DE19925719C2 - Verfahren zur Fertigung von keramischen Formsteinen - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fertigung von im Profil im wesentlichen L-förmigen mit zwei unter einem Winkel von etwa 90 DEG aneinandergrenzenden Schenkeln (2) ausgebildeten keramischen Formsteinen, insbesondere Randsteinen (11) für Tunnelofen-Brennwagen. Dabei wird eine keramische Masse zu einem Grundkörper (1) geformt, der getrocknet und gebrannt wird. Das Formen der Masse erfolgt durch Extrudieren bzw. Strangpressen in die Form eines im wesentlichen rechteckigen Hohlprofils, das in der gewünschten Steinlänge abgelängt und nach dem Brand im Bereich zweier sich gegenüberliegender Ecken (6) in Längsrichtung (7) aufgetrennt und in einzelne Formsteine geteilt wird (Fig. 2).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fertigung von keramischen Formstei
nen, die ein im wesentlichen L-förmiges Profil mit zwei unter einem Winkel von
etwa 90° aneinandergrenzenden Schenkeln aufweisen, nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Außerdem betrifft die Erfindung einen Tunnelofen-Brennwa
gen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6.
Bekannte Tunnelofen-Brennwagen weisen ein Chassis auf, auf dem ein um
laufender Rand angebracht ist, der üblicherweise aus Feuerleichtsteinen auf
gemauert wurde. Der Rand bildet mit dem Chassis einen Hohlraum aus, der in
der Regel mit faserförmigem Isoliermaterial gefüllt und mit einer Abdeckung
geschlossen wird. Da das Bestreben besteht, möglichst leichte Tunnelofen-
Brennwagen herzustellen, ist der aufgemauerte Rand aus Feuerleichtsteinen
bereits durch im Profil L-förmig abgewinkelte, im Vergleich zu den Feuerleicht
steinen verhältnismäßig dünnwandige keramische Formsteine aus einer kera
mischen Masse mit hoher Temperaturwechselbeständigkeit und hoher mecha
nischer Festigkeit, sogenannter Feuerfestkeramik, ersetzt worden, die je nach
Bedarf zusätzlich noch Feuerleichtsteine tragen können. Diese keramischen
Formsteine werden in Einzelformen im Schlickergießverfahren hergestellt und
sind daher fertigungstechnisch aufwendig und entsprechend teuer. Eine günstigere
Fertigung durch Extrudieren bzw. Strangpressen der Formsteinprofile
war nicht möglich, da das L-förmige Profil mit den beiden unter etwa 90° an
einandergrenzenden Schenkeln nach dem Pressen keine ausreichende Stabi
lität für die weiteren Bearbeitungsschritte wie Ablängen, Transportieren,
Trocknen und Brennen aufweist. Vielmehr würden die beiden Schenkel des
Profils gegeneinanderklappen und die Profilform zerstören.
In der DE-PS 922 218 ist ein Verfahren zur Herstellung von Biberschwänzen
aus Baukeramik beschrieben, wobei zwei Biberschwänze gemeinsam ausge
preßt werden und die Form eines mit Verbindungsstegen gefüllten Rechtecks
bilden. Eine solche Form ist jedoch für Formkörper aus Feuerfestkeramik nicht
probat, da diese wegen ihrer hohen Porosität nicht gebrochen, sondern nur
gesägt werden kann und das Entfernen etwaiger Verbindungsstege insoweit
mit hohem Aufwand verbunden ist.
In der CH-PS 570 858 ist die Herstellung von Formkörpern aus Baukeramik
beschrieben, wobei zwei U-förmige Dachziegel zu einem Rechteck verbunden
sind und gemeinsam ausgepreßt werden. In dieser Form ausgepreßte Form
steine aus Feuerfestkeramik wären jedoch beim Brand nicht formstabil, da sie
durch die hohen Brenntemperaturen von Feuerfestkeramik bei über 1300°C
starken Spannungen unterliegen, die Deformationen bewirken.
Die Erfindung befaßt sich daher mit dem Problem, ein Verfahren zur Fertigung
derartiger keramischer Formsteine anzugeben, das sowohl fertigungstechnisch
als auch kostenmäßig günstiger die Herstellung stabiler, maßhaltiger
L-förmiger Formsteine ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch ein Verfahren mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst.
Durch das gleichzeitige Extrudieren bzw. Strangpressen zweier zu einem
rechteckigen Hohlprofil zusammengesetzten L-förmigen Profile, die nach dem
Brand in Längsrichtung aufgetrennt und in zwei einzelne Formsteine geteilt
werden, stabilisieren sich die Schenkel der Formsteine gegenseitig, so daß sie
nach dem Pressen nicht ineinanderfallen sondern die rechteckige Form des
Hohlprofils beibehalten. Um bei den hohen Brenntemperaturen für Feuerfest
keramik von über 1300°C keine Deformation der Schenkel und deren Ausrich
tung zueinander zu bekommen, wird im Bereich der später nicht aufzutrennen
den Ecken des Grundkörpers mehr keramische Masse als an den übrigen
Schenkelbereichen ausgepreßt, was die Formhaltigkeit des Formkörpers be
wirkt.
Insbesondere für den Einsatz als Randsteine für Tunnelofen-Brennwagen
empfiehlt es sich, die erfindungsgemäßen Formsteine aus einer Cordierit-
Mullit-Keramik herzustellen, die eine besonders hohe Temperaturwechselbe
ständigkeit und hohe mechanische Festigkeit aufweist. Die Steine nehmen
dann im späteren Einsatz bei den Temperaturzyklen des Aufheizens und Ab
kühlens vor, während und nach dem Durchlaufen des Ofens keinen Schaden
und können bei guter Stabilität möglichst dünnwandig und damit leicht ausge
führt sein.
