Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von hochporösen keramischen Formkörpern Method and device for the production of highly porous ceramic shaped bodies
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung hochporöser, keramischer Formkörper aus plastischen Tonen, Schiefertonen, vulkanischen Aschen oder ähnlichen natürlichen Rohstoffen für die Wärmedämmung von Gebäuden und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for producing highly porous, ceramic moldings from plastic clays, shale clays, volcanic ashes or similar natural raw materials for the thermal insulation of buildings and a device for carrying out the method.
Es ist bekannt, aus plastischen Tonen, Schiefertonen, vulkanischen Aschen, Tuffen oder ähnlichen natürlichen Rohstoffen, gegebenen¬ falls nach Zusatz von Blähhilfsmitteln durch Erhitzen hochporöse Produkte herzustellen, wobei die Poren durch Gase hervorgerufen werden, die beim Erhitzen der Rohstoffe entstehen. Gase entwickeln sich u.a. bei folgenden Reaktionen:It is known to produce highly porous products from plastic clays, shale clays, volcanic ashes, tufts or similar natural raw materials, optionally after adding blowing aids, by heating, the pores being caused by gases which form when the raw materials are heated. Gases develop for the following reactions:
1. Fe304 + G - 3 FeO + C0 in Blautonen1. Fe 3 0 4 + G - 3 FeO + C0 in shades of blue
2. CaC03 - CaO + C02 in kalkhaltigen Tonen2. CaC0 3 - CaO + C0 2 in calcareous clays
3. 2 FeS04 - 2 FeO + 2 S02 + 02 in sulfathaltigen Tonen 4. chemisch gebundenes Wasser - Wasserdampf in Perlit.3. 2 FeS0 4 - 2 FeO + 2 S0 2 + 0 2 in clays containing sulfate 4. chemically bound water - water vapor in pearlite.
Auf diese Weise ist es bisher nur gelungen, geblähte Granalien mit Durchmesser von im Mittel 10 mm in größeremUmfang technisch herzustellen. Diese Granalien müssen mit chemischen oder hydrau¬ lischen Bindemitteln, vor allem Zementen zu großformatigen Baukörpern gebunden werden, wobei die Däiraπwirkung durch die Bindemittel stark herabgesetzt wird.
Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, große Formkörper ohne Binde¬ mittel durch eine keramische Versinterung herzustellen, um die Dämm- wirkung zu verbessern. Unter anderem wurde vorgeschlagen, bereits geblähte hocherhitzte Granulate in Formen zu füllen und durch mechanischen Druck zusammenzupressen, damit sich die einzelnen Granalien deformieren können, bis sie sich innig berühren und mit¬ einander versintern. Die so hergestellten Formkörper hatten eine höhere Rohdichte als das voluminösere Haufwerk vor dem Pressen, außerdem hatte der Formkörper ein unregelmäßiges Gefüge und geringe Festigkeit.In this way, it has so far only been possible to produce large amounts of blown granules with an average diameter of 10 mm. These granules have to be bound with chemical or hydraulic binders, especially cements, to form large-format structures, the binding effect being greatly reduced by the binders. There has therefore been no shortage of attempts to produce large moldings without binders by ceramic sintering in order to improve the insulating effect. Among other things, it has been proposed to fill already heated, highly heated granules into molds and to compress them by mechanical pressure so that the individual granules can deform until they touch intimately and sinter together. The moldings produced in this way had a higher bulk density than the more voluminous heap before pressing, moreover the moldings had an irregular structure and low strength.
üιι diese Nachteile zu vermeiden, wurde weiterhin vorgeschlagen, Kokillen vollständig mit ungeblähten Granalien zu füllen, die Kokillen zu verschließen und sie dann bis zur Blähtemperatur von außen zu erhitzen. Die blähenden Granalien sollten sie Hohlräume des Haufwerkes ausfüllen und unter dem sich aufbauenden Innendruck miteinander versintern. Auch diesem Versuch war kein Erfolg be¬ schieden, weil sich das poröse, schlecht wärmeleitende Material ungleichmäßig erwärmte. Die Randzonen wurden überhitzt, bevor der Kern die Blähtemperatur erreichte.To avoid these disadvantages, it was further proposed to completely fill molds with unexpanded granules, to close the molds and then to heat them from the outside to the blowing temperature. The swelling granules should fill the cavities in the pile and sinter together under the internal pressure that builds up. This attempt was also unsuccessful because the porous, poorly heat-conducting material heated up unevenly. The peripheral zones were overheated before the core reached the expansion temperature.
