DE2014948A1

DE2014948A1 - Herstellung von Leichtgewichtaggregaten

Info

Publication number: DE2014948A1
Application number: DE19702014948
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Koning, Ely, Pretoria (Südafrika)
Priority date: 1969-04-03
Filing date: 1970-03-28
Publication date: 1970-11-05
Also published as: US3702257A

Description

Bly itoning mm.*.-.

■ ™ 20 H 94 β

21 Aletta Court*

Celllers Street. Sunnyside.

PRETORIA^

Republik von Südafrika VOW LEICHTGEIIfICHyAGGRgGATBN.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Lelchtgäwichtaggregaten, das folgende Her- . stellungsstufen oinschliesst;

a) dass man von einem Rohmaterial ausgeht, das In feinver-Selitar For« vorliegt und genügend Silizium- und Aluminiumoxid zur Bildung von Mulllt bei einer erhöhten Temperatur urd brennbare Bestandteile enthSlt,

b) Bildung von Pellets aus dem Ausgangamaterial mit Hilf« eines Binders,

c) ausreichende Wärmebehandlung der Pellets zur Bildung von Ifcillit und zum Vorbrennen der brennbaten Bestandteile in den Pellets,

Ss 1st bereits bekannt, Pellets für Leichtaggregatfftecke aus Gemischen herzustellen, die nur Wasser als Bindemittel enthalten. Als Brennstoff wurden unter anderem feinverteilte Steinkohle od#r sägemehl beitchrleben* Die Pellets neigen dazu, bereits wihreed des Slnterns zu zerfallen.

X« ist auch bekannt, lediglich die Oberfliehe der Pellets vor <left Brennen mit Schweröl zu besprühen* Ss wurde aber be-

daver gewarnt, Schweröl in das innere der Pellet» aufii Abgesehen von Bruchgut und schwachen Pellets brachten einige bekanat« Verfahren auch nniragbäre Hauchentwi^klunf mit s Ich*

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Die eine Aufgabe dieser Erfindung liegt darin, elre pelletisierte Sintermischung mit ei-em Bindemittel herzustellen, wodurch ein Zerfall der Pellets verhirdert werden soll.

Bine weitere Aufgabe liegt darin, gesinterte Fellets mit einer besonders hohen Festigkeit herzustellen, so dass sie sich gut im Bauwesen anwenden lasser.

Starke Rauchentwicklung soll ferner beim Brennen 3er Pellets vermeidbar sein.

Erfir.dungsgemäss ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass der Binder eine Emulsion au* flüssige« kohlenstoffhaltigen Brennstoff, insbesondere Kohlenwasserstoff dispergiert in Wasser unter Zusatz eines geeigneten EmulsionsmitteIs ist.

Vorzugsweise werden die Pellets, nachdem sie aus dem Rohmaterial geformt wurden,und bevor man sie einer Wärmebehandlung unterwirft, mit einem flüssigen Kohlenwasserstoff besprüht, der diese karburieren soll, sobald die Wärmebehandlung einsetzt.

Ks ist günstig, in das Verfahren eine Herstellerstufe miteineuschliessen, in der das Ausgangsmaterial in trockenen Zustand gemischt wird» bevor der Binder zugesetzt wird, das· Aluminiumoxid zugesetzt wird, wenn der Prozentsatz an Aluminiumoxid auf Grund der vorliegenden Analyse unter 20 liegt, Siliziumoxid, wenn der Prozentsatz an Siliziuraoxid auf Grund der Analyse unter 4oliegt, einen Kohlenstoffspender, wenn auf Grund der Analyse weniger als 5% Kohlenstoff vorliegen, und Bisenoxid, wenn der analytische lisenoxldgehalt weniger als 3 1st.

Torsugsweise besteht der Binder aus Schweröl, vorsugs-

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»eise gemischt Elt Molasse in einem VerhSltnis zu Wasser von etwa einem Toil zu etwa 30 bis ^O Teilen Wasser und einem fcationischen Amin mit einer entsprechenden entulf ionsbilderiden Slure.

Zur Durchführung des bevorzugten erfindungsgemässen Verfahrens stellt man vor der wärmebehandlung eine ungebrannte, pel'i.'ütisierte Mischung her. die das fein verteilte Ausgangsmatftrial darstellt und genügend Alurain lura- und Sllizi-aaaiid .jeut Bildung vor. MuIlIt bei erhöhter Temperatur enthalt, ferner einor brennbaren Bestandteil, sowie ei«-en Birder, der aus Schweröl besteht und nit Hilfe einer Emulsionsreagenz in Wasser emulßiert ist, eine Säure und Molasse.

