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Die Erfindung betrifft eine Wärmespeichermasse mit Magnetit und Silika.
Neben den zahlreichen Eigenschaften des Magnetits wird die der Wärmespeicherfähigkeit zunehmend genutzt. Dies zeigt sich in seiner Verwendung - zumeist in Pulverform - in beispielsweise Speicherblocks, insbesondere Nachtspeicherblocks, welche in Wohnanlagen oder anderen Gebäuden eingesetzt werden, um die elektrische Wärmelieferung des Tages auch in der Nacht zu nutzen.
Ziegeln dieser Art sind von der slowakischen Firma SLOVMAG bekannt, welche auf der Basis von Magnetit mit einem Anteil von 84 bis 94% und Zudosierungen von 0,5 bis 5,0% MgO und 0,5 bis 1,5% CaO als Wärmespeicherziegel hergestellt werden. Die Ziegel werden gebrannt und weisen nach Brennvorgang und Abkühlung eine Wärmeleitfähigkeit von 1,55 bis 1,70 W(mK)-1 auf. Die Nachteile dieser Magnetit-Speichermaterialien ergeben sich durch den zeit-, und kostenaufwändigen Herstellungsprozess der Ziegel bis ein einsatzfähiges, vertriebsfertiges Produkt erhalten wird.
Die JP 2 001 192 261 A beschreibt einen Ziegel dieser Art mit einer Zusammensetzung aus CaO und Si02-Modifikationen, insbesondere Cristobalit und Tridymit, und amorphen Metalloxiden ausgewählt aus der Gruppe der Alkali-, Erdalkali-, IVa-Gruppe oder Vla-Gruppe. Für Metalloxid kann aber auch Mangan, Eisen, Kobalt, Kupfer, Zink, Wismut, Titan, Blei, Tantal und Cer zum Einsatz kommen.
Die AU 2 852 692 A offenbart einen hitzebeständigen Ziegel, wobei zur Herstellung desselben eisenhältiger Sand mit Ton, Alkalimetallsilikatlösung, Oleinsäure, Öl oder Wasser, oder Mischungen daraus verwendet wird.
Ähnliche Zusammensetzungen sind auch in der RU 2 067 564 C1 für eine Betonmischung, und in der SU 1 822 398 A3 für eine Zementklinkermischung offenbart.
Die GB 2 087 135 A beschreibt eine Wärmeisolierung für Natrium-Schwefelzellen, wobei eine Mischung aus Titanoxid und Magnetit verwendet wird, zu deren Fasern Silikon-Aerogel zugesetzt wird.
Ein Füller für lärmisolierendes Material wird in der EP 251 645 A2 beschrieben. Hier werden ebenfalls Eisenoxide, insbesondere Eisenoxidsilikate, und Alkalimetalloxide oder Erdalkalimetalloxide, und Silika verwendet.
Eine andere Verwertungsmöglichkeit des Magnetits in Bezug auf sein Wärmespeichervermögen ist in der JP 200 097 498 beschrieben. Diese Schrift betrifft einen Hochtemperaturwärmespeichertank, wobei das Innere des Tankgehäuses mit einer Mischung aus flüssigen und festen Wärmespeichermaterialien ausgefüllt ist, in welchem ein elektrischer Heizer und eine flüssigkeitsgefüllte Heizleitung eingebettet sind. Als feste Speicherkomponenten werden Magnetit, Magnesia, Silika und/oder Alumina verwendet, welche in verschiedenen Körnungen vorhanden sind. Bei Vorsehen von nur zwei Korngrössen wird ein Verhältnis von 0,4 zwischen Grobkorn und Feinkorn eingehalten. Die flüssige Matrix ist aus metallhältigen Anteilen gebildet.
Seitens der verarbeitenden Industrie auf diesem Gebiet besteht das Bestreben Wärmespeichermaterialien rasch und kostengünstig herzustellen, sodass vielseitig einsetzbare Wärmespeicherprodukte angeboten werden können. Zu diesem Zweck richten sich die Anforderungen an Speichermassen, welche nicht nur einfach zu produzieren und äusserst leicht verarbeitbar, wie beispielsweise leicht formbar, sind, sondern auch anspruchsvollen physikalischen Kenngrö- #en entsprechen. Insbesondere betreffen diese die Wärmespeicherkapazität, die Wärmeverteilung innerhalb des Materials, die Hitzebeständigkeit und in manchen Fällen auch die Hochhitzebeständigkeit.