Un eine gleichmäßige und schnelle Erwärmung zu erzielen, sollten nach einem weiteren Vorschlag Granalien gleicher Gιö.ße in einem Formkasten eingefüllt werden, der einen gasdurchlässigen, aus Rost- Stäben bestehenden Boden besitzt. In einem solchen Formkasten wurde das Granulat abwechselnd von unten und von oben mit heißen Gasen durchströmt, bis die Blähtemperatur erreicht war. Hierbei wird das Granulat direkt von den Heizgasen aufgeheizt, wofür nur ein Bruch¬ teil der Zeit erforderlich war, die zur Erwärmung über die For - kastenwand von außen benötigt wurde. Auch dieser an sich ein¬ leuchtende Vorschlag erbrachte kein befriedigendes Ergebnis. Die Granalien blähten zwar mehr oder weniger vollständig in die Hohlräume des Haufwerkes hinein, aber die Bindung zwischen ihnen war unzureichend oder es entstand ein verdichtetes Gefüge an den Berühungsstellen zweier Granalien.In order to achieve uniform and rapid heating, according to a further proposal, granules of the same size should be poured into a molding box which has a gas-permeable bottom consisting of grate bars. In such a molding box, hot gases were passed through the granules alternately from below and from above until the blowing temperature was reached. In this case, the granules are heated directly by the heating gases, for which only a fraction of the time required for heating from the outside via the forklift wall was required. This suggestion, which is obvious in itself, did not produce a satisfactory result. The granules expanded to a greater or lesser extent into the cavities in the pile, but the bond between them was inadequate or there was a condensed structure at the contact points of two granules.
Die Aufgabe nach der Erfindung besteht in einem Verfahren der ein- ganngs genannten Art und in einer Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens, wodurch die hochporösen keramischen Formkörper mit gleichmäßigem Gefüge und verbesserter Festigkeit gefertigt werden sollen.The object of the invention consists in a method of the type mentioned at the beginning and in an apparatus for carrying it out of the process, whereby the highly porous ceramic moldings are to be manufactured with a uniform structure and improved strength.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die gekörnten und getrockneten Rohstoffe in gegen die Außenatmosphäre abgeschlossenen Kapselräumen unter Überdruck von 2 bis. 10 mbar bis zu oberhalb der Gleichge¬ wichtstemperatur auftretenden exothermen Prozessen und bis zum Aufschäumen (Blähen) durch freigesetzte Gase/georannt werden. Vorzugsweise erfolgt der Brand bei einem Überdruck von 2 bis 4 mbar. Dabei soll der Überdruck bei Beginn des Aufschäumens aufgehoben werden.This object is achieved in that the granulated and dried raw materials in capsule spaces sealed off from the outside atmosphere under excess pressure of 2 to. 10 mbar up to exothermic processes occurring above the equilibrium temperature and up to foaming (blowing) by released gases. The fire is preferably carried out at an overpressure of 2 to 4 mbar. The overpressure should be released at the start of foaming.
Man erhält überraschender-weise durch die besondere Ausbildung des Gasdruckes Formkörper mit gleichmäßigem Gefüge und guter Festigkeit.Surprisingly, the special design of the gas pressure gives shaped articles with a uniform structure and good strength.
