DE2838588B2

DE2838588B2 - Wärmeisolierende Platte aus einem Wirrfaservlies für die thermische Isolierung von öfen o.dgl. und Verfahren zur Befestigung einer solchen Platte

Info

Publication number: DE2838588B2
Application number: DE2838588A
Authority: DE
Inventors: Guy Gehin; Jean-Pierre Remi
Original assignee: EUROPEENNE DES PRODUITS REFRACTAIRES NEUILLY-SUR-SEINE (FRANKREICH) Ste
Current assignee: EUROPEENNE DES PRODUITS REFRACTAIRES NEUILLY-SUR-SEINE (FRANKREICH) Ste
Priority date: 1977-09-09
Filing date: 1978-09-05
Publication date: 1980-06-19
Also published as: IT7827441A0; FR2402633B1; IT1098819B; JPS5515438B2; ES243003U; ES243003Y; GB2004040B; FR2402633A1; JPS5451055A; US4244761A; GB2004040A; DE2838588A1

Description

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Die thermische Isolierung von öfen kann auf verschiedene Art und Weise ausgeführt werden.

Die häufigste Methode besteht darin, daß man die heißeste Zone des Ofens aus hochschmelzenden dichten Materialien geeigneter Beschaffenheit herstellt und danach die Wand nach außen durch verschiedene Lagen aus hochschmelzenden festen oder faserförmigen Isoliermaterialien isoliert In gewissen Fällen kann die heißeste Zone selbst aus einem starren hochschmelzenden Isoliermaterial bestehen.

Bei älteren Öfen ist das Problem oft schwierig, da eine zusatzliche Außenisolierung immer eine Herabsetzung des Temperaturgradienten im alten Mauerwerk mit sich bringt und dadurch eine Erhitzung dieses Mauerwerkes, die oft nicht mit der Qualität der hochschmelzenden schon vorhandenen Mauersteine verträglich ist

Eine Lösung des Problems besteht darin, daß man die heiße Innenfläche solcher öfen mit einem starren isolierenden hochschmelzenden Material isoliert Es wurden bereits zahlreiche Vorschläge dieser. Art gemacht, die jedoch einige Probleme mit sich bringen, Pas hochschmelzende starre isolierende Material nämlich kann kaum mit einer Dicke von weniger als 100 mm aufgemauert werden, wenn man ein stabiles Mauerwerk wünscht Dies würde manchmal das Volumen des Ofens stark vermindern, was diese Technik oft unanwendbar macht

Eine andere Lösung besteht darin, daß nun an den Innenwänden direkt flexible Bahnen von mehreren Metern Länge anbringt die aus hochschmelzenden Fasern bestehen. Da ein direktes Ankleben solcher Bahnen ziemlich schwierig ist befestigt man die Faserbahnen mechanisch am Mauerwerk. Je nach der Temperatur des Ofens können die hierfür verwendeten Befestigungsmittel aus metallischen oder aus keramischen Werkstoffen bestehen. Es wurden schon zahlreiche Ausführungen dieser Art verwirklicht Sie haben den Nachteil, daß sie eine große Vorbereitungsarbeit im Ofen selbst erfordern.

Durch die vorliegende Erfindung soll ein Auskleidungsmittel aus hochschmelzenden Fasern geschaffen werden, das leicht zu befestigen ist und bei Beanspruchung ein vorteilhaftes Verhalten zeigt Ferner soll durch die Erfindung ein Verfahren zur Befestigung dieses Auskleidungsmittels vorgeschlagen werden.

Die Erfindung gsht aus von einer wärmeisolierenden Platte aus einem Wirrfaservlies aus Fasern mit hohem Schmelzpunkt wobei der überweigende Teil der Fasern im wesentlichen parallel zu den großen Flächen der Platte liegt und ert dadurch gekennzeichnet daß an der Rückseite der Platte mehrere über die Rückseite verteilte Furchen oder Nuten angeordnet sind.

