DE1646398A1

DE1646398A1 - Verfahren zum Herstellen von waermeisolierenden schwerschmelzbaren Produkten

Info

Publication number: DE1646398A1
Application number: DE19681646398
Authority: DE
Inventors: Taizo Kato; Hideji Numata; Masatoshi Shiota
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1967-01-10
Filing date: 1968-01-10
Publication date: 1971-07-08
Also published as: US3544666A; FR1551423A

Description

DIPL..ING. H. LEINWEBER dipl-ing. H. ZIMMERMANN

Postscheck-Kontor Bank-Konto: Telefon ' ' Tel.-Adr. München 220« Dresdner Bank ag. München (0811) 2*lt8» _Λ _A LeinpaJ München München 2, Marlenplotz, Kto.-Nf. 92790 iinT-wnw«- Lw/XIIl/C 8 München 2, Rpientel 7i

(Kustermann-Passage)

10. Januar 1968

Asahi Glass Co., Ltd., Tokyo, Japan

Verfahren zum Herstellen von wärmeisolierenden schwerschmelzbaren Produkten

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von wärmeisolierenden schwerschmelzbaren Produkten und insbesondere ein Verfahren zum Herstellen von isolierenden schwerschmelzbaren Produkten unter Verwendung von erhitztem Geyserlt als schwerschmelzbarem Ausgangsmaterial.

Zum Herstellen von wärmeisolierenden schwerschmelzbaren Produkten wurden bisher verschiedene Verfahren angewandt, wie z.B. (1) Einmischen von brennbaren Bestandteilen in die Ausgangsmaterialien, (2) Einmischen von sublimierbaren Stoffen, (3) chemisches Aufschäumen, (4) Aufschäumen von Ton (mechanisches Aufschäumen von vorher mit einem Schäummittel vermischtem Ton-

109828/0408^, - ² -

schlamm), (5) Wasser-Schaumverfahren ( es wird zuerst nur eine wässrige Lösung des Schäummitteis hergestellt und diese zu der Aufschlämmung zugegeben), (6) Anwendung von Stoffen mit geringem Gewicht, usw.

Bei den obengenannten Verfahren (2) bis (5) entstehen viele * technische Schwierigkeiten bei der Stabilisierung des Schaums und beim homogenen Aufschäumen; daher eignen sich diese Verfahren nicht zum Herstellen von homogenen porösen schwerschmelzbaren Produkten. Außerdem sind diese Verfahren umständlich auszuführen. , .

Allgemein werden z.Zt. die obengenannten Verfahren (1) und (6) angewandt. Bei dem Verfahren (1) muß der Backstein durch Vermählen neu geformt werden, da die Form des so hergestellten Backsteins nach dem Brennen stark beeinträchtigt ist. Als Material mit geringem Gewicht werden bei dem Verfahren (6) häufig Kieselgur, poröser Schiefer, Vermiculit, Asbest, Schamotte mit geringem Gewicht und der-

wie

gleichen, sowie manchmal Lunker (Hohlteilchen), /tonerdehaltige SuIjstanzen, verwendet. ,

Diese Stoffe können gegebenenfalls vorerhitzt oder" manchmal als solche verwendet werden.

109828/0409

164633?

■ - 3 -

Andererseits sind bei schwerschmelzbaren isolierenden Produkten nicht nur hervorragende Isoiliereigenschaften in der Wärme, sondern auch hervorragende mechanische Festigkeit, thermische Stabilität sowie Korrosions- und Erosionsbeständigkeit bei hoher Temperatur erforderlich.

Die meisten isolierenden schwersehmelzbaren Stoffe genügten jedoch diesen Bedingungen nicht.

Beispielsweise weist ein unter Verwendung von Kieselgur hergestelltes wärmeisolierendes schwerschmelzbares Produkt eine große Ausdehnung und Schrumpfung, d.h. eine größe Dimensionsänderung in der Wärme auf und die Festigkeit des Gefüges dieses Produkts läßt in der Hitze nach, so daß es sich bei Temperaturen über TOOO⁰G nicht verwenden läßt, da seine Festigkeit unter 30 kg/cm liegt. Ein unter Verwendung von Vermiculit, porösem Schiefer oder dergleichen hergestelltes isolierendes schwerschmelzbäres Produkt besitzt keine ausreichende thermische Stabilität und mechanische Festigkeit bei hoher Temperatur. Eine Verbesserung der wärmeisolierenden Eigenschaften eines unter Verwendung von Hohltelichen hergestellten wärmeisolierenden schwerschmelzbaren Produkts hat andererseits eine geringe mechanische Festigkeit zur Folge; bewirkt man dagegen eine verstärkte mechanische Festigkeit, so verringert sich das Wärmeisoliervermögen.

