess 2.
- Figure 3 shows a U-shaped cross section of a base body 3.
- the depressions 2 are formed deeper here, so that the base body 3 rests on the surface 4 between the two slot-like depressions 2.
- FIG. 4 shows an indentation 2 which is continuous over the thickness of the fiber mat and a base body 3 with a T-shaped cross section, that is to say a profile which he simply extrudes can be fathered.
- the base body 3 likewise with a T-shaped cross section, is inserted into the depression 2 such that the installation surface 5 is flush with the surface 4 of the fiber mat 1.
- the footprint 5 is arranged lower than the surface 4 of the fiber mat. It goes without saying that the exemplary embodiments of FIGS. 5 and 6 are matched to the firing material to be accommodated in such a way that the firing material does not come into contact with the surface 4 of the fiber mat 1.
- Figure 7 shows a similar embodiment as Figure 2, but here the base body 3 consists of three individual, flat plates of very small wall thickness, which are set side by side in a bundle in a recess 2.
- the kiln furniture according to the embodiment according to FIG. 8 has a fiber mat 1 with a T-groove-shaped undercut recess 2, into which a base body 3 with an I-shaped cross section is inserted.
- a fiber mat 1 with a T-groove-shaped undercut recess 2 into which a base body 3 with an I-shaped cross section is inserted.
- Such an embodiment is particularly useful if a flexible fiber mat 1 is used and the entire kiln furniture is stored, for example by rolling it together, until the corresponding firing material is to be fired again.
- the length of the depressions 2 does not necessarily have to match the length of the base body 3.
- the depressions 2 can rather be longer and can also be provided continuously over the entire width and / or length of the fiber mat 1, so that there is the possibility of using the much shorter base body 3 at any point of the depression 2, namely there where it is needed for the storage of the firing material.
- the recess 2 can be provided with a shoulder 7 and the base body 3 with one or more knobs 8, so that the base body 3 in the recess 2 is also not in the direction of this recess can slip.
- FIG. 10 shows the base body according to FIG. 9 again in a perspective representation.
- FIG. 12 shows a plan view of a fiber mat 1 in which the entire field of its surface is penetrated by recesses 2 arranged in rows, paragraphs 7 being arranged in a circle in the recesses 2, also in a regular arrangement.
- base body 3 can be used, as shown in FIG. 13.
- This opens up the possibility of automatically populating the individual rows of the depressions 2 with base bodies 3 and e.g. then set up the respective firing material in a subsequent station. This is particularly possible with rapid firing stoves that are only occupied in one position. Clearing at the end of the furnace can also be automated.
- FIG. 11 shows a cross section through an embodiment of this type, in which a plate is placed as the firing material 9.
- FIG. 14 shows a section from another exemplary embodiment of the kiln aid from the fiber mat 1 and base bodies 3.
- intersecting groove sections are provided as depressions 2, into which three base bodies 3 are inserted, so that advantageously a small, light object, for example an egg cup or a cup can be put on as firing stock.
- the individual base body 3 can additionally in the recesses 2 by a Adhesive 10 be fixed in position.
- FIG. 15 shows a cross section through a further embodiment of the kiln furniture, in which the fiber mat 1 is provided with a refractory coating 11, the surface of which forms the footprint 5 for the kiln 9.
- the coating 11 is interrupted by cuts 12.
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Brennhilfsmittel für insbesondere im Schnellbrandofen zu brennende keramische Erzeugnisse, das aus einem keramischen Grundmaterial besteht, mit einer Aufsetzfläche, die mit dem Förderer des Ofens, insbesondere Tunnelwagen, in Kontakt steht und mit einer Aufstellfläche für das Brenngut. Das Brennhilfsmittel läßt sich mit Vorteil in Schnellbrandöfen anwenden, bei denen bekanntlich ganz verschiedene Förderer, z.B. auch Rollenbahnen, vorgesehen sind.The invention relates to a firing aid for ceramic products to be fired in particular in the rapid firing furnace, which consists of a ceramic base material, with a mounting surface which is in contact with the conveyor of the furnace, in particular a tunnel car, and with a footprint for the firing material. The kiln furniture can be used with advantage in high-speed furnaces, where it is known that very different conveyors, e.g. roller conveyors are also provided.