Die bei den Reaktionen auftretende Gasphase darf daher nicht ent¬ fernt oder mit anderen Gasen gemischt werden. Es genügt nicht, wenn nur der Blähprozess selbst in einer von Sauerstoff freien Atmos¬ phäre stattfindet, wie in der deutschen Patentschrift 1 940358 vorgeschlagen wurde. Die Kapseln dürfen keine großen Öffnungen haben, die einen Gasaustausch mit der umgebenden Atmosphäre er¬ möglichen, wie sie unter anderem in der US-Patentschrift 1 960571 vorgesehen sind.The gas phase occurring in the reactions must therefore not be removed or mixed with other gases. It is not sufficient if only the swelling process itself takes place in an atmosphere free of oxygen, as was proposed in German Patent 1,940,358. The capsules must not have large openings which allow gas exchange with the surrounding atmosphere, as are provided, inter alia, in US Pat. No. 1,960571.
Im Kapselraum werden beim Erhitzen des Brenngutes folgende Vor¬ gänge angenommen:The following processes are assumed in the capsule chamber when the fired material is heated:
1. Entweichen des Kristallwassers und bei kalkhaltigem Ton der Kohlensäure durch die noch offenen Poren, Vermischen dieser Gase mit Luft.1. Escape of the crystal water and, if the clay is calcareous, carbon dioxide through the still open pores, mixing these gases with air.
2. Entstehen von Überdruck der Gasphase oberhalb der Tonschüttung und Begrenzung des Überdruckes durch das Entweichen von über¬ schüssigen Gasmengen durch die undichten Stellen der Kapsel.
3. Bei ca. 700 °G stellt sich für die Reaktion das Gleichgewicht (Gleichgewichtstemperatur) ein. Der CO-Dampfdruck erreicht2. Formation of excess pressure of the gas phase above the bed of clay and limitation of the excess pressure due to the escape of excess amounts of gas through the leaky points of the capsule. 3. At approx. 700 ° G the equilibrium (equilibrium temperature) is established for the reaction. The CO vapor pressure reached
1 bar. CO tritt durch die offenen Poren in die Gasphase über. Anstieg des CO-Partialdruckes in der Gasphase. Die Reaktion wird durch den erhöhten CO-Partialdruck gehemmt.1 bar. CO passes through the open pores into the gas phase. Rise in CO partial pressure in the gas phase. The reaction is inhibited by the increased CO partial pressure.
4. Ab ca. 1100 °C beginnt der Ton zu erweichen. Die Poren schließen sich. Reaktion kann sich fortsetzen, da das entstehende GO-Gas den weich werdenden Ton beiseite drücken kann. NeuePoren ent¬ stehen.4. The clay begins to soften at approx. 1100 ° C. The pores close. The reaction can continue because the resulting GO gas can push the softening clay aside. New pores arise.
5. Bei ca. 1150 °C ist der Ton so weich, daß das unter Überdruck stehende CO-Gas den Ton plötzlich aufschäumt, bis er das ganze Kapselinnere ausfüllt.5. At about 1150 ° C the clay is so soft that the CO gas under pressure suddenly foams the clay until it fills the entire interior of the capsule.
6. Das schnelle und gleichmäßige Aufschäumen läßt vermuten, daß die Reaktion exotherm verläuft. Deren Reaktionswärme Δ H ist zwar positiv, d.h. endotherm. Es muß Wärme zugeführt werden, damit die6. The rapid and even foaming suggests that the reaction is exothermic. The heat of reaction Δ H is positive, i.e. endothermic. Heat must be applied so that the
Reaktion abläuft. Da aber bei der Reaktion eine Gasphase entsteht, wird die Unordnung des Systems und damit die Entropie Δ S größer.Reaction expires. However, since a gas phase arises during the reaction, the disorder of the system and thus the entropy Δ S increases.
Das hat zur Folge, daß die freie Enthalpie G = A H - T A SAs a result, the free enthalpy G = A H - T A S
(T = absolute Temperatur) mit steigender Temperatur kleiner und schließlich negativ wird. Dann ist die Reaktion exotherm, d.h. es wird Wärme frei. Dies ist nach thermodynamischen Berechnungen ab ca. 750 °C der Fall.(T = absolute temperature) decreases with increasing temperature and finally becomes negative. Then the reaction is exothermic, i.e. it releases heat. According to thermodynamic calculations, this is the case from approx. 750 ° C.