10 9828/0409 _ ₄ _

Bei der Herstellung von isolierenden schwerschmelzbaren Produkten ist also die Auswahl der schwerschmelzbaren Ausgangsmaterialien von allgemeiner Bedeutung (vgl. Bunpei Yoshiki; "Engineering of Refractory Products", Seiten 506 bis 512, veröffentlicht am 15. September 1962 von "The Giho-do Limited, Tokyo, Japan).

fc Im Rahmen der Erfindung wurde nun dieses Problem aufgrund zahlreicher mechanischer und physikalischer Versuche gelöst.

Es wurde gefunden, daß man ein wärmeisolierendes schwerschmelzbares= Produkt mit den verschiedenen hervorragenden Eigenschaften, wie sie im vorangegangenen erwähnt wurden, herstellen kann, wenn man porösen Geyserit als schwerschmelzbares Ausgangsmaterial verwendet und den Geyserit so erhitzt, daß über 60$ seines Siliciumdioxidgehalts in Tridymit umgewandelt werden und diesen Geyserit als schwerschmelzbares Ausgangsmaterial so mit anderen schwerschmelzbaren Stoffen vermischt, daß der Gehalt an erhitztem Geyserit 20 - 90$ der schwersehmelzbaren Ausgangsstoffe beträgt.

10 9828 /0 4Od

■ ■- 5 - ■ .

Es wurde ferner gefunden, daß man hervorragende wärmeisolierende schwerschmelzbare Produkte herstellen kann, wenn man den erhitzten Geyserit im Gemisch mit Kornhülsenasche verwendet, in welcher der größte Teil des Siliciumdioxids in gleicher Weise in Tridymit übergeführt ist.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung von isolierenden achwerschmelzbaren Produkten mit geringem Gewicht und ausgezeichnetem Wärmeisolationsvermögen bei hohen Temperaturen.

Die Erfindung wird nun anhand der folgenden Beschreibung weiter erläutert.

Der bei der Erfindung als-sehwersehmelzbares Material verwendete Geyserit wird auch Sinterquarz genannt und entstand vermutlich durch Austreten von tief im Erdinnern komprimierter hydradisierter Kieselsäure an die Oberfläche der Erde und anschließendes Abkühlen bei gleichzeitiger Druckverminderung. In den meisten Fällen besteht der Geyserit aus 80 -98$ .SiO₂ und enthält etwa W HpO und ferner Al₂O₅, Fe₂O₅, MnO₂, CaO, MgO, Ua₂O, K₂O, SO₅ und kleine Mengen anderer Stoffe. Der Geyserit besteht im allgemeinen aus amorphem Siliciumdioxid, enthält jedoch manchmal teilweise Cristobalit.

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Der Geyserit liegt vorzugsweise in poröser Form vor und kommt in reichen Mengen in vulkanischen Gegenden Japans sowie in verschiedenen anderen Gegenden der Welt vor.

In der folgenden Tabelle sind einige Beispiele für die analytische Zusammensetzung des Geyserits aufgeführt:

10982870409 "

Tabelle

co OO

co

O CD

H₂O

SO,

(flüchtige Btstandteile)

MakiZQ-no-. ■ '. , .*..■;.■ ■ ■.■ Geyserit 1 7*01

Chemische Analyse von Geyserit-Vorkommen

SiO,-, Al₂O^ Fe₉O^ CaO MgO

» 2 5,38 - 93,63 " 3 6,96 tr. 87,54

tr. 90,07 0,94 1,08

Island 1.50-14.50 0-2,49 79,34- % Geyserit 94,40

0,02 2,61

0,69-10,96

^# Kagoshima Prefecture, Japan

0,10 2,45

0,17-2,68

0,66 tr.

tr.

0,85 0,11

0- ΟΙ, 11 1,06 ΟΙ,66

0-

3,55

lösliches SiC

95,33 42,39

-CD CO

16A6398

Bei der Erfindung wird der Geyserit erhitzt. Dadurch wird der größte Teil des Siliciumdioxids in Tridymit überführt. Der so behandelte Geyserit wird dann, vorzugsweise in feine Teilchen, pulverisiert.