Die meisten keramischen Erzeugnisse, insbesondere feinkeramischen Erzeugnisse, wie Porzellan, werden auf, bzw. in Brennhilfsmitteln bei hohen Temperaturen gebrannt. Das Brennen erfolgt in unterschiedlich ausgebildeten Brennanlagen, in großem Umfange auch heute noch in Tunnelöfen. Auf den Tunnelwagen werden die Brennhilfsmittel, z.B. Platten und Stützen, etagenweise aufgebaut, wobei das Brenngut in den einzelnen Etagen mehrfach übereinander gestapelt erscheint. Es ist auch bekannt, Brennkapseln zu verwenden, die in ihren Abmessungen in besonderer Weise an die Dimensionen des Brenngutes angepaßt sind. Die meisten der angewendeten Brennverfahren erfordern auch bei relativ kurzen Schubzeiten lange Ofencyclen von kalt zu kalt. Neben dem auf der Hand liegenden Nachteil eines hohen Energiebedarfes derartiger Tunnelöfen ist es wegen der Vielfalt der zu brennenden keramischen Erzeugnisse und insbesondere wegen des etagenartigen Aufbaus auf dem Tunnelwagen nicht oder nur sehr unzulänglich möglich, das Besetzen und Absetzen der keramischen Erzeugnisse vom Tunnelwagen zu automatisieren.Most ceramic products, especially fine ceramic products such as porcelain, are fired on or in kiln furniture at high temperatures. The firing is carried out in differently designed firing plants, to a large extent even today in tunnel kilns. The kiln furniture, e.g. Slabs and supports, built up in tiers, whereby the fired goods appear to be stacked several times on the individual floors. It is also known to use firing capsules whose dimensions are adapted in a special way to the dimensions of the firing material. Most of the firing processes used require long furnace cycles from cold to cold, even with relatively short overrun times. In addition to the obvious disadvantage of a high energy requirement of such tunnel kilns, it is not or only inadequately possible to automate the loading and unloading of the ceramic products from the tunnel car due to the variety of ceramic products to be burned and in particular because of the tier-like structure on the tunnel car.
Die Ofenbauindustrie hat diesem Zustand schon seit längerer Zeit Rechnung getragen und sogenannte Schnellbrandöfen entwickelt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Tunnelöfen sind diese Schnellbrandöfen nicht mit schweren Feuerfesterzeugnissen mit hoher Wärmespeicherkapazität und großen Wandstärken zugestellt, sondern im wesentlichen mit keramischen Fasermaterialien ausgekleidet.Diese neuartigen Feuerfestbaustoffe in Faser- oder Wolleform haben die Vorteile der hohen Isolierfähigkeit und damit niedrigen Energieverbrauchs des Ofens, geringe Wärmespeicherkapazität und damit geringen Energieverlust beim An-und Abfahren des Ofens, sowie eine außergewöhnlich hohe Temperaturwechselbeständigkeit infolge ihrer faserartigen Struktur. Diese Vorteile der keramischen Fasermaterialien werden in den Schnellbrandöfen genutzt, in denen die keramischen Erzeugnisse meist nur in einer Lage, also nicht in etagenartigen Aufbauten, bei äußerst kurzen Schubzeiten durch den Schnellbrandofen gefahren werden. Diese Schnellbrandöfen müssen infolge ihrer spezifischen Vorteile nicht im Dauerbetrieb gefahren werden, sondern können ohne größere Energieverluste periodisch an- und abgeschaltet werden.The furnace construction industry has been taking this into account for a long time and has developed so-called rapid-fire furnaces wraps. In contrast to conventional tunnel kilns, these rapid firing kilns are not lined with heavy refractory products with a high heat storage capacity and large wall thicknesses, but are essentially lined with ceramic fiber materials Heat storage capacity and thus low energy loss when starting and stopping the furnace, as well as an extraordinarily high resistance to temperature changes due to its fibrous structure. These advantages of the ceramic fiber materials are used in the high-speed furnaces, in which the ceramic products are usually only passed through the high-speed furnace in one position, i.e. not in tier-like structures, with extremely short thrust times. Due to their specific advantages, these rapid firing stoves do not have to be operated continuously, but can be switched on and off periodically without major energy losses.
