EP0450433A2 - Verfahren zur Herstellung von plangenauen Ziegelsteinen - Google Patents

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EP0450433A2 EP91104589A EP91104589A EP0450433A2 EP 0450433 A2 EP0450433 A2 EP 0450433A2 EP 91104589 A EP91104589 A EP 91104589A EP 91104589 A EP91104589 A EP 91104589A EP 0450433 A2 EP0450433 A2 EP 0450433A2
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    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B11/00—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles
    • B28B11/08—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for reshaping the surface, e.g. smoothing, roughening, corrugating, making screw-threads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B11/00—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles
    • B28B11/24—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for curing, setting or hardening

Definitions

  • the invention relates to a process for the production of brick with precise plan, the brick being fired after shaping and drying and the dimensionally accurate surfaces processed, e.g. be ground and / or milled.
  • Plane-precise bricks which are machined on at least two opposite surfaces, such that these two surfaces in particular the same distance from each other have and are exactly parallel to each other have the advantage that they can be connected in the masonry by glue or similar materials, and that it is not necessary to provide comparatively wide mortar joints. This offers various advantages in the manufacture of the structure.
  • Target bricks of the training in question are therefore comparatively expensive and were only able to assert themselves little on the market, although the processing of such bricks is associated with not inconsiderable advantages.
  • the invention is based on a method of the type specified at the outset. According to the invention, it is proposed that the precise machining be carried out on the shaped and dried bricks, and that the Burning process, in which the bricks are heated as uniformly as possible, takes place after processing.
  • the invention is based on the consideration that the shrinking or shrinking or caking of the brick blank is largely completed after the drying process.
  • the prerequisite for this, however, is that the firing process is controlled in such a way that no significant deformations of the brick blanks subsequently occur.
  • the processing effort for this is considerably less than in the previous method.
  • the dried brick blank has a significantly lower hardness compared to the fired brick and accordingly the processing effort and in particular the energy expenditure for this is lower. It is clear that the wear on the tools is less with the softer material than with the processing of the fired hard brick.
  • the uniform heating of the bricks during the firing process can in particular be achieved in that the firing process takes place using only small temperature differences, in particular between the respective temperature of the bricks and the temperature of the heating gases.
  • the temperatures used are initially kept very low and only gradually increased. This can be achieved by blowing air into the different zones of the kiln. The temperature is gradually increased to the same extent as the bricks are heated.
  • Temperature differences of around 40 degrees Celsius are not exceeded, particularly in the heating zone of the kiln. In the pre-fire zone, it is advantageous if the temperature difference of 20 degrees Celsius is not exceeded, while in the fire zone a temperature difference of 10 degrees Celsius should not be exceeded.
  • Another advantageous means of achieving a uniform temperature influence is that the bricks are arranged on the tunnel kiln car in such a way that the heating gases flush around each brick in a similar manner. It is particularly advisable to stack bricks on the tunnel kiln car in individual turrets, for example with one or two brick blanks per layer, which are at a distance from the neighboring turret. On in this way, the heating gases reach all bricks and in particular also practically all outer surfaces of the bricks approximately uniformly, which also helps to suppress undesired deformation during the firing process. The fact that this arrangement of the bricks on the tunnel kiln car may mean that it has to be re-stacked for transport is of secondary importance.
  • the bricks for the process according to the invention are produced from a mixture of 60% marl clay, 30% loess loam and 10% quartz sand. Small, relatively small tolerances are possible with the mixing ratios.
  • Such a mixture has particularly good properties with regard to the method according to the invention, namely insofar as a brick blank made from this mixture has very little tendency to deform during a careful, careful firing process.
  • the invention proposes that the processing machines, in particular the grinding machines, for producing the plane-precise surfaces carry out an electronic re-measurement for the bricks, and the re-measuring device, if necessary, tracks the processing machine.
  • the wear for example on the grinding wheels, can be readjusted so that the machining accuracy of the brick blanks does not deteriorate.
  • the method according to the invention is intended for bricks which have a cuboid shape in the finished state, but in particular also for bricks in which there are recesses are provided to increase the insulation effect.