Zur Überführung des in dem pulverisierten Geyserit vorhande- * nen Siliciumdioxids in Tridymit gibt man allgemein alkalische Bestanteile oder ein Alkalisalz zu. Der Geyserit wird also beispielsweise in Gegenwart von KpSO,, KgCO^, NagSO,, Na^CO,, Feldspat, Glimmer oder anderen Bestandteilen gebrannt.

Vorzugsweise gibt man alkalische Bestandteile zu dem Geyserit zu; falls der Geyserit jedoch bereits Alkali enthält, ist ein derartiger Zusatz nicht unbedingt erforderlich.

Die Erhitzungstemperatur liegt zwischen 500 und 1200 C,'vor-™ . zugsweise zwischen 700 und 1100 C.

Falls eine größere Menge an zugesetztem Stoff, wie Alkali, das die Umwandlung des Siliciumdioxids in Tridymit begünstigt, angewandt wird, kann die Erhitzungstemperatür allgemein niedriger gehalten .werden. Die bevorzugte Menge an zugesetztem Alkali beträgt 0,3 bis 7 Gew.$£ des Geyserits, berechnet als Oxid.

109828/040 8

akB- , BAD ORIGINAL

Durch dieses Erhitzen werden über 60$ Siliciumdioxid, vorzugsweise über 85$ des Siliciumdloxids (aufgrund der Röntgenstrahlanalyse) des Geyserits in Tridymit umgewandelt. Dieser Geyserit wird im lahmen der vorliegenden Beschreibung als erhitzter Geyserit bezeichnet.

Selbst wenn man den erhitzten Geyserit auf die obengenannten Temperaturen erhitzt, bleibt er porös und sintert nicht. Deshalb verbleibt der erhitzte Geyserit ohne weiteres in dem Zustand, zu welchem er pulverisiert wurde.

Die Teilchengröße des erhitzten Geyserits schwankt je nach dem Anwendungszweck; man kann pulverisierten erhitzten Geyserit mit einem Teüchendurchmesser von über 0,589 mm (über 28 mesh) als Aggregat verwenden. In den meisten Fällen weisen über 80$ des verwendeten Geyserits eine Teilchengröße von unter 0,074 mm (unter 200 mesh) und vorzugsweise 50$ unter 325 mesh auf.

Die beider Erfindung verwendeten erhitzten Geyserit-Sorten weisen eine Schüttdichte von 0,5 bis 1,2 auf (der Wert entspricht dem Gewicht des Geyserits, mit welchem ein Meßzylinder unter Schütteln, jedoch ohne Anwendung von Druck gefüllt wurde).

- 10 109828/0409

- ίο -

Bei der Erfindung bestehen allgemein 30 bis 90$ der als Ausgangsmaterial verwendeten schwerschmelzbaren Stoffe aus erhitztem Geyserit. Andererseits bestehen 10 bis 65$ der schwerschmelzbaren Ausgangematerialien aus Kornhülsenasche, wodurch das erfindungsgemäße Produkt noch wirksamer wird. In diesem Fall bestehen

»ebenfalls über 60# des Si0_o-Gehalts der Kornhülsenasche aus Tridymit." Falls man diese Kornhülsenasche bei der Erfindung anwendet, soll der Anteil des erhitzten Geyserits in den schwerschmelzbaren Ausgangsstoffen jedoch wenigstens 20$ betragen. Ein Teil/des erhitzten Geyserits wird also durch die gekörnte Asche ersetzt.

Die Ββίβ Kornasche besteht aus Reishülsenasche, es läßt sich aber auch jede andere Kornasche, wie Weizen- und Gerstenschrotasche verwenden. Die Asche wird hergestellt, indem man die Hülsen, Epider-

- mis oder Expidermis verbrennt. Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird beispielsweise die Verwendung einer durch Verbrennen von Reishülsen hergestellten Asche erläutert.

Die KornhÜlsen müssen ausreichend gebrannt werden. Falls ν nämlich die KornhÜlsen lediglich am Boden aufgehäuft und gebrannt werden, tritt eine teilweise unvollständige Verbrennung ein, so daß die Asche Kohlenstoff enthält und das Siliciumdioxid der Asche

nicht in Tridymit überführt wird. ,

- 11 -

109828/0409.- _Bad orig«nal

Die Kornhülsen werden in einem geeigneten Verbrennungsofen, wie einer Erhitzungsvorrichtung, einem Drehofen oder dergleichen vollständig verbrannt oder zu einem großen Haufen angehäuft und gebrannt. Gegebenenfalls brennt man die Kornhülsen im Sauerstoffoder Luftstrom. Außerdem können die Kornhülsen manchmal unter Zusatz von Alkali, wie Kalium, Natrium und dergleichen gebrannt werden.