Eingehende Versuche und Untersuchungen haben gezeigt, daß die meisten keramischen Erzeugnisse, insbesondere die feinkeramischen Erzeugnisse, ohne Qualitätseinbußen an sich viel schneller als bisher möglich gebrannt werden könnten. Praktisch war dies jedoch nicht möglich, weil die bekannten Brennhilfsmittel als gebrannte keramische Erzeugnisse den harten Betriebsbedingungen der Schnellbrandöfen insbesondere wegen der nicht ausreichenden Temperaturwechselbeständigkeit nicht gewachsen sind. Trotz erheblicher Anstrengungen ist es bisher nicht gelungen, die bekannten Brennhilfsmittel, die als Hauptbestandteil meist Cordierit oder Siliciumcarbid enthalten, in der Temperaturwechselbeständigkeit so zu verbessern, daß sie wirtschaftlich in einem Schnellbrandofen eingesetzt werden können.In-depth tests and examinations have shown that most ceramic products, especially fine ceramic products, could be fired much faster than previously possible without any loss of quality. In practice, however, this was not possible because the known firing aids, as fired ceramic products, are not able to withstand the harsh operating conditions of the rapid firing furnaces, particularly because of the insufficient resistance to temperature changes. Despite considerable efforts, it has so far not been possible to improve the known firing aids, which mostly contain cordierite or silicon carbide as the main constituent, in the thermal shock resistance so that they can be used economically in a rapid firing furnace.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Brennhilfsmittel aufzuzeigen, welches die insbesondere für Schnellbrandöfen erforderliche hohe Temperaturwechselbeständigkeit aufweist, so daß sich damit die Möglichkeit eröffnet, viele keramische Erzeugnisse, die bisher insbesondere im Tunnelofen gebrannt wurden, jetzt sehr viel kostengünstiger und schneller im Schnellbrandofen zu brennen.The invention has for its object to show a kiln furniture, which has the high thermal shock resistance required in particular for high-speed furnaces, so that this opens up the possibility of many ke Ramatic products, which were previously burned in the tunnel kiln in particular, are now much cheaper and faster to burn in the rapid kiln.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das Brennhilfsmittel mehrteilig aufgebaut ist. Die Erfindung kehrt sich vom bisherigen Stand der Technik ab, gemäß welchem Brennhilfsmittel immer aus einem gebrannten keramischen Material bestanden, also in Form von festen Körpern vorlagen, die in ihrer Dimensionierung - oft auch bei komplizierter Gestalt - eng an die Abmessungen des jeweiligen Brenngutes angepaßt waren. So waren beispielsweise Kapseln für das Brennen von Tellern größer dimensioniert als der zu brennende Teller und die bei Temperaturwechsel auftretenden Spannungen in der Kapsel führten zu den bekannten Nachteilen mit einer Gebrauchsdauer dieses Brennhilfsmittels von nur wenigen Ofencyclen. Die vorliegende Erfindung geht insofern einen völlig neuen Weg, als das Brennhilfsmittel mehrteilig ausgebildet ist und die einzelnen Teile aus ganz verschiedenen Materialien bestehen. Das erfindungsgemäße Brennhilfsmittel ist somit in der Regel aus einem die Aufsetzfläche bildenden anorganischen Fasermaterial in Form einer bindemittelfreien vernadelten Fasermatte (Blanket) oder in Form einer mit einem anorganischen Bindemittel imprägnierten, vernadelten Fasermatte und aus einem die Aufstellfläche bildendem keramischen Material in Form segmentartiger Grundkörper und/oder in Form eines feuerfesten Überzuges zusammengesetzt. Dabei weist die Fasermatte eine relativ großflächige Gestalt auf, die aber wegen der hohen Thermoschockbeständigkeit des Fasermaterials nicht nachteilig ist. Gemäß einer Ausführungsform besteht das Brennhilfsmittel aus einer die Aufsetzfläche,bildenden Fasermatte und aus mehreren stab- oder segmentartigen Grundkörpern aus keramischem Material, die in Nuten, Schlitzen oder sonstigen Vertiefungen der Fasermatte lagestabil zueinander gehalten sind und insgesamt die Aufstellfläche für das Brenngut bilden. Die Fasermatte übt Mehrfachfunktion aus. Sie isoliert den Förderer von dem Brennraum und sie ermöglicht die lagestabile Zuordnung der einzelnen Grundkörper aus dem gebrannten keramischen Material zueinander, so daß die Grundkörper insgesamt die Aufstellfläche für das Brenngut bilden. Die Grundkörper aus dem gebrannten keramischen Material weisen insbesondere eine relativ kleine Dimensionierung und eine einfache Form auf, so daß sie selbst auch in der Lage sind, den Thermoschockbedingungen standzuhalten. Auch die Grundkörper können somit dünne Wandstärken aufweisen. Es lassen sich sogar solche keramischen Materialien sinnvoll verwenden, die bisher für die Herstellung von Brennhilfsmitteln als nicht geeignet angesehen wurden. Vor allen Dingen aber richten sich die Grundkörper in ihrer Form überhaupt nicht mehr an den Dimensionen und der Form des Brenngutes aus. Die einzige einzuhaltende Bedingung ist die, daß die Grundkörper insgesamt eine hinreichend stabile Aufstellfläche für das Brenngut bilden müssen. Die Fasermatte kann ohne weiteres mit einer solchen Stabilität erzeugt werden, daß die Grundkörper auch bei Belastung mit dem Brenngut kaum in das Fasermaterial einsinken und somit die Aufstellfläche für das Brenngut weitgehend stabil bleibt. So kann beispielsweise die Fasermatte, worunter üblicherweise eine bindemitelfreie vernadelte Fasermatte (blanket) zu verstehen ist, mit einem anorganischen Bindemittel, wie Monoaluminiumphosphat, imprägniert werden. Insbesondere im Schnellbrandofen wird meist nur in einer Lage gebrannt, so daß das von den Grundkörpern und dem Brenngut auf die Fasermatte einwirkende Gewicht begrenzt ist. Diese--Eigenart des einlagigen Brennens bei Schnellbrandöfen ergänzt sich also vorteilhaft bei dem neuen Brennhilfsmittel und ermöglicht die Anwendung der Fasermatte als Bestandteil des Brennhilfsmittels. Andererseits erbringt das neue Brennhilfsmittel in Verbindung mit Schnellbrandöfen den weiteren Vorteil, daß das Auf- und Absetzen des