DE2729696A1 - Verfahren zur herstellung von mineralwollproduktion - Google Patents
Verfahren zur herstellung von mineralwollproduktionInfo
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Description
29. Juni 1977
Antnelderin: Rockwool International A/S Hovedgaden 501
DK - 2640 Hedehusene
Dänemark
DK - 2640 Hedehusene
Dänemark
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung
von Mineralwollprodukten, wobei einem Ausgangsmaterial in fein verteilter Form ein hydraulisches Bindemittel beigemischt
wird, um eine formbare Mischung zu erhalten, diese Mischung sodann zu Fprmkörpern (Briketts) umgeformt wird und anschließend
die Formkörper auf eine so hohe Temperatur erhitzt werden, daß eine Schmelze entsteht, die in ein Mineralwollprodukt umge
wandelt wird. Die vorgenannten Formkörper sind meist verhält nismäßig klein, können aber alle gewünschten Abmessungen auf
weisen. Der Einfachheit halber werden die Formkörper nachfolgend als briketts bezeichnet.
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-/- Z729695
In der schwedischen Patentschrift 205 247 ist ein Verfahren
der vorgenannten Art beschrieben. Dieses Verfahren enthält die Verwendung von Portlandzement, Klei bzw. Lehm, Mergel
und Ton oder Wasserglas als hydraulisches Bindemittel zur Formung der Briketts. Es hat sich jedoch ergeben, daß bei
Verwendung solcher Briketts die Schmelzeeigenschaften bzw. -bedingungen in Öfen, die üblicher Weise bei der Herstellung
von Mineralwollprodukten verwendet werden, nicht voll zufriedenstellend sind. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen,
Oa(I die Druckfestigkeit solcher Briketts sehr erheblich nachläßt,
wenn die Temperatur der Briketts auf über 500 Celsius ansteigt. Die Briketts neigen deshalb dazu, bei höheren Temperaturen
in ihre Bestandteile zu zerfallen, sich also bei hohen Ofen temperatüren in Pulver oder Staub umzuwandeln. Die Anwesenheit
solchen feinen Materials im Ofen beeinflußt und verändert den. Schmelzprozeß sehr ungünstig, weil das feine Material einem
gewünschten Luftstrom und einem Gasstrom durch den Ofen entgegen wirkt. Demgemäß erzeugt das Vorhandensein dieses feinen Materials
eine Formation einer großräumigen Schmelze mit hoher Temperatur. Erwünscht ist aber andererseits, ein allmähliches bzw. stufenweises
Schmelzen der Oberflächen der Briketts zu erzeugen, so daß eine kontinuierliche Zufuhr von Luft und ein kontinuierlicher
Abzug der Abgase ermöglicht ist.
Der Erfindung liegt .die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu
schaffen, durch welches die Schmelzbedingungen so verbessert
werden, daß eine gute Luft- bzw. Gasdurchströmung durch die Schmelze möglich ist.
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INSPECTED
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in die Mischung aus Ausgangsmaterial und hydraulischem
Bindemittel ein feines anorganisches Material eingeführt wird, welches mindestens 75 % Siliziumdioxyd (Si 0 ) mit einer
mittleren Korngröße von weniger als 100 um enthält.
Die Einführung von feinem Material mit einem hohen Gehalt an Siliziumdioxyd in die Mischung, die zu Briketts umgeformt wird,
bringt den überraschenden Vorteil mit sich, daß während der Erhitzung der Briketts das Siliziumdioxyd mit dem Ausgangsmaterial
reagiert und daß diese Reaktion verursacht, daß die Briketts ihre Form auch noch bei Temperaturen von beispielsweise
500 Celsius und darüber beibehalten, bei einer Temperatur also, bei welcher die Wirkung des hydraulischen Bindemittels
erheblich nachgelassen hat. Demgemäß behalten die Briketts bei Verwendung von oben erläuterten Zuschlägen ihre Form solange,
bis eine Anfangsschmelzung auf den Oberflächen der Briketts
beginnt.
Aus den vorerläuterten Gründen kann der gewünschte Strom von
Gasen durch den Ofen aufrecht erhalten werden und es wird eine
verhältnismäßig kurze Schmelzzone erhalten.
Das feine Siliziumdioxyd enthaltende Material kann im Handel als im wesentlichen reines Siliziumdioxyd-Pulver erhalten werden,
welches unter den Handelsnamen "Cab-O-Sil" und Aerosil" (eingetragene
Warenzeichen) verkauft wird. Ein anderes geeignetes Siliziumdioxyd enthaltendes Material ist Flugasche und insbesondere
Flugasche, welche bei der Herstellung von Ferrosilizium
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(Siliziumeisen) gewonnen wird. Der Siliziumdioxydgehalt liegt
bei dieser Flugasche gewöhnlich über 90 %.