  • Bricks of this shape in particular offer good prerequisites for the fact that the heating takes place evenly during the firing process because the heating gases only have to heat comparatively small wall thicknesses.
  • the method according to the invention can also be used on bricks in which the machined surfaces have projections, for example projecting ribs or recesses adapted to these ribs, after the machining.
  • Such bricks which are known per se, result in a bond between the individual stones from the outset. It does not matter whether the projections or recesses are also machined exactly, as is easily possible with the invention.

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Abstract

Die Bearbeitung der Ziegelsteine, insbesondere durch Schleifen, erfolgt nach dem Trocknungsvorgang und vor dem Brennvorgang, bei dem die Ziegelsteine möglichst gleichförmig erwärmt werden. Die Bearbeitung erfolgt also zu einem Zeitpunkt, wo die Bearbeitung noch mit geringem Aufwand möglich ist. Als weiterer Vorteil ergibt sich die Verringerung der Masse, die dem Brennvorgang zu unterwerfen ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von plangenauen Ziegelsteinen, wobei die Ziegelsteine nach der Formung und Trocknung gebrannt und die maßgenauen Oberflächen bearbeitet, z.B. geschliffen und/oder gefräst werden.
  • Plangenaue Ziegelsteine, die mindestens auf zwei einander gegenüberliegenden Flächen bearbeitet sind, derart, daß diese beiden Flächen insbesondere den gleichen Abstand voneinander aufweisen und zueinander exakt parallel sind, haben den Vorteil, daß sie im Mauerwerk durch Kleber oder ähnliche Stoffe miteinander verbunden werden können, und daß es nicht notwendig ist, vergleichsweise breite Mörtelfugen vorzusehen. Dies bietet bei der Herstellung des Bauwerkes verschiedene Vorteile.
  • Die Herstellung derartiger Planziegel ist jedoch aufwendig. Die Ziegel werden mit Übermaß produziert, also geformt, getrocknet und gebrannt. Nach dem Brennprozeß werden die auf Paletten geschichteten Ziegelsteine und in einem weiteren separaten Vorgang außerhalb der Ziegelproduktionsanlage oberflächenbehandelt. Dabei werden an jeder Ziegelseite ca. 6 mm unter großem Energieaufwand und großem Verschleiß der Werkzeuge abgeschliffen und gegebenenfalls auch abgefräst. Neben dem Bearbeitungsaufwand für das maßgenaue Herstellen fällt auch der zusätzliche Aufwand an, da die Ziegel mit größerem Volumen geformt, getrocknet und gebrannt werden.
  • Planziegel der in Rede stehenden Ausbildung sind daher vergleichsweise teuer und konnten sich am Markt nur wenig durchsetzen, obwohl die Verarbeitung solcher Ziegel mit nicht unbeträchtlichen Vorteilen verbunden ist.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, das es erlaubt, derartige plangenaue Ziegel mit wesentlich geringerem Aufwand herzustellen, als dies bisher möglich erschien.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einem Verfahren der eingangs angegebenen Art. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß die plangenaue Bearbeitung an den geformten und getrockneten Ziegelsteinen vorgenommen wird, und daß der Brennvorgang, bei dem die Ziegelsteine möglichst gleichförmig erwärmt werden, nach dem Bearbeiten erfolgt.
  • Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß das Schwinden bzw. Schrumpfen oder Zusammenbacken des Ziegelrohlings nach dem Trocknungsvorgang weitgehend abgeschlossen ist. Voraussetzung hierfür ist jedoch, daß der Brennvorgang so gesteuert wird, daß nachfolgend keine Verformungen der Ziegelrohlinge in nennenswertem Umfang auftreten.
