baukeramikschnellbrand

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BAUKERAMIK IM SCHNELLBRAND

Einfluß des Schnellbrandes auf die Produkteigenschaften von dünnwandigen baukeramischen Erzeugnissen

Bearbeiter: Dipl. Ing. Dietrich Thiede

Problemstellung

Der Schnellbrand wird auch bei der Herstellung von Dachziegeln (Biber und Flachdachpfannen) aus ökonomischen Gründen dringend erforderlich. Dabei sollen Ofenzeiten von 4...8 Stunden realisiert werden. Vorausgesetzt wird, dass die Werkstoffeigenschaften, insbesondere die Frostwiderstands- fähigkeit erhalten bleiben.

Eine empirische Verkürzung der Brennzeit kann jedoch zu erheblichen Qualitätsmängeln wie Risse oder Ausbildung "schwarzer Kerne" führen.

Das Projektziel bestand darin, unter Beachtung der Masse- und Produkteigenschaften sowie des Besatzes wissenschaftlich begründete Brennregime bei minimaler Brennzeit und einwandfreier Produktqualität zu ermitteln.

Lösungsweg

Am Beispiel von 6 Industrieerzeugnissen mit unterschiedlichen Geometrien, voneinander abweichenden Ausgangsrohstoffen und Fertigungstechnologien wurden die Einflussfaktoren beim Schnellbrand auf die Werkstoffeigenschaften und deren Wirkung auf die Frostwiderstandsfähigkeit untersucht .

Dabei wurde der Einfluss der Atmosphärenbedingungen, der Aufheiz- und Kühlgradienten, der Haltezeit und Ausbrandtemperatur in Abhängigkeit des jeweiligen Besatzes auf die Werkstoff- kennwerte bestimmt.

Die Versuchsserien wurden im gasbefeuerten Schnellbrandsimulator durchgeführt.

Ergebnisse

Es konnte nachgewiesen werden, dass bei 4 von 6 ausgewählten Produkten eine im Vergleich zur gegenwärtigen Brenntechnologie deutliche Reduzierung der Brennzeit gemäß Vorhabensziel möglich ist.
Voraussetzung für einen qualitätsgerechten Schnellbrand ist eine exakte Ermittlung der thermischen Eigenschaften der Massen mittels DTA, TG und Dilatometrie.
Neben den Masse-, Gefüge- und Scherbeneigenschaften wurde auch ein wesentlicher Einfluss der Geometrie des Besatzaufbaus und der Besatzdichte festgestellt.
Eine Ausschöpfung aller Möglichkeiten zur Minimierung der Brennzeit erfordert außerdem eine gezielte Einstellung der Verbrennungsgasatmosphäre in bestimmten Temperaturbereichen.

Beispiel eines Versuchsaufbaus im gasbeheizten Kammerofen