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Um diesen zunehmenden Anforderungen gerecht zu werden, ist es nun Ziel der Erfindung, eine Wärmespeichermasse zur Verfügung zu stellen, welche günstig in ihrer Herstellung ist - u.a. auch hinsichtlich der Rohstoffe-, wobei zusätzlich die Arbeitsschritte reduziert werden können und welche Speichermasse zudem leicht weiterverarbeitbar ist.
Weiters gilt es, ein Speichermaterial zu schaffen, welches ein gutes Wärmeverhalten, wie Wärmespeichervermögen und Wärmeleitfähigkeit, zeigt, wobei dauerhafte und funktionstüchtige Einsatzfähigkeit gewährleistet ist. Zusätzlich soll das Material einfach handhabbar sein, sodass es in einem grossen Einsatzbereich Anwendung findet.
Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass die Wärmespeichermasse (Angaben bezogen auf Gew.-%) 40 bis 90 % Magnetit, 7 bis 11% Erdalkalisilikatsalzlösung (60-70% gesättigt), 2 bis 4 % Mikrosilika, 0,5 bis 7,5 % Aluminiumsalze, 0,2 bis 0,5 % Mineralfaser enthält, wobei die Wärmespeichermasse silikatisch gebunden ist. Diese Speichermasse auf Basis von Magnetit erhält durch die silikatische Abbindung eine besonders gute Verarbeitbarkeit, da sie kalterhärtend ist und demnach sofort nach ihrer Mischung und Homogenisierung viskos ist. Somit ist die Masse äusserst leicht in jede beliebige Ausgestaltung formbar, ohne weiteren Arbeitsschritten unterzogen werden zu müssen.
Die Abbindung erfolgt in bekannter Weise über die Si-, Erdalkali- und AI-Anteile der Speichermasse, wobei deren Phasenbildung der Masse nach Aushärten festigkeitsgebende Beschaffenheit verleiht. Gemäss der Erfindung wird dies durch die Silikatsalze, durch Mikrosilika und durch die Aluminiumsalze realisiert, wobei eine derartige Beschaffenheit verbessert wird, wenn als Erdalkalisilikatsalzlösung eine Wasserglaslösung (60 - 70 % gesättigt), vorzugsweise einer Kaliwasserglaslösung, verwendet wird.
Durch die Inhaltsstoffe gemäss der Erfindung wird darüber hinaus eine gute Beständigkeit der ausgehärteten Masse gegenüber Säuren erreicht, wodurch hohen Sicherheitsanforderungen nachgekommen wird, die bei zahlreichen Anwendungen von Wärmespeichermaterialien erforderlich sind, wie beispielsweise bei Feuerungseinrichtungen, bei welchen aggressive Stoffe zum Einsatz kommen. Mittels der Stoffanteile gemäss der Erfindung wird ein äusserst gutes Wärmespeicherverhalten erreicht, wobei der mengenmässige Anteil von Magnetit ausschlaggebend ist. Dies wird durch die relativ hohe Dichte des Magnetits unterstützt, wobei die erfindungsgemässe Magnetitmasse im nassen Zustand ein spezifisches Gewicht von 3,5 bis 4 kg erreichen kann.
Zu den physikalischen Eigenschaften hinsichtlich des Verhaltens gegenüber Temperatur trägt die verhältnismässig geringe Zugabe von Mineralfaser ebenso bei, wie der Magnetit. Hinzu kommt, dass die Struktur der Mineralfaser das Abbindeverhalten der Speichermasse unterstützt. Nicht nur für einen bestmöglichen Wärmetransport und ein optimales Speichervermögen, sondern auch für eine zufriedenstellende silikatische Abbindung der Speichermasse ist das Verhältnis der Inhaltsstoffe von Bedeutung.
