DE1063351B

DE1063351B - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Schaumglas

Info

Publication number: DE1063351B
Application number: DESCH24074A
Authority: DE
Inventors: Frantisek Schill; Hradec Kralove; Frantisek Konarek
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1957-05-28
Filing date: 1958-05-14
Publication date: 1959-08-13
Also published as: CH360771A; GB856364A; FR1196293A

Description

f ÜXDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES /g»)V«ffi\ PATENTA

kl 32b 1 '

INTERNAT. KL. C 03 C

AUSLEGESCHRIFT 1063 351

Sch 24074 IVc/32 b

ANMELDETAG: 14.MAI1958

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 1 3. A U G U S T 1 9 5 9

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Schaumglas.

Zur Wärmeisolation von Industrie- und Wohnobjekten werden in der letzten Zeit immer häufiger Platten oder Formlinge aus Schaumglas verwendet, welchem vor anderen Isolationswerkstoffen wegen mancher hervorragenden Eigenschaften der \^orzug gegeben wird. Es sind dies vor allem seine mechanische Festigkeit, Unbrennbarkeit und Undurchdringlichkeit gegen Gase und Flüssigkeiten.

Schaumglas besteht im wesentlichen aus natriumcalcium-silicium-haltigem Glas der üblichen Zusammensetzung, welchem das Skelett dieses aus Millionen kleiner, regelmäßiger, gegeneinander luftdicht verschlossener Zellen bestehenden Materials bildet.

Das Prinzip der Herstellung von Schaumglas ist allgemein bekannt und wurde bereits des öfteren in der Fachliteratur beschrieben. Ein Gemisch von Glaspulver und einem Aufschäummittel, welches gewöhnlich aus einem Reduktionsstoff auf Kohlenstoff basis, wie Ruß oder Koks, besteht, wird in metallenen oder anderen hitzebeständigen Formen auf eine Temperatur erwärmt, bei welcher das Glas zuerst sintert und dann durch eine chemische Reaktion zwischen dem zugesetzten Reduktionsstoff und Schwefelsäureanhydrid oder anderen, im Glaspulver vorhandenen Oxydationsbestandteilen eine derartige Gasmenge entsteht, daß die gesinterte Masse aufschäumt und auf diese Weise den ganzen Raum der Form ausfüllt. Das gebildete Schaumglas wird dann aus der Form herausgenommen und langsam auf die Temperatur der Umgebung abgekühlt.

Obwohl dieses Prinzip des Hersteilens von Schaumglas einfach erscheint, bietet seine Anwendung im industriellen Maßstab eine ganze Reihe von Schwierigkeiten, so daß sich die eigentliche Erzeugung von Schaumglas ziemlich kompliziert gestaltet. So ist z. B. der Vorwärme-, Sinter- und eigentliche Auf schäumvorgang in Wirklichkeit höchst heikel, und zwar nicht nur, was die Schaffung und Einhaltung des richtigen Temperaturbereiches in bezug auf Zeit und Raum anbelangt, sondern auch im Hinblick auf die richtige Zusammensetzung des Aufschäumgemisches. Nach Beendigung des Aufschäumvorgangs entsteht eine weitere große Schwierigkeit mit der Abkühlung des fertigen Schaumglases, da dieses bestrebt ist, während der Abkühlung zu schrumpfen. Das Schrumpfen von Schaumglas während der Abkühlung wird dadurch verursacht, daß bei einer Temperatursenkung in den einzelnen Zellen des Schaumglases ein Unterdruck entsteht, der bei Temperaturen, bei denen das Glas noch geschmeidig ist, eine Verformung (Schrumpfung) des ganzen Blocks hervorruft.

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Schaumglas

Anmelder:

Frantisek Schill, Hradec Krälove

und Frantisek Konärek, Prag

(Tschechoslowakei)

Vertreter: Dipl.-Ing. A. Spreer, Patentanwalt, Göttingen, Groner Str. 37

Beanspruchte Priorität: Tschechoslowakei vom 28. Mai 1957

Frantisek Schill, Hradec Kralove,

und Frantisek Konärek, Prag (Tschechoslowakei),

sind als Erfinder genannt worden

Um dieser Schrumpfung vorzubeugen, muß das Schaumglas nach beendetem Aufschäumvorgang bei

einer Temperatur stabilisiert werden, bei welcher der Unterdruck in den Zellen noch nicht einen solchen Wert erreicht, um ein Schrumpfen der Oberfläche des Schaumglases hervorzurufen, das bei dieser sogenannten Stabilisierungstemperatur bereits teilweise er-

starrt ist.

Die Überführung des fertigen Schaumglases von der Auf schäum temperatur auf die Stabilisierungstemperatur bietet in der Praxis deshalb bedeutende Schwierigkeiten, weil sie ziemlich rasch vor sich

gehen muß, denn sonst verursacht die im Innern des Blockes angesammelte Wärme, daß der Aufschäumvorgang noch während der Zeit, wenn die Stabilisierung bereits im Gange sein soll, fortschreitet.

