DE2903321A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von feuerfesten materialien sowie geformte produkte aus letzteren - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung von feuerfesten materialien sowie geformte produkte aus letzteren

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Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von feuerfesten Materialien sowie geformte Produkte aus letzteren
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von feuerfesten Materialien sowie geformte Produkte aus letzteren. ' .
Leichte feuerfeste Materialien gewinnen für die einschlägige Industrie immer größere Bedeutung, und zwar wegen ihrer verhältnismäßig geringen thermischen Masse und thermischen Leitfähigkeit. Die Energieeinsparungen, die bei Verwendung solcher Materialien, als Isolierungsmittel erreichbar sind, sind umso größer, je höher die Temperatur ist, so daß hochqualitative Produkte dieser. Art besonders wertvoll sind.
Die leichten feuerfesten Materialien sollen nur einen geringen Anteil an verhältnismäßig großen offenen Poren (0,5 mm oder darüber) aufweisen, weil durch diese
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Eingesandte Modelle werden nach 2 Monaten, (alls nicht zurüaTgeTorcTert, vermehret. fflUnSlicne Abreden, Insbesondere durch Fernsprecher bedllrlen schriftlicher Bestätigung. — Die in Rechnung, gestellten Kosten sind mit Rechnungsdaturn ohne Abzug fällig. — Bei verspäteter Zahlung werden Bankzinsen berechnet.
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ihre Fähigkeit, dem Angriff von Chemikalien zu widerstehen, verringert wird und weil sie heiße Gase enthalten . können .
Üblicherweise werden die feuerfesten Ausgangssubstanzen mit einem Bindemittel zusammengemischt und die Mischung wird gegossen, gepreßt, verdichtet oder in anderer Weise zu einem feuerfesten Produkt mit bestimmter Gestalt gebracht. Das Bindemittel liegt im allgemeinen in Form eines feinen Pulvers in Mischung mit Wasser oder als wässrige Lösung'vor.
Die Erfindung macht es sich zur Aufgabe, ein Verfahren vorzuschlagen, mit welchem leichte feuerfeste Produkte aus verschiedenen feuerfesten Materialien hergestellt werden können.
Gegenstand der Erfindung ist demzufolge ein-Verfahren zur Herstellung eines hochporösen, jedoch verhältnismäßig undurchlässigen feuerfesten Materiales, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein fein zerteiltes porenbildendes Material oder eine Mischung aus einem feuerfesten Rohmaterial mit einem fein zerteilten porenbildenden Material anfeuchtet, so daß die einzelnen Teilchen des'porenbildenden Materiales oder die Agglomerate der Mischung eine, nasse Oberfläche aufweisen, daß man die nasse Oberfläche mit trockenem feuerfesten Material überzieht und das so hergestellte Produkt brennt. -
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein leichtes feuerfestes Material in der Weise hergestellt, daß man Wasser oder Wasser, welches ein oberflächenaktives Mittel enthält, zu dem feinzer- · teilten porenbildenden Material oder einer Mischung
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aus feuerfestem feinzerteilten Material, und porenbildenden Material gibt und die Mischung dabei durcheinanderwirbelt, so daß die Teilchen, angefeuchtet werden, daß man die Durchwirbelungsoperation fortsetzt und feuerfestes Material sowie eine weitere Menge Wasser oder Wasser, welches ein oberflächenaktives Mittel enthält, zu dem angefeuchteten porenbildenden Material oder der Mischung gibt, so daß die Teilchen und Agglomerate mit dem feuerfesten Material überzogen werden und daß man die so anfallende feuchte Masse trocknet und brennt.
Eine große Zahl verschiedener, feinzerteilter, porenbildender Materialien kann verwendet werden. Obwohl die porenbildenden Materialien auch nicht-brennbar sein können, handelt es sich im allgemeinen um brennbare Materialien - und der Einfachheit halber wird im Folgenden in-diesem Zusammenhang nur noch von brennbarem Material gesprochen.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem feinzerteilten brennbaren Material um ein Kunststoffmaterial, und zwar am besten um verschäumtes Polystyrol in Form von Hohlkugel chen mit einer Große von 15 mm oder darunter, noch besser 5 mm oder darunter; Kügelchen mit einem Durchmesser zwischen 0,5 und 3,0 mm - gegebenenfalls noch kleiner - sind in ausgezeichneter Weise geeignet.