In diesem Zusammenhang umfasst die Mineralfaser gemäss der vorliegenden Erfindung eine silikatische Mineralfaser, wobei vorzugsweise eine Kalziumsilikat-Mineralfaser verwendet wird. Selbstverständlich kann eine andere, herkömmliche, auf dem Markt leicht erhältliche, Mineralfaser verwendet werden, sofern sie auf das Verhalten der Speichermasse, wie Abbindung und Wärmespeicherung, nicht störend wirkt.
Für eine verbesserte Kombination von Speicherverhalten und Wärmeverteilung innerhalb der ausgehärteten Masse hat es sich als günstig erwiesen, wenn die Speichermasse 45 bis 85 % Magnetit, 8,5 bis 10 % Erdalkalisilikatsalzlösung (60-70% gesättigt), 2 bis 3 % Mikrosilika, 1 bis 4 % Aluminiumsalze,
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0,3 bis 0,5 % Mineralfaser enthält, wobei sich die Angaben auf Gew.-% beziehen.
Ein gutes Abbindeverhalten der Masse wird erreicht, wenn als Aluminiumsalze der erfindungsgemässen Speichermasse Aluminiumphosphat und/oder Aluminiumsilikat enthalten sind, welche mit anderen Inhaltsstoffen, wie den Silikatsalzen, zu festigkeitsbildenden Phasen reagieren.
Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, wenn die Wärmespeichermasse 0,5 bis 2,5 Gew.-% Aluminiumphosphat, vorzugsweise 1,6 bis 1,8 Gew.-%, enthält.
Gleichfalls hat es sich gezeigt, dass Aluminiumsilikat mit einem Anteil von 0,5 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 1,7 bis 3 Gew.-%, in der Wärmespeichermasse besonders vorteilhaft ist. Hinzu kommt, dass die genannten Salze leicht erhältlich sind und zur Abbindung der Magnetitmasse äusserst positiv beitragen und die Anforderungen auf ein effektives Wärmespeicherverhalten erfüllt werden.
Im Vordergrund der Erfindung steht die Wärmeverteilung des gehärteten Speichermaterials, für welche die Verteilung des Magnetits in der Masse von grosser Bedeutung ist. Gemäss einem Merkmal der Erfindung wird diese erreicht, wenn der verwendete Magnetit eine Korngrösse von max. 4 mm aufweist. Aus einer Kornverteilung dieser Grössenordnung in der Masse ergibt sich, dass eine besonders gute Wärmeleitfähigkeit innerhalb des Materials erhalten wird. Zudem hat sich gezeigt, dass die erfindungsgemäss feine Verteilung des Magnetits im Material äusserst günstig auf das Speichervermögen wirkt. Die genannte Körnung wird entsprechend einer genormten Siebung erhalten, wodurch eine auf die Beschaffenheit des Speichermaterials günstige Verteilung der Magnetitteilchen gewährleistet wird.
Die Einhaltung der Korngrössenverteilung der Eisenoxid-Komponente in der erfindungsgemässen Speichermasse ist von grosser Bedeutung, zu welchem Zweck eine Überprüfung anhand der Sieblinie ratsam ist.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es möglich, dass die Wärmespeichermasse weiters Hämatit enthält. In einem solchen Fall ist es günstig, wenn ein Gehalt von 15 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise von 20 bis 35 Gew.-%, vorgesehen ist. Nicht nur die äusserst feine Mineralbeschaffenheit des Hämatits, wodurch eine günstige Kornverteilung gegeben ist, wirkt sich positiv auf ein verbessertes Speicherverhalten der Masse aus, sondern verständlicherweise auch sein Eisengehalt. In diesem Zusammenhang ist es allerdings ratsam, den mengenmä- #igen Anteil des Magnetits etwas niedriger zu halten.
Ein günstiges Wärmespeicherverhalten wird ebenso erhalten, wenn die erfindungsgemässe Wärmespeichermasse weiters 0,1 bis 24 Gew.-% Hochofenschlacke enthält. Ähnlich wie bei der Mineralfaser werden auch hier bekannte Eigenschaften der Schlacke erfindungsgemäss ausgenutzt, um das wärmespeichernde Verhalten des Speichermaterials zu verbessern. Gemäss der Erfindung ist es möglich, die Hochofenschlacke als Ersatz für den Hämatit zu verwenden. Es ist in diesem Fall denkbar, die Verwendung nicht auf eine bestimmte Hochofenschlacke zu beschränken, sondern verschiedenartige Schlacken einzusetzen, sofern die Eigenschaften der erfindungsgemässen Speichermasse erhalten bleiben.
