DE485976C - Verfahren zur Herstellung von Pflastersteinen und aehnlichen keramischen Erzeugnissen in Tunneloefen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Pflastersteinen und ähnlichen keramischen Erzeugnissen in Tunnelöfen Gegenstand vorliegender Erfindung bildet ein Verfahren zur Herstellung von Pflastersteinen und ähnlichen keramischen Erzeugnissen in Tunnelöfen.
• Die bis jetzt benutzten Verfahre, beruhten auf einem ununterbrochenen und allmählichen Abkühlen des Gutes nach dem Verglasen. Dies hatte den Nachteil, daß. ein Gut entstand, das leicht brüchig war.
• Es wurde nun gefunden, daß durch- eine geeignete Regelung der allmählichen überführung vom Verglasungszustand in den Endzustand ein sehr widerstandsfähiges Gut erzielt wird. Nach der Erfindung wird das Gut nach der Verglasung in einer Brennzone in einer ersten Entglasungszone allmählich abgekühlt bei einer Temperatur, die erheblich niedriger ist als die Verglasungstemperatur. Darauf wird das Gut wieder in eine Glühzone übergeführt, in der es während einer geeigneten Zeitdauer auf eine etwas höhere Temperatur erhitzt wird, und dann wird das Gut sehr allmählich auf eine noch niedrigere Temperatur als in der ersten Kühlzone abgekühlt, der schließlich eine rasche letzte Abkühlung folgt.
• In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel an Hand eines Ofens dargestellt. Es sei dabei bemerkt, daß bereits öfen zum Brennen von Porzellan bekannt sind, die zwei Heizzonen und eine dazwischenliegende Zone besitzen, die nicht beheizt wird. Weiter sind auch Umleitungskanäle für die Zuführung der Luft und ebenso Absperrschieber zur Erzeugung beliebiger, voneinander unabhängiger Zonen bekannt.
• In der Zeichnung stellt dar Abb. i einen senkrechten Längsschnitt, Abb.2 einen entsprechenden waagerechten Schnitt durch den Ofen, während Abb. 3 ein Querschnitt im vergrößerten Maßstabe nach der Linie X-Y der Abb. i ist.
• Durch Beobachtungen wurden die folgenden wesentlichsten Vorgänge beim Brennen von Pflastersteinen festgestellt.
• Bei ioo` C verdampft das hygroskopische Wasser der zu brennenden Gegenstände. Gleichzeitig werden die organischen Bestandteile von ihren flüchtigen Bestandteilen befreit, wobei die $iliciumhydrate und die Eisenprotoxyde zersetzt werden. Bei q.00° C bieginnt die Zersetzung des Lehms, und das Wasser in diesem verdampft. Bei 6oo° C verbrennen die Kohlenstoffe der organischen. Bestandteile, daher die Notwendigkeit einer oxydierenden Atmosphäre. Bei 700° C bestehen die zu brennenden Gegenstände nur aus Anhydridverbindungen von verbindungsfähigem Silicium, kristallinischem Silicium, Silikaten vom, Aluminium und Kalk, Eisenoxyd u. dgl., entsprechend der Zusammensetzung des Lehms. In diesem Augenblick beginnt b=ei steigender Tempteratur die Einwirkung d=er Alkalien und Metalloxyde Verbindungen. herzustellen, bei Vorhand-em.-sein von Aluminium und Silicium, und doppelte Silikate zu bilden, bis mit weiter steigenden Temperaturen (bei etwa i i 5o° C) die Affinität der Säurebasen größer wird, so daß die charakteristische Verglasungswirkung entsteht, die zur Herstellung von Pflastersteinen erforderlich ist.
• Während der Verglasungswirkung würde ein plötzliches Abkühlen eine Verglasungsverdichtung verursachen, so daß ein brüchiger Stein entstände, der als Pflasterstein unbrauchbar wäre. Durch geeignete Regelung der allmählichen Überführung vom Verglasungszustand in den festen wird eine Entglasung und Kristallisierung des Stoffes erreicht, wodurch ein gegen Schläge sehr widerstandsfähiger Stein geschaffen wird. Diese Eigenschaft ist aber von größter Wichtigkeit für einen guten Pflasterstein.
• Aus dem geschilderten Verlauf des Brennvorganges ist zu ersehen, daß die Einzelstufen des Verfahrens vom Beginn des Brennens bis zum Verglasen rasch durchgeführt werden können, aber eine sehr stark oxydierende Ofenatmosphäre bei 700° C erfordern, während die Kühlperiode nach dem Verglasen langsam und unter stetiger Reglung erfolgen muß.
• Erfahrungsgemäß findet eine Kristallisation unter 85o° C nicht mehr statt, und die Kühlung könnte danach rasch durchgeführt werden, wenn nicht die Tatsache bestände, daß bei .etwa 58o' C in. Steinen mit einer gewissen Menge von freien Silikaten in Form von Quarz Risse entstehen, deren Ursache in. dem plötzlichen Zusammenschrumpfen des Quarzes bei dieser Temperatur liegt.
• Sämtliche Vorgänge finden in dem neuen Ofen unter den geeignetsten Verhältnissen und mit dem günstigsten Erfolg statt.
• In dem gewählten Beispiele besteht der Ofen aus einer mittleren Kammer i (Abb. i) mit einem Längsgleis, auf dem die Wagen z mit den zu brennenden Gegenständen sich fortbewegen. An jeder Seite der Kammer sind Längskanäle 3 (Abb. a ). angeordnet, die mit der mittleren Kammer i in der Nähe des Austrittsendes des Ofens durch "die öffnungen 5 verbunden sind. Die mittlere Kammer ist am Eintrittsende durch eine Tür 6 verschlossen. In der Nähe der Öffnungen 5 ist die mittlere Kammer durch Leine senkrechte Schiebetür 8 verschlossen, die bis auf die Ladefläche des Wagens herabgelassen werden kann, der sich gerade darunter befindet. Auf den Wagen wird zu diesem Zweck ein Platz beim Beladen mit Steinen @o.. dgl. frei gelassen. Die Tür wird beim Einführen ein=es jeden Wagens in den Ofen gehoben und gesenkt.