Andererseits darf die Stabilisierungstemperatur

nicht allzu niedrig sein, da bei einer plötzlichen Abkühlung des Schaumglasblockes unter die Temperatur von 500 bis 550° C bereits eine große Gefahr der Entstehung von Öberflächenrissen und dadurch Entwertung des ganzen Blockes besteht. Deshalb ist der

z. B. in der britischen Patentschrift 622 218 beschriebene Vorgang, bei welchem das Schaumglas nach beendetem Aufschäumverfahren zuerst auf einer Stabilisierungstemperatur von etwa 650° C erhitzt und dann erst rasch auf etwa 430° C abgekühlt wird, nicht so

909 607/184

wirksam und im Hinblick auf die plötzliche Abkühlung des bereits verhältnismäßig kalten Schaumglas auch gefährlicher wegen der Gefahr der Rißbildung.

Die vorliegende Erfindung behebt in zufriedenstellender Weise alle dargelegten Schwierigkeiten und ermöglicht die Erzeugung von Qualitätsschaumglas mit einem spezifischen Gewicht bis zu 0,14 g/cm³ in etwa 500-500-140 mm großen Blöcken.

Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht darin, daß die das Aufschäumgemisch enthaltende Form auf eine Temperatur von 500 bis 750° C, bei welcher das Gemisch sintert, erwärmt und sofort weiter auf eine Temperatur von 800 bis 850° C erhitzt wird, wobei das gesinterte Glas in der Form aufschäumt, worauf durch rasches Abkühlen auf 400 bis 500° C eine Erstarrung der Oberfläche des Schaumblockes erzielt und dadurch sein Schrumpfen verhindert und schließlich durch Erhitzen auf eine Temperatur von 620 bis 660° C der Schaumglasblock stabilisiert wird.

Zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Tunnelofen verwendet, der aus drei unmittelbar aneinander anschließenden Zonen, nämlich der Aufschäum-, Abkühl- und Stabilisierungszone, besteht.

Die Zeichnung veranschaulicht schematisch eine beispielsweise Ausführung eines Tunnelofens.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt des Ofens,

Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie H-II in Fig. 1 und

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Ofen nach der Linie HI-III in Fig. 1.

Der Aufschäumofen besteht, wie aus Fig. 1 ersichtlich, aus drei aneinander anschließenden Teilen oder Zonen: der Aufschäumzone 1, Kühlzone 2 und Stabilisierungszone 3. Während die Zonen 1 und 3 aus üblichen Schamottemauerwerk 4, das außen mit einer Schicht von leichten Schamotteformlingen 5 (Fig 2) isoliert ist, ausgeführt sind, bestehT~3eF Abkühlungsteil 2 nur aus einem Blechgehäuse 6 (Fig. 3). Das Gehäuse 6 ist oben, an den Seiten und unten mit Belüftungsklappen 7 derart versehen, daß der AJ?k.ühlungsgrad darin gut reguliert werden kann. Der Abkühlungsteil 2 ist von dem Aufschäumteil 1 sowie von dem Stabilisierungsteil 3 durch Schamottesperren 8 (Fig. 1) getrennt, die durch eine geeignete Vorrichtung derart herabgelassen und befestigt werden können, daß sie bis dicht an die Deckel der durchlaufenden Formen 9 reichen.

Am Anfang des Vorwärmeteiles 1 und am Ende des Stabilisierungsteiles 3 sind Schamottesperren 10, 11 vorgesehen. Diese Sperren 10, 11 sind gleichfalls bis auf die Höhe der Formen 9 herabgelassen„urj.d außerdem mit metallenen Absperrjalousien versehen, die durch die hindurchlaufende Form 9 jeweils automatisch ausgeschwenkt werden.

Zum Vorschub der Formen 9 durch den Ofen ist entlang der ganzen Oberfläche eine Walzenbahn 13 vorgesehen, die aus angetriebenen Walzen aus hitzebeständigem Stahl besteht. Dies ist natürlich nur eine der möglichen Ausführungsarten. Man kann ganz gut auch z. B. einen Ofen mit einer Schiebevorrichtung oder mit einer schrittweise arbeitenden Vorschubvorrichtung, also ähnliche Tunnelofen wie zum Glühen von Metallblöcken in der Metallurgie, verwenden.

Die Zonen 1 und 3 werden mit Gasbrennern 14 beheizt, die vorwiegend in dem Heizraum unterhalb der Walzbahn 13 angeordnet sind. Nur in dem Endteil der Aufschäumzone befinden sich einige Hilfsbrenner 15 auch oberhalb der Ebene der Walzenbahn 13. Die Zone 2 wird nicht beheizt. Anstatt der Gasbrenner 14 können auch Ölbrenner oder eine elektrische Heizung

verwendet werden. Ob nun die Beheizung mit Ga oder elektrisch erfolgt, ist es für einen richtigen trieb des Aufschäumofens wichtig, daß der groß Teil der Wärme den Formen 9 mit dem Aufschäumgemisch in der Richtung von unten zugeführt wird, so daß der Deckel der Form 9 stets um 10 bis 30° C

kühlerjjjs der Formboden ist. " ~

In der Ofenwölbung sind Abzugskanäle, 16 für die

A^erbrennungsprodukte vorgesehen, die durch Sperrklappen 17 regelbar sind und in einen gemeinsamen Schornstein I5~rnunden.