Die Kornhülsenasche kann bis zu 65$ mit den schwerschmelzbaren Stoffen vermischt werden; wendet man jedoch mehr als 65$ Kornasche an, so verringert sich der spezifische Charakter des erhitzten Geyserits, es wird eine große Menge Kornhülsen benötigt und das ganze Verfahren ist unzweckmäßig. Das Gewicht der Kornasche beträgt nämlich nur etwa 1/4 bis 1/5 des Gewichts der Kornhülsen.

Der erhitzte, in Tridymit überführte Geyserit gemäß der Erfindung weist eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber Temperaturwechsel auf und verändert sein Volumen nicht infolge des Übergangs von Siliciumdioxid bei höheren Temperaturen. Daher ist das Gefüge des schwerschmelzbaren Produkts, in welchem diese Stoffe angewandt werden, stabil und wird nicht schwächer und es tritt keine Abnahme der mechanischen Festigkeit des sehv/erschmelzbaren Produkts

109828/04 09

■*^; ' - BAD

als solches ein. Außerdem weist der erhitzte Geyserit auch zufriedenstellende Eigenschaften im -Hinblick auf Feuerfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit auf.

Ein Teil des erhitzten Geyserits kann durch Kornhülsenasche ersetzt werden; es wurde gefunden, daß die Koenhülsenasehe bei gemeinsamer Verwendung mit dem erhitzten Geyserit eine ähnliche Wirkung wie der erhitzte Geyserit ausübt.

Im folgenden sind einige Beispiele für eine zweckmäßige gemeinsame Anwendung von erhitztem Geyserit und Kornhülsenasche gemäß der Erfindung angeführt:

(1) Erhitzter Geyserit 3O.-9O3*

(2) Erhitzter Geyserit 20 - 80# Kornhülsenasche 10 - 659*

(3) Erhitzter Geyserit 20 - 55# Kornhülsenasche 20 - 55?*

Gesamtmenge 30 - 90 Gew.?* Gesamtmenge 45 - 75 Gew.?*

Die Eigensehaften des erfindungsgemäßen wärmeisolierenden schwerschmelzbaren Produkts lassen sich, je nach den jeweils verwendeten schwerschmelzbaren Ausgangsmaterialien, wie erhitzter Geyserit, Kornhülsenasche und dergleichen etwas verändern. Falls man beispiels-

- 13 -

109 82 8/040 9

BAD ORIGINAL

weise Ziegeln mit stärkeren wärmeisolierenden Eigenschaften herstellen will, wendet man in großer Menge erhitzten Geyserit mit leichtem Gewicht, erhitzte Kornhülsenasche und andere leichtgewichtige schwerschmelzbare Stoffe anj falls man einen wärmeisolierenden schwerschmelzbaren Ziegel mit größerer Festigkeit erzielen will, wendet man erhitzten Geyserit in größeren Mengen an.

Der Hauptrohstoff bei der Erfindung besteht aus erhitztem Gey- bzw. erhitztem Geyserit

serit/uiid. Kornhülsenasche und bestimmten Anteilen anderer, im folgenden noch genannter schwerschmelzbarer Stoffe·

Beispielsweise besteht das am meisten angewandte Material aus Schamotte von geringem Gewicht, die allgemein in einem Teilchendurchmesser von weniger als 5 mm angewandt wird.

Die allgemein angewandte Schamotte besteht aus 30 - 50$ AIpOz und 50 - 70$ S1O2 und weist eine Feuerfestigkeit mit einer Seger-Kegel-Zahl von über 31 auf. Die verwendete Schamotte besteht vorzugsweise aus 30 -60# Teilchen mit einem Durchmesser von 2-5 mm, 30 - 50# Teilchen mit einem Durchmesser von 2 - 0,5 mm und 5 - 25$ Teilchen mit einem Durchmesser von weniger als 0,5 mm.

- 14 -

109828/0409

Außerdem werden allgemein SiOp-haltige schwerschmelzbare Stoffe angewandt. Beispiele hierfür sind Silimanit, Kyanit, Kieselgur, Bentonit, Vermiculit, Schiefer, Hohlteilchen oder dergleichen. Auch roher Ton wird angewandt; dieser dient allgemein als Bindemittel.