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus den Unteransprüchen und
einem Ausführungsbeispiel, das im Folgenden beschrieben wird; es zeigen:
Fig. 1 in perspektivischer Darstellung einen Grundkörper beim Aus
pressen aus einem Preßwerkzeug,
Fig. 2 den Grundkörper aus Fig. 1 in einer Profilansicht,
Fig. 3 einen erfindungsgemäß gefertigten Formstein und
Fig. 4 einen mit derartigen Formsteinen bestückten Tunnelofen-
Brennwagen.
Der in Fig. 1 dargestellte Grundkörper 1 hat die Form eines rechteckigen Hohl
profils, das sich aus vier Schenkeln bzw. Wandungen 2 zusammensetzt, die
jeweils in einem Winkel von 90° aneinandergrenzen. Der Grundkörper 1 wird in
dieser Form aus einem entsprechend gestalteten Mundstück 3 einer nur
schematisch angedeuteten Presse 4 herausgedrückt.
Wie in Fig. 2 durch entsprechend schraffierte Bereiche 5 angedeutet ist, wird
der Grundkörper 1 nach dem Brand im Bereich zweier sich gegenüberliegen
der Ecken 6 in Längsrichtung 7 aufgetrennt, wodurch sich zwei einzelne der in
Fig. 3 dargestellten Formsteine ergeben.
Um den im wesentlichen unter einem Winkel von etwa 90° aneinandergren
zenden Schenkeln 2 der Formsteine besseren Halt und Winkelstabilität zuein
ander zu verleihen, wird im Bereich der nicht aufzutrennenden Ecken 8 beim
Pressen mehr keramische Masse angelagert. Dies geschieht vorzugsweise in
der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Form, wobei jeweils zwei benachbarte
Schenkel 2 im Bereich ihrer Ecken 8 durch zusätzliche Stützrippen 9 verbunden
werden. Diese Ausführungsform ergibt eine hohe Stabilität bei nur gering
fügig höherem Gewicht als ohne Stützrippen 9.
An den Trennbereichen 5 des Grundkörpers 1 können unmittelbar beim Pres
sen nicht dargestellte Trennmarkierungen eingebracht werden, die das spätere
exakte Teilen des Grundkörpers 1 in zwei Formsteine erleichtern. Diese
Trennmarkierungen können kerbenartig ausgebildet sein und in den Schenkeln
2 bereits eine Materialschwächung bilden.
In Fig. 4 ist ein Tunnelofen-Brennwagen schematisch dargestellt, bei dem die
auf einem Chassis 10 aufgesetzten Randsteine 11 mit dem erfindungsgemä
ßen Verfahren hergestellt wurden. Sie bilden zusammen mit dem Chassis 10
einen Hohlraum 12 aus, der mit Isoliermaterial 13 gefüllt und durch eine Ab
deckung 14 abgeschlossen ist. Ein solcher Tunnelofen-Brennwagen zeichnet
sich durch besondere Stabilität bei geringem Gewicht aus. Bei Bedarf können
die Randsteine 11 zusätzliche Aufnahmen für Feuerleichtsteine aufweisen.
Claims (6)
1. Verfahren zur Fertigung von im Profil im wesentlichen L-förmigen
mit zwei unter einem Winkel von etwa 90° aneinandergrenzenden Schen
keln (2) ausgebildeten keramischen Formsteinen, insbesondere Randsteinen
(11) für Tunnelofen-Brennwagen, wobei eine keramische Masse hoher Tempe
raturwechselbeständigkeit und hoher mechanischer Festigkeit zu einem
Grundkörper (1) geformt wird, der getrocknet und gebrannt wird, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Formen der Masse durch Extrudieren bzw. Strang
pressen in die Form eines im wesentlichen rechteckigen Hohlprofils erfolgt,
wobei im Bereich zweier sich gegenüberliegender Ecken (8) des Grundkörpers
(1) mehr keramische Masse als an den übrigen Schenkelbereichen des
Grundkörpers (1) ausgepreßt wird, und daß das Hohlprofil in der gewünschten
Steinlänge abgelängt und nach dem Brand im Bereich der beiden anderen
Ecken (6) in Längsrichtung (7) aufgetrennt und dadurch in einzelne Formsteine geteilt
wird.
2. Verfahren nach Ansprüch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung
einer Cordierit-Mullit-Keramik.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
beim Pressen jeweils zwei benachbarte Schenkel (2) des Grundkörpers (1) im
Bereich der nicht aufzutrennenden Ecken (8) durch Stützrippen (9) zusätzlich
verbunden und in ihrem Winkel zueinander fixiert werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich
net, daß zur Vereinfachung des Trennens des Grundkörpers (1) nach dem
Brand beim Pressen entsprechende Trennmarkierungen eingebracht werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Trennmarkierungen durch kerbenartige Materialschwächungen der Schen
kel (2) ausgebildet werden.
6. Tunnelofen-Brennwagen mit einem Bodenchassis (10), auf dem ein
umlaufender Rand aus keramischen Formsteinen (11) aufgesetzt ist, die mit
dem Chassis (10) einen mit Isoliermaterial (13) gefüllten und mit einer Ab
deckung (14) nach oben abgeschlossenen Hohlraum (12) ausbilden, gekenn
zeichnet durch die Verwendung von Formsteinen nach einem der Ansprüche 1
bis 5.
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DE202007009484U1 (de) * | 2007-07-06 | 2008-11-13 | Hörl & Hartmann Ziegeltechnik GmbH & Co. KG | Mantelstein für einen Kamin, mit wenigstens einem stabilisierten Umfangswandabschnitt |
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- 2000-05-25 EP EP00111217A patent/EP1065032A3/de not_active Withdrawn
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