CH454719A - Verfahren und Vorrichtung zur Verfestigung und Vortrocknung von keramischem oder ähnlichem Schlicker - Google Patents

Description

  Verfahren und     Vorrichtung        zur    Verfestigung und     Vortrocknung    von keramischem  oder ähnlichem     Schlicker       Die     Erfindung    betrifft ein Verfahren und eine Vor  richtung     zur        Verfestigung    und     Vortrocknung    von kera  mischem oder ähnlichem     Schlicker,    z. B. bei der Her  stellung von     flachen    keramischen Produkten, oder beim  Giessen von     Schlicker    in Formen.

   Im Sinne dieser Be  schreibung     wird    mit      Schlicker     ein keramisches oder  ähnliches Material bezeichnet, welches mit einer Flüssig  keit, z. B. mit Wasser, derart gemischt ist, dass die  Masse dann zur weiteren Behandlung vergossen werden  kann.  



  Bei der     Herstellung    von flachen keramischen Objek  ten, z. B.     dünnen    Schichten, oder beim Giessen von       Schlicker    in Formen, wird     bisher    der     Schlicker    aus  einem Vorratstank gewöhnlich bei normaler Tempera  tur in poröse Formen, z. B. Gipsformen, oder auf     eine     ebene Unterlage gegossen. Die     Verfestigung    wird durch       Feuchtigkeitsabsaugung    in einer Form und, beim Gie  ssen von dünnen Schichten, durch     Wasserabdampfung     erzielt. Dieses Verfahren ist aber sehr langwierig und  erschwert die Mechanisierung der .Erzeugung.  



  Ein bekannter Vorschlag geht dahin, den     Schlicker     zuerst     in        eine    geeignete Form, z. B. aus Gips, zu giessen,  und dann     ein    elektrisches Feld     einwirken    zu lassen,  dessen Energie den Abguss, und natürlich auch die  Form, erwärmen soll. Dieser Vorschlag hat aber in  der     Erzeugung        keine    Verwendung gefunden, da er     eine     weitere Operation     einführt,    den Kostenaufwand erhöht  und eine eventuelle Mechanisierung erschwert. Ausser  dem wird,     insbesondere    bei Anwendung von Hoch  frequenzerwärmung, die Form mehr erwärmt als der  Abguss.

   Dies wird durch die ungünstigen     Verhältnisse     zwischen den     dielektrischen    Verlusten und den Tempe  raturkapazitäten des     Schlickers        und    der Gipsform her  vorgerufen. Das Resultat ist hoher Energieverbrauch  und geringe Temperaturwirksamkeit.  



  Es     ist    weiters schon seit Jahren bekannt, dass die  Verfestigung der     Abgüsse    oder bei dünnen Schichten    durch das Giessen von heissem     Schlicker,    d. h. einem  auf 40-60  C erwärmten     Schlicker,    beschleunigt wer  den kann.     Ein    derartiges Verfahren wäre sehr vorteil  haft. Bei     seiner    Verwendung wird zufolge der im     Schlik-          ker    gespeicherten Wärme die Verfestigung beschleunigt  und die Viskosität des gegossenen     Schlickers    sinkt.

   Da  durch wird die für     seine    Verdünnung notwendige Was  sermenge herabgesetzt, und nachdem dann bei der Ver  festigung ein kleineres Wasserquantum zu entfernen ist,  wird der ganze     Vortrocknungsprozess    natürlich noch  mehr beschleunigt.  



  Der     Schlicker    wird durch die im Vorratstank an  gebrachten Heizelemente erwärmt. Die Wärme von den  Elementen wird durch Wärmeleitung in den     Schlicker          übertragen.     



  Das bekannte Verfahren hat jedoch im Betriebe  bisher keine weitere Verwendung gefunden. Auf der  Oberfläche des erwähnten     Schlickers    bildet sich näm  lich eine Kruste, wodurch die     Schlickerhomogenität    ge  stört     wird    und in den Strom des gegossenen     Schlickers     werden Teilchen der harten Kruste mitgerissen. Da  durch wird die Homogenität des Abgusses gestört und  es verstopfen sich die Austrittsöffnungen des Vorrats  tanks und eventuell auch die Eingangsöffnungen der  Form. Die Arbeit muss von Zeit zu Zeit     unterbrochen     werden, um die Ausgangs- und Eingangsöffnungen zu  reinigen.

   Um diese Nachteile zu vermeiden, wurde auch  bereits vorgeschlagen, diese Kruste zu entfernen, oder  eventuell ihrer     Bildung    durch Bewegung geeigneter  Rührwerke vorzubeugen.  