Der Einschub der Formen 9 in den Ofen und deren Abschub aus dem Ofen erfolgt durch eine angetriebene Hilfswalzstrecke 19, die eine viel größere Geschwindigkeit als die Walzenstrecke im Innern des Ofens aufweist.

Damit die Formen 9 nicht in dem Raum unter der Eintrittssperre 10 oder Austrittssperre 11 stehenbleiben, sind die ersten zwei Walzen 20 mit einem Freilauf versehen, und die letzte Walze 21 in dem Stabilisierungsteil des Ofens weist dieselbe Geschwindigkeit wie die Walzenstrecke hinter dem Ofen auf. Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird wie folgt vorgegangen:

Das Aufschäumgemisch in der Form wird vorgewärmt und gesintert, und zwar entweder dadurch, daß es in eine Temperatur von etwa 500° C eingebracht und während 30 Minuten allmählich auf die Aufschäumtemperatur von etwa 830° C erwärmt wird oder in eine Temperatur von etwa 730° C eingebracht und auf dieser Temperatur gleichfalls etwa 30 Minuten lang erhalten wird. Hierauf wird die Form etwa 20 Minuten auf die Aufschäumtemperatur erwärmt, wobei der eigentliche Aufschäumvorgang stattfindet.

Sofort nach beendetem Aufschäumvorgang tritt die Form in die Kühlzone des Ofens ein, wo ihre Oberfläche binnen 10 bis 15 Minuten bis auf eine. Temperatur von 400 bis 5002 C rasch abgekühlt wird. Dabei erstarrt die Oberfläche des Schaumglases, wodurch das Schrumpfen des Fertigerzeugnisses während der Abkühlung verläßlich verhindert wird. Da das Blockinnere infolge der sehr geringen Wärmeleitfähigkeit des Schaumglases stets noch eine der ursprünglichen Aufschäumtemperatur entsprechende Temperatur aufrechterhält und bei der in der Kühlzone herrschenden Temperatur die Blockoberfläche bei längerem Aufenthalt Sprünge erhalten würde, wird die Form sofort weiter in die Stabilisierungszone vorgeschoben, in welcher der Block in seinem ganzen Querschnitt während 30 bis 40 Minuten auf eine Temperatur von etwa 620 bis 660° C stabilisiert wird. Diese Temperatur ist genügend niedrig, um eine nachträgliche Schrumpfung der Blöcke zu vermeiden, dabei jedoch genügend hoch, um ein spontanes Springen der Blöcke vor ihrer Überführung in den Kühlofen zu verhindern. Die die Stabilisierungszone des Ofens verlassende Form wird dann sehr rasch in geeigneter Weise geöffnet oder auseinandergenommen, der Block aus ihr herausgehoben und in einen Kühlofen übergeführt, wo er einem langsamen, etwa 24 Stunden dauernden Kühlvorgang unterworfen wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zum Herstellen von Schaumglas durch Exwärmen eines Gemisches von Glaspulver und Aufschäummitteln in hitzebeständigen Formen, dadurch gekennzeichnet, daß die Form mit dem Auischäumgemisch auf eine Temperatur von 500

7<> bis 750° C, bei der das Gemisch .silltext, erwärmt

und weiter auf eine Temperatur von 800 bis 850° C, bei welcher das gesinterte Glas in der Form aufschäumt, erwärmt wird, worauf durch rasches' Abkühlen auf eine Temperatur von 400 bis 500° C die Oberfläche des Schaumblockes zum Erstarren gebracht wird, um sein Schrumpfen zu verhindern, und schließlich durch Erhitzen auf eine Temperatur von 620 bis 660° C der Schaumglasblock stabilisiert wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Erzeugen von Schaumglas nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Tunnelofen, bestehend aus drei unmittelbar aufeinanderfolgenden Zonen, und zwar einer Aufschäumzone (1), Kühlzone (2) und Stabilisierungszone (3), durch welcBe Formen (9) mit dem Aufschäumgemisch fließend hindurchlaufen.

~3T Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufschäumzone (1) und die

Stabilisierungszone (3) derart heizbar sind, daß die Deckel der Formen stets um 10 bis 30° C kühlerals die Formböden sind und die Kühlzone (2)nicht erwärmt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufschäumzone (1) und Stabilisierungszone (3) aus einem außen isolierten Schampttemauerwerk ausgeführt und mit einer geeigneten Erwärmungsvorrichtung, z. B. Gas- oder ölbrenner oder elektrischer Heizung, versehen sind und die Kühlzone (2) aus einem Blechgehäuse ohne Erwärmungsvorrichtung besteht, das oben, an den Seiten bzw. auch unten mit Belüftungsklappen versehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlzone (2) des Ofens von der Aufschäumzone (1) und Stabilisierungszone (3) durch Schamottggp£rxen_(8) getrennt ist, die bis dicht an die Deckel der Formen (9) reichen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 909 607/184 8. 59