" Diese schwerschmelzbaren Ausgangsstoffe bilden weniger als 70$ und in den meisten Fällen weniger als 55$ der gesamten schwerschmelzbaren Ausgangsstoffe.

Die verschiedenen schwerschmelzbaren Stoffe werden gründlich, 3· nach ihrem Verwendungszweck, mit einem geeigneten Bindemittel vermischt.

Beispiele für brauchbare Bindemittel bei der Erfindung sind Wasserglas, Phosphorsäure, Monoaluminiumphosphat und/oder -phosphit. Diese werden gemeinsam mit einer entsprechenden Menge Wasser und/oder Bindeton als chemische Bindemittel verwendet. Dann wird das Semisch der schwerschmelzbaren Ausgangsstoffe mit dem Bindemittel in an sich bekannter Weise zu einer bestimmten Form geformt und diese bei unter 60O⁰C getrocknet; dabei erhält man ein ungebranntes isolierende« schwerschmelzbares Produkt.

- 15 -

109828/0A09 bao om_mL

Ein anderes geeignetes Bindemittel besteht aus Bindeton. Wenn das Bindemittel aus Bindeton allein besteht, erhält man beim Trocknen kein stark gebundenes.schwerschmelzbares Produkt. Deshalb wird ein Gemisch der schwerschmelzbaren Stoffe mit Bindeton in an sich bekannter Weise zu einer bestimmten Form geformt und das geformte Produkt anschließend gebrannt, so daß eine keramische Bindung entsteht und man ₍ an gebranntes schwerschmelzbares Produkt erhält.

Auf jeden Fall wird das Gemisch aus schwerschmelzbaren Stoffen zu einer bestimmten Form geformt. Beispielsweise wird hierbei ein Öldruck von 300 to angewandt. Der Formdruck beträgt vorzugsweise über 80 kg/cm². . - ·

Vorzugsweise werden.folgende Mengen an Bindemitteln und folgende Erhitzungsbedingungen für das ungebrannte bzw. das gebrannte schwerschmelzbare Produkt angewandt: .

Ungebranntes schwerschmelzbares Material

Gebranntes schwerschmelzbares Material

Menge des Bindemittels Gew. ^

Erhitzungsbedingungen

Trocknung bei 150 - 600⁰C

Brenntemperatur
1000 - 1300⁰C

109828/0409

- 16 -

Das so erfindungsgemäß hergestellte wärmeisolierende schwerschmelzbare Produkt eignet sich am besten als schwerschmelzbares Ofenfutter für Zementdrehöfen. Ferner wird dieses schwerschmelzbare Produkt vorzugsweise bei Gasgeneratoren, Boilerfeuerungen, Wärmebehandlungsöfen und dergleichen angewandt.

" Die Erfindung wird nun anhand der folgenden Beispiele weiter erläutert:

1 0982 8/04 09 = " ¹⁷ "

ORJGlNAL WSPEGTED

Beispiel 1

Die Analysenwerte eines bei Makizono, Kagoshima Prefecture, hergestellten und in diesem Beispiel verwendeten Geyserits sind im folgenden zusammengestellt:

Chemische Analysenwerte, Gew.#

SiO₂ 92,32

Al₂O₃ 0,87

Fe₀O_x 0,19

TiO₂ 0,05

CaO + MgO 0,29

Na₂O +K₂O 0,14

B₂O₅ 0,20

Gewichtsverlust (Wasser) 5,94

Der Geyserit wurde in einer Kugelmühle pulverisiert und dann in einem elektrischen Ofen zusammen mit 4,2 Gew.# K₂CO₃ erhitzt. Die Erhitzungstemperatür betrug maximal 1000 C und es wurde 60 Minuten iang erhitzt.

- 18 109828/0409

- 18 -

Der so erhitzte Geyserit wies folgende Eigenschaften auf: Mineralzusammensetzung (Röntgenstrahlanalyse)

Tridymit über 7(¥

Cristobalit unter 30$

Schüttgewicht 0,9-1,1

Die verschiedenen Rohstoffe wurden in folgenden Gewichtsverhältnissen miteinander vermischt:

Probe 1

Probe 2

Teile 50 Teile

Probe 3

70 Teile

45

Erhitzter Geyserit [über 80$ mit einem Teilchendurchmesser unter 0,074 mm (200 meshJ

Schamotte mit geringem Gewicht (unter 5 mm)

Ton

Wasserglas

-jnono Aluminiumphosphat

Wasser

Diese Bestandteile wurden gründlich miteinander verknetet und dann unter den folgenden Bedingungen behandelt:

