NL2036211B1 - Proces voor het vervaardigen van dakpannen met de snelbakwerkwijze - Google Patents

Abstract

Volgens een eerste aspect heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze voor de productie van een dakpan uit klei (1), die de volgende stappen omvat het verschaffen van de vochtige, onbewerkte klei (1); het produceren van een waterige kleisuspensie (2); het afscheiden van een te grote fractie uit de suspensie (2), waarbij de te grote fractie bestaat uit korrels waarvan de korreIdiameter groter is dan een gedefinieerde waarde; het granuleren van de suspensie (2) om een kleigranulaat (3) te produceren; het kleigranulaat (3) in een persvorm (14) brengen; het kleigranulaat in de persvorm (14) persen, waarbij het kleigranulaat (3) wordt samengeperst en tot een dakpanvorm wordt gevormd; de dakpanvorm in een ro|oven plaatsen; en de dakpanvorm snel bakken. Volgens een ander aspect heeft de uitvinding betrekking op een installatie (10) voor de productie van een dakpan en op een dakpan.

Description

Proces voor het vervaardigen van dakpannen met de snelbakwerkwijze

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het produceren van een dakpan, een installatie voor het uitvoeren van de werkwijze en een dakpan verkregen door de werkwijze.

Stand der Techniek

Dakpannen worden meestal vervaardigd met behulp van een nat persproces. In dit proces wordt klei en/of leem gewonnen in een groeve, vervolgens gemengd en voorbereid voor het persproces. Uit het voorbereide kleimengsel wordt eerst een eindeloze kleikolom geëxtrudeerd via een extrusiepers. De kleistreng wordt vervolgens in zogenaamde brokken gesneden. In een revolverpers, waarin gipsen mallen worden geplaatst voor het vormen van de boven- en onderkant van de dakpan, krijgt de klomp vervolgens een vorm die overeenkomt met de dakpan.

Na het persproces heeft de dakpanvorm al een zogenaamde groensterkte, waardoor de dakpanvorm uit de gipsen persvorm kan worden gehaald, op droogframes kan worden gestapeld en zo kan worden gedroogd. Het drogen van de dakpanmallen dient om het vochtgehalte van de klei te verlagen voor het bakproces en vindt meestal plaats over een periode van 24 uur tot 36 uur bij een temperatuur tussen 80°C en 120°C. Na het drogen worden de dakpanmallen op keramische bakcassettes geplaatst. De dakpanmallen worden samen met de bakcassettes op ovenwagens gestapeld en overgebracht naar de tunneloven, waar de dakpanmallen worden gebakken bij temperaturen tussen 980°C en 1100°C gedurende een periode van minstens 24 uur.

Nat persen heeft als nadeel dat het water dat in het kleimengsel is gebonden uit de klei en uit de persvorm moet ontsnappen. Als dit niet gebeurt, kan het water poriën achterlaten in de gebakken dakpan die de weerbestendigheid van de dakpan verminderen. De mallen worden daarom gemaakt van gips, dat water kan absorberen vanwege zijn hygroscopische eigenschappen. Het is echter ook noodzakelijk om de mallen van gips uit te rusten met drainagebuizen. De productie van gipsen mallen is arbeidsintensief en daarom duur. Omdat het gips snel doorweekt, is de levensduur van de mallen kort, wat leidt tot veelvuldige productiestops omdat de mallen van de revolverpers regelmatig moeten worden vervangen.

Het vocht dat nog in de dakpanvorm zit, moet voor het bakproces nog verder worden gereduceerd, omdat het water dat tijdens het bakproces verdampt anders te veel poriën in de gebakken dakpan achterlaat, wat de weerbestendigheid van de dakpan vermindert. De geperste dakpanmallen worden daarom overgebracht naar droogframes en overgebracht naar het droogproces. De dakpanmallen mogen tijdens het overbrengen niet mechanisch worden belast, omdat dit tot ongewenste vervorming kan leiden. De dakpanmallen kunnen ook kromtrekken tijdens het droogproces of er kunnen droogscheuren ontstaan. De gevormde dakpannen moeten daarom met de nodige zorg behandeld worden, wat op zijn beurt veel procesengineering vereist.

Het energieverbruik bij de productie van dakpannen is erg hoog door het droog- en bakproces en de lange duur van deze twee processen. Aangezien de tunnelovens op aardgas werken, produceren ze ook een hoge CO: uitstoot. Een ander energetisch nadeel is dat er een grote massa ovenmeubilair (bakcassettes en ovenwagens) in de tunneloven wordt gebracht. Het ovenmeubilair heeft een hoge warmtecapaciteit en het opwarmen en vervolgens afkoelen van het ovenmeubilair leidt tot aanzienlijke warmteverliezen.

Om enkele van de nadelen van het natte persproces te elimineren, stelt DE 195 26 849 A1 voor om dakpannen te produceren met behulp van het droge persproces. In dit proces wordt de klei die uit de groeve komt via toevoerapparaten, pannenbakkers, walsmachines en mengers naar een tussenmagazijn gevoerd. Van deze voorbereide, verteerde, aardevochtige klei wordt vervolgens een granulaat gemaakt door eerst dunne kleislierten te extruderen, die na het verlaten van de extruder in kleine vormlichamen worden gesneden en worden bedekt met droog kleigruis om een vochtig kleigranulaat met een extreem groot oppervlak te produceren. Op deze manier wordt een voorgedroogd, vrijstromend maar nog steeds plastisch kneedbaar granulaat geproduceerd, dat in een pers tot een groene dakpan wordt geperst. Deze theorie is in de praktijk echter zeer moeilijk te realiseren.