Wie weiter oben erläutert, sollte die mittlere Korngröße des
Siliziumdioxyd enthaltenden Materials kleiner als 100 fx m sein,
vorzugsweise kleiner als 50 Aim und ganz besonders bevorzugt
kleiner als 1 μ m gewählt sein, weil nur solch kleine Teilchen
bzw. Korngroßen eine genügend hohe Reaktionsfähigkeit besitzen, um mit den übrigen Komponenten der Briketts zu reagieren. Auf
diese Weise wird verhindert, daß die Briketts auseinander fallen tzw. zerfallen, und zwar bei Temperaturen, bei welchen
die Wirkung des hydraulischen Bindemittels anfängt nachzulassen.
Das Siliziumdioxyd enthaltende Material wird vorzugsweise mit eirtem Anteil bis zu etwa 30 Gewichtsprozent des Trockengewichtes
aller Komponenten der Briketts verwendet. Wenn das Siliziumdioxyd enthaltende Material in Mischung mit Portlandzement verwendet
wird, genügt es normalerweise, etwa 5 % Siliziumdioxyd rnthaltender Material zuzugeben.
Das erfindungsgemaße Verfahren bringt ferner den Vorteil mit
sich, daß es eine wirtschaftlichere Herstellung von Mineralv/olle gestattet und daß ein ernstes Umweltproblem gelöst werden
konnte.
Bei der Herstellung von Mineralwolle fallen erhebliche Mengen an Abfallmaterial an. Diese Abfallprodukte, die etwa 25 bis 30 %
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ORIGINAL INSPECTED
- r- 2729698 7
des Ausgangsmaterials betragen, bestehen teilweise aus Ofenschlacke
und teilweise aus Mineralwolle und sogenannten Perlen, welche auf dem Boden der Spinhkammer angesammelt werden, in
welcher die Schmelze in Fasern überführt wird. Der wesentliche Teil dieses Abfallmaterials ist verhältnismäßig fein und kann
nicht im Kreislauf in den Ofen zurückgebracht werden, ohne die zu Anfang erläuterten Probleme zu verursachen. Wenn dieses Abfallmaterial
jedoch mit dem Ausgangsmaterial, dem hydraulischen Bindemittel und dem Siliziumdioxyd enthaltenden Material vermischt
wird, kann es in den Ofen in einer solchen Form eingebracht werden, daß der Schmelzprozeß nicht ungünstig beeinflußt
wird. Auf diese Weise wird vermieden, daß das Abfallmaterial an Orte transportiert werden muß, in welchen es gelagert werden
kann.
Da die Kosten für den Transport und die Lagerung des Abfallmaterials
in vielen Ländern verhältnismäßig hoch sind, sind die Vorteile sehr bedeutsam, daß Transport und Lagerung vermieden
werden. Des weiteren wird durch das wieder Einführen des Abfallmaterials in den Schmelzofen der Verbrauch von Rohmaterial
entsprechend verringert.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat es weiterhin möglich gemacht, viele Arten von Ausgangsmaterial für die Herstellung von
Mineralwollprodukten verwenden zu können, die bisher wegen ihrer physikalischen Form bzw. Eigenschaft als ungeeignet angesehen
wurden. Es ist daher möglich, den bisher üblichen beschwerlichen Abbauvorgang von Mineralien zu vermeiden, nämlich -
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-Sf-
das Mineral, wie beispielsweise Diabas-Gestein, durch sprengen aus dem Steinbruch abzubauen, anschließend zu zerkleinern und
zu klassifizieren, um schließlich ein geeignetes Ausgangsmaterial für die Herstellung von Mineralwolle erhalten zu können.
Des weiteren gestattet das erfindungsgemäße Verfahren, bei der
Herstellung von Mineralwolle die Zusammensetzungen zu variieren, weil die als Ausgangsmaterial verwendeten Briketts so zusammengesetzt
werden können oder mit solchen Komponenten zusammengestellt werden können, daß sie praktisch alle Forderungen erfüllen,
Das Ausgangsmaterial für die Herstellung von Mineralwolle enthält Eisenverbindungen, von welchen ein Teil während des
Schmelzvorganges zu elementarem Eisen reduziert wird. Dieses elementare Eisen, beispielsweise in Form einer Schmelze, wird
von dem Boden des Schmelzofens abgezogen. Demgemäß ist der Eisengehalt der Mineralwolle geringer als derjenige des Ausgangsmaterials.
Wenn Mineralwolle-Abfallprodukte in den Schmeleofen zurückgeführt werden, ist es daher erforderlich, eisenenthaltende
Verbindungen zuzugeben, um den Verlust an Eisen in Elementarform auszugleichen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden
die Briketts in der Weise hergestellt, daß man dem feinen Anfangsmaterial
ein trockenes hydraulisches Bindemittel, wie z.B. Portlandzement, und das Siliziumdioxyd enthaltende Material zumischt
und anschließend unter Beigabe von Wasser zu der Mischung die Formgebung ausführt.