Solche Hohlkügelchen aus Polystyrol sind allgemein als PoIystyrolschaum bekannt. Polystyrolschaum wird im allgemeinen aus dichten Polystyroltröpfchen hergestellt, die einen Anteil an einem flüchtigen Kohlenwasserstoff, beispielsweise Pentan enthalten, so daß sich die Tröpfchen beim Erhitzen mit Dampf zu Hohl-
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kügelchen ausdehnen. Geht man bei dem feinzerteilten Material von Polystyrolschaumkügelchen aus, so ist es wichtig, daß die Kügelchen weit genug ausgedehnt sind und nur noch eine verhältnismäßig kleine Menge an Rest-Kohlenwasserstoff enthalten, weil eine weitere Ausdehnung der Kügelchen in der Trocknungsstufe des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Verlagerung bezw. ein Abblättern.der Beschichtung zur Folge hätte. Es konnte festgestellt werden, daß kleinere Kügelchen hergestellt werden können, indem man Polystyrolschaumkügelchen in heißer Luft erhitzt, so daß die Kügelchen zunächst "quellen", d.h. sich noch vergrößern und dann zusammenfallen, so daß sie eine höhere Enddichte aufweisen als die ursprünglichen verschäumten Polystyrolkügelchen. Geeignete dichte Kügelchen sind Im Handel erhältlich, welche bei der Dampfverschäumung Polystyrolschaumkügelchen mit einer Schüttdichte von 16 g pro Liter und einem durchschnittlichen Durchmesser von 0,5 bis 3,0 mm ergeben. Werden die Polystyrolschaumkügelchen in heißer Luft erhitzt,- so quellen sie zunächst und fallen dann wieder zusammen, so daß die schließlich erreichte Schüttdichte bei 54 g pro Liter bei entsprechend kleinerem Teilchendurchmesser liegt.
Die Behandlung der Polystyrolkügelchen mit Wärme zur Regulierung ihrer Größe· vor ihrer Verwendung als brennbares Material kann als zusätzliche Verfahrensstufe mit in das erfindungsgemäße Verfahren aufgenommen werden.
Das Wasser oder das Wasser, welches ein oberflächenaktives Mittel enthält, wird vorzugsweise durch Aufsprühen zugefügt. Ein oberflächenaktives Mittel wird in den Fällen verwendet, in denen das brennbare Material nur schwierig zu benetzen ist, z.B. wenn dasselbe
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aus Polystyrol besteht; in anderen Fällen, wenn es sich bei dem brennbaren Material zum Beispiel um Holzmehl handelt, ist ein oberflächenaktives Mittel nicht erforderlich.
Für das erfindungsgemäße Verfahren können beliebige feuerfeste Materialien benutzt werden, vorausgesetzt, daß ihre Teilchengröße klein genug ist, damit eine Beschichtung der einzelnen Teilchen des porenbildenden Materiales oder von Agglomeraten von Teilchen oder Agglomeraten der unter den Verfahrensbedingungen vorliegenden Mischungen möglich ist, und die beim Brennen zusammensintern, so daß man das gewünschte Produkt erhält. Beispiele für feuerfeste Materialien, die erfindungsgemäß eingesetzt werden können, sind Ton mit AIuminiumoxid, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Magnesiumoxid mit Ton, Kieselsäure, Zirkonoxid, Chromoxid und Kalk.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform betrifft die"Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines leichten feuerfesten Produktes, welches dadurch gekenn-
20. zeichnet ist, daß man verschäumtes Polystyrol, welches in Form· von Hohlkügelchen mit einem-Durchmesser von· 0 bis 15 mm vorliegt, unter Durchwirbelung mit· Wasser, welches ein oberflächenaktives Mittel enthält, be-. sprüht, so daß die Kügelchen angefeuchtet werden, daß
25' man unter Fortsetzung der Durchwirbelungsoperation eine Mischung aus feuerfesten Rohmaterialien zusetzt, so daß die einzelnen Teilchen mit der Mischung überzogen werden, daß man dabei das Ausmaß und die Häufigkeit der Zugabe so einreguliert, daß die Bildung größerer Agglomerate verhindert wird, und daß man schließlich die so hergestellten feuchten Aggregate trocknet und brennt.