• Die Längskanäle 3 sind mit der mittleren Kanuher i mittels Öffnungen io verbunden, welche durch die Schieber i i geregelt werden können. Die Öffnungen io sind in geeigneter Weise auf die Länge des Ofens verteilt.
• In der Nähe der Einlaßtür 6 befindet sich ein Saugzuggebläse, das die Abgase aus dem Fuchs 13 absaugt, welcher mit der Kammer durch die Queröffnungen 1q. in Verbindung steht, die durch Ventile geregelt werden können. Die Außenluft tritt in den Ofen am Ende ja ein. In der Nähe des Auslasses sind zwei. Gebläse 15 vorgesehen, die den Kanälen 3 Luft durch die Düsen 16 zuführen. Diese Luft wird entweder der Außenluft entnommen oder durch die Kanäle 18 dem Innein des Ofens.
• Der aus Kohlenstaub bestehende Brennstoff wird der Kammer i durch Kanäle 20 zugeführt.
• In diesem besonders zum Brennen von Pflastersteinen geeigneten Ofen verläuft der Brennvorgang wie folgt Es sei angenommen, daß der Ofen 37 Wagen enthält, jeder von 3 m Länge, und daß jede zwei Stunden ein mit Steinen beladener Wagen in den Ofen eingeführt wird.
• Der Wagen wird während des Betriebes des Ofens nach Öffnen der Türen 6 und 8 eingeführt, wonach !die Türen wieder geschlossen werden. Die an den Kanal 13 angeschlossene Saugvorrichtung saugt Außenluft durch das Ende ia in den Ofen. Sobald die Tür 8 geschlossen ist, strömt die Luft durch die Kanäle 3 und tritt durch die öffnungen i o in die Kammer i ein.
• Der eingeführte Wagen befindet sich zuerst in der Zone A. Die Erhitzung ist allmählich. Die Gase werden durch die Ventile 1q. allmählich abgeführt. Nach i a Stunden gelangen die Gegenstände in die Zone B. In dieser Zone sind die Gegenstände in Berührung mit den heißen Verbrennungsgasen und mit der durch die letzten drei Öffnungen io eintretenden Luft, so daß hier eine stark oxydierende Atmosphäre vorhanden ist, die die weitere Entfernung der organischen Substanzen fördert. Nach io Stund=en. gelangen die Gegenstände in die Zone C, der die größte Menge von Kohlenstaub oder eines anderen Brennstoffes zugeführt wird, um die Verglasungstemperatur zu erreichen. Diese Zone erhält einen Teil der zur Verbrennung erforderlichen Luft durch die Öffnungen io. Nach 14 Stunden gelangen die Gegenstände in die Zone D. Diese Zone erhält weder Luft aus den Kanälen 3 noch Brennstoff. Die Gegenstände werden unter einer wesentlich geringeren Temperatur gehalten als der Verglasungstemperatur; diese Zone ist demnach die .erste Entglasungs- und Kristallisierungszone. Nach i o Stunden gelangen die Gegenstände in die Zone F", die durch die regelbaren Öffnungen 1 o mit Luft versorgt wird sowie auch mit Brennstoff, so daß die Temperatur nach Bedarf geregelt werden kann, um die Kristallisierung zu verfolgen und auf die Steine eine Glühwirkung auszuüben. Nach io Stunden in dieser Glühzone gelangen die Erzeugnisse in die Zone F, in der sie sehr langsam abkühlen, da durch diesen Teil keine Luft strömt. Die sehr allmähliche Abkühlung verhütet die Rißbildung in der Nähe der Temperatur von 58o° C. Nach io Stunden wird der Wagen durch die Tür 8 geleitet und gelangt in die Zone G, -die von der gesamten einströmenden Luft durchspült wird, so daß eine rasche Abkühlung erfolgt.
• Die Regelung des Luftstromes in der ganzen Länge der Kanäle 3 ist von großem Vorteil, da bei Verwendung eines geeigneten Heizmittels, wie Kohle, Gas, Brennöl o. dgl., eine reduzierende, neutrale oder oxydierende Atmosphäre in der Brennzone erzielt werden kann.
• Die Anordnung der Tür 8, die zur Ableitung des Luftstromes in die Kanäle 3 dient, verhindert ferner jegliches rasches Abkühlen in den Zonen F und D, und die durch die Öffnungen io in die Kammer eintretende Verbrennungsluft wird beim Strömen der Ofenwandungen entlang erhitzt. Es ist klar, daß die Tür 8, falls erforderlich, in gewissen Fällen teilweise geöffnet werden kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Pflastersteinen und ,ähnlichen keramischen Erzeugnissen in Tunnelöfen, dadurch gekennzeichnet, daß die Steine in einer Brennzone verglast werden und dann allmählich in einer ersten Entglasungszone abgekühlt werden bei einer Temperatur, die erheblich niedriger ist als die der Verglasungszone, worauf dann die Steine m einer Glühzone während einer geeigneten Zeitdauer auf eine etwas höhere Temperatur erhitzt werden, um dann sehr allmählich auf eine noch niedrigere Temperatur als in der ersten Kühlzone abgekühlt zu werden, worauf schließlich eine rasche letzte Abkühlung folgt.