  • Wenn die Ziegelrohlinge nach dem Trocknen und vor dem Brennen bearbeitet werden, also beispielsweise geschliffen oder durch andere Bearbeitungsmaschinen auf das gewünschte exakte Maß gebracht werden, ist der Bearbeitungsaufwand hierfür beträchtlich geringer als beim bisherigen Verfahren. Der getrocknete Ziegelrohling besitzt eine wesentlich geringere Härte im Vergleich zum gebrannten Ziegelstein und dementsprechend ist auch der Bearbeitungsaufwand und insbesondere der Energieaufwand hierfür niedriger. Es ist klar, daß auch der Verschleiß der Werkzeuge bei dem weicheren Material geringer ist als bei der Bearbeitung des gebrannten harten Ziegelsteins.
  • Durch den Bearbeitungsvorgang wird je Steinseite ein Übermaß von etwa 6 mm abgearbeitet. Der Ziegelrohling wird durch den Bearbeitungsvorgang daher in seiner Masse verringert. Beim erfindungsgemäßen Verfahren ergibt sich hierdurch der Vorteil, daß die Masse der zu brennenden Ziegel im Vergleich zum bisherigen Verfahren geringer ist, wodurch mit einer mittleren Wärmeeinsparung von etwa 5 % beim Brennprozeß gerechnet werden kann. Zu dieser Wärmeeinsparung kommt die Einsparung an elektrischer Energie beim Schneid- bzw. Bearbeitungsvorgang, wobei die Einsparung etwa 80 % im Vergleich zu bisherigen Verfahren beträgt.
  • Die gleichmäßige Erwärmung der Ziegelsteine beim Brennvorgang kann insbesondere dadurch erhalten werden, daß der Brennvorgang unter Anwendung von nur geringen Temperaturdifferenzen, insbesondere zwischen der jeweiligen Temperatur der Ziegel und der Temperatur der Heizgase erfolgt. Nach dem Einbringen der Ziegelsteine in den Brennofen, insbesondere den Tunnelofen, werden die aufgewandten Temperaturen zunächst sehr niedrig gehalten und erst langsam nach und nach gesteigert. Dies läßt sich dadurch erreichen, daß in die verschiedenen Zonen des Brennofens Luft eingeblasen wird. Die Temperatur wird nach und nach gesteigert in gleichem Maße, wie die Ziegelsteine erwärmt werden.
  • Dabei werden insbesondere in der Aufheizzone des Brennofens Temperaturdifferenzen von ca. 40 Grad Celsius nicht überschritten. In der Vorfeuerzone ist es günstig, wenn die Temperaturdifferenz von 20 Grad Celsius nicht überschritten wird, während in der Feuerzone eine Temperaturdifferenz von 10 Grad Celsius nicht überschritten werden soll.
  • Es ist ebenfalls empfehlenswert, im Abkühlbereich durch Lufteindüsung die Temperatur zu vergleichmäßigen, um zu vermeiden, daß bei übermäßigen Temperaturdifferenzen unerwünschte Verformungen an den Ziegelsteinen auftreten.
  • Ein weiteres vorteilhaftes Mittel zur Erzielung einer gleichmäßigen Temperaturbeeinflussung besteht darin, daß die Ziegelsteine derart auf dem Tunnelofenwagen angeordnet werden, daß jeder Ziegelstein annähernd gleichartig von den Heizgasen umspült wird. Dabei empfiehlt es sich insbesondere, Ziegelsteine auf dem Tunnelofenwagen in einzelnen Türmchen, z.B. mit einem oder zwei Ziegelrohlingen je Lage, zu stapeln, die von dem benachbarten Türmchen je einen Abstand aufweisen. Auf diese Weise erreichen die Heizgase alle Ziegelsteine und insbesondere auch praktisch alle Außenflächen der Ziegelsteine annähernd gleichförmig, was ebenfalls dazu beiträgt, eine unerwünschte Verformung beim Brennvorgang zu unterdrücken. Daß diese Anordnung der Ziegelsteine auf dem Tunnelofenwagen gegebenenfalls bedingt, daß nachträglich für den Transport umgestapelt werden muß, ist vergleichweise von untergeordneter Bedeutung.
  • Es hat sich als besonders günstig erwiesen, wenn die Ziegel für das erfindungsgemäße Verfahren aus einem Gemisch von 60 % Mergelton, 30 % Lößlehm und 10 % Quarzsand hergestellt werden. Dabei sind bei den Mischungsverhältnissen kleine, verhältnismäßig geringfügige Toleranzen möglich.
