DE2028666C - Verfahren und Vorrichtung zum konti nuierhchen Herstellen von Schaumglas - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstel- derart kompliziert und damit störanfällig, daß Schaumlen vom Schaumglas durch Erhitzen von gemah- glas auch mit diesem Verfahren nicht wirtschaftlich lenem Glas ,nach Zumischen eines Blähmittels hergestellt werden kann.

und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Ver- Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, ein

f ahrens. ^; *· 5 Verfahren und eine Vorrichtung zur Schaumglasher -

Schaumglas ist ein Isoliermaterial mit hervorragen- Stellung zu finden, die Nachteile der vorgenannten den physikalischen Eigenschaften, von denen ins- Verfahren nicht aufweisen und die insbesondere eine besondere Witterüngsbeständigkeit, feuerhernmende besonders kostenarme Herstellung von Schaumglas Wirkung, niedrige Wärmeleitzahl, hohe Druck- und gewährleisten, wobei das Schaumglas in beliebigen Biegefestigkeit, leichte Bearbeitbarkeit, Diffusions- 10 Abmessungen anfällt, von völlig gleichmäßiger Qualidichtigkeit in Bezug auf Dampf und praktisch nicht tat ist und zur Herstellung nur geringe Energie und vorhandene Wasseraufnahmefähigkeit zu nennen ist. Lohnaufwendungen nötig sind.
Als Bau- und Isolierstoff ist Schaumglas daher den Diese Aufgabe wird ' erfindungsgemäß dadurch

meisten aui dem Markt befindlichen Materialien gelöst, daß das Gemisch aus gemahlenem Glas und überlegen. 15 Blähmittel auf eine Temperatur unterhalb der

Es ist bereits ein Verfahren zum Herstellen von Schäumtemperatur gebracht wird, die so hoch ist, Schaumglas bekanntgeworden, bei dem das auf- daß das Glas leitend ist, und dann die zum Aufgemahlene und mit einem Blähmittel vermischte Glas schäumen benötigte Energie über den Gemischquerin Stahlformen eingebracht und in einem Tunnel- schnitt gleichmäßig verteilt in Form Joulescher Wärme oder Kammerofen aufgeheizt und zum Schäumen ge- ao zugeführt wird.

bracht wird. Nach derri Kühlprozeß werden die ent- Dieses Verfahren kann vorzugsweise so ausgeführt

standenen Schaumglasplatten aus der Form ent- werden, daß das Gemisch aus gemahlenem Glas und nommen. Blähmittel kontinuierlich zwischen Elektroden hin-

Dieses bekannte Verfahren weist aber erhebliche durchbewegt wird, die die zum Aufschäumen beNachteile auf. Viele Vorgänge sind nur durch manu- as nötigte Energie über den Querschnitt gleichmäßig el)e Arbeit durchzuführen und durch die Lohnkosten verteilt in Form von Joulescher Wärme zuführen, wird es sehr aufwendig. Da die Formen bei jedem Vorteilhaft wird dabei das Gemisch einen Schacht-

Schäumungsprozeß mit aufgeheizt werden müssen, ofen unter Erhitzung bis zur Erweichung des Glases, ist der Energieverbrauch sehr hoch. Es können wei- Aufschäumen und anschließendem Erstarren vertikal terhin nur begrenzte Plattengrößen hergestellt wer- 30 'durchlaufen und im einzelnen nach dem Einbringen den, da bei dem bekannten Verfahren durch die in den Schachtofen durch Oberflächenbeheizung auf Wärmezufuhr von außen zunächst die Oberfläche des eine Temperatur über der Erweichungstemperatur herzustellenden Schaumglaskörpers schäumt und in- und wenig unter der Blähtemperatur gebracht, durch folge der sofort einsetzenden Isolierwirkung die Joulesche Wärme auf Blähtemperatur gebracht, dann Wärmezufuhr zum Körperinneren gebremst wird. 35 ausgeschäumt, nach dem Schäumen gekühlt und dabei Insgesamt sind die Aufheiz- und Abkühlzeiten zu als Strang abgezogen. Als Blähmittel wird besonders groß, um wirtschaftlich arbeiten zu können. Aus den vorteilhaft Braunstein (Mn₃O₄) verwendet, und der geschilderten Gründen werden die Schaumglaskörper Glasstrang kann kontinuierlich mit einer solchen Genach diesem Verfahren unwirtschaftlich teuer. schwindigkeit abgezogen werden, daß der elektrische