Die Zeichnung zeigt teilweise ir diagrammförmigen Aufriss eine Vorrichtung zur Herstellurg von Leichtgewichtaggregaten gem&ss dem erfindungsgeinässen Verfahren.

Als Ausgangsiaaterial eignet sich Ton oder Flugasche, die die folgenden analytisch gefundenen Bestandteile aufweisen»

Tabelle I

Chemische Fornel Flugasche ' Ton Diese Analyse enthSlt keine Angabe ober den-Kohlenstoffgehalt, der in allgemeinen zwischen 5 und 12% liegt. Der Kohlenstoffgehalt kann z.B. als Kohlenstaub oder beliebigem Kohlenwasserstoff, sowie Tannin, Kartoffelstärke, Gelatine oder Sägemehl zugesetzt werden, Wem in Ausgangsmaterial ungenügende Mengen Aluminiumoxid vorhanden sind, kann man die erforderliche Menge von»wenigstens 20£ erreichen, indem man pulverförmiges Aluminiumoxid zusetzt. Ein als "SA 23" bekanntes. Pulver ist

98*57 12.50.

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dafür geeignet.

Der Kohlenwasserstoff, der dem Wasser zugesetzt wird, um den Binder zu bilden, kann z.B. aus Mineral- Pflanzen- oder synthetischem 01 bestehen, Insbesondere Schweröl (KeizSl), vorzugsweise mit Molasse gemischt. Dar Binder wirkt dann als weitere Kohlenstoffquelle zur Erhöhung des Kohlenstoffgehaltes im Innern der Pellets. Das Emilsionsmittel kann ein katiorisches AMn sein. Ein solches ist auger blicklich in Handel unter dem ?^Tamen DUOIiEEII T erhältlich und ist ein aliphatisehes vom Talg abgeleitetes Dianin. Im bevorzugten Ausführungs-Beispiel hat der Birder

™ folgende Zusammensetzung:

Tabelle II

Wasser ]60-l3o 1

Schweröl 2,2 - 6,7 1

Salzsäure (handelsüblich) 1 - 1,4 1
Molasse 2,2 - 6,7 1

!/ο'ΟγλΞΕΪΙ Τ 11-22 kg

Dieser Binder wird riiit der Ausg^ngsmischunf; in einem Verhältnis von etwa 1/6 bis 1/10 des Gewichts des Ausgargsmaterials

A gemischt.

In der Zeichnung bezieht sich 10 ran.? allgemein auf die Erennofenanlage, die einen schräg.angeordneten Brennofen 2 darstellt', der in Ffeilrichtung 13 um seine Länrsachse drehbar aufgestellt ist. Die Heizungsanlage des Brennofens ist so angeordnet, dass dift"'r eine Vorheiz·· ode·* A.nfargsw3.rm«behandlungcsone 14 .-im oberer Ende aufzeigt, gefolgt von ei^er r/eiteren kürzeren WSrr.e behandlung sz one 15, der eine noch kürzere KDhI- <- -.c ίγ unteren ^""Je ί '?1τ~". Die L". _; ^ri

U 0 G 8 /. 5 /1:; 5 0

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Zonen können beispieIsweiteι etwa von folgender Grössenordnung seins 6 s 2 t I₃ HeT Brannofen selbst kann z.B. eine Gesamtllnge von 40 - 60 Btatarn und alnen Durchmesser von 3 his 4 Heftern haben*

jDer Brennofen ist mit einer leitung 17 für die Zufuhr von Brennmaterial versehen, an deren Binde sich eine Flaswia 18 befindet. F.laiaaae ist so angeordnet, dass sie die Pellets 19» die auf Bodim. 4es Ofan· gebrannt werden, nicht berührt.

Die Apparatur hat weiterhin eine Kfihlferomel 20, die ebenfalls UJa ihre lAngsaehse d?«hbar montiert ist. Die Luft wird in die Xührtroramel in Sichming das Pfeiles 26 olngaeogen, dann in f

den iint&rm Te.ll de3 Brennofens 12, darauf darm in den oberen Teil a&s, Brennofens» Mgsö Luft wird dann alt Hilfe eines Ventilators oder eines G«bl5s«s 28 zitrClckgeleitet nrid in den unteren Seil des Brennofens mittels der Luftröhre 30 geblasen. Der Luft» strom ist durch die Pfeile 26 gekennzeichnet, und die Bewegung dar Pellets durch die Pfeile 24, Wenn gewünscht, kann der Ventilator oder das Gebläse 28 ein Saugsugvantilator-oder gebläse sein« &3 kauri ioitorhin, wenn gewünscht^ oin Staubabscheider zwischen den Ofenausgang und den Ventilator oder daa GeblSse 28 angebracht -