  Da also die Verfestigung des erwärmten     Schlickers     bereits im Vorratstank beginnt, sind die bekannten Vor  richtungen     verhältnismässig        kompliziert    und haben keine  breitere Anwendung gefunden.  



  Es besteht jedoch noch     ein    weiterer Grund, warum  sich das sonst vielversprechende     Heissschlickerverfah-          ren    in der Praxis noch nicht     bewährt    hat. Bei den      bekannten Erwärmungsverfahren durch Wärmeleitung  und Heizelemente ist     nämlich    der     Wirkungsgrad    der  Erwärmung nur gering.

   Nachdem grössere     Schlicker-          mengen    und     gleichzeitig    auch der ganze Vorratstank  erwärmt und auf einer bestimmten     Temperatur    gehalten  werden muss, entstehen durch Wärmeaustausch mit der  Umgebung beträchtliche zusätzliche Verluste und gleich  zeitig     kann    die Erwärmung und dadurch auch die Regu  lierung nicht mit genügender Elastizität ausgeführt wer  den.  



  Das bekannte Verfahren ist also aus oben erwähn  ten Gründen     unvorteilhaft.     



  Ziel der     Erfindung    ist es, die erwähnten Nachteile  der bekannten Verfahren zu beheben. Dies wird bei  den eingangs beschriebenen Verfahren     erfindungsgemäss     dadurch erreicht, dass der     Schlicker        beim    Giessen aus  dem     Schlickervorratstank    noch vor dem Eintritt in den  Raum, in dem die weitere Verarbeitung des     Schlickers     vorgenommen wird, einen Raum passiert,     in    dem ein  elektrisches oder elektromagnetisches Feld erzeugt wird,  welches Wärme im ganzen Querschnitt des vergossenen       Schlickerstroms    erzeugt.  



  Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfah  rens mittels     Widerstandsheizung    zeichnet sich erfin  dungsgemäss dadurch aus, dass nahe beim     Auslass    des.       Schlickervorratstanks        Glieder        in    Form von Elektroden  angeordnet sind, die mit einer Quelle     elektrischer    Ener  gie verbunden sind, wobei die Glieder bei der Wider  standsheizung zur Bildung des Feldes leitend mit dem       Schlicker        verbunden    sind.  



  Die     Erfindung    soll nun mit Hilfe der Zeichnungen,  welche     Ausführungsbeispiele    darstellen,     näher    erklärt  werden. Es zeigen:       Fig.        1-4    verschiedene Ausführungen der Erfindung,  die zum Vergiessen von     Schlicker    auf ein Band zur  Herstellung     flacher    Gegenstände geeignet sind und       Fig.    5-9 ähnliche     Ausführungen    zum Vergiessen von       Schlicker    in     Gussformen.     



  Es soll bemerkt werden, dass beim Giessen von  flachen keramischen Gegenständen, z. B. dünnen Schich  ten, die notwendige Wärme dem     Schlicker    entweder in  der     Ausgussöffnung    des Vorratstanks oder knapp     hinter     dieser Öffnung, oder im, Raum, in dem der     Schlicker     von der     Ausgussöffnung    durch das sich bewegende Band  abgezogen wird, stets derart zugeführt wird, dass der       Schlicker    bereits vor Gestaltung der     dünnen    Schicht er  wärmt wird, wobei aber die Temperatur des     Schlickers     im Vorratstank nicht merklich     beeinflusst    wird.  



  Dies wird hier dadurch erzielt, dass der     Schlicker     durch die Energie eines elektrischen oder elektromagne  tischen Feldes erwärmt wird.  



       Fig.    1 zeigt den Schnitt durch die Mündung der       Gussöffnung    1, welche mit dem Vorratstank 2 des       Schlickers    3 in Verbindung steht. Die Öffnung ent  hält geeignet geformte und isolierte     Übertragungsglieder     4, 5 für die Umwandlung elektrischer Energie in Wärme  energie, also z. B. Elektroden für Widerstands- oder       dielektrische    Heizung, oder     mindestens    eine Induktions  spule für     induktive    Heizung, oder eine Kombination  solcher Elemente, falls dies z. B. mit Rücksicht auf  die Zusammensetzung des     Schlickers    erforderlich ist.

    Wird Widerstandserhitzung mittels eines elektrischen  Feldes als Quelle der Heizenergie verwendet, sind die  Elektroden leitend mit dem     Schlicker    verbunden.     Wird          dielektrische    oder induktive Heizung verwendet, sind  die Elektroden oder Spulen vom     Schlicker    isoliert. Die       Übertragungsglieder    sind mit einer Quelle elektrischer    Energie 6 verbunden. Für den .Erfindungszweck eignet  sich insbesondere eine     Wechselspannungsquelle    mit in  dustrieller oder höherer Frequenz. Die Frequenz kann  je nach Bedarf geändert werden. Die     zugeführte    Lei  stung kann durch den Kreis 7 gesteuert werden.