Omdat het water al voor het persproces is verwijderd, vindt een groot deel van de krimp al plaats in het granulaat en niet, zoals gebruikelijk is bij nat persen, tijdens het drogen van de dakpanvormen. Dit betekent dat er geen droogfouten meer zijn, die vervorming kunnen veroorzaken wanneer de dakpannen worden gebakken.

Het droge persproces dat bekend is uit de huidige stand van de techniek heeft echter het nadeel dat de daar beschreven granulaatproductie veel procesengineering vergt. Bovendien brengen de vele afzonderlijke stappen hoge investerings- en bedrijfskosten met zich mee voor de bijbehorende machines en systemen.

Doel

De uitvinding is gebaseerd op het doel om een proces en een systeem te ontwikkelen voor de productie van dakpannen, waarbij het proces een laag energieverbruik en de laagst mogelijke

CO: emissies heeft en waarbij het systeem kan worden gebruikt om dakpannen van hoge kwaliteit te produceren tegen lage productiekosten en korte productietijden.

Beschrijving van de uitvinding

De belangrijkste kenmerken van de uitvinding staan in de conclusies 1, 14 en 15.

Uitvoeringsvormen zijn het onderwerp van conclusies 2 tot en met 13.

Volgens de uitvinding wordt het probleem opgelost door een werkwijze voor het produceren van een dakpan van klei, waarbij de werkwijze de volgende stappen omvat: — Verschaffen van de vochtige, onbehandelde klei; — Genereren van een waterige kleisuspensie; — Het afscheiden van een overmaatkorrelfractie uit de suspensie, waarbij de overmaatfractie korrels omvat waarvan de korreldiameter groter is dan een gedefinieerde waarde; — Granulatie van de suspensie om een kleigranulaat te produceren; — Aanbrengen van het kleigranulaat in een persvorm; — Persen van het kleigranulaat in de persvorm, waarbij het kleigranulaat wordt samengeperst en gevormd tot een dakpanvorm, — De dakpanvormen overbrengen naar een roloven en — Het bakken van de dakpanvormen in een snel bakproces met verminderde CO: uitstoot.

In het kader van deze openbaarmaking wordt onder een snel bakproces een bakproces verstaan waarbij een of meer dakpanvormen maximaal 4 uur worden gebakken bij temperaturen tussen 950 °C en 1100 °C. De werkwijze volgens de uitvinding voorziet bij voorkeur in kleivoorbereiding voor verdere verwerking in een droog persproces. Door het lage vochtgehalte van het kleigranulaat kunnen tijdens het persen stalen mallen met een lange levensduur worden gebruikt, waardoor het tijdrovende en energie-intensieve drogen van de dakpanmallen voor het bakken overbodig wordt. Omdat de dakpanvormen na het persen al een hoge mate van dimensionale stabiliteit hebben, kunnen ze in een roloven worden gebakken zonder ovenmeubels. Hierdoor kunnen de energieverliezen die optreden in tunnel- of kamerovens door het opwarmen en afkoelen van het ovenmeubilair achterwege blijven. De term "droogpersen" moet worden begrepen als een persstap waarbij de geperste dakpanvorm een vochtgehalte heeft van 20% of minder, bij voorkeur 10% of minder en in het bijzonder bij voorkeur 4% of minder na het persproces.

De klei kan uit één put komen ("single source" klei). Coördinatie van het kleimengsel uit verschillende kleisoorten is niet nodig vanwege het geringe belang van plastische eigenschappen voor het proces volgens de uitvinding.

Volgens de uitvinding worden de dakpanvormen gebakken in een roloven volgens het zogenaamde snelbakproces, waarbij de baktijden voor dakpannen tussen een uur en vier uur liggen. De kortere baktijden in vergelijking met conventionele bakprocessen leiden tot een lagere energiebehoefte en dus tot een vermindering van de CO: uitstoot. Er zijn ook aanzienlijke tijds- en kostenbesparingen. Door het lage tonnage in de verbrandingskamer is het ook mogelijk om het brandproces op korte termijn te starten en te stoppen, waardoor flexibele bedrijfstijden kunnen worden gerealiseerd. Dit maakt het bijvoorbeeld mogelijk om kosten intensieve productietijden zoals weekends of feestdagen te vermijden omdat de roloven snel kan worden stilgelegd en opgestart.

Dakpannen worden meestal gebakken in tunnel- of kamerovens. Een groot aantal baksteenvormen wordt op de juiste cassettes gestapeld om een eenheid te vormen en gedurende minstens 16 uur in de oven gebakken. Dit proces vereist een voldoende grote brandkamer, wat op zijn beurt leidt tot een slechte warmteverdeling en ook veel energie kost.

Bovendien neemt het opstarten en afsluiten van de oven, d.w.z. opwarmen en afkoelen, veel tijd in beslag, wat het moeilijk maakt om de oven flexibel te gebruiken. De roloven daarentegen wordt in één enkele laag gebakken. Het brandkanaal van de oven is zo klein mogelijk ontworpen om het brandvermogen van de oven te vergroten en zo het materiaal sneller te kunnen bakken.