werden,

Erfindungsgeraäsa wurden 1390 kg einer Flugasche mit einer Analyse_} gemfiss Tabelle I abgewogen. In einer an sich bekannten Pelletliiierungsanlage 22 (schemijtisch dargestellt) wird didu.Asch« iiei*t« 2s wardaö 163 1 eines Binders zugegeben, der mit Rea« entsprechend der Tabelle. II emulgiert wurde. Die Pellets " «erden tUnn* am oberen 36&äe des Brennofens 12 In Richtung der Pfeile 2-4 aufgegeben. Vorzugsweise werden sie um die dar Pellets im Brennofen zu HxsgreneoB mittels der s

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angedeuteten Vorrichtung 5G oit eine» Schweröl besprüht, ibs ?,'.* in den Brennofen eintraten, wodurch slo eine lussere Decks chi -: hl: erhalt«A. Dia Pellets bewegen sich dann abwärts \n fiioht;<n?i ler Pfeile 2% aa Bodim des Brenrofons, während dieser ir. Rich^r..n_:g Λβ< Pfrtil93 l;< rotiert. Beim Durchgang durch die Torhoit- odn- SnI'iπι war nebehand lungs zone .H, werden sie Temperaturen von ⁰OO tu ICO aufgesetzt. In dieser Zore wird der freie oder getunJene Kor;l-;:istoff verbrannt» Die Verbrennung /arläiiTt vom Inrern lar Faliet.3 her nach aua.ien. Die Verbrennung d-as Kon lens t of f i, »r-lbt Kch'r*n unter gleichzeitiger Bildung anderer 0a3e, »o-i^rch Weher

\ιτΛ Bläschen in den FolLita psbildut «arden, fei-terhir wiru ΛΊ.* Oberfläche d'irch das Schweröl i^irburier»;, wobei α ich aine p'> ^ec ^iiate bildet, die gegen VerJCul<ais:* Widerstindaf.thlg ist.

In der nächsten Wärmebeha.^.lans'jzane 15 werden Ί1* Felt?;S3 gesintert un-.i auch Vorzugs we is« glasiert. Zu iliisem Z*ack ί lfc,;,i dl5 Temperaturen in dl^.sar Z>n«s /..B. la Berai'ih τοπ 1^60 '^:· hin l.'J3!> ° C, o;-jr Insbesondere an dor I («lie tob sr fläche noch h^her, Di« zum Schmelzpunkt d?,? '/erA'endatan R'-ihmaterials, damit d.t& Temperatur ^«nflger.d hooh ist, tun auch 4a3 './lasieren ^r Pellet.^ zu ftwähileisten. DlsaM Sohreelzpunkt muss für der Jeweiligen Rühaaterial-älnsatz bes iramt Ί^ηνά^η und kar^ etwa 145^ ° C betragen.

Die Bildung von Mulllr, f JndeL wahr 3 cha in Ii oh Im Bereich von *»£·*<* 1265 ° C statt und duroh dan öladieran werden die Peran dor ^l^t geschlocaen. Danach cr-s'.-an die Pallats in dia DB1I200.5 l6 .U!ut;r der Plafflme *}lnj es herrscht \>τζ ein«. Temperatur 7jn etwa ICOO

Cel-Sius oder weniger. Danach ν&ηα·3Γη dio Pellets in Richtung Ί*.ΐ· Pfeile 24 in die KflhltroaHSöl 20 und trecon aus dar m3.t etwa 3.5C⁰ c. aus» DIo KiIh 1 trommel 20 wSrrst dia ir din

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ofer strömende Luft vor. Die Kühlt ronrael 20 kann etwa die halbe Lan^f dos Br err ofens 12 haben bei swei bis drei m Durchmesser. iSpannungsfreihöit wird durch kontrolliertes langs&raes Abkühlen erreicht. Die ^essunte Zelt für die Wärmebehandlung beträgt etwa 1 .V4 Stunden und wird In an sich bekannter Vieise durch eine entsprochende Drehgeschwindigkeit und Neigung des Brennofens bestirnt. Diese Zeit kann zwischen 1 und 2 1/2 Stunden variiert worden, ^e nach der Rohmterialzus-imnensetzung und der- Erwärmungscharakteristik.