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Dem Wasser können gegebenenfalls Zusatzmittel beigemischt werden, um die Festigkeit des Endproduktes zu erhöhen. Beispielsweise kann ein Kieselsäuresol oder auch Aluminiumpolyoxychloride als Bindemittel verwendet werden.
Üblicherweise wird das Verfahren so durchgeführt, daß man das porenbildende Material in eine sich drehende Wanne oder Trommel gibt.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens. Diese Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eine drehbare Wanne bzw. Trommel, die in einem beliebigen Winkel zur Vertikalen, der zwischen einer nur geringfügig- von der ver- "\b tikalen abweichenden und der .horizontalen Lage liegen kann, angeordnet ist, sowie eine Sprüheinrichtung mit einer Düse, durch die Wasser in feinzerteilter Form auf den Inhalt der Wanne bzw. Trommel gesprüht, werden kann.
Die beschriebene Vorrichtung kann auch mit einer Einrichtung zum Erhitzen der Polystyrolkügelchen vor der Verwendung derselben als feinzerteiltes porenbildendes Material ausgestattet sein.
Die Erfindung erstreckt sich auch auf die leichten 2.b feuerfesten Produkte,, die aus dem feuerfesten Material gemäß vorliegender Erfindung hergestellt werden können, sowie auf die nicht gebrannten Formen, die zur Fertigstellung noch den Brennprozeß durchlaufen müssen.
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Die Porosität der feuerfesten Materialien, die mit dem erfindungsgemäi3en Verfahren hergestellt werden können, kann variiert werden, indem man das Verhältnis von porenbildendem Material zu feuerfestem Rohmaterial verändert.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist sehr vielseitig, denn es bestehen hinsichtlich der chemischen Zusammensetzung des zu erzeugenden feuerfesten Endproduktes keinerlei Beschränkungen. Das feuerfeste Rohmaterial muß eine ausreichend geringe Teilchengröße aufweisen; ganz unterschiedliche Endprodukte können in der Weise hergestellt werden, daß man von Mischungen ausgeht, in denen das Verhältnis von feinzerteiltem feuerfestem Material zu porenbildendem Material verändert wird.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen. In diesen Zeichnungen bedeuten
Figur 1 eine schematische perspektivische
Darstellung einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß vorlie- ·
gender Erfindung;
Figur 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung von Figur 1;
Figur 3 eine schematische Darstellung der · erfindungsgemäßen Vorrichtung bei
■ der Verwendung zur Durchführung der Arbeitsweise von Beispiel 2;'
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Figur 4 . eine Draufsicht auf eine Wanne
bzw. Trommel einer modifizierten-Ausführungsform der Vorrichtung gemäß Figuren 1 und 2.
In der beschriebenen Ausführungsform besteht die Vorrichtung aus einer, drehbaren geneigten. Trommel 1, die einen Durchmesser von etwa 68 cm und eine Tiefe von 28 cm aufweist. Die .Trommel wird von einem Antriebs-, mechanismus in einem Lager 2 mit Hilfe·eines Motors 3 mit veränderlicher Geschwindigkeit angetrieben. Der Motor sitzt an einem Gestell 4, welches seinerseits an dem Hauptgestell 5 befestigt ist. An einem Gestellteil 6 ist eine Düse 7 befestigt, durch welche Wasser, welches ein oberflächenaktives Mittel enthält, versprüht werden kann. Das Wasser wird durch eine Pumpe über ein geeignetes Ventil (nicht dargestellt) zugeführt. Ein Schaber 8 ist ebenfalls vorgesehen.