Tegelijkertijd moet de brandkamer zo klein mogelijk zijn in verhouding tot de vereiste output. De enige beperkende factor hier is de breukbelasting van de walsen.

Het gebruik van een roloven heeft ook het voordeel dat de roloven klimaatneutraal kan worden gebruikt in vergelijking met ovens die normaal worden gebruikt in baksteenovens, zoals tunnelovens of kamerovens. De roloven kan bijvoorbeeld elektrisch of op waterstof werken.

Tunnelovens zijn zeer moeilijk te bedienen met waterstof of elektriciteit.

Het is ook denkbaar dat het proces een kwaliteitsinspectiestap omvat na het persen van het kleigranulaat tot dakpanvormen. Hier kunnen defecte of onbevredigende vormproducten worden teruggevoerd naar het productieproces van de suspensie en daar opnieuw worden verwerkt. De kwaliteitsinspectiestap kan met name steekproefsgewijs worden uitgevoerd.

Het persproces vindt bij voorkeur plaats in een persvorm, die een eerste vormhelft en een tweede vormhelft kan hebben. De vormhelften kunnen zo worden ontworpen dat ze ten opzichte van elkaar kunnen bewegen tussen een perspositie, waarin de vormhelften in wezen een ontvangstruimte afbakenen die de vorm van de afgewerkte dakpan reproduceert, en een vulpositie, waarin de vormhelften uit elkaar staan en een plastisch vervormbare vormmassa in de eerste en/of tweede malhelft kan worden gevuld. De eerste malhelft en/of de tweede malhelft hebben ten minste één holte die een uitsteeksel van de afgewerkte dakpanafgietsel reproduceert, waarin een eerste drukelement in en/of op de holte is aangebracht, dat is ontworpen om te kunnen bewegen tussen een uitgangspositie, waarin het eerste drukelement is teruggezet ten opzichte van de vorm van de afgewerkte dakpanafgietsel, en een verdichtingspositie, waarin het eerste drukelement het oppervlak van de dakpanafgietsel in gedeelten reproduceert. Dienovereenkomstig omvat de werkwijze voor het persen van de dakpan bovendien de volgende stappen: — Het verschaffen van de persvorm, waarbij de vormhelften in de vulpositie staan en het ten minste één eerste drukelement in de uitgangspositie staat, — Vullen van het kleigranulaat in de opvangkamer, — De vormhelften in de perspositie brengen, waarbij het kleigranulaat wordt samengeperst, — Het ten minste één drukelement in de verdichtingsstand brengen, waarbij het kleigranulaat in het gebied van het eerste drukelement wordt verdicht.

Doordat het eerste drukelement in de verdichtingspositie wordt gebracht nadat de persvorm is gesloten, zorgt het eerste drukelement ervoor dat het kleigranulaat opnieuw wordt verdicht op plaatsen waar niet voldoende verdichting wordt bereikt door eenvoudigweg de vormhelften te verplaatsen, bijvoorbeeld in de uitsparingen die de uitsteeksels van de afgewerkte dakpanvorm vormen. Dit kan de sterkte van de dakpanvorm op deze plaatsen verhogen, zodat de dakpanvorm sterker is en beter bestand is tegen invloeden van buitenaf.

Tijdens het verdichten drukt het drukelement zichzelf in het oppervlak van de dakpanvorm, waardoor het oppervlak van de dakpan in de naverdichte gebieden een reliëf krijgt. Het reliëf geeft de dakpan een karakteristiek uiterlijk dat zelfs na het bakproces behouden blijft.

Afhankelijk van het aantal, de grootte en de rangschikking van de gebruikte drukelementen, ontstaan er verschillende reliëfpatronen op het oppervlak van de dakpan.

De bovengenoemde uitsteeksels kunnen zich aan de boven- en/of onderkant van de dakpanvorm bevinden. De dakpanvorm kan bijvoorbeeld een boven- en zijnaad hebben aan de bovenkant en aan de onderkant voorzien zijn van ophangogen, stapelpunten, latbeschermers en verstijvingsribben.

Zodra het persproces is voltooid, wordt bij voorkeur het eerste drukelement verplaatst naar de uitgangspositie, waardoor de geperste dakpanvorm loskomt van de respectieve malhelft in het gebied van de inkepingen en het ontvormen wordt vergemakkelijkt. De vormhelften worden dan in de vulpositie gebracht en de dakpanvorm wordt uit de persvorm verwijderd. Dit vermindert het risico op beschadiging van de geperste dakpan wanneer deze uit de persvorm wordt gehaald doordat de dakpan aan één malhelft blijft plakken.

Bij voorkeur is er een geleider voor de eerste en/of de tweede vormhelft, waarbij de geleider samen met de vormhelften de opvangruimte volledig afbakent in de vul- en perspositie. De geleider kan uit meerdere geleidingsdelen bestaan en kan in een ontvormpositie worden gebracht voordat de vormhelften worden geopend. In het droge persproces vertoont klei een relatief hoge mate van terug-expansie van het geperste kleigranulaat. De terug-expansie is ongeveer 0,7% tot 1%. Als de persvorm wordt geopend om de geperste dakpanvorm te verwijderen binnen de geleider die zijdelings de ontvangstruimte afbakent, zet de geperste dakpanvorm uit en klemt deze in de geleider, waardoor de geperste dakpanvorm kan beschadigen of moeilijker uit de persvorm te verwijderen is. Om dergelijke problemen te voorkomen, wordt de geleider zijdelings verplaatst, d.w.z. parallel aan de richting waarin de vormhelften zich uitstrekken, naar een ontvormpositie op een afstand van de vormhelften, waarin de geperste dakpanvorm niet tegen de geleider kan rusten, zelfs als het kleikorrels terug uitzet, zodat de dakpanvorm kan uitzetten in de richting van uitzetting die in wezen parallel is aan het oppervlak van de vormhelften.