Vorzugsweise verbindet jede Furche oder Nut die geradlinig oder gekrümmt ausgebildet sein kann, zwei Seitenkanten der Platte miteinander. Man kann beispielsweise auf der Rückseite der Platte eine Schar aus untereinander parallelen Furchen oder Nuten anordnen, die Abstände von ca 50 bis ca. 200 mm aufweisen. Vorzugsweise jedoch verwendet man zwei Scharen aus Furchen oder Nuten, wobei sich die Furchen oder Nuten der beiden Scharen gegenseitig derart schneiden, daß die Furchen oder Nuten auf der Rückseite der Platte ein Muster in Form von Quadraten, Rechtecken, Vierecken, Rauten oder Dreiecken bilden, wobei ein quadratisches Muster vorzuziehen ist Auch bei einer solchen Anordnung kann der Abstand zwischen zwei Furchen oder Nuten einer Schür zwischen ca. 50 und ca. 200 mm liegen. Man könnte auch eine Vielzahl von Furchen oder Nuten in Form von Kreisen oder sinusförmigen Linien vorsehen, jedoch wird diese Ausführungsform von Furchen oder Nuten im allgemeinen komplizierter sein und keine Vorteile im Verhältnis zu einer einfacheren Form aufweisen.

Die Breite jeder Furche oder Nute muß mindestens ungefähr 2 mm sein und kann bis etwa 10 mm betragen. Die Tiefe jeder Furche oder Nut kann im Bereich von ca. 2 mm bis etwa V₃ der Dicke der Platte liegen.

Die Abmessungen der Platte können in weiten Grenzen schwanken. Beispielsweise kann man Platten mit Abmessungen von 20 χ 20 cm bis 100 χ 100 cm verwenden, wobei die Dicke zwischen 50 und 80 mm variieren kann.

Die Abmessungen der Furchen oder Nuten und ihr Abstand voneinander müssen in den oben angegebenen Bereichen in Abhängigkeit von den Abmessungen der Platte gewählt werden. Hierbei sind relativ kleine

Furchen oder Nuten mit kleinem Abstand für relativ kleine und dünne Platten geeignet, während relativ große und in größerem Abstand voneinander angeordnete Furchen oder Nuten für relativ große und dicke Platten geeignet sind, wobei die geeignete Bemessung im fachmännischen Ermessen liegt

Die hochschmelzenden Fasern des die Platte bildenden Wirrfaservlieses sind solche, die man üblicherweise verwendei, um wärmeisolierende hochschmelzende Bahnen oder Filze herzustellen. Man kann z. B. Fasern verwenden, die man ausgehend aus einer Mischung aus Aluminiumoxyd und Siliziumoxyd erhält oder aus reinem Kaolinit, das im Elektroofen geschmolzen wird, wonach die flüssige Mischung an einem Luftstrahl oder Dampfstrahl vorbeigeleitet wird, wobei is Tröpfchen gebildet werden, die sich zu feinen Fasern ausziehen.

Bahnen oder Platten aus miteinander verwirrten Fasern werden im allgemeinen unter Verwendung solcher Fasern mit Verfahren erhalten, die aus der Technik der Papierherstellung bei der Bildung von Papierbahnen bekannt sind oder durch direktes Ansaugen der Fasern an ein bewegliches Band bei ihrer Herstellung, wie dies ebenfalls an sich bekannt ist

Die Furchen oder Nuten an der Rückseite der Platte können auf verschiedene Art geformt werden. Ein Verfahren besteht in der Einkerbung der Rückseite einer Platte mit Hilfe einer Säge oder einer Trennscheibe. Ein anderes Verfahren besteht in der Formung der Furchen oder Nuten während der Herstellung der Platte, indem man auf dem ansaugenden Tisch ein Relief anordnet, das dann die Furchen oder Nuten erzeugt

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Befestigung einer Platte gemäß der Erfindung an einer thermisch zu isolierenden Fläche, insbesondere an der Innenwand eines Ofens. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet daß die mit Furchen oder Nuten versehene Rückseite der Platte mit einem Zement mit hohem Schmelzpunkt beschichtet wird, daß anschließend daran die so beschichtete Platte an die zu isolierende Fläche angedrückt wird, wobei die Plattenrückseite der zu isolierenden Fläche zugekehrt ist und daß die Platte so lange gegen die Räche gehalten wird, bis der Zement wenigstens teilweise abgebunden hat