Die Verwendung von Hochofenschlacke ist insbesondere deshalb vorteilhaft, da zusätzlich einer Reststoffverwertung zweckgedient wird und der kostenhöhere Hämatit als Rohstoff eingespart werden kann, trotzdem die Anforderungen an das Wärmespeichermaterial problemlos erfüllt werden.
Im Falle eines Einsatzes der genannten Schlacke ist es zweckmässig, wenn die Hochofenschlacke mit einer Körnung von 3 bis 5 mm verwendet wird. Ein derartiges Material in genannter Korngrösse kann somit neben den chemischen Eigenschaften der Schlacke zusätzlich als Stützkorn in der Matrix der Speichermasse genutzt werden. Dazu ist es besonders günstig, wenn die Schlacke in Form von Brechkorn verwendet wird.
In Bezug auf eine grosse Einsetzbarkeit ist es günstig, wenn die Wärmespeichermasse eine
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Hitzebeständigkeit bis zu 1200 C aufweist. Somit ist auch gewährleistet, dass das Material auch für Hochtemperaturfeuerungsanlagen verwendet werden kann, ohne dass die Lebensdauer bzw. Beständigkeit des Materials beeinträchtigt wird.
Hinsichtlich einer effektiven Wärmeverteilung innerhalb des Speichermaterials ist es von Vorteil, wenn die Wärmespeichermasse eine Wärmeleitfähigkeit von 4 bis 9 W(mK)-1, vorzugsweise von 5 bis 8 W(mK)-1, aufweist. Dies zeigt, dass ein effektives Wärmeverhalten während eines Einsatzes des Speichermaterials in jedem Fall sichergestellt ist.
Gleiches gilt gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung, wenn die Wärmespeichermasse eine spezifische Wärmekapazität von 0,6 bis 1 J g-1 K-1, vorzugsweise 0,7 bis 0,9 J g-1 K-1, aufweist.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es auch möglich, dass die Wärmespeichermasse 0,1 bis 0,6 Gew.-% roten Farbstoff enthält. Eine Farbe im Allgemeinen gibt der Speichermasse im erhärteten Zustand ein ansprechendes Aussehen. Für ein ungestörtes Reaktionsverhalten des Speichermaterials ist es in diesem Zusammenhang einfach, wenn herkömmliches Eisenoxid eingesetzt wird. Selbstverständlich können auch andere farbgebende Stoffe verwendet werden, welche dem Material ein nettes Aussehen bei verschiedener Ausgestaltung verleihen.
Beispiel 1 : Es werden 7,92 % Kaliwasserglaslösung (60-70 % gesättigt) 2,21 % Mikrosilika 0,29 % Farbe rot 52,93 % Magnetit mit einer Körnung von max. 4 mm 33,34 % Hämatit 0,38 % Mineralfaser 1,39% Aluminiumphosphat 1,53% Aluminiumsilikat, wobei sich die Angaben auf Gew.-% beziehen. Die Komponenten werden in einem Zwangsmischer eingebracht und vermischt. Nach Homogenisierung der Komponenten erhält die vermengte Speichermasse eine viskose Konsistenz, wodurch sie in eine beliebige Form - in Abhängigkeit von der erwünschten Form des Fertigproduktes - gegossen werden kann. Eine Aushärtung der Mischung erfolgt bei etwa 40 oder 50 C.