5 "	5 "	10 "
6 "	0 " ■-	0 "
0 "	6 "	0 "
geeignete Menge	geeignete Menge	geeig Menge

109820/0409

- 19 -

Probe	1 Probe 2	Probe	3
100	100	100
200⁰C, 500°C, 24 Std 24 Std	- -
ungebrannt ungebrannt	130O⁰C (maximal)

Firmdruck (kg/cm ) Trockentemperatur und -zeit

Brenntemperatur

Im folgenden sind die Eigenschaften der so erhaltenen isolierenden schwerschmelzbaren Produkte zusammengestellt:

Schüttgewicht

Feuerfestigkeit Seger-Kegel-Zahl (SK) .

Mechanische Festigkeit, (kg/cm^Z)

Probe 1 Probe 2 Probe 3 1,33 1,26 1,15

über

über 31 ■ über 31

130

117

180

Schrumpfungsgrad beim Wiedererhitzen ($) *	0	0	0
, 1000⁰C, 8 Std	0	o	0
1200⁰C, 8 Std	0,4	0	' 0
1300⁰C 8 Std

* Anmerkung:

Der Schrumpfungsgrad beim Wiedererhitzen wurde auf folgende Weise bestimmt:

1098 2 8/04

- 20 -

BAD ORIGINAL

Die Länge L einer Probe des schwerschmelzbaren Produkts von etwa 50 χ 20 χ 20 mm wurde bestimmt. Die Probe wurde dann in einen elektrischen Ofen gebracht und mit einer Geschwindigkeit von 50°C/Min erhitzt. Auf diese Weise wurde die Probe auf eine bestimmte Temperatur erhitzt und auf dieser Temperatur 8 Stunden lang gehalten. P Dann wurde die Probe, aus dem Ofen herausgenommen und abgekühlt und ihre Länge (L.,) nach dem Abkühlen gemessen.

Der Schrumpfungsgrad beim Wiedererhitzen wurde gemäß folgende!

L L₁ Gleichung bestimmt ~ ~ χ 100.

Die so hergestellten isolierenden schwerschmelzbaren Produkte kann man vorteilhaft in Zementdrehöfen, Gasgeneratoren, Boilerfeuerungen und anderen Heizvorrichtungen verwenden.

*' Zu Vergleichszwecken wurde ein anderes (nicht nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes) isolierendes schwerschmelzbares Produkt unter Verwendung von nicht erhitztem Geyserit als Rohstoff auf analoge Weise hergestellt.

Die Eigenschaften des auf diese Weise erhaltenen schwerschmelzbaren Produkts sind im folgenden zusammengestellt:

- 21 98 2 8/0409'

Mechanische Festigkeit 20 - 50 kg/cm

Schrumpfungsgrad beim

Wiedererhitzen ' 2,7* (1000⁰C, 8 Std)

4,9* (120O⁰C, 8 Std)

5,1* (13OQ⁰C, 8 Std)

Das so erhaltene schwerschmelzbare Produkt wies eine geringe mechanische Festigkeit und einen sehr großen Schrumpfungsgrad beim Wiedererhitzen auf (der Schrumpfungsgrad wurde gemäß der obigen Anmerkung bestimmt); außerdem- traten viele Risse an der Oberfläche des schwerschmelzbaren Produkts beim Erhitzen auf.' Derartige schwerschmelzbare Produkte lassen sich nicht in Zementdrehöfen oder dergleichen verwenden.

Beispiel 2

Reishülsen wurden zusammen mit 2,2 Gew.* KpCOz in einen Drehofen eingebracht und dann unter ausreichender Luftzufuhr in dem Ofen gebrannt. Die Brenntemperatur betrug maximal 1000⁰C, Die analytische Zusammensetzung und das Schüttgewicht der so erhaltenen Reishülsenasche sind im folgenden zusammengestellt:

109820/0409

Chemische Analysenwerte	2a0	92,10*
Si0₂	K₂O	0,50"
Al₂O₃		0,19"
Fe₂O₃	Substanzen	0,06"
TiO₂		1,08"
MgO + (	2,92"
Wa₂O +	0,12"
MnO	2,57"
andere

Mineralische Zusammensetzung (Eöntgenstrahlanalyse) Tridymit über 80#

Cristobalit unter 20 $> Schüttgewicht 0,2 bis 0,8

Die Mischungsverhältnisse der verschiedenen Ausgangsstoffe waren wie folgt:

Es wurden andere Stoffe, wie der erhitzte Geyserit, sowie dieselben Stoffe wie in Beispiel 1 verwendet.