Entsprechend ist auch der Ablauf der Reaktionen 2 bis 4 anzunehmen. Sie unterscheiden sich von der Reaktion 1 durch unterschiedliche Temperaturhöhen und Gaszusa mensetzung.The course of reactions 2 to 4 can also be assumed accordingly. They differ from reaction 1 in that they have different temperature levels and gas composition.
Nach der Erfindung wurde in einem Laborversuch eine Kapsel aus Stahlblech mit den Maßen 25 x 10 x 12 cm bis zu einem Drittel mit getrocknetem feinkörnigen eisenoxid- und kohlenstoffhaltigem Blauton in einer Körnung bis 5 mm gefüllt. Die Kapsel war mit einem Deckel aus Stahlblech fest, aber nicht gasdicht verschlossen. Die Kapsel mit dem Brenngut wurde in einen auf die Blähtemperatur von 1150 °C aufgeheizten Ofen eingesetzt. Das Brenngut erhitzte
sich erheblich schneller als erwartet und expandierte bei Erreichen der Blähtemperatur schnell und gleichmäßig. Die beim Versuch in der Kapsel bestehende CO-Atmosphäre erwies sich dadurch, daß ein in die . Tonschüttung gesteckter Holzstab während des Brandes nicht verbrannte, sondern verkohlte. Nach der Abkühlung der Kapsel wurde ein FormkörperAccording to the invention, a capsule made of sheet steel with the dimensions 25 x 10 x 12 cm was filled up to a third with dried fine-grained iron oxide and carbon-containing blue tone in a grain size of up to 5 mm in a laboratory test. The capsule was sealed with a sheet steel lid, but was not sealed gas-tight. The capsule with the firing material was placed in an oven heated to the blowing temperature of 1150 ° C. The kiln heated up developed significantly faster than expected and expanded quickly and evenly when the inflation temperature was reached. The CO atmosphere in the capsule during the experiment was demonstrated by the fact that a. Stick of wood stuck during the fire not burned but charred. After the capsule had cooled, it became a shaped body
3 mmiitt eeiinneerr RRoohhddiicchhttee von 0,35 g/cm , gleichmäßigem Gefüge und guter Festigkeit erhalten.3 mm should be obtained with 0.35 g / cm RRoohddiicchhttee, even structure and good strength.
Es wurde nun gefunden, daß bei illitreichen Blautonen dadurch, daß die zum Aufschäumen erforderliche Temperatur für 5 bis 20 Minuten, vorzugsweise 10 bis 20 Minuten, wobei der Überdruck bis zum Ende der zum Aufschäumen erforderlichen Temperatur gehalten wird, Formkörper mit noch gleichmäßigerem und festerem Gefüge erhalten werden.It has now been found that in the case of illite-rich blue tones, the fact that the temperature required for foaming for 5 to 20 minutes, preferably 10 to 20 minutes, with the excess pressure being maintained until the end of the temperature required for foaming, gives shaped articles with an even more uniform and firmer structure be preserved.
Die im Verfahren als Rohstoff eingesetzten illitreichen Blautone zeichnen sich durch ihren Gehalt an Eisenoxid und organische Substanz aus, auf die ihr Blähveπnögen zurückgeführt wird. Diesem Rohstoff kann außerdem noch ein Blähhilfsmittel zugesetzt werden. Durch die im Verfahren bei illitischen Blautonen als Rohstoff beanspruchte Halte¬ zeit bei der zum Aufschäumen erforderlichen Temperatur wird ein hochporöser Formkörper mit gleichmäßigerem und festerem Gefüge erhalten. Dieser Vorgang wird durch die Aufrechterhaltung des Druckes in der Kapsel gefördert. Während der Aufrechterhaltung der Blähtemperatur steigt der Druck in den Kapseln stark an. Es kann dabei nach thermodynamischen Berechnungen bei z.B. 1200 °C ein Druck von 860 mbar auftreten. Zugleich findet eine weitgehende und teil¬ weise bis zum metallischen Eisen reichende Reduktion des Eisenoxids statt.The illite-rich blue shades used as raw material in the process are characterized by their content of iron oxide and organic substance, to which their swelling properties are attributed. A bulking aid can also be added to this raw material. Due to the holding time at the temperature required for foaming in the process in the case of illitic blue shades as the raw material, a highly porous molded body with a more uniform and firmer structure is obtained. This process is promoted by maintaining the pressure in the capsule. The pressure in the capsules rises sharply while the inflation temperature is maintained. According to thermodynamic calculations, e.g. 1200 ° C a pressure of 860 mbar occur. At the same time, there is an extensive reduction of the iron oxide, sometimes reaching as far as metallic iron.