Brenngutes in einfacher Weise automatisiert werden kann. Bei wechselndem Brenngut ergibt sich die Möglichkeit, nicht nur das Brenngut selbst automatisch auf-und abzusetzen, sondern auch die Grundkörper automatisch auf der Fasermatte an der richtigen Stelle zu placieren und z.B. in einer zweiten Beschickungs-Station das Brenngut aufzusetzen. Es ist auch möglich, das gesamte Brennhilfsmittel also einschleißlich der Fasermatte bei wechselndem Brenngut auszutauschen oder mit den belassenen Grundkörpern zu lagern, bis das Brennen von gleichem oder ähnlichem Brenngut wieder ansteht. Sofern die Fasermatten nicht starr, sondern flexibel ausgebildet sind, können derartige Brennhilfsmittel einschließlich der belassenen Grundkörper z.B. für die Lagerung auch zusammengerollt werden. Die Größe der Fasermatte kann an die Größe des einzelnen zu brennenden keramischen Erzeugnisses oder auch an die Größe des Förderers im Ofen angepaßt werden, so daß auch ohne weiteres eine über das ganze Plateau eines Ofenwagens durchgehende Matte eingesetzt werden kann.Schließlich ist noch vorteilhaft, daß beschädigte Grundkörper, die ja nur einen Bestandteil des Brennhilfsmittels bilden, sehr einfach und kostengünstig ausgetauscht werden können. Die Fasermatte sowie die anderen Grundkörper sind in der Regel weiterverwendbar.According to the invention, this is achieved in that the kiln furniture is constructed in several parts. The invention turns away from the prior art, according to which kiln furniture consisted of a fired ceramic material, that is to say in the form of solid bodies, the dimensions of which - often with a complicated shape - were closely adapted to the dimensions of the respective firing material . For example, capsules for burning plates were dimensioned larger than the plate to be burned, and the stresses in the capsule that occur when the temperature changes lead to the known disadvantages with the useful life of this kiln furniture of only a few oven cycles. The present invention goes a completely new way in that the kiln furniture is made in several parts and the individual parts consist of completely different materials. The kiln furniture according to the invention is therefore generally made of an inorganic fiber material forming the contact surface in the form of a binder-free needled fiber mat (blanket) or in the form of a needled fiber mat impregnated with an inorganic binder and of a ceramic material forming the footprint in the form of segment-like base bodies and / or assembled in the form of a fire-resistant coating. The fiber mat has a relatively large shape, which is not disadvantageous because of the high thermal shock resistance of the fiber material. According to one embodiment, the firing aid consists of a fiber mat forming the contact surface and of a plurality of rod-like or segment-like basic bodies made of ceramic material, which are held in a stable position relative to one another in grooves, slots or other depressions of the fiber mat and form the overall installation surface for the fired goods. The fiber mat has multiple functions. It isolates the conveyor from the combustion chamber and enables the stable positioning of the individual base bodies from the fired kerami material to each other, so that the base body as a whole form the footprint for the kiln. The base bodies made of the fired ceramic material have in particular a relatively small dimension and a simple shape, so that they themselves are also able to withstand the thermal shock conditions. The base body can thus also have thin wall thicknesses. It is even possible to use such ceramic materials that were previously considered unsuitable for the production of kiln furniture. Above all, however, the shape of the base bodies no longer aligns with the dimensions and shape of the firing material. The only condition to be complied with is that the base body as a whole must form a sufficiently stable footprint for the firing material. The fiber mat can easily be produced with such stability that the base body hardly sinks into the fiber material even when loaded with the firing material, and thus the installation surface for the firing material remains largely stable. For example, the fiber mat, which is usually to be understood as meaning a binder-free needled fiber mat (blanket), can be impregnated with an inorganic binder, such as monoaluminum phosphate. In particular, in the rapid firing furnace, mostly only one layer is fired, so that the weight acting on the fiber mat from the base bodies and the firing material is limited. This - peculiarity of single-layer firing in rapid firing ovens therefore complements advantageously with the new kiln furniture and enables the use of the fiber mat as a component of the kiln furniture. On the other hand, the new kiln furniture in conjunction with rapid firing furnaces has the further advantage that the putting on and taking off of the kiln goods can be automated in a simple manner. In the case of changing firing material, there is the possibility not only of automatically putting the firing material itself on and off, but also of automatically placing the base body on the fiber mat in the correct place and of putting the firing material on, for example, in a second loading station. It is also possible to thaw the entire kiln furniture, including the fiber mat, when the firing material changes or store with the basic bodies left until the same or similar items are fired again. If the fiber mats are not rigid, but flexible, such firing aids, including the left basic body, can also be rolled up, for example for storage. The size of the fiber mat can be adapted to the size of the individual ceramic product to be burned or also to the size of the conveyor in the furnace, so that a mat that is continuous over the entire plateau of a kiln car can also be used. Finally, it is also advantageous that damaged base bodies, which only form part of the kiln furniture, can be replaced very easily and inexpensively. The fiber mat and the other base bodies can generally be reused.
