Diese Erfindung betrifft einen gebrannten Formspeicherstein, und Verfahren zu seiner Herstellung insbesondere für Elektrowärmespeicheröfen, welcher aus keramischer Masse besteht und in diese direkt eingebettete Widerstandsdrähte aufweist.
Es wurde bereits vorgeschlagen, die höchstmögliche Speicherkapazität mit viel Anteil an spezifisch schweren Mineralen und mit einer geringen Menge von Ton und Bindemitteln zu erzielen. Es dürfen allerdings die Bindemittel die eingebetteten Drähte chemisch nicht angreifen und auch den Erweichungspunkt der Masse im Brand und bei Überlastung nicht zu tief herabsetzen. Man kann die Bindemittel bedeutend herabsetzen auf Kosten des Ton-Prozentsatzes und bei stark vergrössertem Ton-Anteil sogar ganz weglassen.
Die Forderung nach einem spezifisch grossen Formsteingewicht findet aber gerade bei eingebetteten Heizleitern ihre Begrenzung in der Rissefreiheit und in der erforderlichen mechanischen Festigkeit für den Transport. Deshalb ermöglicht ein grösserer Ton-Anteil, wie erkannt wurde, durch Agglomeration die fest haftende Verbindung mit den spezifisch schweren Bestandteilen der Masse.
Nicht jede Tonsorte verbindet sich rissefrei mit jedem spezifisch schweren Mineral in allzu geringer Menge und in jener chemischen Zusammensetzung, die dem Widerstandsmaterial nicht schadet.
Der erfindungsgemässe Formspeicherstein ist dadurch gekennzeichnet, dass die keramische Masse mindestens 40SO von einem oder mehreren der folgenden Matrialien enthält: Magnesit, Sintermagnesit, Chromit, Olivin, Dunit, Forsterit, Magnesiumsilikat, und dass der Rest der Masse aus fetten Tonen, allenfalls gemischt mit bis zu 10% gebranntem, körnigem Ton, besteht.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ton so fein gemahlen wird, dass er die Gemischbestandteile, die ein höheres spezifisches Gewicht haben als der Ton, bei Anfeuchtung umhüllt.
Die nicht aus Ton bestehenden Bestandteile der Masse können aus Körnern bis 6 mm bzw. zum Teil aus Mehl bestehen.
Kalk und sonstige Substanzen, welche beim Trocknen oder Brennen Gase bilden, sowie die Heizleiter angreifen, dürfen in den schweren Stoffen nicht oder nur in ganz geringen Mengen enthalten sein. Es hat sich gezeigt, dass derartige schädliche Erscheinungen durch einen grösseren Tongehalt gebunden werden und nicht stören.
Als geeignete Schwerstoffe haben sich auch Magnesiumsilikate erwiesen, deren Verwendung als Olivin, Dunit und andere Doppelsilikate bessere Bindefähigkeit mit fettem Ton und höhere Rissefreiheit in der Trocknung und im Brand ergibt. Diese Stoffe in günstigst verteilter Körnung lassen sich auch mit Magnesiten auf einer Tonbasis von 50% abwärts bis zu 10% Ton gut mischen, so zwar, dass trotz des erhöhten Tongenhalts durch dichte Schichtung und wirkungsvolle, hohe Pressung noch so hohe Formsteingewichte mit hoher spezifischer Wärme ohne Riss- oder Zerfallsanfälligkeit entstehen, dass sie für Speicherelemente mit eingepressten Heizleitern bestgeeignetes Baumatenal bilden.
Es soll auch hervorgehoben werden, dass die letztgenannten hohen Tonprozente die Herstellung in allen Operationen erleichtern und dadurch verbilligen (insbesondere das Erstarren der Masse beim Pressen vermindern), sondern durch den Ton als billigsten Mischungsbestandteil auch den Gesamtpreis wesentlich senken.
Die Feuerfestigkeit, welche bei Hüttenprodukten einen höheren Tonanteil nicht zulässt, spielt für die Verwendung mit eingepressten Heizleitern keine Rolle, weil letztere ohnehin keine Temperatur über 12000C vertragen.
Zwischen 50% und 10% Anteil an fettem Ton als Bindestoff kann das spezifische Gewicht von Speicher Elementen gegenüber reiner Schamottebasis bis 50% erhöht werden.
Zwischen 40% und 20% Tonzusatz erhöht sich das Elementgewicht bis zu 30 bis 50%. Tonzusätze unter 20% können unter bestimmten 'Bedingungen das spezifische Elementgewicht noch mehr erhöhen, doch treten dann leicht Trockenrisse auf, welche den guten Luftabschluss der eingebetteten Heizdrähte wesentlich ver schlechtem,
Als Speicherstoffe wurden schon Magnesite genannt.
Versuche haben gezeigt, das nicht nur ein höherer Magnesiumoxyd-Gehalt, sondern auch eine möglichst die ganze Skala von 0 bis 6 mm (4besser 0 bis 3 mm) umfassende Körnung in der Siebanalyse von Vorteil ist.
Zu kleine Körner ergeben wegen ihrer Lufthüllen zu kleine spezifische Gewichte; grosse Körner sind zwar schwerer, stören aber bei der Drahteinbettung. Mittelkleine Korngrössen sind zur innigen, nicht so leicht Trocknungsrisse bildenden Pressformung und Trocknung vorteilhaft.