  • Ein solches Gemisch hat besonders gute Eigenschaften im Hinblick auf das erfindungsgemäße Verfahren, nämlich insofern, als ein Ziegelrohling aus diesem Gemisch nur sehr wenig dazu neigt, bei einem sorgfältigen, vorsichtigen Brennvorgang sich zu deformieren.
  • Schließlich schlägt die Erfindung vor, daß die Bearbeitungs-, insbesondere die Schleifmaschinen zur Herstellung der plangenauen Oberflächen eine elektronische Nachmessung für die Ziegelsteine vornehmen und die Nachmessvorrichtung gegebenenfalls die Bearbeitungsmaschine nachführt. Auf diese Weise kann der Verschleiß, beispielsweise an den Schleifscheiben, so nachgesteuert werden, daß die Bearbeitungsgenauigkeit der Ziegelrohlinge nicht nachläßt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist für Ziegelsteine gedacht, die im fertigen Zustand eine quaderförmige Gestalt besitzen, insbesondere aber auch für solche Ziegelsteine, in denen Aussparungen zur Erhöhung der Isolationswirkung vorgesehen sind. Gerade Ziegelsteine solcher Gestalt bieten gute Voraussetzungen dafür, daß die Erwärmung beim Brennvorgang gleichmäßig erfolgt, weil die Heizgase jeweils nur vergleichsweise geringe Wandstärken zu erwärmen haben.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist aber auch an solchen Ziegelsteinen anwendbar, bei denen die bearbeiteten Flächen nach der Bearbeitung Vorsprünge, beispielsweise vorspringende Rippen bzw. diesen Rippen angepaßte Ausnehmungen aufweisen. Derartige Ziegelsteine, die an sich bekannt sind, ergeben im Verband schon von vornherein eine Verklammerung zwischen den einzelnen Steinen. Dabei kommt es nicht darauf an, ob die Vorsprünge oder Ausnehmungen ebenfalls exakt bearbeitet sind, wie dies bei der Erfindung ohne weiteres möglich ist.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Herstellung von plangenauen Ziegelsteinen, wobei die Ziegelsteine nach der Formung und Trocknung gebrannt und die maßgenauen Oberflächen bearbeitet, z.B. geschliffen und/oder gefräst werden, dadurch gekennzeichnet, daß die plangenaue Bearbeitung an den geformten und getrockneten Ziegelsteinen vorgenommen wird, und daß der Brennvorgang, bei dem die Ziegelsteine möglichst gleichförmig erwärmt werden, nach dem Bearbeiten erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennvorgang unter Anwendung geringer Temperaturunterschiede erfolgt.
  3. Verfahren nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erreichen geringer Temperaturunterschiede in die verschiedenen Zonen des Brennofens Luft eingeblasen wird.
  4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Aufheizzone des Brennofens eine Temperaturdifferenz von ca. 40 Grad Celsius nicht überschritten wird.
  5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Vorfeuerzone des Brennofens eine Temperaturdifferenz von ca. 20 Grad Celsius nicht überschritten wird.
  6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Feuerzone des Brennofens eine Temperaturdifferenz von ca. 10 Grad Celsius nicht überschritten wird.
  7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ziegelsteine derart auf den Tunnelofenwagen angeordnet werden, daß jeder Ziegelstein annähernd gleichartig von den Heizgasen umspült wird.
  8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ziegelsteine auf den Tunnelofenwagen in einzelnen Türmchen aufgestapelt sind, die von dem benachbarten Türmchen je einen Abstand aufweisen.
  9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ziegelsteine aus einem Gemisch von ca. 60 % Mergelton, ca. 30 % Lößlehm und ca. 10 % Quarzsand hergestellt werden.
  10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungs-, insbesondere die Schleifmaschinen, zur Herstellung der plangenauen Oberflächen eine elektronische Nachmessung für den Ziegelstein vornehmen und die Nachmessungsvorrichtung gegebenenfalls die Bearbeitungsmaschine nachführt.
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