   Der  Steuerwert wird dabei von einem Temperaturfühler 8,  z. B. einem     Thermoelement,    einem Widerstandsthermo  meter, oder einem andern geeigneten Element abge  leitet. In manchen Fällen ist es von Vorteil, wenn der       Temperaturfühler    Wärmemessung ohne unmittelbare Be  rührung mit dem     Schlicker    ermöglicht. Der an sich  bekannte Steuerkreis 7 kann durch einen geeigneten  Rückkopplungskreis ergänzt werden, was in den Zeich  nungen aber nicht dargestellt ist. Im dargestellten Falle       wird    der     Schlicker    auf ein sich bewegendes Band ge  gossen.  



       Fig.    2 zeigt     eine        Modifikation    der Vorrichtung, in  welcher das Band 9 steht und die     Schlickerabgiess-          vorrichtung    sich entlang dem Band bewegt. Der aus  der     Gussöffnung    herauskommende     Schlicker    wird unter       Einwirkung    des durch die Übertragungsglieder 4, 5  hervorgerufenen :Feldes in eine dünne Schicht umge  wandelt. Die übrigen Elemente dieser und der weite  ren     Fig.    3, 4, welche die gleichen Bezugszeichen wie  in     Fig.    1 tragen, bezeichnen ebenfalls ähnliche Ele  mente, wie in     Fig.    1.  



       Fig.    3 und 4 illustrieren     eine    Vorrichtung, in der  der     Vorratstank    2 mit dem     Schlicker    mit .der offenen  Seitenwand an das bewegliche Förderband angelegt ist.  Von diesem wird die dünne Schicht abgezogen. Die  Übertragungselemente 4 und 5 gehen teilweise durch  den     Schlicker    an dessen Oberfläche hindurch, oder sie  sind     abwechselnd    im engen Zwischenraum 10 unter  halb der Oberfläche zwischen einer Trennwand und  dem beweglichen Band 9 angebracht.  



  Das     vorbeschriebene    Verfahren zur Herstellung von  z. B. dünnen     keramischen    Schichten und die Vorrich  tung zur Durchführung dieses Verfahrens besitzt im  Vergleich mit dem bisher bekannten Stand der Technik  verschiedene Vorteile. Es besteht konzentrierte Energie  übertragung und Wärme entsteht deshalb in kurzer Zeit,  die Wärmezufuhr     kann    leicht reguliert werden und der  Wärmewirkungsgrad der     Energieübertragung    ist sehr  hoch. Erwärmter     Schlicker    wird über das Band ge  gossen und der gegossene Gegenstand wird intensiv  von     innen    aus getrocknet.

   Der     Schlicker    im Vorrats  tank bewahrt seine Normaltemperatur und     wird    von  der Erwärmung des     Schlickers    in der     Nachbarschaft     der     Abgussöffnung    nicht betroffen. Nachdem sich die       Viskosität    des erwärmten     Schlickers    vermindert, kann  ein     Schlicker    mit niedrigem     Feuchtigkeitsgehalt    verwen  det werden. Dies ist für den     Trocknungsprozess    eben  falls von Vorteil.

   Da die     im    erwärmten     Schlicker    an  gesammelte     Wärme    nicht     dazu    ausreicht, die für kom  plette Trocknung der Schicht notwendigen Wärme  mengen zu decken,     kann    das erfindungsgemässe Ver  fahren in diesem Falle mit üblichen     Trocknungsverfah-          ren    kombiniert werden. Die wesentliche Verkürzung  der für das erfindungsgemässe Verfahren zur Verfesti  gung und     Vortrocknung    notwendigen Zeit ermöglicht       ein    kontinuierliches Giessen und die Mechanisierung des       Gussprozesses.     



  Falls keramische und     ähnliche    Materialien     in    For  men zu giessen sind, kann die notwendige Wärmemenge  dem     Schlicker    ebenfalls in der     Gussröhre    oder     in    der       unmittelbaren        Nähe        zugeführt    werden. Die Wärme wird  stets derart zugeführt, dass der     Schlieker    auf die ge-      wünschte Temperatur gebracht wird, bevor er in die       Gussform    gelangt. Die Wärme im Vorratstank soll aber  wieder nicht merklich beeinflusst werden.

   Dies wird  ebenfalls durch Erwärmung mittels eines elektrischen  oder elektromagnetischen Feldes erzielt, wobei wieder  Übertragungsglieder in derartiger     Weise    verwendet wer  den, dass die oben angeführten Anforderungen erfüllt  werden.  