Die Grundkörper weisen zweckmäßig einen gegen Thermoschock unanfälligen Querschnitt, insbesondere einen rechteckigen, T-förmigen, U-förmigen oder I-förmigen Querschnitt auf und besitzen eine begrenzte Länge. Die Grundkörper haben in der Regel geringe Wandstärken, damit sie sich schnell aufheizen lassen und auch schnell abkühlen, ohne daß die Grundkörper zerstörende Wärmespannungen in ihnen auftreten. Ist die Aufstellfläche eines Grundkörpers für den vorgesehenen Anwendungsfall zu klein, können mehrere derartige Grundkörper, z.B. in Form von dünnen Platten, nebeneinander in eine Vertiefung der Fasermatte eingesetzt werden. Die Grundkörper können dabei eine Wandstärke von 0,5 bis mehrere Millimeter aufweisen und nur wenige Zenti--. meter lange Trägerstege besitzen oder als bis z.B. 3 cm breite, dünne Trägerplättchen, die ebenfalls nur wenige Zentimeter lang sein müssen, ausgebildet sein. Zweckmäßig ist es natürlich, den Grundkörpern einen solchen Querschnitt zu geben, daß sie kostengünstig im Strangpressverfahren als Massenprodukt herstellbar sind.The basic bodies expediently have a cross section which is not susceptible to thermal shock, in particular a rectangular, T-shaped, U-shaped or I-shaped cross section, and have a limited length. The base bodies generally have small wall thicknesses so that they can be heated up and cooled down quickly without the base bodies having destructive thermal stresses in them. If the footprint of a base body is too small for the intended application, several such base bodies, e.g. in the form of thin plates, placed side by side in a recess in the fiber mat. The base body can have a wall thickness of 0.5 to several millimeters and only a few centimeters. own carrier webs of meter long or as up to e.g. 3 cm wide, thin carrier plates, which also have to be only a few centimeters long, are formed. It is of course expedient to give the base bodies such a cross section that they can be mass-produced inexpensively by the extrusion process.
Die Grundkörper können mit ihrer Aufstellfläche die Oberfläche der Fasermatte überragend in die Fasermatte eingesetzt sein. Auf diese Weise wird bei allen Brenngütern verhindert, daß ein Teil des Brenngutes mit der Fasermatte direkt in Berührung kommt, was zu einem Ankleben des Materials der Fasermatte an dem Brenngut führen könnte. Bei speziell ausgebildetem Brenngut, z.B. solches, welches mit Aufstandsfüssen versehen ist, kann die durch die Grundkörper gebildete Aufstellfläche auch in der Oberfläche der Fasermatte oder sogar außerhalb derselben liegen.With their footprint, the base body can be inserted into the fiber mat in such a way that it protrudes beyond the surface of the fiber mat. In this way it is prevented that a Part of the firing material comes into direct contact with the fiber mat, which could lead to the material of the fiber mat sticking to the firing material. In the case of specially designed firing material, for example one which is provided with support feet, the installation surface formed by the base body can also lie in the surface of the fiber mat or even outside of it.
Die Fasermatte kann ein Feld oder eine Matrix von wahlweise zu benutzenden Nuten, Schlitzen oder sonstigen Vertiefungen zum Einsetzen der Grundkörper aufweisen, so daß sich hiermit insbesondere die automatisierte Zusammenstellungsmöglichkeit für die Brennhilfsmittel selbst und das automatisierte Aufsetzen des Brenngutes sowie das betreffende Abräumen des Förderers am Ende des Schnellbrandofens ergeben. Damit wird es möglich, die Zusammenstellung des Brennhilfsmittels und den Besatz programmgesteuert durchzuführen.The fiber mat can have a field or a matrix of optional grooves, slits or other recesses for inserting the base body, so that the automated assembly options for the firing aids themselves and the automated placement of the firing material as well as the removal of the conveyor in question at the end are particularly useful of the rapid firing furnace. This makes it possible to carry out the composition of the kiln furniture and the stocking in a program-controlled manner.