Ein Leichtgewiohtaggregat, hergestellt nach der oben beschriebenen Erfindung, zeigte folgende Eigenschaften, die in Tabelle III zusagen mit Vergleichsvrerten für "Standard" Aggregate und Beton (zum Beispiel gebrochener Granit) angegeben sind»

	labeile III	Standard	LWA
		2,75	1.8
Pichte		2,82C	2,660
Bruciife.it iß ke H des Aggregate		24oo	^.920
Beton aus L.W.i. Gr emits and .Zeiten	; Einheitsfcewlcht kß/m		6^7
urd Wasser -	Bruchfes t Igkeit.nach ?ß Tapρη Κκ/ca

L.W.A. bedeutet: Leichtgewichtsaggregat.

iremerkurgen: 1) ias Standnrdaggregat besteht aus eirer mittleren Qualität gebrochenen Granits.

2) Der Leichtgewichtboton wurde aus folgender Misßhung

ergibt τ

0.76 iE^J

'/erdichteter. Beton.

Wasser:

Zement: 42 f> kg )

L.li.L.i 513 kg )

]■ ru :hrζηάι 414 Ig )

O C9 6 4 5/

ο y ^:

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- fl -

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Das ergibt ein Verhältnis von Zenent zu Wasser von 2,25 und einen Kegelprüf wort von 7>i? cm.

3) Beim ^H3tandard"beton wird Grar.it und Bruchsand mit einer entsprechenden Hen.*e Zement verwendet,

4) Eine Herabsetzung der Dichte iss L.W.A. Betons kennte durch teilweisen oder vollständigen Ersatz des Sandes mit gebrochenem L.W.A. erreicht v/erder.

5) Wasserabsorption des L.V/. A. ist hoch im Vergleich zum Granit.

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Claims

Patentansprüche,

\ lJ) Verfahren zwecks Herstellung von Lelchtgewichtsaggregatan, das folgende Hterstellungsstufen einschliesst;

i) dass man von einem Rohmaterial ausgeht, das in feinverteilter Form vorliegt, und genügend Silizium- urd Aluminiumoxid zur Bildung von Mullit bei einer erhöhten Temperatur und brennbare Bestandteile enthält,

b) Bildung von Pellets aus dem Äusgangsmateriäl mit Hilfe eires Binders _H

c) ausreichende Warmabehandlung der Pallets zur Bildung von MuIlIt₁ und zum Verbrennen der brennbaren Bestandteilen in den Psliets., dadurch gekennzeichnet, dass der Binder eine Emulsion aus flüssigem kohlenstoffhaltigem Bronnstoff, insbesondere Kohlenwasserstoff disperglert in Wasser unter Zusatz eines geeigneten Emulsionsmittels ist.

2, Verfahren gemSss Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass nach der Bildung von Pellets aus dem Ausgangsmaterial und vor deren Wärmebehandlung diese äusserdem mit einem flüssigen Kohlenwasserstoff besprüht werden, der die Pellets karburieren soll, sobald die Wärmebehandlung einsetzt,

3a Verfahren gemäss Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass der flüssige Kohlenwasserstoff ein Schweröl ist. 4. Verfahren gesiäss der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlung kontrolliert in swsi Stufen stattfindet, die sich dadurch unterscheiden,- dass in der ersten Stufe vorwiegend die brennbaren Bastandteile verbrannt werden, und in d«r zweiten Stufe das Auagangsmaterial bei gleichzeitiger Bildung von Mullit; vorwiegend gesintert wird»

5» Verfahren gemSss Anspruch .4.dadurch gekennzeichnet, dass

U 0 9 8 4 ΰ / 1 2 5 U

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der Temperatur bereich In der erstsn Stufe zwischen ?00 und ]Q00^J c urd In der zeiten Stufe zwischen 1000° und 1450° C liegt.

6« Verfahren geaäss Ansprüchen 1 bis 5 dadurch gekennaelehnet, '.lass es weitere Herstellung:} stufen enthält, die räch der zweiten Wävn«- bshandlungastufe durch .langsames Abkühlen spannungsfreie Pellets gewährleisten.

7» '/erfahren gemSss Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, lx^c.s die lan^saßi.¹» Abkühlung bis zu einer Temperatur von etwa yjO° C erfolgt.