Ten minste één tweede drukelement kan op het oppervlak worden aangebracht van de eerste en/of tweede malhelft, dat is ontworpen om te kunnen worden bewogen tussen een uitgangspositie, waarin het tweede drukelement uitsteekt of is teruggezet ten opzichte van de vorm van de afgewerkte dakpanvorm, en een verdichtingspositie, waarin het tweede drukelement het oppervlak van de vorm van de dakpanvorm in gedeelten reproduceert, waarbij het tweede drukelement in de verdichtingspositie wordt bewogen tijdens of na het verplaatsen van de vormhelften naar de perspositie of terug naar de uitgangspositie na voltooiing van het persproces. Dit tweede drukelement maakt het bijvoorbeeld mogelijk om het kleimateriaal buiten de uitsparingen opnieuw te verdichten.

Bij voorkeur is het tweede drukelement echter gekoppeld aan een eerste drukelement in de uitsparing. Het eerste drukelement wordt vanuit de verzonken positie in de verdichtingspositie geduwd door de beweging van het tweede drukelement van de uitstekende positie in de verdichtingspositie. In deze uitvoering wordt het tweede drukelement gebruikt om het eerste drukelement in de verdichtingsstand te bewegen. Het tweede drukelement kan worden gebruikt als bedieningselement. Bij voorkeur zijn het eerste en tweede drukelement echter hydraulisch gekoppeld, zodat de druk die op het tweede drukelement werkt het eerste drukelement in de verdichtingsstand beweegt.

Het koppelen van het eerste en tweede drukelement maakt het gemakkelijker om de beweging van het eerste en tweede drukelement tussen de respectieve uitgangspositie en de respectieve verdichtingspositie te besturen. Door de vormhelften in de perspositie te bewegen, oefent het kleimateriaal druk uit op het tweede drukelement, waardoor het tweede drukelement in de verdichtingspositie beweegt. De beweging van het tweede drukelement naar de verdichtingspositie beweegt ook het eerste drukelement gekoppeld aan het tweede drukelement naar de verdichtingspositie, zodat er geen afzonderlijke bediening nodig is voor het eerste drukelement.

Bovendien kan de dakpanvorm gemakkelijk uit de persvorm worden verwijderd. Het tweede drukelement steekt bijvoorbeeld uit de uitgangspositie over de vorm van de afgewerkte dakpanvorm en wordt door de toenemende druk in de verdichtingspositie gebracht wanneer de vormhelften in de perspositie worden gebracht. Door de eerste en tweede drukelementen te koppelen, wordt het eerste drukelement in de verdichtingspositie gebracht. Wanneer de persvorm wordt geopend, d.w.z. wanneer de vormhelften naar de vulpositie worden verplaatst, wordt de druk op de tweede drukelementen verlaagd zodat ze terug kunnen bewegen naar de uitstekende positie, waardoor de geperste dakpanvorm wordt opgetild en loskomt van het oppervlak van de persvorm. Het eerste drukelement dat is gekoppeld aan het tweede drukelement wordt tegelijkertijd terug bewogen naar de uitgangspositie, die is teruggezet ten opzichte van de vorm van de dakpan, waardoor de dakpanvorm ook kan loskomen van de respectieve malhelft in het gebied van de inkeping. Over het geheel genomen hecht de dakpan dan niet of nauwelijks aan de respectieve malhelft, zodat het risico van beschadiging bij het verwijderen van de dakpan kan worden verminderd.

Bij voorkeur zijn een aantal eerste drukelementen en/of een aantal tweede drukelementen aanwezig, waarbij de eerste drukelementen en/of de tweede drukelementen aan elkaar en/of aan elkaar gekoppeld zijn. Met één drukelement kan voldoende verdichting van het kleimateriaal worden bereikt. Als er meerdere, bij voorkeur kleinschalige drukelementen worden gebruikt, kan de verdichting beter worden gecontroleerd of kan het persproces zodanig worden gecontroleerd dat de verdichting telkens plaatsvindt in een gedefinieerd gebied met een gedefinieerde druk op het kleimateriaal.

Bij voorkeur zijn de drukelementen zo ontworpen dat ze kunnen worden gebruikt om een verdichting van het kleigranulaat van ongeveer 2:1 te bereiken. Dit betekent dat het oorspronkelijke volume van het kleigranulaat met de helft kan worden gereduceerd met behulp van de drukelementen van voorkeur. Voor dit doel kunnen de drukelementen worden gemaakt van een overeenkomstig hard en veerkrachtig materiaal, dat ook dezelfde uitzettingseigenschappen moet hebben als het materiaal van de vormhelften. Bij voorkeur kunnen de drukelementen bijvoorbeeld van staal worden gemaakt.

Nadat het kleigranulaat is gevuld, kunnen de vormhelften in een ontluchtingsstand worden gezet tussen de vulstand en de persstand, waarbij de lucht in de ontvangstruimte uit de ontvangstruimte kan ontsnappen.