1.09828/0409 - 23 -

Erhitzter "Geyserit Beishülsenasche

Beispiel 4 Beispiel 5 Beispiel 6 46 Teile 25 Teile 20 Teile 26 " 40 " 25 ^lf

Sch*motte mit geringem Gewicht	18 "	28 "	45 "
Ten	10 "	Ί "	10 "
Wasserglas	0 "	,. .8 "	0 "
Aluminiummonopho spha t	0 "	0 "	'6 "
Wasser	geeignete Menge	geeignete Menge	geeignete Menge

Die obigen Substanzeri wurden gründlich miteinander verknetet und unter den folgenden Bedingungen weiterverarbeitet:

ο Formdruck, kg/cm	Beispiel 4 120	Beispiel 5 120	Beispiel 6 120
Trockentemperatur und -zeit		200⁰C, 24 Std,	50O⁰C, 24 Std
Brenntemperatur	1300°C	ungebrannt	ungebrannt

Die Eigenschaften des so erhaltenen schwerschmelzbaren Produkts sind im folgenden zusammengestellt:

- 24 -

109820/OA09

BAD ORIGINAL

	Beispiel 4	Beispiel 5	Beispiel 6
Schüttgewicht	1,22	1,10	.1.
Feuerfestigkeit (SK)	über 51	über 51	über
Mechanische Festigkeit, ο kg/cm	185	115	150
Schrumpfungsgrad beim Wiedererhitzen, # ■
100O⁰G, 8 Std.	0	0	0
1200⁰C, 8 Std.	0	0	0
1500⁰C, 8 Std.	0	0	0,
-26
51




5

Zu Vergleichszwecken wurde ein anderes (nicht erfindungsisolierendes
gemäß hergestelltes /schwerschmelzbares Produkt unter Verwendung von Reishü].senäsche mit einem Gehalt von nicht mehr als 50# in Tridymit überführtes Siliciumdioxid und M> restlichem Kohlenstoff durch unvollständiges Erhitzen hergestellt. Das so erhaltene schwerschmelzbare Produkt wies zahlreiche kleine und einige große Risse auf und war brüchig. Die verschiedenen Eigenschaften des schwerschmelzbaren Produkts sind im folgenden zusammengestellt:

10 9828/04 09

Mechanische Festigkeit	20 -	40 kg/cm²
Schrumpfungsgrad beim Wiedererhitzen *
TOOO⁰C, 8 Std.		"Z QudL
1300⁰C, 8 Std.		5,5·*

* Vergleiche die Anmerkung in Beispiel 1.

Diese schwerschmelzbaren Produkte lassen sich nur für äußerst begrenzte Zwecke verwenden.

Beispiel 3

Der in Beispiel 1 verwendete Geyserit wurde unter Zusatz von. 5$ KpO in einem Drehofen unter ausreichender Luftzufuhr gebrannt. Die Brenntemperatur betrug maximal 11OQ⁰C.

Die Eigenschaften des so erhaltenen erhitzten Geyserits sind im folgenden zusammengestellt:

Mineralische Zusammensetzung (Eöntgenstrahlanalyse) Tridymit über

Cristoi>alit "

Schüttgewicht - y-\ 0,8- 1,2

- 26 -109828/0409

BAD ORIGINAL

Die Mischverhältnisse der verschiedenen Ausgangsstoffe in Gewichtsteilen sind im folgenden zusammengestellt:

Irhitzter Geyserit füber 80$ der Gesamtmenge weist einen Teilchendurchmesser von weniger als 0,074 mm (200 mesh) auf und 50$ hiervon eine Teilchengröße von weniger als 325 meshj

Beispiel 7 •75 Teile

Beispiel S 40 Teile

Reishülsenasche wie in Beispiel 2	0	!!	50 "
Schamotte mit geringem Gewicht·(unter 5 mm)	10	Il	25 "
Sillimanit	0	Il	5 "
Poröser Schiefer	5		0 "
Ton	10	It	0 "
Wasserglas	0	Il	10 "
Wasser	geeignete Menge	geeignete Menge

Diese Stoffe wurden gründlich miteinander verknetet und dann unter den folgenden Bedingungen weiterverarbeiten

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BAD ORIGINAL

- 27 -

-27 - '

2
Formdruck, kg/cm

Trockentemperatur, ⁰C und -zeit, Std.

