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Verfahren zum Brennen keramischer Waren in elektrisch geheizten Öfen
und Ofen zur Durchführung des Verfahrens Bei den bisher praktisch verwendeten Verfa:hren
zum Brennen von Porzellan oder anderen gesinterten keramischen Stoffen, die oberhalb
des Zersetzungspunktes des Eisenoxyds dicht zu brennen sind, wurde die Ware im allgemeinen
in periodisch betriebenen Tunnelöfen gebrannt, die meist mit Kohle oder Gas befeuert
wurden. Um eine rechtzeitige Reduktion der Sulfate und des Eisenoxyds herbeizuführen,
muß von einer gewissen Temperatur :an reduzierend gebrannt werden. Die Ausführung
dieser reduzierenden Brennweise macht in den üblichen periodisch betriebenen, -mit
Kohle beieuerten ölen keine Schwierigkeiten" ida der Brenner nur entsprechend mehr
Kohle auf den. Rost zu legen braucht. Bei richtiger Arbeitsweisse entstehen hierbei
keine Fehler durch Ablagerung von Kohlenstoff, weil man jedes Feuer bis zur Weißglut
herunterbrennen läßt. Dadurch ändert die Ofenatmosphäre von selbst ihren stark reduzierenden
Charakter über den neutralen 'm den oxydierenden, wodurch Kohlenstoffablagerungen
wieder herausbmennen können.
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In ähnlicher Weise hilft man sich bei gasbefeuerten Rundöfen dadurch,
daß man von Zeit zu Zeit das Gas stark drosselt, um so dem jetzt im Überschuß vorhandenen
Sauerstoff das Herausbrennen von Kohlenstoff zu ermöglichen. Bei Tunnelöfen treten
derartige Oxydationsperioden bei den einzelnen Schiebungen des Wagenzuges. periodisch
von selbst auf, so daß auch hier bei einiger Aufmerksamkeit Ablagerungen von Kohlenstoff
in. der Ware unterbleiben.
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Im Gegensatz zu den vorgenannten ölen, bei denen die Waren eingekapselt
werden, wird das Brennen in elektrisch beheizten Öfen infolge der teuren Elektrowärme
ohne . die Verwendung von Kapseln, die die Ware vor der unmittelbaren Berührung
mit den Ofengasen schützen, ausgeführt. Um jauch hier reduzierend brennen zu können,
hat man vorgeschlagen, in elektrisch beheizte Porzellantuntnelöfen reduzierende
Gase, beispielsweise Generatorgas oder Kohlenwasserstoffe, einzuleiten. Dabei ergab
sich aber die Schwierigkeit, daß zwar das Eisenoxyd vor dem Dichtbrennen, d. h.
bei möglichst niedriger Temperatur, reduziert werden sollte, daß aber andererseits
eine Verrußung des Gutes
bei diesen niedrigen Temperaturen vermieden
werden sollte.. _ Die praktischen Versuche des Erfinders haben nun ergeben, daß
mit den bisher vorgeschlagenen Zusatzgasen nicht das erstrebte Ziel erreicht werden
kann und daß. beim Arbeiten mit -den erforderlichen verhältnismäßig niedrigen Temperaturen
eine mehr oder weniger starke Verrußung der Ware reintritt. Da man dieser Verrußung
in den telektrischen Öfen nicht in der Weise entgegenwirken kann, wie es in gasbefeuerten
Tunnelöfen möglich ist, bei denen Oxydationsperioden eingelegt werden können, so
'ist dieser Weg nicht gangbar.
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Die Erfindung besteht neun darin, statt Generatorgas, Leuchtgas, Wassergas
usw. solche Gase zu nehmen, die diese unangenehme Eigenschaft, Kohlens-föff abzulagerni,
nicht haben. Die weiteren Untersuchungen zeigten, daß auch Wasserstoff und Wasserdampf
infolge ihrer übertrieben hohen Rieduktionswirkung bei hohen Temperaturen für die
üblichen keramischen Artikel ausscheiden müssen und nur (noch für Spezialfälle vorbehalten
bleiben können. Alle ,Kohlenwasser-Stoffe, ,sodann Wasserstoff und Wasserdampf haben
also als Schutzatmosphäre auszu-# scheiden. Lediglich Kohlenoxyd und Kohlensäure
sind verwertbar.