Als verwendbare hochschmelzende Zemente bevorzugt man zur Zeit speziell hochschmelzende Zemente auf der Basis von Siliziumoxyd, Aluminiumoxyd und/oder von Ton und mit einem mineralischen Bindemittet, wie z. B. Natronwasserglas oder Kaliwasserglas, eventuell ergänzt durch Sodafluosilicat als so Beschleuniger, oder Phosphorsäure und seine Derivate wie Aluminiumoxydphosphat oder Magnesiumoxydphosphat. Diese Zemente sind allgemein bekannt und stehen im Handel zur Verfügung, so daß ihre Beschreibung im einzelnen hier nicht erforderlich ist ss

Die Aufgabe des Zementes ist sehr wichtig, da er einerseits dazu dient die Platte an der zu isolierenden Fläche zu halten und andererseits der Teil des Zementes, der sich in den Fugen oder Nuten befindet, eine Art Versteifungsarmatur für die Platte bildet die nach der Abbindung des Zementes die übliche Schrumpfung der Fasern der Platte verhindert, wenn diese kristallisieren. Die Kristallisation beginnt im allgemeinen bei etwa 950⁰C. Dank dieser Wirkung kann man die Faserplatten auch jenseits der normalen μ Anwendungstemperatur der Fasern noch verwenden.

Die folgende Ht.chreibung anhand der Zeichnung von Ausführungsbeispielen der Erfindung wird leicht verständlich machen, wie die Erfindung ausgeführt werden kann. Die Besonderheiten, die aus der Zeichnung und dem zugehörigen Text hervorgehen, sind Teil der Erfindung, Es zeigt

F i g, 1 eine perspektivische Ansicht einer Platte gemäß der Erfindung und

Fig,2 eine perspektivische Ansicht einer anderen erfindungsgemäßen Platte.

In F i g, 1 ist eine quadratische Platte 1 dargestellt die aus hochschmelzenden miteinander verwirrten Fasern 2 besteht Die Rückseite der Platte ist quadratisch gemustert wobei die Quadrate durch Furchen 4 und 5 gebildet sind, die parallel zu den Seiten der Platte verlaufen und sich rechtwinklig schneiden. Die Platte hat Seiten von 300 mm Länge und eine Dicke von 38 mm. Die Furchen haben eine Breite von 5 mm und eine Tiefe von 6 mm und sind in Abständen von 100 mm eingeformt

Fig.2 zeigt eine quadratische Platte 11, die aus miteinander verwirrten Fasern 12 besteht Die Rückseite 13 dieser Platte ist mit einer quadratischen Musterung versehen, die durch Furchen 14 ωίύ 15 gebildet ist die parallel zu Diagonalen der Platte vei kufen und sich rechtwinklig schneiden. Die Plattenkanten sind 300 mm lang und die Platte hat eine Dicke von 50 mm. Die Furchen haben eine Breite von 5 mm und eine Tiefe von 10 mn. und sind in Abständen von etwa 70 mm eingeformt

Die nicht einschränkenden nachfolgend angegebenen Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel 1

Gemäß diesem Beispiel verwendet man eine Platte, die aus hochschmelzenden miteinander verwirrten Fasern aus Kaolin mit 45% AI₂O₃ besteht Die Platte hat ein Format von 30 χ 30 cm, ein spezifisches Gewicht von 128 kg/m³ und eine Dicke von 2,5 cm. Man bringt an der Rückseite dieser Platte vier Nuten an, die 3 mm breit und 10 mm tief sind, senkrecht zueinander verlaufen und ein Muster aus Quadraten mit Seitenlängen von 10 χ 10 cm bilden. Man beschichtet die Rückseite der mit Nuten versehenen Platte mit einem Zement mit folgender Zusammensetzung: 51 —53% Al₂Oj, 20—22% SiO₂, 4—5% Na₂O (das von dem als Bindemittel verwendeten Natronwasserglas kommt), und Wasser als fehlender Rest zu 100%. Dieser Zement hat nach dem Brennen eine Dichte von 1,7 und eine lineare Schrumpfung von 03—1% nach vier Stunden bei 1200⁰C. Die mit Nuten versehene und mit Zement beschichtete Plane wird dann an einer Platte aus Siliziumkarbid angebracht Man prüft die Platte, indom man die Gesamtheit aus Faserplatte und Siliziumkarbidplaue bei 1300° C während 24 Stunden erhitzt Man stellt eine Schrumpfung der Faserplatte von 1,5 ± 0,5% fest.