Sofern die Grundkörper in den Nuten, Schlitzen oder sonstigen, Vertiefungen durch die Eigenelastizität der Fasermatte und/ oder die Begrenzung der Nuten nicht hinreichend oder in allen Richtungen ausreichend lagestabil gehalten sind, ist es möglich, innerhalb der Nuten, Schlitze oder sonstigen Vertiefungen - Absätze oder Durchbrechungen vorzusehen und die Grundkörper mit entsprechenden Ansätzen, Noppen oder dgl. auszurüsten, - so daß durch das Auf- bzw. Einsetzen eines Grundkörpers dieser. auf der Fasermatte in allen Richtungen lagestabil und damit positionsgenau gehalten ist. Anstelle der Absätze, Durchbrechungen, Noppen und dgl. ist es auch möglich, die Grundkörper auf der Fasermatte durch Verkleben zu befestigen, um die lagestabile Positionierung zu erreichen.If the base bodies in the grooves, slots or other depressions are not sufficiently stable or are sufficiently stable in all directions due to the inherent elasticity of the fiber mat and / or the limitation of the grooves, it is possible within the grooves, slots or other depressions - shoulders or Provide openings and equip the base body with appropriate approaches, knobs or the like. - So that by fitting or inserting a base body. on the fiber mat is stable in all directions and thus held in position. Instead of the shoulders, openings, knobs and the like, it is also possible to fix the base body to the fiber mat by gluing in order to achieve the positionally stable positioning.
Das erfindungsgemäß mehrteilig aufgebaute Brennhilfsmittel besteht vorteilhaft aus einem Fasermaterial auf Basis Aluminiumoxid und aus segmentartigen keramischen Grundkörpern auf Basis Siliciumcarbid, Aluminiumsilicat oder Aluminiumoxid.The kiln furniture constructed in several parts according to the invention advantageously consists of a fiber material based on aluminum oxide and of segment-like ceramic base bodies based on silicon carbide, aluminum silicate or aluminum oxide.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäß mehrteilig aufgebauten Brennhilfsmittels kann dieses auch aus einer Fasermatte bestehen, die anstelle der Bestückung oder zusätzlich zu der Bestückung mit den segmentartigen, keramischen Grundkörpern, mit einem feuerfesten Überzug versehen worden ist. Hierbei kann ebenfalls ein Fasermaterial auf Basis von Aluminiumoxid verwendet werden, vorteilhaft in Form einer vernadelten Fasermatte, die mit einem anorganischen Bindemittel, wie Monoaluminiumphosphat imprägniert und anschließend getrocknet worden ist. Als feuerfeste Überzüge werden vorzugsweise solche auf Basis von Siliciumcarbid oder Aluminiumoxid verwendet. Diese Überzüge werden in üblicher bekannter Weise durch Tauchen, Sprühen, Rollen oder Streichen aufgetragen, beispielsweise in Form einer mit Wasser verflüssigten Mischung aus
Nach dem Aufbringen werden diese Überzüge getrocknet und dann feuerfest gebrannt. Um Abplatzungen des feuerfesten Überzugs zu vermeiden, ist es vorteilhaft, den Überzug nach dem Trocknen und vor dem Brennen mit einem Raster von Einschnitten oder Einstanzungen zu versehen, beispielsweise mit einem System von rechtwinklig zueinander verlaufenden Einschnitten oder mit eingestanztem Sechseckraster.After application, these coatings are dried and then fired fireproof. In order to avoid flaking of the refractory coating, it is advantageous to provide the coating with a grid of incisions or punchings after drying and before firing, for example with a system of cuts running at right angles to one another or with a stamped hexagon grid.
In den folgenden Figuren 1 - 15 werden Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Brennhilfsmittels gezeigt:
- Figur 1: Brennhilfsmittel, erste Ausführungsform, Ansicht von oben (top view),
Figur 2 Ausführungsform und Anordnung der Grundkörper in bis der Fasermatte im Querschnitt entlang der LinieFigur 8 II - II inFigur 1,Figur 9 Schnitt ineiner gegenüber Figur 2 um 90° gedrehten Schnittrichtung,Figur 10 perspektivische Teilansicht eines Grundkörpers,Figur 11 Querschnitt durch ein Brennhilfsmittel mit auf- gesetztem Brenngut,Figur 12 Ansicht von oben einer feldartig ausgebildeten Fasermatte,Figur 13 eine ähnlicheSchnittdarstellung wie Figur 9 durch eineMatte gemäß Figur 12 undFigur 14 Ausschnitt aus einer Ansicht von oben eines Brennhilfsmittels in einer weiteren Ausführungsform.
- FIG. 1: kiln furniture, first embodiment, top view,
- Figure 2 embodiment and arrangement of the base body in up to the fiber mat in cross section along the line
- Figure 8 II - II in Figure 1,
- FIG. 9 section in a cutting direction rotated by 90 ° with respect to FIG. 2,
- FIG. 10 perspective partial view of a base body,
- FIG. 11 cross section through a firing aid with firing material attached,
- FIG. 12 top view of a field-shaped fiber mat,
- 13 shows a sectional view similar to FIG. 9 through a mat according to FIG. 12 and
- FIG. 14 detail from a top view of a kiln furniture in a further embodiment.