Resultate : spezifisches Gewicht nass 3,90 Wärmeleitfähigkeit 8 W(mK)-1 spezifische Wärmekapazität 0,7 bis 0,9 J g-1K-1 Beispiel 2 : Es wird eine trockene Vormischung hergestellt, welche sich aus 2,21 % Mikrosilika 0,29 % Farbe rot 52,93 % Magnetit mit einer Körnung von max 4 mm 0,38 % Mineralfaser 1,39% Aluminiumphosphat
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1,53% Aluminiumsilikat zusammensetzt, wobei die %-Angaben den Gewichtsprozenten bezogen auf die Endmasse vor dem Aushärten entsprechen. Die Vormischung wird anschliessend mit 7,92 % Wasserglaslösung, wobei eine bis zu 60 - 70 % gesättigte Kaliwasserglaslösung verwendet wird, und 33,3 % Hämatit in den Zwangsmischer eingebracht und vermengt. Nach Homogenisierung wird die viskose Masse wieder in eine formgebende Gestalt gebracht und bei etwa 40 bis 50 C ausgehärtet.
In Beispiel 2 konnten gleiche Resultate erreicht werden, wie oben in Beispiel 1 angegeben.
Patentansprüche : 1. Wärmespeichermasse mit Magnetit und Silika dadurch gekennzeichnet, dass die Wärme- speichermasse (Angaben bezogen auf Gew.-%)
40 bis 90 % Magnetit,
7 bis 11% Erdalkalisilikatsalzlösung (60-70% gesättigt),
2 bis 4 % Mikrosilika,
0,5 bis 7,5 % Aluminiumsalze,
0,2 bis 0,5 % Mineralfaser enthält, wobei die Wärmespeichermasse silikatisch gebunden ist.
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The invention relates to a heat storage mass with magnetite and silica.
In addition to the numerous properties of the magnetite, the heat storage capacity is increasingly being used. This manifests itself in its use - mostly in powder form - in, for example, storage blocks, especially night storage blocks, which are used in residential complexes or other buildings to use the electrical heat supply of the day even at night.
Bricks of this type are known from the Slovak company SLOVMAG, which made on the basis of magnetite in a proportion of 84 to 94% and feeds of 0.5 to 5.0% MgO and 0.5 to 1.5% CaO as a heat storage brick become. The bricks are fired and have a thermal conductivity of 1.55 to 1.70 W (mK) -1 after firing and cooling. The disadvantages of these magnetite storage materials result from the time-consuming and costly production process of the bricks until a ready-to-use, ready-to-use product is obtained.
JP 2 001 192 261 A describes a brick of this type with a composition of CaO and SiO 2 modifications, in particular cristobalite and tridymite, and amorphous metal oxides selected from the group of the alkali, alkaline earth, IVa or Vla group. However, manganese, iron, cobalt, copper, zinc, bismuth, titanium, lead, tantalum and cerium can also be used for metal oxide.
AU 2 852 692 A discloses a refractory brick using iron containing sand with clay, alkali metal silicate solution, oleic acid, oil or water, or mixtures thereof for the manufacture thereof.
Similar compositions are also disclosed in RU 2 067 564 C1 for a concrete mix, and in SU 1 822 398 A3 for a cement clinker mix.
GB 2 087 135 A describes a thermal insulation for sodium sulfur cells using a mixture of titanium oxide and magnetite, to the fibers of which silicone airgel is added.
A filler for sound-insulating material is described in EP 251 645 A2. Also used herein are iron oxides, especially iron oxide silicates, and alkali metal oxides or alkaline earth metal oxides, and silica.
Another utilization possibility of the magnetite with regard to its heat storage capacity is described in JP 200 097 498. This document relates to a high-temperature heat storage tank, wherein the interior of the tank housing is filled with a mixture of liquid and solid heat storage materials, in which an electrical heater and a liquid-filled heating cable are embedded. As solid storage components magnetite, magnesia, silica and / or alumina are used, which are present in different grains. When only two grain sizes are provided, a ratio of 0.4 between coarse grain and fine grain is maintained. The liquid matrix is formed from metal-containing portions.
On the part of the processing industry in this field, there is an effort to produce heat storage materials quickly and inexpensively, so that versatile heat storage products can be offered. For this purpose, the requirements are directed to storage masses, which are not only easy to produce and extremely easy to process, such as easily malleable, but also meet demanding physical characteristics. In particular, these relate to the heat storage capacity, the heat distribution within the material, the heat resistance and in some cases the high heat resistance.
