DE2847807A1

DE2847807A1 - Leichtes, feuerfestes, isolierendes material in plattenform o.dgl.

Info

Publication number: DE2847807A1
Application number: DE19782847807
Authority: DE
Inventors: Leo Fischer Juhl; Bent Allan Plum
Original assignee: SKAMOL SKARREHAGE MOLERVERK AS
Current assignee: SKAMOL SKARREHAGE MOLERVERK AS
Priority date: 1977-11-03
Filing date: 1978-11-02
Publication date: 1979-05-10
Also published as: DK142906B; DE2847807C2; DK488477A; DK142906C

Description

Leichtes, feuerfestes, isolierendes Material in Plattenform
Die Erfindung betrifft ein leichtes, feuerfestes, isolie- rendes Material in Plattenform', dessen Ausgangskomponenten trocken gemischt, unter Druck geformt und mit einem chemischen Bindemittel unter Trocknen durch hohe Temperatur gebunden sind.
Solche feuerfesten, isolierenden Materialien werden für Futter von Industrieöfen, wie Härteöfen, GlUhöfen, Keramiköfen, Aluminiumelektrolyseöfen, Kesseln, Raffinerieöfen, Rekuperatoren, Grubenöfen, Glasöfen, Cowpern (Winderhitzern), Zementvorwärmern, Warmlurtkanälen, Regeneratoren, Schachtkühlern usw. benötigt und verwendet.
Es ist bekannt, leichte, feuerfeste, isolierende Platten aus Perlit und Mineralwolle mit Monoaluminiumphosphat als Bindemittel herzustellen. Diese bekannten Platten, mit einem Raumgewicht der Größenordnung 0,3-0,7 g/cm³, haben eine Anwendungstemperatur von ca. 10000 C, was in manchen Fällen nicht genügt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein feuerfestes, isolierendes, plattenförmiges Material der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, das eine höhere Anwendungstemperatur und bessere Isolierungseigenschaften aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß dadurch gelöst, daß das Material aus einer trockenen Mischung von 40-85 %, vorzugsweise 50-75 % Reisschalenasche, 15-60 %, vorzugsweise 25-50 % Perlit und 0-10 %, vorzugsweise 2-5 s Mineralwolle besteht, der Wasser beigemischt und die mit einem Phosphatbinder, vorzugsweise mit Monoaluminiumphosphat, gebunden sind, worauf die Mischung unter Druck in Plattenform gebracht und getrocknet ist. Das so erhaltene bzw. auf diese Weise hergestellte plattenförmige, feuerfeste, isolierende Material hat eine Anwendungstemperatur von ca. 13500 C, was um 35 % höher als bei den bisher bekannten Materialien ist.
Diese Erhöhung der Anwendungstemperatur rührt wahrscheinlich davon her, daß die Reisschalenasche mit einem hohen Gehalt an Kieselsäure ein so hochfeuerfestes Skelett bildet, daß der wenig feuerfeste Perlit erst bei 13000 C zu schrumpfen beginnt. Der höhere Temperaturbereich von 10000 C bis 13500 C ist von entscheidender Bedeutung, weil man hier bisher gezwungen war, feuerfeste Materialien von spezieller Qualität zu verwenden. Das feuerfeste, isolierende Material nach der Erfindung kann diese in der Herstellung weitaus teuereren Ofenfutter ersetzen. Vergleicht man das Material nach der Erfindung mit dem bekannten feuerfesten, isolierenden Material aus Perlit, so ist es die Reisschalenasche, die nur einen niedrigen Gehalt an Flußmitteln hat und somit erst bei Temperaturen über 13000 C schwindet, was dem Material die besonders hohe Anwendungstemperatur und den hohen Isolierungswert bei dieser Temperatur verleiht, indem das flußmittelarme mikroporöse Reisschalenaschenskelett bei dieser Wärme unverändert verbleibt. Die guten Isolierungseigenschaften rühren auch von der Reisschalenasche her, da diese viele Mikroporen enthält und eine Porosität von ungefähr 80 % hat.
Mit einer so niedrigen Wärmeleitzahl wie 0,170 keal/mh C bei einer Mitteltemperatur von 8000 C kann das Material mit den weitaus teuereren Fibermatten aus keramischen Fasern verglichen werden.
Reisschalenasche wurde früher in der Industrie zur Herstellung von feuerfesten Steinen mit einem ganz anderen Verwendungszweck verwendet, z.B. für Futter der Eingußzone in Rotationsöfen in der Zementindustrie. Die Reisschalenasche hatte jedoch hier nur Porositätszwecke, indem die Feuerfestigkeit durch Beimischung von feuerfestem Lehm und Schamotte erreicht und gesichert wird; dennoch werden Steine dieser Art nur bei Temperaturen von höchstens 12000 C angewendet.
Die Erfindung wird im folgenden anhand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert: Beispiel 1 Es werden gleiche Teile von Reisschalenasche und Perlit unter Beimischung von Mineralwolle in folgenden Mengen gemischt: Reisschalenasche 48,5 485 g Perlit 48,5 485 g Mineralwolle 3 7 30 g Die Mischung wird in einem Flügelmischer trocken gemischt.