Die Vorrichtung für das Verfahren nach dem Anspruch 6 der Erfindung ist schematisch in den Figuren 1 bis 5 dargestellt.The device for the method according to claim 6 of the invention is shown schematically in Figures 1 to 5.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 den Ofenraum mit Kapselräumen, Brennkammern und Regenera¬ toren,
Fig. 2 den Ofenraum nach dem Schnitt A-A von Fig. 1 ,1 the furnace chamber with capsule chambers, combustion chambers and regenerators, 2 shows the furnace chamber according to section AA of FIG. 1,
Fig. 3 die Ofendecke mit Druckregulator,3 the furnace ceiling with pressure regulator,
Fig. 4 einen waagerechten Schnitt durch einen Ofen mit zwei Kapseln undFig. 4 shows a horizontal section through an oven with two capsules and
Fig. 5 einen senkrechten Schnitt durch eine Füllvorrichtung.Fig. 5 shows a vertical section through a filling device.
Die Kapselräume 1 werden in der Qfenanlage abwechselnd mit Brenn¬ kammern 10 angeordnet. Beide werden durch Wände 7 getrennt, die aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit und Feuerfestigkeit, vorzugsweise Siliciumcarbid,bestehen. Die beiden Stirnseiten des Kapselraumes können durch hydraulisch zu betätigende Türen 2 geschlossen werden. Beschickt werden die Kapseln durch dicht verschließbare Einfüllstutzen 3, die durch die Ofendecke 5 geführt sind. Außerdem sind in die Ofendecke die in Fig. 3 vergrößert dar¬ gestellten Druckregulatoren 4 eingelassen, mit deren Hilfe der Gas¬ druck im Kapselraum kontrolliert und verändert werden kann. Sie bestehen aus einem durch die Decke geführten Rohr 12, das vorzugs¬ weise aus Siliciumcarbid gefertigt ist. Dieses Rohr leitet die austretenden Gase zu einer Heißwindleitung 13, an deren Ende sich ein Brenner 14 befindet, in dem die Gase abgefackelt werden. Sie können aber auch in die Brenngasleitung eingespeist werden. Das Rohr 12 kann durch einen wassergekühlten Heißwindschieber 15 geschlossen werden, der durch den Motor 16 angetrieben wird. Der Motor wird vorteilhaft durch ein Manometer, welches den Gasdruck mißt, gesteuert.The capsule spaces 1 are alternately arranged in the furnace system with combustion chambers 10. Both are separated by walls 7, which are made of a material with high thermal conductivity and fire resistance, preferably silicon carbide. The two end faces of the capsule space can be closed by hydraulically operated doors 2. The capsules are fed through tightly closable filler neck 3, which are guided through the furnace roof 5. In addition, the pressure regulators 4, shown enlarged in FIG. 3, are embedded in the furnace ceiling, by means of which the gas pressure in the capsule space can be checked and changed. They consist of a tube 12 which is led through the ceiling and which is preferably made of silicon carbide. This pipe directs the escaping gases to a hot wind pipe 13, at the end of which there is a burner 14 in which the gases are flared. However, they can also be fed into the fuel gas line. The tube 12 can be closed by a water-cooled hot wind valve 15, which is driven by the motor 16. The engine is advantageously controlled by a manometer, which measures the gas pressure.