8. Yarfahron geinäs^· Ansprüchen 1 bis 7 dadurch g eic·» nr; se lehnet, äa33

es eina Heratellungssture miteins .'hliesst, In der da.» Ausgangs;.it-»riai i» trockenen Zustand gemischt wird, bevor der Binder zugesetzt wird, das3 iluminiuiaoxid zugesetzt wird, wanr der Prozentsatz an Alnaair 1·.;λ-otid uu/ Grund der vorliegenden Analyse unter 20'liegt, Silizi'.iÄ-oxid, wenr. der Prozentsatz an Γ.iilztumcxid auf Grund ^r Ar-'iJy^c unter 40 liegt, einsn Xohlenstoffspender, wenn auf Grund der Analyse weniger als *}% Kohlenstoff vorliegen j und Siaenoxid, w-nn der analytische Ktsenoccjäge^&lt weniger als 3 ist.

9. Verfahren geoÄas Anspruch 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dasd

der Binder aus Schweröl oder Schweröl und liolasse in -Μλαλ Verhältnis xu Wasser von etwa elnea Teil zu etwa 30 bis 50 Teilen besteht und einan katianischen Aaain adt einer entsprechenden β au I^ '. onr.t>l i.d^tvlan Säure.

10. Verfahren gemäsa A^.ipruch 9 dadurch gekennzeichnet· Binder aus r>Lnar Etonlsion lo'l^Bruai' Zusaimensehzung ti^r

34 Teile Wasser

1/2 bl3 1 Teil Schweröl

1/4 bis 3/4- Teile Moiaas*

\-'2 bii- 1 ;i/2 T r^:.lo k*.ticn 13i?hea Aisi^ni aLi

Einu Is j.or

t JJ £845/1280

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1/8 bis X/2 Tell Slurβ in VcluaMiaeinheiten.·

11. Verfahren genas3 Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass die JtarulsJlonsreagenj; ein aliphatischen von Talg abgeleitetes Diamin ist, bekannt als "DÜOMEBTT T" und dass als Säure Salzsäure verwendet wird,

12. Verfahren gemäss Anspruch 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte WSrmebehändlungszeit zwischen 1 und 2 1/2 Stunden liegt.

13. Eine ungebrannte, pelletisierte Mischungj die das fein verteilte Ausgangsmaterial darstellt und genügend Aluminium- und Siliciumoxid zur Bildung von Wullit bei erhöhter Temperatur enthllt, ferner einen brennbaren Bestandteil sowie einen Binder, dadurch gekennzeichnet, dass der Binder aus Schweröl besteht, das mit Hilfe einer Emulsionsreagens in Wasser emulgiert 1st.

14. Bino ungebrannt· pelletlsiefcte Mischung gemäs· Anspruch Iß, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Säure und Molasse. _t 15* Bine ungebrannte pelletisierte Mischung gemäss Anspruch I3 oder 14- dadurch gekennzeichnet, dass das Auogangsmaterial mindestens 20 % Aluminiumoxid, 4Oji Siliziumoxid, yf> Elsenoxid und % Kohlenstoff d«r Analyse entsprechend enthält und der Gewichtsanteil des Binder« zwischen 1/6 und 1/10 des Ausgangsmaterials liegt und in 34 Teilen fasser, 1/2 bis 1 Teil Schweröl, 1/4 bis 3/4 Teile Molaate, X/2 bis 1 1/2 Teile eines kationlschen Amins als Smul£ionerea^ens and l/B bis X/2 Tell SSure in Voluneneinheiten entfallt.

16. Urbehandelte pelletisierte Mischung gemlse Anspruch 1? dadurch ge. kennzeichnet, dass die Emulsions reagens aus eine» aliphatischen vo» Talg abgeleiteten Diamin besteht und als «DUOMWIf T" bekannt isty und dass die SSure Salzsäure ist.

17. Leichtgewiehteaggregat dadurch gekennzeichnet, dass die

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Pellets Mullit enthalten, der aus Alumlr ium- ur.d Siliziumoxid gebildet wird, die In d«n Pellets In einer Menge von nicht weniger als .20Ji Aluminiumoxid und nicht weniger als 40Ji Siliziumoxid entsprechend der Gewichtsanalyse der Pellets vorhanden sind.

18. Leichtgewichtsaggregat gemäsa Anspruch 17 dadurch gekennzeichnet, dass die Bruchfestigkeit nicht weniger als 3,510 kg/cm² beträgt, gemüse der Prüfvorschrift des South African Bureau of Standard für Beton, SABS 718 - 1962.

19. Leichtgewichtaggregat hergestellt nach den Verfahren gemSss der Ansprüche 1 eis 13.

20. Leichtgewichtbeton gekennzeichnet durch ein Gehalt an Leichtgewichtaggregat gemäss Anspruch 17 bis 19.

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