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COPy
Die Wasser enthaltende Mischung wird anger": /rt unddnrin in
Formen eingegeben, die in Vi'/rationen vrtsetzt wcrdon und
d.Tnn im Stillstand gel ."ic.;· -j. r il': ri. Mich etvM M C-u:iJ-„r.
können die geformten DrlkcM:~ nu." den FornTt herihrg'nornm'η
und nach etwa 3 Tagen in don Schmelzofen cingrg. A-. r V^rdcn.
Nach dieser Zeit haben die Brikett:r- eine Druck fr.-h inkri t von
2
etwa 60 kp/cm , was r.ich in der Praxis nlr volIr third Lg tujreichend erwiesen hat.
etwa 60 kp/cm , was r.ich in der Praxis nlr volIr third Lg tujreichend erwiesen hat.
Die Formgebung der Briketts kann auch durch Pressen, Rollen oder Extrudieren vorgenommen werden.
Zum besseren Verständnis der Erfindung sei n:ichfc-lgcnJ oin
AusfHhrungrbeicpiel becchri rten, auf welche:: rir.h die Erfindung
jedoch nicht beschränken soll.
Um die Druckfestigkeit der im erfindunςsgemä^en Verfahren verwendeten
Briketts und der im Verfahren nach dem 3tand der Technik
verwendeten Briketts bei verschiedenen Temper?türen ^u bestimmen,
wurde eine Anzahl von Vjrsuchsbriketts mit den Abmessungen
10 χ 10 χ 10 cm vorbereitet. Die Zusammensetzung dieser Briketts und die Druckfestigkeit nrich Erhitzen -auf verschiedene
Temperaturen sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt
.
709881/1202 ORIGINAL INSPECTED
COPY
-JS-
Probe Nr
Zusammensetzung
in Gewichts-
in Gewichts-
Minernlv/olle 40
Abfallzement 10 Kalziumsilikat 1) 10
Asche au:
Ferrosilizium-
Produktion
Glaspulver 2)
Kies (0-4 mm) 40
Wasserglas 3)
40 40 40 10 10 10
10 40
50 10
Druckfestig | 20° | C | 10? | 81 | 150 | 23 | 53 |
keit kp/cm | /■V | ||||||
nach 14 | 500° | C | 74 | 93 | 150 | 20 | 38 |
Tagen Lage | etwa | ||||||
rung und | 700 | C | 59 | 44 | 150 | 18 | 20 |
Hitzebehand- | etwa | ||||||
lung bei | 900° | C | 42 | 38 | 12 5 | 20 | 13 |
einer Tempe | |||||||
ratur von: | 1100° | C | 0 | 0 | 65 | 0 | 14 |
1) Hergestellt aus einer Mischung von Kalk und Sand ?) Gemahlene Glaswolle
3) Die Briketts wurden in einer Trockenkammer getrocknet und
anschließend gelagert.
709881 /1202 ORIGINAL INSPECTED
2729698
Wie aus der Tabelle ersichtlich ist, sind die Druckfestigkeitseigenschaften
der nach dem erfindungrgemäßen Verfahren
verwendeten Briketts erheblich höher als diejenigen bei den Briketts nach dem Stand der Technik.
Die nach Probe Nr. 3 vorbereiteten Briketts wurden bei etwa
1500 C geschmolzen und in einer Mineralwollspinnmaschine in Mineralwolle übergeführt.
Die erhaltene Mineralwolle hatte die gleiche Qualität wie Mineralwolle die ohne Verwendung von Briketts hergestellt
wurde.
»1/1202.
* ■ f \
Claims (6)
1. Verfahren zur Herstellung von Mineralwollprodukten, wobei einem Ausgangsmaterial in fein verteilter Form ein
hydraulisches Bindemittel beigemischt wird, um eine formbare Mischung zu erhalten, diese Mischung sodann zu Formkörpern
(Briketts) umgeformt wird und anschließend die Formkörper auf eine so hohe Temperatur erhitzt werden, daß eine Schmelze
entsteht, die in ein Mineralwollprodukt umgewandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in die MischurVg aus Ausgangsmaterial
und hydraulischem Bindemittel ein feines anorganisches Material eingeführt wird, welches mindestens 75 % Siliziumdioxyd
(Si 0-) mit einer mittleren Korngröße von weniger als 100 fi m enthält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine mittlere Korngröße des das Siliziumdioxyd enthaltenden
Materials von weniger als 50 u m gewählt wird.
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1729698
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine mittlere Korngröße von weniger als 1/U.m gewählt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als das Siliziumdioxyd enthaltende Material Flugasche gewählt
wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einführung von Siliziumdioxyd enthaltendem Material in einer
Menge bis zu 30 % des Gewichtes aller Komponenten der Formkörper (Briketts).
6. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Verwendung eines Ausgangsmaterials, welches bei der Mineralwollproduktion
anfallendes Abfallmaterial enthält.
709881 / 1?n?
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