Das in Figur 1 dargestellte Brennhilfsmittel ist mehrteilig ausgebildet und besteht aus einer flächenförmigen Fasermatte 1 aus keramischem Fasermaterial, welches entweder eine brettartig steife Struktur oder eine flexibel nachgiebige Struktur aufweisen kann, so daß die Fasermatte 1 in begrenztem Umfange elastisch verformbar ist. Die Größe der Fasermatte 1 kann dem zu brennenden keramischen Erzeugnis oder der Größe des Förderers im Schnellbrandofen angepaßt sein. Die Fasermatte 1 ist bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel achssymmetrisch ausgebildet und besitzt eine Anzahl von Vertiefungen 2 in Nut- oder Schlitzform, die beispielsweise kreisringförmig oder langgestreckt geradlinig angeordnet und verteilt sind. Die Vertiefungen 2 können sich bis zu gewisser Tiefe in das Material der Fasermatte 1 hinein erstrecken. In Ausnahmefällen kann eine solche Vertiefung auch über die ganze Dicke des Fasermaterials durchgehend vorgesehen sein (Figur 4). In die Vertiefungen 2 sind Grundkörper 3 aus gebranntem keramischen Material eingesetzt, die stab- oder segmentartig ausgebildet sind, einen relativ einfachen Querschnitt (Figuren 2 bis 8) aufweisen, geringe Wandstärke besitzen und auch in Richtung der Vertiefungen 2 relativ kurz ausgebildet sind. Die Grundkörper 3 sind vorzugsweise so in die Vertiefungen 2 eingesetzt, daß sie aus der Oberfläche 4 der Fasermatte 1 herausragen und insgesamt die Aufstellfläche 5 für das Brenngut bilden. Bei einer Fasermatte 1 müssen nicht unbedingt alle Vertiefungen 2 mit Grundkörpern 3 besetzt sein. Es genügt, den Besatz so zu wählen, wie er für das Aufsetzen des betreffenden Brenngutes sinnvoll und erforderlich ist. Die Unterseite der Fasermatte 1 bildet die Aufsetzfläche 6, auf der das Brennhilfsmittel 1, 3 auf dem Förderer des Schnellbrandofens, z.B. einem Wagen oder einer Platte, aufgelegt ist. Die Fasermatte 1 stellt einen gewissen Isolierschutz für den Förderer des Ofens dar und bildet die Grundlage, auf der einzelne Grundkörper 3 aufgebaut und lagestabil zu einander gehalten sind, so wie es für das Aufsetzen des Brenngutes erforderlich ist.The kiln furniture shown in Figure 1 is formed in several parts and consists of a sheet-
Figur 2 zeigt einen einfachen, rechteckigen Querschnitt eines Grundkörpers, der hochkant in die Vertiefung 2 eingesetzt Anwendung findet.FIG. 2 shows a simple, rectangular cross section of a base body which is used upright in the
Figur 3 zeigt einen U-förmigen Querschnitt eines Grundkörpers 3. Die Vertiefungen 2 sind hier tiefer ausgebildet, so daß der Grundkörper 3 auf der Oberfläche 4 zwischen den beiden schlitzartigen Vertiefungen 2 aufruht.Figure 3 shows a U-shaped cross section of a
Figur 4 zeigt eine über die Dicke der Fasermatte durchgehende Vertiefung 2 und einen Grundkörper 3 mit T-förmigem Querschnitt, also ein Profil, welches einfach im Strangpressverfahren erzeugt werden kann.FIG. 4 shows an
Bei dem Ausführungsbeispiel in Figur 5 ist der Grundkörper 3, ebenfalls mit T-förmigem Querschnitt, so in die Vertiefung 2 eingesetzt, daß die Aufstellfläche 5 mit der Oberfläche 4 der Fasermatte 1 fluchtet.In the exemplary embodiment in FIG. 5, the
Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Figur 6 ist die Aufstellfläche 5 tiefer angeordnet als die Oberfläche 4 der Fasermatte. Es versteht sich, daß die Ausführungsbeispiele der Figuren 5 und 6 auf das jeweils aufzunehmende Brenngut so abgestimmt sind, daß das Brenngut mit der Oberfläche 4 der Fasermatte 1 nicht in Berührung kommt.According to the embodiment of Figure 6, the
Figur 7 zeigt eine ähnliche Ausführungsform wie Figur 2, jedoch besteht hier der Grundkörper 3 aus drei einzelnen, flachen Platten sehr geringer Wandstärke, die nebeneinander im Bündel in eine Vertiefung 2 eingestellt sind.Figure 7 shows a similar embodiment as Figure 2, but here the