Es ist weiterhin ein Verfahren zur kontinuierlichen 40 Widerstand zwischen den Elektroden einen konstan-Herstellung von Schaumglas bekanntgeworden, das ten Wert aufweist.

nach de<n Prinzip der Strangverformung am laufen- Die Vorrichtung zur Durchfühmng dieses Ver-

den Band arbeitet (deutsche Auslegeschrift 1 227 205) f ahrens kann insbesondere vorteilhaft derart aus- und wobei ein pulverförmiges oder kleinstückiges gestaltet sein, daß sie aus einem vertikalen Schacht-Schüttgut aus einem Gemisch von Silikat und Schäum- 45 ofen mit einer Fördervorrichtung zur Einbringung mittel auf einer mehrteiligen Förderstrecke zu einer des Gemisches in den Schachtofen besteht, der eine strangförmigen Masse zusammengefrittet und danach Oberflächenbeheizungszone für das eingebrachte Gefertig geschäumt wird, und wobei die strangförmige misch, eine darunterliegende Schäumzone zur elek-Masse in zusammengefritteten Zustand auch an der trischen Beheizung des in der Oberflächenbeheizungs-Auflageflüchc vorübergehend freigelegt wird und das so zone erweichten Gemisches durch Joulesche Wärme, anschließende, gegebenenfalls bei erhöhter Tempe- eine Kühlzone mit Zuführungsorganen für ein Kühlratur erfolgende Fertigschäumen zwischen allseitig medium, Einrichtungen zur Erhitzung des Kühlmitformenden mitbewegten Begrenzungswänden vor- tels in mindestens dem oberen Teil der Kühlzone, genommen wird. Abzugswalzen zum gesteuerten Abzug des Stranges,

Dieses bekannte Verfahren weist aber ebenfalls 55 Trennmittel zum Zerschneiden des Stranges in Einden grundlegenden Nachteil auf, daß die Wärme von zelblöcke und eine Transportvorrichtung zum Fortaußen zugeführt wird und das aufgeschäumte Mate- bewegen der Einzelblöcke aufweist,
rial das weitere Schäumen durch Isolation beeintrUch- Die Vorrichtung besitzt weiterhin insbesondere

tigt. Weiterhin wird durch die mitbewegten Begren- Plattenelektroden, die sich an zwei Schachtwänden zungswände keine vollständige Restriktion der Außen- 60 gegenüberliegen und die quer zur Bewegungsrichtung zonen gewährleistet, was in Verbindung mit der un- des Stranges und parallel zur Wandebene eine Ergleiehmäßigen Wärmezufuhr zu schwankenden und Streckung aufweisen, die der Wandbreite des Schachtunzureichenden Produkteigenschaften führt. Das Vcr- ofens entspricht. Die die Durchlaufgeschwindigkeit fahren kann nur auf einer Art Fließband ausgeübt des Stranges bestimmenden Transportwagen sind vorwerden, daher sind das Gewicht und die Abmessun- 65 zugsweise regelbar.

gen des erzeugten Stranges begrenzt und die Vor- Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der

richtung zur Durchführung dieses Verfahrens, das bei Erfindung an Hand der Zeichnungen näher beschrieeiner Blähtemperatur von etwa 800° C arbeitet, ist ben. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch einen Schachtofen nach steigt. Während des Durchlaufs durch die Elektroder Erfindung und . denzone schäumt das Gemisch zu Schaumglas aus,

F i g. 2 einen weiteren Schnitt im rechten Winkel wobei das entstandene Produkt eine Wichte zwischen

zu dem Schnitt gemäß Fig. 1. 0,125 und 0,4g/cm⁸ bei einer Blasengröße zwischen

Gemäß F i g. 1 und 2 ist der Schachtofen 1 mit 5 0,1 und etwa 1 mm aufweisen kann,

einem zentralen vertikal verlaufenden Schacht 2 ver- Die verwendeten Elektroden sind vorzugsweise

sehen, der vorzugsweise rechteckig oder quadratisch Plattenelektroden, die aus einem wärmefesten und

ist und dessen Wände aus feuerfestem Material, vor- gut leitenden Material bestehen, wie z. B. aus Molyb-

zugsweise einer feuerfesten Ausmauerung bestehen. dän oder einer Nickellegierung. Es liegen sich jeweils

Die Strangabmessungen des Schaumglases und damit io zwei Elektroden gegenüber, die vorteilhaft auch die

auch der spätere Schaumglasblockquerschnitt sind ganze Breite der Schachtwand in Anspruch nehmen,

durch die Abmessungen des Schachtquerschnitts ge- so daß der Strom über die ganze Schachtbreite fließt

geben, die z.B. l-2m oder auch 2-2m betragen und den gesamten Querschnitt des entstehenden

können. Schaumglasstranges völlig gleichmäßig durchströmt

Der Schachtofen 1 weist in seinem Kopfteil einen 15 und erhitzt.