Bij het bereiden van de suspensie en dus aan het begin van het proces volgens de uitvinding, kan ook worden bepaald dat de scheiding van de ondermaatse fractie en de bovenmaatse fractie wordt uitgevoerd met behulp van een zeef of een filter. Er wordt met name overwogen om de scheiding uit te voeren met behulp van een nat zeefproces. Een nat zeefproces maakt het mogelijk om ongewenste korrelgroottes uit de suspensie te verwijderen zonder de suspensie eerst te hoeven drogen. Nat zeven kan ook verstopping van de zeefmazen voorkomen, wat kan optreden bij kleine korrelgroottes in droge zeefprocessen. Als alternatief kan de scheiding worden uitgevoerd met behulp van een centrifuge of een cycloonafscheider.

Een ander aspect van de uitvinding is een installatie voor de productie van dakpannen volgens de werkwijze van de uitvinding. De installatie omvat met name een voedingsapparaat voor onbewerkte klei, een molen voor het produceren van een suspensie, een granuleerapparaat voor het produceren van kleigranulaat, een persvorm voor het droog persen van het kleigranulaat in een dakpanvorm en een roloven voor het uitvoeren van een snel bakproces.

Er kan ook een breekinstallatie aanwezig zijn om het onbewerkte kleimateriaal voor te breken tot kleistukjes van een bepaalde grootte, waarbij de breekinstallatie vóór de molen kan worden aangesloten of ook deel kan uitmaken van de molen. De molen kan een slingermolen, een walskom molen of een roerkogelmolen zijn. Optioneel kan de molen een sorteerinrichting hebben voor het scheiden van overtollig materiaal (bijvoorbeeld ondermaatse en overmaatse fracties), waarbij de sorteerinrichting voornamelijk uit een zeef kan bestaan.

Bij voorkeur bevat het systeem ook een verglazingsapparaat dat geschikt is voor het bewerken van de oppervlakken van de dakpanvormen. De gevormde dakpannen kunnen bijvoorbeeld worden geglazuurd, reliëf-gevormd, gecoat of geëngobeerd in het verglazingsapparaat.

Volgens een verder aspect heeft de uitvinding betrekking op een dakpan van Klei die is geproduceerd volgens de hierin beschreven werkwijze.

Figuur beschrijving

Verdere kenmerken, details en voordelen van de uitvinding blijken uit de bewoordingen van de conclusies en uit de volgende beschrijving van de uitvoeringsvormen onder verwijzing naar de tekeningen. Deze laat zien:

Fig. 1 een schematische weergave van een installatie voor de productie van een dakpan van klei;

Afb. 2: een stroomdiagram van een werkwijze voor de productie van een dakpan van klei volgens een eerste voorbeeld van een uitvoeringsvorm;

Fig. 3 een stroomdiagram van een werkwijze voor de productie van een kleidakpan volgens een voorbeeld van een tweede uitvoeringsvorm;

Fig. 4a een persvorm voor het vervaardigen van een dakpan volgens een voorkeursuitvoering in een vulpositie;

Fig. 4b de persvorm van Fig. 4a in gesloten perspositie.

Fig. 1 toont een schematische weergave van een installatie 10 voor de productie van dakpannen van klei 1. De afgebeelde installatie 10 is bijzonder geschikt voor het uitvoeren van het proces volgens de uitvinding. De voorbeeldinstallatie 10 in Fig. 1 bestaat uit een voedingsapparaat 11, dat de onbehandelde klei naar een molen 12 voert. In de molen 12 wordt van de klei een suspensie 2 gemaakt. Volgens het hier beschreven proces kunnen de ondermaatse en overmaatse fracties ook in de molen worden verwijderd.

De bereide suspensie 2 wordt vervolgens naar de granuleermachine 13 gevoerd, die de suspensie 2 omzet in een kleigranulaat 3 met een bepaald vochtgehalte. Zoals in Fig. 1 te zien is, kan het granuleerapparaat 13 bijvoorbeeld een sproeidroger zijn.

De installatie 10 van Fig. 1 omvat ook een tussenopslag 14, die ontworpen is om het kleigranulaat 3 op te slaan en te drogen. Bij voorkeur bestaat de tussenopslag 14 uit een of meer silo's.

Als verder machineonderdeel omvat de installatie 10 een persvorm 14 voor het droogpersen van het kleigranulaat 3 tot een dakpanvorm. Tot slot worden de geperste dakpanvormen overgebracht naar een roloven 16, die geschikt is voor het bakken van de dakpanvormen in een snel bakproces, d.w.z. in minder dan 4 uur.

Zoals getoond in Fig. 1 kan de installatie 10 ook een glaceringsapparaat 15 bevatten. Daar kunnen de gietvormen bijvoorbeeld worden geglazuurd, gegaufreerd, gecoat of bedrukt (bijvoorbeeld "digitaal drukken") en/of van engob worden voorzien voordat ze in de roloven 16 worden gebakken.

Fig. 2 toont in een stroomdiagram de stappen S1-S8 van de werkwijze volgens de uitvinding voor de productie van een dakpan van klei 1 volgens een voorbeeld van de eerste uitvoeringsvorm.

