DE19925719C2 - Verfahren zur Fertigung von keramischen Formsteinen - Google Patents

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.