Brennraum 3 auf, der durch zwei Brenner 5 erhitzt Der eigentliche Ausschäumungsvorgang ist jetzt wird. Zwischen dem Brennraum 3 und dem eigent- selbstregelnd. Wenn in dem Querschnitt des zähen liehen Schacht 2 befindet sich eine Zwischendecke 4, Gemischstranges ein Bereich etwas eher oder stärker die aus einem temperaturfesten Stein, wie z. B. SiIi- ausschäumen sollte, steigt in diesem Bereich der elekmanit, mit einem Gehalt von etwa 60 bis 7O°/o Al₂O₃ so trische Widerstand an und der durchfließende Strom besteht und die die Wärme zum Erhitzen des ein- nimmt seinen Weg stärker durch die noch nicht so gebrachten Gemisches überträgt und hauptsächlich stark geschäumten Bereiche geringeren Widerstands, als Strahlung weitergibt. Die Trennung durch die die nun ihrerseits stärker erwärmt werden und ausZwischendecke 4 ist vorteilhaft, da sonst von den schäumen. Auf diese Weise wird der entstehende Brennern 5 in dem Brennraum das eingebrachte Ge- »5 Glasstrang über den gesamten Querschnitt völlig misch als Staub aufgewirbelt würde und den gesam- gleichmäßig ausgeschäumt. Während des Schäumens ten Schachtkopfteil verschmutzen würde. wird der Widerstand zwischen den beiden Elektroden

Das zu verarbeitende Gemisch wird in den Schacht- gemessen und die Abzugsgeschwindigkeit des Schaumraum direkt unterhalb der-Zwischendecke 4 durch glasstranges wird derart eingestellt, daß dieser Wieine Vibrationsförderrinne eingebracht, in die das 30 derstand einen bestimmten Wert einhält.
Gemisch durch den Schutt-Trichter 6 gelangt. Die Weiterhin kann auch der gemessene Widerstand Vibrationsrinne 7 ist auf Rollen verschieblich, kann zur Regelung der den Elektroden zugeführten Stromkurzzeitig in den Ofen eingefahren werden und ver- stärken dienen. Bei steigendem Widerstand, der eine teilt während der Verweilzeit in dem Ofen 1 das ein- geringere Temperatur des zum Schäumen kommenzubringende Gemisch gleichmäßig über den Schacht- 35 den Glases bedeutet, wird dabei die Stromstärke querschnitt. erhöht, um die Temperaturzunahme zu erhöhen. Bei

Das in den erfindungsgemäßen Schachtofen ein- sinkendem Widerstand wird die Stromstärke ernied-

gebrachte Gemisch besteht aus kleingemahlenem Glas rigt, um eine geringere Temperaturzunahme zu er-

und Glasabfällen, z. B. aus dei Fensterglasproduk- reichen.

tion, das vorzugsweise einen hohen Al_aO₃-Gehalt von 40 Nach dem Aufschäumen tritt der aufgeschäumte 6 bis 7% aufweist. Die Teilchengröße der eingesetz- Glasstrang in die Kühlzone des Schachtofens 1 ein, ten Teilchen liegt in der Regel unter 100 μ. Der als in dem er langsam auf Normaltemperatur abgekühlt Blähmittel zugemischte Braunstein (Mn₃O₄) kann wird. In der Kühlzone wird die Strangaußenseite noch feiner zerkleinert sein, z. B. mit einer Teilchen- durch Luft gekühlt, die durch Kühlluftkanäle 9 zugröße von 10 bis 30 μ. Der Gehalt an Braunstein für 45 geführt wird. In den Kühlluftkanälen 9 befinden sich das Gemisch, der für das spezifische Gewicht des Drosselklappen 10, durch die für jeden Kühlluftkanal späteren Schaumglases entscheidend ist, entspricht die erforderliche Kühlluftmenge eingestellt wird,
dem Blähmittelgehalt bei bekannten Schäumverfah- Um zu gewährleisten, daß der Schaumglasstrang ren, bei einer Dichte des entsprechenden Schaum- nicht zu plötzlich abgekühlt wird und der Transforglases von 0,2 g/cm³ beträgt er z.B. 4°/o. Das Ge- 50 mationsbereich von 490 bis 620° C langsam durchmisch aus Braunstein und gemahlenem Glas wird laufen wird, wird durch zusätzliche Heizquellen wie bereits vor dem Einbringen in den Schutt-Trichter 6 Brenner 11 die Kühlluft in den auf die Elektrodengut vermischt. zone anschließenden Kühlkanälen erwärmt, um die