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In order to meet these increasing requirements, it is now an object of the invention to provide a heat storage mass which is inexpensive to manufacture - i.a. also with regard to the raw materials, whereby in addition the work steps can be reduced and which storage mass is also easy to process further.
Furthermore, it is necessary to create a memory material, which shows good thermal behavior, such as heat storage capacity and thermal conductivity, with permanent and functional usability is guaranteed. In addition, the material should be easy to handle, so it is used in a wide range of applications.
This object is achieved according to the invention in that the heat storage mass (based on wt .-%) 40 to 90% magnetite, 7 to 11% Erdalkalisilikatsalzlösung (60-70% saturated), 2 to 4% microsilica, 0.5 to Contains 7.5% aluminum salts, 0.2 to 0.5% mineral fiber, wherein the heat storage mass is silicate bound. Due to the silicate setting, this magnetite-based storage mass is particularly easy to process because it is cold-curing and therefore viscous immediately after its mixing and homogenization. Thus, the mass is extremely easy to shape in any configuration, without having to undergo further steps.
The setting takes place in a known manner on the Si, alkaline earth and Al portions of the storage mass, wherein the phase formation of the mass after curing gives strength-giving texture. According to the invention, this is realized by the silicate salts, by microsilica and by the aluminum salts, whereby such a condition is improved when a water glass solution (60-70% saturated), preferably a potassium silicate solution, is used as the alkaline earth silicate salt solution.
By the ingredients according to the invention, moreover, a good resistance of the cured composition to acids is achieved, whereby high safety requirements are met, which are required in numerous applications of heat storage materials, such as in firing facilities, in which aggressive substances are used. By means of the substance proportions according to the invention, an extremely good heat storage behavior is achieved, wherein the quantitative proportion of magnetite is decisive. This is supported by the relatively high density of the magnetite, wherein the magnetite composition according to the invention can reach a specific weight of 3.5 to 4 kg when wet.
The relatively low addition of mineral fiber as well as the magnetite contribute to the physical properties with respect to the behavior towards temperature. In addition, the structure of the mineral fiber supports the setting behavior of the storage mass. Not only for the best possible heat transfer and optimal storage capacity, but also for a satisfactory silicate binding of the storage mass, the ratio of the ingredients of importance.
In this connection, the mineral fiber according to the present invention comprises a silicate mineral fiber, preferably using a calcium silicate mineral fiber. Of course, another conventional mineral fiber readily available on the market can be used as long as it does not interfere with the behavior of the storage mass such as setting and heat storage.
For an improved combination of storage behavior and heat distribution within the cured mass, it has been found to be beneficial if the storage mass comprises 45 to 85% magnetite, 8.5 to 10% alkaline earth metal salt solution (60-70% saturated), 2 to 3% microsilica, 1 up to 4% aluminum salts,
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Contains 0.3 to 0.5% mineral fiber, wherein the data refer to wt .-%.
A good setting behavior of the composition is achieved if aluminum phosphate contained in the inventive storage mass aluminum phosphate and / or aluminum silicate, which react with other ingredients, such as the silicate salts, to strength-forming phases.
For this purpose, it is advantageous if the heat-storing mass contains 0.5 to 2.5% by weight of aluminum phosphate, preferably 1.6 to 1.8% by weight.
Likewise, it has been found that aluminum silicate in a proportion of 0.5 to 5 wt .-%, preferably 1.7 to 3 wt .-%, in the heat storage composition is particularly advantageous. In addition, the salts mentioned are readily available and contribute to the setting of the magnetite extremely positive and the requirements for an effective heat storage behavior are met.
In the foreground of the invention is the heat distribution of the hardened storage material, for which the distribution of magnetite in the mass is of great importance. According to a feature of the invention, this is achieved when the magnetite used has a particle size of max. 4 mm. From a grain distribution of this order of magnitude in the mass results that a particularly good thermal conductivity is obtained within the material. In addition, it has been shown that the distribution of the magnetite in the material, which is very fine according to the invention, has an extremely favorable effect on the storage capacity. The said granulation is obtained according to a standardized sieving, whereby a favorable distribution of the magnetite particles on the nature of the storage material is ensured.
Compliance with the particle size distribution of the iron oxide component in the inventive storage mass is of great importance, for which purpose a check on the sieve line is advisable.