Um die meisten offenen Poren des Perlits und der Reisschalenasche zu schließen, wird Wasser in einer Menge von 450 g entsprechend 45 % der Trockenmasse beigemischt.
Darauf wird der chemische Binder, d.h. Monoaluminiumphosphat, entsprechend 95 % der Trockenmasse oder 950 g zugemischt.
Die Masse ist hiernach erdfeucht und kann in eine Form gegossen werden, um in einer hydraulischen Presse im Verhältnis 1:3 verpreßt zu werden.
Das Aushärten der Masse erfolgt durch Trocknen bei einer Temperatur von 2500 C, wonach das Erzeugnis gebrauchsbereit ist.
Das auf diese Weise hergestellte Erzeugnis hat folgende Eigenschaften: Raumgewicht 0,375 g/cm3 Biegezugfestigkeit 4 kg/cm Druckfestigkeit (kalt) 15 kg/cm2 max. Anwendungstemperatur 13500 c.
Wie aus den folgenden Wärmeleitzahlen hervorgeht, hat das Produkt gute isolierende Eigenschaften: mittlere Temperatur 1000 2000G 400°C 6000C 8000C X5Kcal/mh°Cj 0,065 0,085 0,105 0,135 0,170 Beispiel 2 In einem zweiten Versuch wird der Gehalt von Reisschalenasche um 20 % erhöht, so daß sich folgendes Mischungsverhältnis ergibt: Reisschalenasche 68,5 % 685 g Perlit 28,5 % 285 g Mineralwolle 3 % 30 g Die Ausgangskomponenten werden ebenfalls zuerst im Flügel-oder Zwangsmischer gemischt, worauf Wasser in einer Menge von 250 g entsprechend 25 % der Trockenmasse zugemischt wird, um die meisten offenen Poren in der Reisschalenasche und im Perlit zu schließen.
Das Monoaluminiumphosphat wird darauf in einer 105 % der Trockenmasse entsprechenden Menge oder 1050 g zugemischt.
Die hierauf erdfeuchte Masse wird in der hydraulischen Presse im Komprimierungsverhältnis 1:2 geformt.
Das Aushärten geschieht durch Trocknen im Trockenschrank bei einer Temperatur von 2500 C.
Hierdurch erhält man ein Erzeugnis folgender Eigenschaften: Raumrewicht 475 kg/m3 Biegezugfestigkeit 7,5 kg/cm Druckfestigkeit (kalt) 25 kg/cm2 max. Anwendungstemperatur 14000C .
Wie aus den folgenden Wärmeleitzahlen hervorgeht, sind die Isolierungseigenschaften des Produktes sehr gut: mittlere Temperatur 1000 2000C 40000 6000C 8000C #[Kcal/mh°C] 0,075 0,100 0,120 0,150 0,180.
Die Vergrößerung des Anteils an Reisschalenasche um 20 % hat, wie aus den Versuchsergebnissen hervorgeht, nur einen geringen Einfluß auf die thermischen Eigenschaften des Materials, nämlich eine mäßige Erhöhung der Anwendungstemperatur und eine leichte Reduktion der Isolierungseigenschaften. Die Festigkeitseigenschaften des Materials werden dagegen bedeutend erhöht.
Das Fibermaterial wird ausschließlich beigemischt, um dem Material einen größeren mechanischen Zusammenhang zu geben.
Die Ausgangsmaterialien bzw. -komponenten haben folgende Zusammensetzung bzw. Beschaffenheit: Perlit: Korngröße 0-5 mm chemische Analyse SiO2 73-74 % Al 203 14-15 % Fe203 2-2,5 % TiO2 1-1,5 % MgO 0,2-0,7 % Na20 3-4 % K 20 3-4 % Reisschalenasche: Korngröße o-2 mm chemische Analyse Si02 93-94 % Al 203 2-3 % Fe203 0,5-1 % CaO 1,2-2 % MgO 0,7-1,5 % Rest 3-5 % Mineralwolle: Länge max. 25 mm Durchmesser 1-10 /um chemische Analyse Si02 49 % Al 203 50 % TiO2 0,4 % Fe2O3 0,4 % CaO/MgO 0,1 % Na20 0,4 % K20 ca. O % Monoaluminiumphosphat: 50 % Lösung Chemische Analyse Al2O3 7,5 % P205 33,2 % H20 50,0 % Eine erfindungsgemäß ausgebildete Platte 1 für eine feuerfeste Ofenauskleidung ist in der schematischen Zeichnung in schaubildlicher Darstellung gezeigt.
Leerseite

Claims

Leichtes, feuerfestes, isolierendes Material in Plattenform P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Leichtes, feuerfestes, isolierendes Material in Plat- tenformM dessen Komponenten trocken gemischt, unter Druck geformt und mit einem chemischen Bindemittel gebunden sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß das Material aus einer trockenen Mischung von 40-85 X, vorzugsweise 50-75 % Reisschalenasche, 15-60 %> vorzugsweise 25-50 % Perlit und 0-10 %> vorzugsweise 2-5 % Mineralwolle besteht, der Wasser beigemischt und die.

mit einem Phosphatbinder, vorzugsweise Monoaluminiumphosphat, gebunden ist sowie unter Druck in Plattenform gebracht und schließlich getrocknet ist.
2. Material nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Korngröße des Perlits in der Größenordnung 0-5mm und die der Reisschalenasche in der Größenordnung 0-2 mm liegt, während die Faserlänge des Fibermaterials in der Größenordnung von 25 mm liegt und der Durchmesser zwischen 1 und 10 jum beträgt.