Unter den Brennkammern 10 sind Regeneratoren 8 vorgesehen, in denen die Wärme der Abgase gespeichert und zum Aufheizen der Verbrennungs¬ luft verwandt werden kann. Die hierfür, sowie zur Gaszufuhr er¬ forderlichen Leitungen 6a sind in die Regeneratordecke 6 eingebaut und in der Zeichnung schematisch angedeutet. Die Regeneratoren 8 sind durch Wände 9 getrennt und auf dem thermisch isolierten Fundament 11 errichtet.
Nach der Erfindung können die mit Brenngut gefüllten Kapseln auch in einem Tunnelofen gebrannt werden. Dieses Verfahren ist jedoch weniger vorteilhaft, weil die Vorgänge in den Kapseln während des Qfendurchlaufs weder kontrolliert noch beeinflußt werden können. • Abgesehen davon stellt der erforderlich große Kapselpark eine erhebliche Kostengröße dar.Regenerators 8 are provided under the combustion chambers 10, in which the heat of the exhaust gases can be stored and used to heat the combustion air. The lines 6a required for this and for the gas supply are installed in the regenerator ceiling 6 and are indicated schematically in the drawing. The regenerators 8 are separated by walls 9 and built on the thermally insulated foundation 11. According to the invention, the capsules filled with firing material can also be fired in a tunnel kiln. However, this method is less advantageous because the processes in the capsules cannot be controlled or influenced during the passage through the quencher. • Apart from that, the large capsule park required represents a considerable cost factor.
Beim Betrieb der Qfenanlage werden die mit Gaszügen versehenen Brennkammern 10 aufgeheizt, bis der Kapselraum 1 eine Temperatur von ca. 700 °C erreicht hat. Das Brenngut sollte eine Körnung im Bereich von 3 bis 15 mm mit eventuell geringem Kornanteil unter 3 mm haben. Es wird nach Vorerhitzung von 250 bis 300 °C durch die Stutzen 3 eingeführt, daß der Kapselraum 1 zu einem Drittel bis zur Hälfte, je nach der gewünschten Rohdichte des Formkörpers gefüllt ist. Anschließend wird weitererhitzt, bis das Brenngut die Blähtemperatur angenommen hat. In dieser Zeit soll der Gasüberdruck im Kapselraum 10 und vorzugsweise 4 mbar nicht überschreiten.When the furnace system is in operation, the combustion chambers 10 provided with gas flues are heated until the capsule chamber 1 has reached a temperature of approximately 700 ° C. The firing material should have a grain size in the range of 3 to 15 mm with a possibly small grain fraction below 3 mm. After preheating from 250 to 300 ° C., it is introduced through the nozzle 3 that the capsule space 1 is filled to a third to a half, depending on the desired bulk density of the shaped body. Then continue to heat until the fired material has reached the blowing temperature. During this time, the gas pressure in the capsule chamber should not exceed 10 and preferably 4 mbar.
Sobald der Schäumprozeß beginnt kann der Heißwindschieber 15 geöffnet werden, um eine möglichst große Differenz zwischen Gas¬ druck in den geschlossenen Poren des Brenngutes und dem der umge¬ benden Atmosphäre herzustellen. Dadurch wird der Schaumprozeß besonders vorteilhaft beschleunigt und eine gleichmäßig feinporige Struktur des Formkörpers erzielt. Wenn der Schaum den ganzen Kapselraum erfüllt hat, wird kein Brennstoff mehr zugeführt und nur noch die Heißluft aus den Regeneratoren 8 durch die Züge der Brennkammern geleitet. Dabei kühlt sich der Formkörper langsam ab und die Schaumstruktur wird eingefroren. Wenn die Oberflächen¬ temperatur des Formkörpers auf ca. 700 °G abgesunken ist, wird er nach Öffnen der Türen 2 mit Hilfe einer Stoßmaschine aus dem Kapselräum herausgedrückt und zur weiteren Abkühlung in einen Kühlkanal überführt.As soon as the foaming process begins, the hot wind valve 15 can be opened in order to produce the greatest possible difference between gas pressure in the closed pores of the material to be burned and that in the surrounding atmosphere. As a result, the foam process is accelerated particularly advantageously and a uniformly fine-pored structure of the molded body is achieved. When the foam has filled the entire capsule space, no more fuel is supplied and only the hot air from the regenerators 8 is passed through the trains of the combustion chambers. The molded body cools slowly and the foam structure is frozen. When the surface temperature of the molded body has dropped to approx. 700 ° G, it is pressed out of the capsule space after opening the doors 2 with the aid of a slotting machine and transferred to a cooling channel for further cooling.