Nach dem Einbringen in den Schachtofen 1 wird Temperaturdifferenz zwischen Glasoberfläche und

das Gemisch indirekt durch die in dem Brennraum 3 55 Kühlluft gering halten zu können und ein langsames

befindlichen Brenner S auf eine Temperatur von etwa Abkühlen zu erreichen.

600 bis 700° C gebracht, bei der das Glas bereits Am Ende des Schachtofens 1, den der Schaumerweicht, ein Aufschäumen aber noch nicht statt- glasstrang weitgehend erstarrt verläßt, ist eine Rollenfindet. Während das Gemisch langsam in dem anordnung mit zwei gegenüberliegenden synchronlau-Schachtofen nach unten rutscht, frittiert bzw. bäckt 60 fenden Riffelwalzen 13 zum kontrollierten Abzug des es zu einer zähen Masse zusammen, die bei Eintritt Glasstranges angeordnet. Die Abzugsgeschwindigkeit in die die Elektroden 8 aufweisende Schachtzone den der Riffelwalzen kann in Abhängigkeit von dem Wi-Schachtquerschnitt gleichmäßig ausfüllt und Strom zu derstand zwischen den Elektroden 8 geregelt werden, leiten vermag. Die Elektroden 8 werden mit Wech- im Dauerbetrieb wird aber einer konstanten Abzugsselstrom von normalerweise 220 oder 380 Volt Span- 65 geschwindigkeit der Vorzug gegeben werden, wobei nung betrieben und leiten dem zähflüssigen Gemisch die Einstellung des Schäumens durch die Regelung so viel Energie zu, daß dessen Temperatur auf die der Vorwärmung und den Elektrodenstrom erfolgt. Blähtemperatur des Braunsteins, etwa 700 bis 900° C, Die Ausführung des Regelvorganges und der Einrich-

tung dazu ist Fachleuten auf diesem Gebiet bekannt und wird daher nicht näher erläutert. Hinter in Durchlaufrichtung bzw. unter den Riffelwalzen ist eine Kettensäge 12 angebracht, die den Strang in transportable Blöcke schneidet. Die Schnittzeit ist sehr gering, z. B. 10 see, und da während des Schnitts der Schaumglasstrang nicht vorwärtsbewegt wird, wird der kontinuierliche Vorschub des Glasstranges kurzzeitig .unterbrochen. Angesichts der kurzen Schnittzeit spielt die Unterbrechung des kontinuierlichen Vorschubs des Schaumglasstranges für das Schäumen, Erwärmen und Kühlen aber keine Rolle.

Um den Durchlauf des Stranges durch den Schachtofen aber überhaupt nicht zu stören, ist es auch möglich, die Kettensäge 12 während des Schnittes mit dem Strang mitzubewegen, so daß dieser während des Schnittes nicht angehalten werden braucht. Auch für diese Maßnahme sind dem Fachmann geeignete Vorrichtungen bekannt. Es muß dann allerdings Sorge getragen werden, daß die Aufnahmevorrichtung für den abgetrennten Block den Block schon während des Schnittes erfaßt und sich auch mitbewegen kann.

Der nach der Unterbrechung während des Strangvorschubs abgeschnittene Block setzt auf einen Rollgang 14 auf und kann auf diesem bewegt werden. Der Block kann nach seinem Abschneiden noch eine gewisse erhöhte Temperatur aufweisen, die dann an die Umgebungsluft abgegeben wird. Nach vollständigem Abkühlen kann der Block auf einem Gatter in Platten mit den gewünschten Abmessungen geschnitten werden.

Falls der Block, dessen Inneres vor dem Schneiden unter Umständen noch nicht vollkommen abgekühlt war, nach dem Schneiden an seinen Schnittkanten einzieht, können die Schnittkanten später nachgeschnitten werden.