Zu Vergleichszwecken prüft man eine gleiche Faserplatte wie die oben angegebene, jedoch mit dem Unterschied, daß sie nicht genutet ist indem man die gleichen Operationen, wie oben angegeben, ausführt Man stellt eine Schrumpfung von 23 ± 03% fest.

Man sieht, daß die Nutung der Platte gemäß der Erfindung das Verhalten der Platte wesentlich verbessert, was es gestattet diese Platte bei Arbeitstemperaturen anzuwenden, die höher sind als die normale Anwendungsgrenze, die bei ungefähr 1150—1200^CC liegt.

28 38 58€

Beispiel 2

Man folgt der Methode des Beispieles 1, wobei man jedoch eine Platte verwendet, die aus hochschmelzenden Fasern mit 60% Aluminiumoxyd und 39,5% Siliziumoxyd besteht, das im Handel unter dem Warenzeichen »Kerlane 60« erhältlich ist und man führt den Versuch bei 1500⁰C statt bei 1300°C aus, Die mit Nuten versehene Platte gemäß der Erfindung hat eine Schrumpfung von 2 ± 0,5%, während die nicht genutete Vergleichsplatte eine Schrumpfung von 4 ± 0,5% aufweist.

Man sieht, daß die Nutung der erfindungsgemäßen Platte ihr Verhalten bei hohen Temperaturen beträchtlich verbessert, was es gestattet, die Platte bei Arbeitstemperaturen, die bis 1500°C reichen, anzuwenden, während die normale Anwendungsgrenze bei etwa 1350-1400°C liegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

t, WIrmeisolierende platte aus einem Wirrfaserviies aus Fasern mit hohem Schmelzpunkt, wobei der überwiegende Teil der Fasern iro wesentlichen parallel zu den großen Flächen der Platte Hegt, dadurch gekennzeichnet, daß an der Rückseite (3; 13) der Platte (1; 11) mehrere fiber die Rückseite verteilte Furchen oder Nuten (4,5; 14,15) angeordnet sind.

Z Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Furche oder Nut (4, 5; 14, 15), die geradlinig oder gekrümmt ausgebildet sein kann, zwei Seitenkanten der Platte (1; 11) miteinander verbindet

3. Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Scharen aus Furchen oder Nuten (4,5; 14, 15) vorhanden sind, wobei die Furchen oder Nuten der einen Schar diejenigen der anderen Schar schneiden.

4. Platte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Furche oder Nut (4,5; 14,15) eine Breite zwischen ca. 2 und ca. 10 mm und eine Tiefe aufweist, die im Bereich von ca. 2 mm bis ca. ¹H der Plattendicke liegt, wobei der Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Furchen oder Nuten zwischen ca. 50 und 200 mm liegt

5. Verfahren zur Befestigung einer Platte gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 an einer thermisch zu isolierenden festen Fläche, dadurch gekennzeichnet daß die mit Furchen oder Nuten versehene Rückseite der Platte mit einem Zement mit hohem Schmelzpunkt beschichtet wird, daß anschließend daran die so beschichtete PL· '.te an die zu isolierende Fläche angedrückt wird, wobei die Plattenrückseite der zu isolierenden Fläche zug kehrt ist und daß die Platte so lange gegen die Fläche gehalten wird, bis der Zement wenigstens teilweise abgebunden hat

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß die Platte mit einem Zement mit hohem Schmelzpunkt auf der Basis von Siliziumoxyd, Aluminiumoxyd und/oder Ton und mit einem mineralischen Bindemittel beschichtet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet daß die Platte an die Innenfläche eines Ofens angedrückt wird.