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Verfahren zur Herstellung von Schaumglasformkörpern
Es ist bekannt, aus Glaspulver unter Zusatz von bei der Sintertemperatur des Glases Gas abspaltenden Substanzen Schaumglas, auch in Granulatform, herzustellen. Bei dem Aufblähen des vorgebildeten Rohgranulates zu Schaumglaskörpern, z. B. in einem Drehrohrofen, tritt das Problem auf, die einzelnen Granulatkörner bei der Sintertemperatur des Glases daran zu hindern, aneinander und an der Ofenwand anzubacken.
Bisher wurde zur Vermeidung dieses Problems vorgeschlagen, die Körner während des Aufblähens in ausreichendem Abstand voneinander zu halten, was aber nicht nur verfahrenstechnisch grosse Schwierigkeiten aufwirft, sondern auch das Problem des Anbackens an der Ofenwand nicht befriedigend löst.
Auch wurde vorgeschlagen die vorgebildeten Granulatkörner mit einem Trennmittel durch Bestäuben oder durch Eintauchen zu überziehen und erst dann dem Aufblähvorgang zu unterwerfen.
Die bisher als Trennmittel vorgeschlagenen Stoffe weisen ausnahmslos die verschiedensten Nachteile auf. So hat zwar Graphit eine ausgezeichnete Trennwirkung, verbrennt aber bei den Sinter- und Blähtemperaturen, wenn auch nur langsam, und muss daher ständig erneuert werden. Dies giltin verstärktem Masse für Petrolkoks.
Portlandzement, Gesteinsmehl und Bentonit haben zwar für sich eine bei der Bläh- und Sintertemperatur des Glases ausreichende Feuerfestigkeit, doch bilden sie mit einem Glas üblicher Zusammensetzung Eutektika, welche bereits bei tieferer Temperatur als es die Sinter- und Blähtemperatur der Masse ist, weich zu werden.
Auch feine Silika uarzmeh1) erhöht zwar in Kontakt mit einer Glasmasse deren Viskosität. wird von ihr aber gut benetzt, reagiert daher mit dem Glas und führt so zu einer wenn auch nur teilweisen Verschweissung.
Sinterkorund weist diese Nachteile nicht auf, ist jedoch an sich schon teuer und durch sein hohes spez. Gewicht (Schüttgewicht 2 g/cc und darüber) weiter unwirtschaftlich.
Gemäss der Erfindung werden daher nur solche Pulver verwendet, die billig zur Verfügung stehen, möglichst leicht und daher ausgiebig sind und bei der Sinter- bzw. Blähtemperatur der Masse mit dieser entweder gar nicht oder nur unter Bildung höher schmelzender Produkte reagieren. Letzteres ist z. B. bei kalzinierter Tonerde und hochtonerdehaltigen Schamotte-Flugstäuben (Schüttgewicht 1-1, 5) oder auch feinpulvrigem Abfall-Hüttenkorund, der Fall. Diese fallen bei der Produktion bereits in der erwünschten feinen Pulverkörnung an, so dass sie nicht besonders gemahlen zu werden brauchen.
Noch besser ist die Wirkung von mit der Glasmasse überhaupt nicht reagierenden Substanzen, wie z. B. Chromerz, welches im Gegensatz zu den andern Trennmitteln vonderGlasmasse nicht einmal benetzt wird und ausserdem den Vorteil bietet, dass es eine gute Wärmeleitfähigkeit hat, was für die Wärmeübertragung aus dem Staubbad auf die zu blähenden Granulatteilchen von grossem Vorteil ist.
Feines Chromerzpulver fällt bei den Herstellern basischer feuerfester Steine als Nebenprodukt an, für welches bis jetzt keine brauchbare Verwertung gefunden werden konnte.
In zweiter Linie kommt auch Zirkonsilikat in Frage, weil es ausserordentlich inert ist und mit der Glasmasse bei den in Frage stehenden Sinter- und Blähtemperaturen praktisch nicht reagiert. obwohl es etwas schwerer ist und keine so gute Temperaturleitfähigkeit aufweist.
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Gemäss der Erfindung hat es sich ausserdem als vorteilhaft erwiesen, insbesondere im Interesse einer möglichst gleichmässigen Wärmezufuhr zu den zu blähenden Granulatteilchen eine Wärmeverteilungsschichte anzubieten, sie in eine wesentlich erhöhte Menge eines Staubbades, dem selbstverständlich Trennmitteleigenschaften zukommen müssen, eingebettet dem Blähvorgang zu unterwerfen. Da beim Aufblähen der Granulatteilchen auf den nur doppelten Durchmesser eine Vergrösserung des Volumens auf das 8 fache erfolgt, ist es zweckmässig, zur Ausfüllung der Hohlräume zwischen den Teilchen in der Schüttung vor und während des Blähvorganges annähernd die 4 fache Volumsmenge des Schüttvolumens der ungeblähten Vorformlinge an Trennmittel zuzusetzen.
Das Staubbad wird gleichzeitig mit dem Vorgranulat kontinuierlich in den Ofen aufgegeben und nach Verlassen des Ofens von dem aufgeblähten Granulat durch Absieben entfernt, worauf es in den Kreislauf zurückgeführt werden kann.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als zweckmässig erwiesen, dem Staubbad ein Heizmittel zu etwa 10 Gew. -0/0 beizumengen, wobei durch eine quasi innere Wärmezufuhr aus dem Staubbad, in welchem das zu bildende Vorgranulat eingebettet ist, gleichmässige Wärme entsteht und eine besonders gleichmässige Expansion erzielt werden kann. Das Heizmittel kann pulverförmig sein (Graphit, Russ, Kohlenstaub) oder flüssig (Öl), soll aber mit dem Staubbad gut gemischt sein bzw. in diesem fein verteilt sein.