According to a further feature of the invention, it is possible that the heat storage mass further contains hematite. In such a case, it is favorable if a content of 15 to 40 wt .-%, preferably from 20 to 35 wt .-%, is provided. Not only the extremely fine mineral quality of the hematite, which gives a favorable grain distribution, has a positive effect on an improved storage behavior of the mass, but understandably also its iron content. In this context, it is advisable to keep the quantitative amount of magnetite a little lower.
A favorable heat storage behavior is also obtained when the inventive heat storage mass further contains 0.1 to 24 wt .-% blast furnace slag. Similar to the mineral fiber, known properties of the slag are utilized according to the invention in order to improve the heat-storing behavior of the storage material. According to the invention, it is possible to use the blast furnace slag as a substitute for hematite. It is conceivable in this case not to limit the use to a specific blast furnace slag, but to use various types of slag, provided that the properties of the inventive storage material are retained.
The use of blast furnace slag is particularly advantageous because in addition a residual material utilization is served and the higher-cost hematite can be saved as a raw material, despite the requirements of the heat storage material can be easily met.
In the case of use of said slag, it is expedient if the blast furnace slag with a grain size of 3 to 5 mm is used. Such a material in said grain size can thus be used in addition to the chemical properties of the slag as a supporting grain in the matrix of the storage mass. For this it is particularly favorable if the slag is used in the form of crushed grain.
In terms of a large applicability, it is advantageous if the heat storage mass a
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Heat resistance up to 1200 C. This also ensures that the material can also be used for high-temperature furnaces without compromising the durability or durability of the material.
With regard to an effective heat distribution within the storage material, it is advantageous if the heat storage mass has a thermal conductivity of 4 to 9 W (mK) -1, preferably of 5 to 8 W (mK) -1. This shows that an effective thermal behavior during use of the storage material is ensured in each case.
The same applies according to a further feature of the invention, when the heat storage mass has a specific heat capacity of 0.6 to 1 J g-1 K-1, preferably 0.7 to 0.9 J g-1 K-1.
According to a further feature of the invention, it is also possible that the heat storage mass contains 0.1 to 0.6 wt .-% red dye. A paint in general gives the storage mass in the hardened state an attractive appearance. For an undisturbed reaction behavior of the storage material, it is easy in this context, if conventional iron oxide is used. Of course, other coloring materials can be used, which give the material a nice appearance with different design.
Example 1: 7.92% potassium silicate solution (60-70% saturated) 2.21% microsilica 0.29% color red 52.93% magnetite with a grain size of max. 4 mm 33.34% hematite 0.38% mineral fiber 1.39% aluminum phosphate 1.53% aluminum silicate, the data referring to% by weight. The components are placed in a compulsory mixer and mixed. After homogenization of the components, the blended storage mass obtains a viscous consistency, whereby it can be poured into any desired shape, depending on the desired shape of the finished product. A curing of the mixture takes place at about 40 or 50 C.
Results: specific gravity wet 3.90 thermal conductivity 8 W (mK) -1 specific heat capacity 0.7 to 0.9 J g-1K-1 Example 2: A dry premix is prepared consisting of 2.21% microsilica 0 , 29% color red 52.93% magnetite with a grain size of max 4 mm 0.38% mineral fiber 1.39% aluminum phosphate
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1.53% aluminum silicate, wherein the percentages correspond to the weight percentages based on the final mass before curing. The premix is then introduced into the compulsory mixer with 7.92% water glass solution, using up to 60-70% saturated potash water solution, and 33.3% hematite is introduced into the compulsory mixer and mixed. After homogenization, the viscous mass is brought back into a shaping shape and cured at about 40 to 50 C.
In Example 2, the same results could be achieved as indicated above in Example 1.
Claims 1. Heat storage mass with magnetite and silica characterized in that the heat storage mass (details based on wt .-%)
40 to 90% magnetite,
7 to 11% alkaline earth silicate salt solution (60-70% saturated),
2 to 4% microsilica,
0.5 to 7.5% aluminum salts,
Contains 0.2 to 0.5% mineral fiber, wherein the heat storage mass is silicate bound.