Un das Ausdrücken des Formkörpers zu erleichtern, kann der Kapsel¬ raum 1 vor dem Aufheizen mit einer Masse ausgespritzt werden, die eine so niedrige Oberflächenspannung besitzt, daß das Brenngut an
ihr nicht haftet. Die Masse besteht aus einem Werkstoff, wahlweise auf der Basis von Graphit oder Bornitrid.In order to facilitate the pressing out of the molded body, the capsule space 1 can be sprayed out with a mass before the heating, which has such a low surface tension that the material to be burned on you are not liable. The mass consists of a material, optionally based on graphite or boron nitride.
Schließlich werden die Oberflächen der Formkörper in einer Schleif¬ maschine geglättet bzw. werden die Formkörper in einer Sägestraße in kleinere Formate aufgeteilt.Finally, the surfaces of the shaped bodies are smoothed in a grinding machine or the shaped bodies are divided into smaller formats in a sawing line.
Dem während des Verfahrens, insbesondere bei der Verwendung illitreicher Blautoreals Rohstoff entstehenden hohen Innendruck wird in vorteilhafter Weise durch die Ausbildung der Stirnwände der Kapsel als nach oben beweglicher Schieber 2 a und als Druckplatte 20, ferner durch die die Trennwände 7 abstützenden Binderwände 17 in den Brennkammern 10 und durch die Außenwände 18, 19 begegnet. Die Schieber 2a können in Ausnehmungen der Außenwände 19 oder Rück¬ wand geführt werden. Die Außenwand 18 oder Vorderwand, durch deren Öffnungen die Druckplatten 20 mit Hilfe eines Gestänges 27 bewegt werden, ist durchgehend. Die Wände an den Enden einer Batterie müssen so stabil ausgeführt werden, daß sie durch den entstehenden Druck praktisch nicht deformiert werden.The high internal pressure that arises during the process, in particular when illiterate blue raw material is used, is advantageously achieved by designing the end walls of the capsule as an upwardly movable slide 2 a and as a pressure plate 20, and also by the binder walls 17 supporting the partition walls 7 in the combustion chambers 10 and met by the outer walls 18, 19. The slides 2a can be guided in recesses in the outer walls 19 or rear wall. The outer wall 18 or front wall, through the openings of which the pressure plates 20 are moved with the aid of a linkage 27, is continuous. The walls at the ends of a battery must be made so stable that they are practically not deformed by the pressure created.