       Einige    Ausführungsbeispiele zum Giessen des     in    vor  beschriebener Weise erwärmten     Schlickers    in     Gussfor-          men    sollen nun im Zusammenhang mit den     Fig.    5-9  beschrieben werden.  



       Fig.    5     illustriert        einen        Schnitt    durch die Mündung  der     Ausflussröhre    1, die mit dem den     Schlicker    3 ent  haltenden Vorratstank 2 verbunden ist. In der     Röhre    1  sind geeignet geformte     übertragungsglieder    4 und 5  angebracht, die     isoliert    sein können. Das     übertragungs-          glied    kann eine Elektrode, oder Elektroden, oder     eine     Induktionsspule sein.

   Falls es die Zusammensetzung  oder eine andere Eigenschaft des     Schlickers,    oder die  Form des     Gussstückes        erfordern,    kann das     übertra-          gungsglied    durch eine geeignete Kombination von Elek  troden und Induktionsspulen gebildet werden. Wird  Widerstandserhitzung verwendet, sind die Elektroden  leitend mit dem     Schlicker    verbunden. Wird     dielektrische     oder     induktive    Heizung verwendet, sind die Elektroden  oder Spulen in geeigneter Weise vom     Schlicker    isoliert.

    Die     übertragungsglieder    sind mit der elektrischen Ener  giequelle 6 verbunden. Geeignet ist wieder     eine    Quelle  mit industrieller oder höherer Frequenz, die auch ver  änderlich sein kann. Die zugeführte Energie kann durch  den Regelkreis 7     kontrolliert    werden, dessen     Kontroll-          wert    durch den Wärmefühler 8 geliefert wird, der     in     ähnlicher Weise, wie bereits oben beschrieben, kon  struiert ist.

   Die     Fig.    6, 7 und 8 illustrieren andere  Ausführungsbeispiele der Anordnung von     übertragungs-          gliedern    4, 5 in der     Auslassöffnung    und des Wärme  fühlers B. Die Elektrode 4 in     .Fig.    8     bildet    einen Dorn  zum Abgiessen hohler Profile. In     Fig.    9 wird eine Spule  4, 5 verwendet, die     rings    um die     Auslassöffnung    an  geordnet ist, um ein induktives Feld zu gestalten.  



  Die Ausführungen gemäss     Fig.    5-9 besitzen ähn  liche Eigenschaften, wie die gemäss     Fig.    1-4. Die Bil  dung von Scherben wird beschleunigt, die Gipsformen,  in die der     Schlicker    abgegossen wird, nehmen weniger  Feuchtigkeit auf, deren Trocknung wird erleichtert und  sie können häufiger     als    bisher benutzt werden, oder  die Anzahl der regenerativen Zyklen kann vermindert  werden.    Die     vorbeschriebene    Vorrichtung ermöglicht Mecha  nisierung und Automatisierung des Produktionsprozes  ses.

   Da die Menge des erwärmten     Schlickers    ziemlich  klein ist, kann die Menge der zugeführten Wärme  leicht und genau reguliert werden und der vorgewärmte       Schlicker    kann mit genau definierten physikalischen  Eigenschaften vergossen werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH 1 Verfahren zur Verfestigung und Vortrocknung von keramischem oder ähnlichem Schlicker, insbesondere bei der Herstellung von flachen keramischen Produk ten, oder beim Giessen von Schlicker in Formen, da durch gekennzeichnet, dass der Schlicker beim Giessen aus dem Schlickervorratstank noch vor dem Eintritt in den Raum, in dem die weitere Verarbeitung des Schlickers vorgenommen wird, einen Raum passiert, in dem ein elektrisches oder elektromagnetisches Feld erzeugt wird,

   welches Wärme im ganzen Querschnitt des vergossenen Schlickerstroms erzeugt. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass der Schlicker nach dem Austritt aus dem Raum, in dem das Feld erzeugt wird, auf eine ebene Unterlage geleitet wird. 2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass der Schlicker nach dem Austritt aus dem Raum, in dem das Feld erzeugt wird, in eine Form geleitet wird. 3. Verfahren nach Unteranspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass der Schlicker in eine Gipsform ge leitet wird.

   PATENTANSPRUCH 1I Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1 mittels Widerstandsheizung, dadurch gekennzeichnet, dass nahe beim Auslass des Schlicker- vorratstanks Glieder (4, 5) in Form von Elektroden angeordnet sind, die mit einer Quelle (6) elektrischer Energie verbunden sind, wobei die Glieder (4, 5) bei der Widerstandsheizung zur Bildung des Feldes leitend mit dem Schlicker verbunden sind. UNTERANSPRUCH 4.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II, gekenn zeichnet durch einen Regelkreis (7) und einen Tempe raturfühler (8) zur Regelung der zugeführten Leistung.