Eerst wordt stap S1 uitgevoerd: Verschaffen van de vochtige, onbewerkte klei 1. De klei 1 wordt bij voorkeur aan de installatie 10 geleverd vanuit een nabijgelegen put. Op deze manier kunnen lange transportroutes en de bijbehorende kosten worden vermeden of verminderd. Afstemming van het kleimengsel uit verschillende kleisoorten is niet nodig vanwege het geringe belang van de plastische eigenschappen.

Eenmaal in de installatie 10 kan de onbehandelde groeve klei 1 direct worden verwerkt tot een waterige suspensie 2 in de molen 12 volgens stap S2. De suspensie 2 kan onder andere beter worden gehomogeniseerd dan droog kleigranulaat 3. Bovendien kunnen de daaropvolgende scheidingsprocessen ook beter worden uitgevoerd in vergelijking met conventionele processen als de klei 1 beschikbaar is als een waterige suspensie 2. Het conditioneren van het uitgangsmateriaal tot een suspensie 2 wordt bij voorkeur uitgevoerd door toevoeging van water en het gebruik van lossers en roerwerken, die in de molen 12 kunnen worden geïntegreerd. Aan het einde van stap S2 heeft de suspensie 2 bij voorkeur een vastestofgehalte van 55% tot 65%.

Dit wordt gevolgd door stap S3: scheiding van een overmaatse korrelfractie uit de suspensie 2, waarbij de overmaatse fractie korrels omvat waarvan de korreldiameter groter is dan een gedefinieerde waarde. Idealiter ligt de korrelgrootte van het volgende granulaat 3 tussen 120 pm en 1000 um. Om dit te bereiken worden korrels met een diameter van meer dan 1000 um uit de suspensie 2 verwijderd. In een volgende stap S3.1 (zie Fig. 3) kunnen korrels met een diameter van minder dan 120 um ook uit de suspensie 2 worden verwijderd.

Na het scheiden van de overmaatse en/of ondermaatse korrelfractie uit de suspensie 2 volgt stap S4: het granuleren van de suspensie 2 tot een kleigranulaat 3. Om het best mogelijke persresultaat te bereiken, moet het kleigranulaat 3 een restvochtgehalte hebben van 2 % tot 6 %. Dit voorkomt dat de dakpanvormen krimpen tijdens het persproces. Het granulatieproces S2 kan bijvoorbeeld worden uitgevoerd door sproei- of verneveling- drogen in een geschikte granulatiemachine 13.

Daarna volgt stap S5: Het kleigranulaat 3 wordt in een persvorm 14 gebracht. Om de dakpanvormen te produceren, wordt het kleigranulaat 3, verkregen uit stap S4, bij voorkeur onder druk in de persvorm 14 van het systeem geïnjecteerd. Dit wordt direct gevolgd door stap

S6: Het persen van het kleigranulaat 3 in de persvorm 14, waarbij het kleigranulaat 3 wordt verdicht en gevormd tot een dakpanvorm. Zodra de gewenste hoeveelheid kleikorrels 3 in de persvorm 14 is geplaatst, worden de vormhelften van de persvorm 14 van de vulpositie naar de perspositie verplaatst, waarbij de persvorm 14 de vorm van de afgewerkte dakpan vormt.

De volgende stap S7 omvat het volgende: Het overbrengen van de dakpanvorm naar een roloven 16 voor het bakken van de dakpanvorm. In de laatste stap S8 wordt de dakpanvorm vervolgens gebakken om een dakpan te vormen met behulp van het snelbakproces. Het bakproces volgens S8 wordt bij voorkeur uitgevoerd in een setting werkwijze met één laag.

Hierdoor kan een zo groot mogelijk deel van de stralingsenergie van oven 16 worden gebruikt voor warmteoverdracht naar de dakpannen.

Fig. 3 toont een stroomschema met de stappen S1-S8 van de werkwijze voor het vervaardigen van een dakpan van Klei 1 volgens een tweede uitvoeringsvorm. De werkwijze in Fig. 3 verschilt van het proces in Fig. 2 doordat het proces volgens Fig. 3 de extra tussenstappen S1.1, S2.1,

S3.1 en S4.1 omvat.

Stap S1.1 volgt op stap S1 en omvat het volgende: Het breken van in de klei 1 aanwezige kleikluiten tot kleistukken, waarbij de kleistukken een gemiddelde diameter van 5 cm of minder hebben. Het breken of vermalen van grotere kleikluiten tot kleistukken die gemiddeld kleiner zijn dan 5 cm kan bijvoorbeeld plaatsvinden in de molen 12 en dient om het onbewerkte materiaal uit de voorraad voor te bereiden op de volgende stappen.

Stap S2.1 volgt op stap S2 en omvat het volgende: Het toevoegen van additieven aan de suspensie 2. De additieven vergemakkelijken het homogeniseren van de suspensie 2 en dienen voornamelijk om de dakpannen hun gewenste eigenschappen te geven, bijvoorbeeld om het vaste stofgehalte in de suspensie zo hoog mogelijk te houden.

Stap S3.1 volgt op stap S3 en omvat het volgende: Het afscheiden van een ondermaatskorrelfractie uit de suspensie 2, waarbij de ondermaatskorrelfractie bestaat uit korrels waarvan de korreldiameter een gedefinieerde waarde overschrijdt. Idealiter ligt de korrelgrootte van het volgende granulaat 3 tussen 120 um en 1000 um. Om hiervoor te zorgen worden korrels met een diameter kleiner dan 120 um gescheiden van de suspensie 2. Stap S3.1 kan tegelijkertijd met stap S3 worden uitgevoerd.