Über den Kapselräumen 1 sind isolierte Beschickungssilos 22 vor¬ zusehen, die mit jeweils einer abgewogenen Charge getrockneter und vorerhitzter Rohstoffe in der Form von Pellets durch die Ein¬ füllöffnung 25 beschickt werden. Aus den Beschickungssilos 22 werden über kegelförmige Verschlüsse 23 in der Ofendecke 5 und Betätigen der Schließvorrichtung 24 die Kapselräume 1 mit den Pellets gefüllt. Die Füllung der Kapseln mit Pellets einerseits und die Leerung der Kapseln durch das Herausschieben des hoch¬ porösen keramischen Formkörpers andererseits wird zweckmäßig in wirtschaftlicher Weise in jeder mehrere Kapseln enthaltenden Batterie gleichzeitig vorgenommen. Bei der Leerung des Kapsel¬ raumes 1 wird zunächst nach eingetretener Abkühlung des kera¬ mischen Formkörpers der Schieber 2a nach oben ausgefahren und danach der Formkörper mit der Druckplatte 20 aus der Kapsel geschoben. Die in Batterien zusammengefaßten Kapselräume werden vorteilhaft zeitlich periodisch versetzt betrieben. Die nach der Hauptanmeldung dargestellten Regeneratoren unter den Brennkammern
können durch eine zentrale Regeneratoranlage für jeweils eine Batterie ersetzt werden.Insulated feed silos 22 are to be provided above the capsule spaces 1, each of which is fed through the filling opening 25 with a weighed batch of dried and preheated raw materials in the form of pellets. The capsule spaces 1 are filled with the pellets from the loading silos 22 via conical closures 23 in the furnace roof 5 and actuation of the closing device 24. The filling of the capsules with pellets on the one hand and the emptying of the capsules by pushing out the highly porous ceramic molded body on the other hand is expediently carried out economically in each battery containing several capsules. When the capsule chamber 1 is emptied, the slide 2a is first extended upwards after the ceramic shaped body has cooled down and the molded body with the pressure plate 20 is then pushed out of the capsule. The capsule spaces combined in batteries are advantageously operated periodically staggered in time. The regenerators shown after the main application under the combustion chambers can be replaced by a central regenerator system for one battery each.
In dem Verfahren zur Herstellung der hochporösen keramischen Formkörper wird zunächst der getrocknete und auf 250 bis 300 °G vorerhitzte illitreiche Blauton in Form von Pellets aus den Silos durch öffnen der Verschlüsse 23 in der Ofendecke 5 gleichzeitig in die Kapselräume 1 einer Batterie gefüllt. Dann werden die Schlie߬ vorrichtungen 24 angehoben und die Batterie wird durch Zufuhr von 750 °G heißer Luft aus dem Regenerator in die Brennkammern 10 aufgeheizt. Mit Zufuhr von Erdgas und vorerhitzter Verbrennungsluft werden die Kapseln möglichst schnell innerhalb von 15 bis 20 Minuten durch die Brennkammern aufgeheizt. Bei der Temperatur für das Aufschäumen von etwa 1150 °C wird die Temperatur über einen Zeit¬ raum von z.B. 15 Minuten gehalten. Dabei entsteht durch einen exothermen Prozeß aus dem Rohstoff ein keramischer feinporöser Form¬ körper mit gleichmäßigem Gefüge. Anschließend wird über die Brenn¬ kammern eine Sturzkühlung eingeleitet, bis die Formkörper auf etwa 750 °C abgekühlt sind. Die Formkörper schwinden dabei in der Breite um 0,6 mm und lösen sich von den Siliciumcarbidplatten. Die heißen Formkörper werden durch das Gestänge 21 und die Druckplatten 20 aus den Kapseln herausgedrückt und in die Abkühlanlage überführt.In the process for producing the highly porous ceramic moldings, the dried and preheated illite-rich blue clay in the form of pellets from the silos, which is preheated to 250 to 300 ° G, is initially filled into the capsule spaces 1 of a battery by opening the closures 23 in the furnace roof 5. Then the closing devices 24 are raised and the battery is heated by supplying 750 ° C. of hot air from the regenerator into the combustion chambers 10. With the supply of natural gas and preheated combustion air, the capsules are heated up as quickly as possible within 15 to 20 minutes through the combustion chambers. At the temperature for the foaming of about 1150 ° C, the temperature over a period of e.g. Held for 15 minutes. An exothermic process creates a fine, porous ceramic body with a uniform structure from the raw material. Subsequently, drop cooling is introduced through the combustion chambers until the moldings have cooled to approximately 750 ° C. The shaped bodies shrink by 0.6 mm in width and detach from the silicon carbide plates. The hot molded bodies are pressed out of the capsules by the linkage 21 and the pressure plates 20 and transferred to the cooling system.
in Blähhilfsmittel ist zum Beispiel Eisenoxid mit Sulfitablauge.
in blowing aids there is, for example, iron oxide with sulfite waste liquor.