Wie ersichtlich, können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Schaumglasblöcke fast beliebiger Größe hergestellt werden. Durch Einstellung des Schaumvorganges und Dosierung des Blähmittels kann eine hohe Varienz der Wichte des Schaumglases erreicht werden. Damit können Schaumglasplatten hergestellt werden, die z. B. als isolierende Fassadenverkleidung und als Ausbau für Stahlskelettbauten verwendet werden können, wobei wegen des geringen Plattengewichtes auch die Bauten und deren Tragteile selbst sehr viel leichter hergestellt werden können.

Claims (15)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Schaumglas durch Erhitzen von gemahlenem Glas nach Zumischen eines Blähmittels, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch aus gemahlenem Glas und Blähmittel auf eine Temperatur unterhalb der Schäumtemperatur gebracht wird, die so hoch ist, daß das Glas leitend ist, und dann die zum Aufschäumen benötigte Energie über den Gemischquerschnitt gleichmäßig verteilt in Form Jbulescher Wärme zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch aus gemahlenem Glas und Blähmittel kontinuierlich zwischen Elektroden hindurchbewegt wird, die die zum Aufschäumen benötigte Energie über den Gemischquerschnitt gleichmäßig verteilt in Form von Joulescher Wärme zuführen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch einen Schachtofen unter Erhitzung bis zur Erweichung des Glases, Aufschäumen und anschließendem Erstarren vertikal durchläuft.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch nach dem Einbringen in den Schachtofen durch Oberflächenbeheizung auf eine Temperatur über der Erweichungstemperatur und wenig unter der Blähtemperatur gebracht wird, durch Joulesche Wärme auf Blähtemperatur gebracht wird, dann ausschäumt, nach dem Schäumen gekühlt und dabei als Strang abgezogen wird.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Blähmittel Braunstein (Mn₃O₄) verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturerhöhung des Gemisches auf eine Temperatur von etwa 800° C über der Erweichungstemperatur und wenig unter der Blähtemperatur durch indirekte Beheizung erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der kontinuierlich bewegte Glasstrang durch Beaufschlagung mit einem Kühlmedium in der Kühlzone des Schachtofens gekühlt wird, wobei die Temperatur des Kühlmediums durch Heizmittel nach Bedarf eingestellt werden kann.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Glasstrang kontinuierlich mit einer solchen Geschwindigkeit abgezogen wird, daß der elektrische Widerstand zwischen den Elektroden einen konstanten Wert aufweist.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Elektroden zum Aufschäumen abgegebene Stromstärke derart geregelt wird, daß der Widerstand zwischen den Elektroden einen konstanten Wert einhält.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen vertikalen Schachtofen (1) mit einer Fördereinrichtung (7) zum Einbringen des Gemisches in den Schachtofen, der eine Oberflächenbeheizungszone für das eingebrachte Gemisch, eine darunterliegende Schäumzone zur elektrischen Beheizung des in der Oberflächenbeheizungszone erweichten Gemisches durch Joulesche Wärme, eine Kühlzone mit Zuführungsorganen (9, 10) für ein Kühlmedium, Einrichtungen (11) zur Erhitzung des Kühlmediums in mindestens dem oberen Teil der Kühlzone, Abzugswalzen (13) zum gesteuerten Abzug des Stranges, Trennmittel (12) zum Zerschneiden des Stranges in Einzelblöcke und eine Transportvorrichtung (14) zum Fortbewegen der Einzelblöcke aufweist

11. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die- Fördereinrichtung zur Einbringung des Gemisches aus einer eine gleichmäßige Verteilung des Gemisches in der Vorwärmzone gewährleistenden Vibrationsrinne (7) besteht

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie Plattenelektroden

(8) aufweist, die sich an zwei Schachtwänden gegenüberliegen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattenelektroden (8) quer zur Bewegungsrichtung des Stranges und parallel zur Wandebene eine Erstreckung aufweisen, die der Wandbreite des Schachtofens (1) quer zur Bewegungsrichtung des Stranges entspricht.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,, dadurch gekennzeichnet, daß als Kühlmedium Luft verwendet wird, in dem Kühlluftsystem (9, 10) Brenner (11) zur Vorwärmung der Kühlluft und eine Regeleinrichtung zur Kontrolle der Kühlmediummenge der einzelnen Kühlkanäle vorhanden sind.

15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie für den durchlaufenden Strang dessen Durchlaufgeschwindigkeit bestimmende regelbare Transportwalzen (13) aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 209632/'

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