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Die weiteren Untersuchungen haben @ergeben, daß Kohlensäure keramische
@elektrische Heizwiderstände angreift, wodurch deren Lebensdauer stark herabgesetzt
und die Unterhaltungskosten des Ofens stark heraufgesetzt werden. Es bleibt infolgedessen
als aktives Gas nur Kohlenoxyd übrig, das einen zersetzenden Einfiuß auf Siliciumca_rbid
u. dgl. nicht ausüben kam.
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!Bei periodisch. betriebenen Öfen ist das Gas rechtzeitig vor dem
Beginn der Sinterung in den Ofen zu leiten. Um die Betriebs-, kosten des Ofens so
gering wie möglich zu halten, empfiehlt es sich, völlig dichte Öfen zu verwenden,
unter Umständen mit Blech-, ummantellnlg, so daß man mit verhält;nis`-mäßig
geringen Kohlenoxydmengen auskommen kann. Zur Erzielung gewünschter Oberflächenfärbungen
oder ;effekte kä= das Kohlenoxyd gegen Ende des Brandes in bekannter Weise zun'äc'hst
durch Stickstoff oder Kohlensäure usw. verdrängt und danach durch Luft oder andere
Gase ersetzt werden.
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In Tunnelöfen werden die Gase vorteilhaft am Ende der Scharffeuerzone
.eingeleitefi, sodann. durch: die Scharffeuerzone bis an die Stelle geführt, wo
sich das keramische Breanngut in. dem Stadium kurz vor der beginnenden Sinterung
befindet, und schließlich im Kreislauf wieder nach dem Ende der Scharffeuerzone
zurückgeleitet. Die Zusammensetzung der Gase wird durch die üblichen registrierenden
Instrumiente überwacht und eingehalten.
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Durch eine Begrenzung des Gasstromes auf das eigentliche Scharffeuer
wird vermieden, daß die Gase mit Wasser-, Schwefelsäure- und Öldämpfen der Anwärmzone
oder mit Luft der Abkühlzone in Berührung kommen und dadurch verunreinigt oder verbrannt
werde.
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Die Begrenzung der reduzierenden Gasatmosphäre lauf die Scharffeuerzone
läßt sich in einfacher Weise durch Einbau von Schiebern in dem Ofen. bewerkstelligen.
Man. kann auch zusätzliche Gasströmungen in den die Scharffeuerzone begrenzenden
Zonen auslösen, wodurch eine Abriegelung von der Anwärm- und der Abkühlzone erzielt
wird. Man kann schließlich auch Trennwände auf dem Tunnelofenwagen aufführen, um
so im Ofen die Scharffeuerzone deutlich abzugrenzen. Es gibt die verschiedensten
Möglichkeiten, die von Fall zu .Fall anzuwenden sind.
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Bei der Verwendung von Kohlenoxyd ist dessen völlige Geruchlosigkeit
bei gleichzeitig hoher Giftigkeit unangenehm. In bekannter Weise werden daher dem
Kohlenoxyd Reiz-oder Riechstoffe zugesetzt, die bei ungewolltem Austritt des Kohlenoxyds
in den den Ofen umgebenden Arbeitsraum die Anwesenheit des Kohlenoxyds anzeigen
und so Vergiftungen verhüten.
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Durch das beschriebene Verfahren ist es möglich, keramisches Brenngut
in elektrisch geheizten Öfen bei den in Betracht kommenden Strompreisen wirtschaftlich
zu brennen.
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Die Verwendung von Kehlegrieß oder ähnlichen Stoffen zur Heizurig
des Ofens würde zwar auch eine gewisse gasige Atmosphäre im Ofen schaffen, jedoch
ist diese natürlich bei größeren Öfen zur Erzielung der gewünschten Wirkung unzureichend
und nicht regelbar. Außerdem enthält der Kohlegrieß Verunreinigungen, die in die
Atmosphäre und damit ins Brenngut gehen. Erst die bewu,ßte Zufuhr von eigens für
den Prozeß ausgesuchten Gasen führt den technischen Fortschritt herbei, durch -den
das Verfahren für die Praxis durchführbar und wirtschaftlich gestaltet wird.