Stap S4.1 volgt op stap S4 en omvat het volgende: Het opslaan van het kleigranulaat 3 in ten minste één geschikte tussenopslag 14, waarbij de tussenopslag 14 bij voorkeur een silo is. De opslag in een tussenopslag 14 draagt bij aan een verdere homogenisering van het kleigranulaat 3, waarbij in deze fase bijvoorbeeld kleine verschillen in vocht binnen het kleigranulaat 3 kunnen worden gecompenseerd. Het tussenliggende opslagproces kan enkele uren tot enkele dagen duren, afhankelijk van de productievereisten.

Volgens een uitvoeringsvorm is erin voorzien om met voordeel het brandkanaal van de oven zo klein mogelijk te maken om het brandvermogen van de oven te verhogen en zo het materiaal sneller te kunnen bakken. Een ander voordeel van het hier beschreven proces is dat de verkregen dakpanvormen gebakken kunnen worden zonder het gebruikelijke ovenmeubilair (bv.

H- of U-cassettes), omdat ze al voldoende vormstabiel uit de droge persstap komen. Het ovenmeubilair kan dus weggelaten worden, wat ruimte en kosten bespaart en ook de brandefficiëntie van de oven verhoogt. Het gebruik van een roloven heeft ook het voordeel dat rolovens klimaatneutraal kunnen worden gebruikt in vergelijking met de ovens die normaal worden gebruikt in baksteenovens. De roloven kan bijvoorbeeld elektrisch of op waterstof werken.

In Fig. 4a wordt de persvorm 14 getoond in een vulpositie waarin de vormhelften 22, 24 uit elkaar staan en een kleimateriaal in de opvangruimte kan worden gevuld. Een vulapparaat 42 is voorzien voor het vullen van de persvorm 14, dat het kleimateriaal in de ontvangstruimte 30 kan injecteren door middel van perslucht met overdruk. De injectie vindt plaats in een injectierichting E die in hoofdzaak parallel is aan het oppervlak 34, 38 van de eerste of tweede vormhelft 22, 24.

Vanuit de vulpositie getoond in Fig. 4a, kunnen de vormhelften 22, 24 naar elkaar toe worden bewogen in een persrichting P naar de perspositie getoond in Fig. 4b, waarin de ontvangstruimte 30 in essentie de vorm van de dakpan 18 reproduceert. Een van de vormhelften 22, 24 kan in positie worden gefixeerd zodat alleen de andere vormhelft 22, 24 wordt bewogen. Het is echter ook mogelijk dat beide vormhelften 22, 24 kunnen worden bewogen en naar elkaar toe worden bewogen tijdens het persen van de dakpan 18. De geleidingselementen 28 kunnen worden verplaatst in een verwijderingsrichting R die in wezen loodrecht op de persrichting P staat, naar een verwijderingspositie waarin de geleidingselementen 28 op afstand van de vormhelften 22, 24 staan. De vormhelften 22, 24 hebben elk een basislichaam 44, 46 van staal, bij voorkeur gereedschapsstaal. Verder hebben de oppervlakken 34, 38 elk een coating 48, 50, die in de hier getoonde uitvoering telkens uit een PU-laag bestaat. De coating 48, 50 vermindert de hechting van het gevulde kleimateriaal aan de oppervlakken 34, 38 van de vormhelften 22, 24.

Op of in de uitsparing 40 is een eerste drukelement 52 aangebracht, dat wordt gevormd door een drukkussen met een drukkamer 58 gevuld met een onsamendrukbaar drukmedium 56. Het eerste drukelement 52 heeft een drukleiding 60 waardoor het drukmedium 56, bijvoorbeeld olie, in of uit de drukkamer 58 kan stromen. Het eerste drukelement 52 heeft een drukleiding 60 waardoor het drukmedium 56, bijvoorbeeld olie, in of uit de drukkamer 58 kan stromen. Het eerste drukelement 52 is aangebracht aan de basis van de uitsparingen 40, d.w.z. bij de overgang naar het oppervlak 38 van de tweede malhelft 24 tegenover de eerste malhelft 22.

Verder is op het oppervlak 38 van de tweede vormhelft 24 een tweede drukelement 62 aangebracht, waarvan de structuur grotendeels overeenkomt met die van het eerste drukelement 52. Het tweede drukelement 62 heeft een drukkamer 64 en een drukleiding 66, die gevuld zijn met het drukmedium 56.

De drukleiding 66 van het tweede drukelement 62 is verbonden met de drukleiding 58 van het eerste drukelement 52, zodat het drukmedium 56 tussen de eerste en tweede drukelementen 52, 82 kan stromen. Verder zijn de drukleidingen 60, 66 verbonden met een drukgenerator 68, die het drukmedium 56 kan leveren en/of de druk in de drukleidingen 60, 66 of de drukelementen 52, 62 kan regelen. Bij voorkeur heeft het drukmedium 56 een overdruk van ongeveer 5 Pa tot 7 Pa. De drukelementen 52, 62 worden elk gevormd door een uitsparing 70, 72 in het basislichaam 46 van de tweede malhelft 24 en de coating 50 die als een membraan wordt gevormd.