PATENTANSPRÜCHE
I. Gebrannter Formspeicherstein, insbesondere für Elektrowärmespeicheröfen, welcher aus keramischer Masse besteht und in diese direkt eingebettete Widerstandsdrähte aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die keramische Masse mindestens 40% von einem oder mehreren der folgenden Materialien enthält: Magnesit, Sintermagnesit, Chromit, Olivin, Dunit, Forsterit, Magnesiumsilikat, und dass der Rest der Masse aus fetten Tonen, allenfalls gemischt mit bis zu 10% gebranntem, körnigem Ton, besteht.
II. Verfahren zur Herstellung des Formspeichersteins nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Ton so fein gemahlen wird, dass er die Gemischbestandteile, die ein höheres spezifisches Gewicht haben als der Ton, bei Anfeuchtung umhüllt.
UNTERANSPRUCH
Formspeicherstein nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht aus Ton bestehenden Bestandteile der Masse aus Könern bzw. zum Teil aus Mehl bestehen, deren feine und bis zu 6 mm, vorteilhaft bis 3 mm, grobe Körnung ziemlich gleichmässig auf die ganze Skala von feinster Körnung bis zum groben Korn verteilt ist
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This invention relates to a fired shape memory stone, and a method for its production, in particular for electric heat storage furnaces, which consists of ceramic mass and has resistance wires directly embedded in this.
It has already been proposed to achieve the highest possible storage capacity with a large proportion of specifically heavy minerals and with a small amount of clay and binding agents. However, the binding agents must not chemically attack the embedded wires and also not lower the softening point of the compound too low in the event of fire or overload. The binding agent can be reduced significantly at the expense of the clay percentage and, if the clay percentage is greatly increased, even omitted entirely.
The requirement for a specifically high molded stone weight is limited, especially with embedded heating conductors, in the absence of cracks and in the required mechanical strength for transport. Therefore, as has been recognized, a larger proportion of clay enables the firmly adhering connection with the specifically heavy constituents of the mass through agglomeration.
Not every type of clay combines crack-free with every specifically heavy mineral in an excessively small amount and in a chemical composition that does not damage the resistance material.
The shape memory stone according to the invention is characterized in that the ceramic mass contains at least 40SO of one or more of the following materials: magnesite, sintered magnesite, chromite, olivine, dunite, forsterite, magnesium silicate, and that the rest of the mass consists of fatty clays, possibly mixed with up to 10% burnt, granular clay.
The method according to the invention is characterized in that the clay is ground so finely that it envelops the mixture components, which have a higher specific weight than the clay, when moistened.
The non-clay constituents of the mass can consist of grains up to 6 mm or partly of flour.
Lime and other substances which form gases during drying or burning, as well as attack the heating conductors, must not be contained in the heavy materials or only in very small quantities. It has been shown that such harmful phenomena are bound by a larger clay content and do not disturb.
Magnesium silicates have also proven to be suitable heavy materials, the use of which as olivine, dunite and other double silicates results in better binding properties with fatty clay and greater freedom from cracks during drying and in the fire. These substances in the most favorably distributed grain size can also be mixed well with magnesites on a clay basis from 50% down to 10% clay, so that despite the increased clay content due to dense layers and effective, high pressure, even the highest molded stone weights with high specific heat Without susceptibility to cracks or disintegration, they form the most suitable construction material for storage elements with pressed-in heating conductors.
It should also be emphasized that the last-mentioned high percentages of clay facilitate production in all operations and thus make it cheaper (especially reduce the solidification of the mass during pressing), but also significantly reduce the total price due to the clay being the cheapest component of the mixture.
The fire resistance, which does not allow a higher clay content in metallurgical products, does not play a role for the use with pressed-in heating conductors, because the latter cannot withstand temperatures above 12000C anyway.
Between 50% and 10% proportion of fatty clay as binding material, the specific weight of storage elements can be increased by up to 50% compared to pure fireclay.
Between 40% and 20% clay addition, the element weight increases by up to 30 to 50%. Clay additions below 20% can increase the specific element weight even more under certain 'conditions, but then dry cracks easily occur, which significantly impair the good air seal of the embedded heating wires,
Magnesites have already been mentioned as storage substances.
Tests have shown that not only a higher magnesium oxide content, but also a grain size encompassing the entire scale from 0 to 6 mm (4 better 0 to 3 mm) is advantageous in the sieve analysis.
Grains that are too small result in specific weights that are too small because of their air envelopes; large grains are heavier, but interfere with wire embedding. Medium-small grain sizes are advantageous for intimate compression molding and drying, which do not easily cause drying cracks.
PATENT CLAIMS
I. Fired shape storage stone, in particular for electric heat storage stoves, which consists of ceramic mass and has resistance wires directly embedded in this, characterized in that the ceramic mass contains at least 40% of one or more of the following materials: magnesite, sintered magnesite, chromite, olivine, dunite , Forsterite, magnesium silicate, and that the rest of the mass consists of fatty clays, possibly mixed with up to 10% burnt, granular clay.
II. A method for producing the shape memory stone according to claim I, characterized in that the clay is ground so finely that it envelops the mixture components, which have a higher specific weight than the clay, when moistened.
SUBClaim
Shape memory stone according to patent claim I, characterized in that the non-clay components of the mass consist of grains or partly of flour, their fine and up to 6 mm, advantageously up to 3 mm, coarse grains fairly evenly on the whole range of the finest Grain is distributed up to the coarse grain
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