Das Brennhilfsmittel gemäß der Ausführungsform nach Figur 8 weist eine Fasermatte 1 mit einer T-nutenförmig hinterschnittenen Vertiefung 2 auf, in welche ein Grundkörper 3 mit I-förmigem Querschnitt eingeschoben ist. Eine solche Ausführungsform ist besonders sinnvoll, wenn eine flexible Fasermatte 1 Verwendung findet und das gesamte Brennhilfsmittel beispielsweise durch Zusammenrollen gelagert wird, bis das entsprechende Brenngut wieder gebrannt werden soll.The kiln furniture according to the embodiment according to FIG. 8 has a
Wie bereits Figur 1 zeigt und aus Figur 9 ebenfalls ersichtlich ist, muß die Länge der Vertiefungen 2 nicht unbedingt mit der Länge der Grundkörper 3 übereinstimmen. Die Vertiefungen 2 können vielmehr länger ausgebildet sein und auch über die ganze Breite und/oder Länge der Fasermatte 1 durchgehend vorgesehen sein, so daß sich die Möglichkeit ergibt, die sehr viel kürzeren Grundkörper 3 an jeder beliebigen Stelle der Vertiefung 2 einzusetzen, und zwar dort, wo es für die Anlagerung des Brenngutes gerade benötigt wird. Um aber auch eine Verschiebung des Grundkörpers 3 in Richtung der Vertiefung 2 auszuschließen, kann die Vertiefung 2 mit einem Absatz 7 und der Grundkörper 3 mit einem oder mehreren Noppen 8 versehen sein, so daß der Grundkörper 3 in der Vertiefung 2 auch nicht in Richtung dieser Vertiefung verrutschen kann. Figur 10 zeigt noch einmal in perspektivischer Darstellung den Grundkörper gemäß Figur 9.As already shown in FIG. 1 and also shown in FIG. 9, the length of the
Figur 12 zeigt eine Draufsicht auf eine Fasermatte 1, bei der das gesamte Feld ihrer Oberfläche von zeilenweise angeordneten Vertiefungen 2 durchsetzt ist, wobei in den Vertiefungen 2, ebenfalls in regelmäßiger Anordnung, Absätze 7 in Kreisform angeordnet sind. In Verbindung damit können Grundkörper 3 eingesetzt werden, wie dies Figur 13 zeigt. Durch relatives Verdrehen um 180° des Grundkörpers 3 vor dem Einsetzen in die Vertiefung 2 kann somit praktisch jede beliebige Stelle einer Zeile der Vertiefung 2 mit dem betreffenden Grundkörper 3 besetzt werden. Dies eröffnet die Möglichkeit, programmgesteuert die einzelnen Zeilen der Vertiefungen 2 mit Grundkörpern 3 automatisch zu besetzen und z.B. in einer nachfolgenden Station dann das jeweilige Brenngut aufzusetzen. Dies ist insbesondere bei Schnellbrandöfen möglich, die nur in einer Lage besetzt werden. Auch das Abräumen am Ofenende kann somit automatisiert werden.FIG. 12 shows a plan view of a
Figur 11 zeigt einen Querschnitt durch eine derartige Ausführungsform, bei der ein Teller als Brenngut 9 aufgesetzt ist.FIG. 11 shows a cross section through an embodiment of this type, in which a plate is placed as the firing
Figur 14 zeigt einen Ausschnitt aus einem anderen Ausführungsbeispiel des Brennhilfsmittels aus der Fasermatte 1 und Grundkörpern 3. Hier sind als Vertiefungen 2 sich kreuzende Nutenabschnitte vorgesehen, in welche drei Grundkörper 3 eingesetzt sind, so daß vorteilhaft hier ein kleiner, leichter Gegenstand, beispielsweise ein Eierbecher oder eine Tasse als Brenngut aufgesetzt werden kann. Die einzelnen Grundkörper 3 können in den Vertiefungen 2 zusätzlich durch eine Verklebung 10 lagestabil fixiert sein.FIG. 14 shows a section from another exemplary embodiment of the kiln aid from the
Figur 15 zeigt einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform des Brennhilfsmittels, bei der die Fasermatte 1 mit einem feuerfesten Überzug 11 versehen ist, dessen Oberfläche die Aufstellfläche 5 für das Brenngut 9 bildet. Der Überzug 11 ist durch Einschnitte 12 unterbrochen.FIG. 15 shows a cross section through a further embodiment of the kiln furniture, in which the
- 1 = Fasermatte1 = fiber mat
- 2 = Vertiefung2 = deepening
- 3 = Grundkörper3 = basic body
- 4 = Oberfläche4 = surface
- 5 = Aufstellfläche5 = footprint
- 6 = Aufsetzfläche6 = contact surface
- 7 = Absatz7 = paragraph
- 8 = Noppen8 = pimples
- 9 = Brenngut9 = kiln
- 10 = Verklebung10 = bonding
- 11 = feuerfester Überzug11 = fireproof coating
- 12 = Einschnitte12 = incisions
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