Brenntemperatur

Die verschiedenen Eigenschaften der auf diese Weise erhaltenen schwerschmelzbaren Produkte sind im folgenden zusammengestellt:

Probe 7	Probe 8
100	150
	300⁰C 24 Std.
1250⁰C (maximal).	ungebrannt

Schittgewicht

* 2 Mechanische Festigkeit, kg/cm

Schrumpfungsgrad beim Wieder-rerhitzen, i *

1100⁰C, 8 Std.
1300°C, 8 Std.

* Vergleiche die Anmerkung in Beispiel 1.

Bei diesen schwersehmelzbaren Produkten wurde keine Eißbildung beobachtet.

Probe 7	Probe 8
1,11	1,17
160	135
0	0
0	0

109828/0409 " ²⁸ "

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von wärmeisolierenden schwerschmelzbaren Produkten, dadurch gekennzeichnet, daß man schwerschmelzbare Stoffe, die 20 - 90 Gew.# erhitzten Geyserit, dessen . Silieiumdioxidgehalt zu über 60$ in Form von Tridymit vorliegt, und 70-0 Gew.^ Kornhülsenasche enthalten, wobei die Gesamtmenge dieser beiden Ausgangsstoffe 30 *· 90 Gew.# beträgt, miteinander verknetet und dann zu einer bestimmten Form preßt und diese anschließend trocknet oder brennt.

2. Verfahren zum Herstellen von wärmeisolierenden schwerschmelzbaren Produkten, dadurch gekennzeichnet, daß man über 60$ Siliciumdioxid des Geyserits durch Erhitzen in Tridymit überführt, den Geyserit mit einem Bindemittel verknetet und in einem Anteil von 30 - 80 Gew.# in den schwerschmelzbaren Ausgangsstoffen anwendet, die verkneteten schwerschmelzbaren Stoffe zu einer bestimmter Form preßt und das so erhaltene Gemisch anschließend trocknet.

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3» Verfahren zum Herstellen von warmeisolierenden' schwerschmelzbaren Produkten, dadurch gekennzeichnet, daß man 20 - 80 Gew·^ erhitzten. Geyserit,. in welchem, über 60$ des Silieiumdioxids als Tridymit vorliegen, und' 10 - 65 Gew.5& Kornhülsenasche, so daß 30 - 90 Gew.# der Gesamtmenge aus erhitztem Geyserit und Kornhülsenasche, sowie 10 - 70 Gew»$ der schwerschmelzbaren Stoffe aus S1O2 bestehen, und 0 - 15 Gew.$ Ton oder 0 - 10 Gew.?6 chemisches Bindemittel miteinander vermischt, das Gemisch zu einer "bestimmten Form preßt und es anschließend trocknet oder brennt*

4. Verfahren nach Anspruch t» dadurch gekennzeichnet, daß

man ein Gemisch aus verschiedenem ütosgahgEstoffen bei einem Bruek

von über 80 kg/em preßt.

5« Verfahren zum Herstellen von wärmeisolieremcteft gebrannten schwer schmelzbaren Produkten, dadurch gekennzticimet» daß man 20 - 50 Gew.# erhitzten Gejserlt* 20 - 45 Uew^ß EornMlsenasche, 15 - 45 Gew#?S andere siliGiumaiQxidhaltige schwersöhmelzbare Stoffe und 5 ·* 15 Gew.^ Bindeton, so daß die Gesamtmenge des erhitzten Geyserits und der Kornhülsenasche 50 - 70 ßew*# beträgt, miteinander vermischt und das Gemisch zu einer bestimmten Form preßt und diese bei über 1QOO⁰C brennt.

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6» Verfahren zum Herstellen von wärmeisolierenden ungebrannten schwerschmelzbaren Produkten, dadurch gekennzeichnet, daß man 20 - 50 Gew.^ erhitzten Geyserit, 20 -45 Gew.i> Kornhülsenasche, 15 - 45 Gew.# andere siliciumdioxidhaltige schwerschmelzbare Stoffe von geringem Gewicht, 0 - 10 Gew.$ Bindeton sowie 3-8 Gew.# ehemische Bindemittel so miteinander vermischt, daß der Gesamtanteil des erhitzten Geyserits und der Kornhülsen— asche 52 - 70 Gew.,$ beträgt,, das Gemisch anschließend zu einer bestimmten Form preßt und anschließend bei T50 - 6OQ⁰C trocknet.

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