Nach einer weiteren Ausführung der Erfindung erfolgt die Expansion vonallenfallsvorgerösteten oder vorerwärmten ungeblähten Körnern dadurch, dass sie nicht direkt einer Flamme oder heissen Fläche (beispielsweise in einem Drehrohrofen) ausgesetzt werden, was zwangsläufigerweise zu einer ungleichmä- ssigen Wärmezufuhr führt, sondern, dass das Staubbad jeweils auf eine Temperatur über der Blähtemperatur erhitzt und dann mit dem ungeblähten vorerwärmten Backgranulat gemischt wird, an das es seine Wärme abgibt. Das Staubbad wird dann über eine Wiedererhitzungsanlage in den Kreislauf geführt.
Es hat sich gezeigt, dass es dadurch möglich ist, eine ausserordentliche Konstanz des Verfahrens zu erzielen. Es kann aber auch zusätzlich noch eine konventionelle Wärmezufuhr mittels Brennern, heisser Luft od. dgl. erfolgen.
Um einen oberflächlich nicht zu grossen Schock auf die Vorgranulatkörner zu bewirken, soll das Staubbad nicht mehr als 50-100OC über die Blähtemperatur erhitzt werden, während das Erhitzen der auf 50 - 1000C unterhalb der Blähtemperatur vorerwärmten oder-gerösteten Granulatkörner und allfälliger Wärmeverluste durch das heisse Staubbad bewirkt werden müssen.
Da das Staubbad als Trennmittel auch eine möglichst grosse Oberflächenwirkung haben soll, ist es zweckmässig, es in möglichst feinem Mahlgrad anzuwenden, die obere Korngrösse soll nicht mehr als 0,2 mm betragen, es sollten aber mindestens 50% der Körnung unter 0, 1 mm liegen.
Beispiele :
Die in den folgenden Beispielen angeführten Staubbäder mit Trennmitteleigenschaften sollen folgenden Bedingungen genügen :
EMI2.1
<tb>
<tb> Material <SEP> Feinschamotte-kalzinierte <SEP> Chromerz
<tb> Mehl <SEP> Tonerde
<tb> 0, <SEP> 2 <SEP> mm <SEP> 20% <SEP> 18 <SEP> Spuren <SEP> Spuren
<tb> 0, <SEP> 09-0, <SEP> 2 <SEP> 16% <SEP> 18% <SEP> 42% <SEP>
<tb> Körnung
<tb> 0, <SEP> 04 <SEP> - <SEP> 0, <SEP> 09 <SEP> 45% <SEP> 60% <SEP> 31%
<tb> 0, <SEP> 04mm <SEP> 19% <SEP> 22% <SEP> 27% <SEP>
<tb> Schüttgewicht <SEP> zirka <SEP> zirka <SEP> zirka
<tb> (kg/l) <SEP> c <SEP> 1 <SEP> 1, <SEP> 1-1, <SEP> 2 <SEP> 1,8-2, <SEP> 0
<tb> Gew.-Teile <SEP> Trennmittel/l <SEP> Gew.-Teil <SEP> 1-2 <SEP> 1-2 <SEP> 2-4
<tb> Granulat
<tb>
Von Hüttenkorund mit einem Schüttgewicht von 1, 8 bis 2,0 müssten 1, 5 - 3,
von Zirkonmehl mit einem Schüttgewicht von zirka 3,5 müssten 3 - 5 Gew. -Teile Trennmittel/l Gew. -Teil Granulat verwendet werden. Soll Zirkonmehl im Überschuss für die Wärmeübertragung Verwendung finden, so sind
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3 Gew.-Teile davon auf 1 Gew.-Teil Granulat erforderlich.
Beispiel1 :Dashergestelltefeuchte,gegebenenfallsvorgerösteteGranulatingewünchsterKörnung wird mit gleichen Volumsteilen feingemahlenen Chromerzpulvers gemischt und auf einem Aluminiumbad zu Schaumglasgranulat gebläht.
EMI3.1
Beispiel 3 : Granulatteilchen, die nach der USA-Patentschrift Nr. 2, 691, 248, z. B. ineiner konventionellen Granuliermaschine hergestellt werden, werden mit der zweifachen Volumsmenge Feinschamotte-Mehl gemischt und wie dort geschrieben auf einem Transportband in offener Schüttung durch einen Tunnelofen geführt, wobei die Granulatteilchen zu Schaumglaskörpern aufblähen.
Beispiel 4 : 1 Gew. -Teil vorgeröstetes Granulat wird mit einer Temperatur von zirka 6500C mit 2,5 Gew. -Teilen Hüttenkorund, welcher auf eine Temperatur von 900 bis 9500C gebracht wurde, gemischt und-gegebenenfalls mit einer geringen Zusatzheizung - während 2 - 4 min durch einen Drehrohrofen gelassen, wobei das Granulat aufbläht und nach dem Verlassen desOfensvondemStaub- bad abgesiebt werden kann.
Die Blähtemperatur beträgt im allgemeinen je nach den verwendeten Ausgangsmaterialien und der zur Verfügung stehenden Blähzeit zwischen 750 und 900, meistens jedoch 800-8500C.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Schaumglasformkörpern aus Glaspulver unter Zusatz von bei der Sintertemperatur des Glases gasabspaltenden Substanzen, wobei die noch ungeblähtenVorformlinge während des Blähvorganges in einem Trennmittel eingebettet sind, dadurch gekennzeichnet, dass als Trennmittel kalzinierte Tonerde, hochtonerdehaltige Schamotte-Flugstäube" feinpulvriger AbfallHüttenkorund, Chromerz- und/oder Zirkonsilikat-Pulver entweder allein oder in Kombination miteinander verwendet werden.