In de vulpositie volgens Fig. 4a is het tweede drukelement 62 gebogen in een uitgangspositie in de richting van de ontvangstruimte 30, d.w.z. steekt uit buiten de vorm van de afgewerkte dakpan 18 (stippellijn). In de vulpositie is het eerste drukelement 52 teruggezet in een uitgangspositie ten opzichte van de vorm van de afgewerkte dakpan 18.

Het eerste en tweede drukelement 52, 62 zijn zodanig met elkaar verbonden door de drukleidingen 60, 66 dat het eerste drukelement 52 door het tweede drukelement 62 in een verdichtingsstand wordt gebracht waarin het tweede drukelement 62 de vorm van de afgewerkte dakpan in gedeelten weergeeft, naar buiten wordt bewogen door het drukmedium 56 dat uit het tweede drukelement 62 stroomt en in het eerste drukelement 52 stroomt naar een verdichtingspositie waarin het eerste drukelement 52 ook een deel van de vorm van de dakpan 18 reproduceert (zie Fig. 4b).

De uitvinding is niet beperkt tot een van de hierboven beschreven uitvoeringsvormen, maar kan op verschillende manieren worden aangepast.

Alle kenmerken en voordelen die voortvloeien uit de conclusies, de beschrijving en de tekening, inclusief ontwerpdetails, ruimtelijke maatregelen en werkwijzestappen, kunnen essentieel zijn voor de uitvinding, zowel afzonderlijk als in verschillende combinaties.

Lijst met referentiesymbolen

Nr Stapn 1 Klei 2 Suspensie 3 Kleigranulaat 10 Installatie 11 Voedingsapparaat 12 Molen 13 Granuleerinrichting 14 Tussentijdse opslag 15 Glaceringsapparatuur 16 Roloven 18 Dakpannen 20 Persvorm 22 Eerste vormhelft 24 Tweede vormhelft 26 Geleiding 28 Geleidingselementen 30 Opnameruimte 34, 38 Oppervlak 40 Verdieping 42 Vulapparaat 44 46 Basislichaam 48, 50 Coating 52 Eerste drukelement 56 Drukmedium 58, 64 Drukkamer 60 Drukleiding 62 Tweede drukelement 70, 72 Uitsparing

Claims (14)

Conclusies

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een dakpan van klei (1), omvattende de volgende stappen: (81) Verschaffen van de vochtige, onbewerkte klei (1); (82) Genereren van een waterige kleisuspensie (2); (S3) Afscheiden van een overmaatse korrelfractie uit de suspensie (2), waarbij de overmaatse korrelfractie korrels omvat waarvan de korreldiameter groter is dan een gedefinieerde waarde; (S4) Granuleren van de suspensie (2) om een kleigranulaat (3) te produceren; (S5) Aanbrengen van kleigranulaat (3) in een persvorm (14); (S6) Persen van het kleigranulaat in de persvorm (14), waarbij het kleigranulaat (3) wordt samengeperst en gevormd tot een dakpanvorm; (S7) Overbrengen van de dakpanvormen naar een roloven en (S8) Bakken van de dakpanvormen in een snelbakproces.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, gekenmerkt doordat de werkwijze volgens stap (S1) verder de volgende stap omvat:

(S1.1) Breken van kleikluiten in de klei (1) in kleistukken, waarbij de kleistukken een gemiddelde diameter van 5 cm hebben.

3. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, gekenmerkt doordat de werkwijze volgens stap (S2) verder de volgende stap omvat:

(S2.1) Toevoeging van additieven aan de suspensie (2).

4. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, gekenmerkt door het feit dat de werkwijze verder de volgende stap omvat vóór stap (S3):

(S3.1) Scheiden van een ondermaatse korrelfractie uit de suspensie (2), waarbij de ondermaatse korrelfractie korrels omvat waarvan de korreldiameter kleiner is dan een gedefinieerde waarde.

5. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, gekenmerkt doordat de werkwijze volgens stap (S4) verder de volgende stap omvat:

(54.1) Opslaan van het kleigranulaat in ten minste één geschikte tussenopslag (15), in het bijzonder een silo.

6. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, gekenmerkt doordat de waterige suspensie (2) een vast stofgehalte heeft van 20% tot 70%, in het bijzonder van 55% tot 65%, vóór granulatie.

7. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, gekenmerkt doordat de korrels van de overmaatse fractie elk een korreldiameter hebben die groter is dan 1000 um.

8. Werkwijze volgens een van de conclusies 4 tot en met 7, gekenmerkt doordat de korrels van de ondermaatse fractie elk een korreldiameter hebben die kleiner is dan 100 um.

9. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, gekenmerkt doordat het kleigranulaat (3) na granulatie van de suspensie (2) een vochtgehalte heeft van minder dan 15%, in het bijzonder van 1% tot 11%.

10. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, gekenmerkt doordat het persen van het kleigranulaat (3) wordt uitgevoerd door droogpersen.

11. Werkwijze volgens een van de conclusies 4 tot en met 10, gekenmerkt doordat de scheiding van de ondermaatse fractie en de bovenmaatse fractie steeds plaatsvindt in een zeefproces.

12. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, gekenmerkt doordat stap (S1.1) wordt uitgevoerd in een slingermolen of in een walskom molen.

13. Installatie (10) voor het vervaardigen van een dakpan volgens de werkwijze van een van de voorgaande conclusies.

14. Dakpan van klei, gekenmerkt doordat de dakpan geproduceerd is met een werkwijze volgens een van de conclusies 1 tot en met 12. -0-0-0-0-0-0-