Der Neigungswinkel zur Horizontalen und die Umdrehungsgeschwindigkeit der Trommel sind veränderbar. Ein Feststellhebel 9 dient zur Verankerung-des Gestelles 4 in dem gewünschten Winkel an dem Hauptgestell 5.
Eine Vorrichtung der beschriebenen Art wurde zur Durchführung der in den Beispielen beschriebenen- absatzweisen Arbeitsweise verwendet. In allen Beispielen erfolgte das Aufsprühen des Wassers mit Hilfe eines An/Aus-Schalters . und die feuerfeste Mischung wurde manuell durch Einschütten hinzugefügt. Selbstverständlich kann die Durchführung des Verfahrens auch automatisiert werden.
In den folgenden Beispielen bedeuten die Siebanalysenwerte % oder Teile-, die bei Verwendung von britischen Standardsieben erhalten wurden; die Pack- und Schütt-
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dichten sind in Gramm pro Kubikzentimeter und die Porositäten in Volumen-% angegeben..
Beispiel 1 '
Eine feuerfeste Mischung wurde hergestellt, indem eine Mischung aus trockenem gepulvertem Chinaton mit calciniertem Aluminiumoxid hergestellt wurde, derart, daß die gebrannte Mischung bei der Analyse einen Gehalt von 72,9 % AIpO, aufwies. Die Mischung wurde in einer Kugelmühle gemahlen, bi.s 95 % davon ein britisches Standard-Prüfsieb von -200 passierten.
90- g Polystyrolschaumkügelchen mit einer Größe von etwa 0,5 bis 3,0 mm wurden in die Trommel 1 der beschriebenen Apparatur gegeben. Der Neigungswinkel der Trommel 1 zur Vertikalen wurde auf 35° eingestellt und die Trommel 1 wurde mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 30 Umdrehungen pro Minute betrieben, so daß der Inhalt an der Trornmelwand hochstieg und in einer Kaskade herunterfiel.
Die Düse 7 wies eine Nominalkapazität von 0,2 Liter pro Minute auf und lieferte einen flachen Sprühstrahl, der sich über einen Winkel von 90 ausbreitete. Er wurde auf die Verbindung zwischen der Trommelwand und dem Trommelboden gerichtet, wobei die Stellung derart war, daß ein begrenzter Bereich der Polystyrolkaskade über die volle Breite gleichmäßig benetzt wurde. Das . Wasser enthielt 1 % eines nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels.
Es wurde zunächst kurz so viel Wasser aufgesprüht, daß die herabfallenden Polystyrolkügelchen durch die Befeuchtung in eine schwach zusammenhängende Masse, ver-·
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wandelt wurden. .
Beim Aufstäuben einer kleinen. Menge der feuerfesten . Mischung verwandelte sich die Masse in einzelne Teilchen. Durch abwechselndes weiteres Aufsprühen von Wasser und Aufstäuben von feuerfester Mischung im Verlauf von etwa 8 Minuten wurden 500 cm"5 Spray und 3,6 kg der feuerfesten Mischung zugesetzt.
Das so hergestellte feuchte Produkt wurde durch Senken der Trommel entladen und getrocknet und in einem Tunnelofen mit einer Heißtemperaturzone von 17300C gebrannt.
Das gebrannte Produkt war leicht gesintert und konnte ohne Schwierigkeiten zu leichten Teilchen zerbrochen werden, von denen der weitaus größte Teil die Form kleiner Hohlkügelchen aufwies.
Das gebrannte Produkt wies folgende Eigenschaften auf:
Sieb-Fraktion -3/1« % -g1 /16 -1/16+22
Sieb-Analyse 27 62 % 11 %
lose Schüttdichte - 0,60 ■ -
Produkt-Schüttdichte 0,97 _
Gesamt-Porosität des
Produktes - 69 %
Die Produkt-Schüttdichte und die Gesamtporosität des Produktes wurden durch Wasserverdrängung bestimmt, wobei davon ausgegangen wurde, daß die feste Substanz eine wahre Dichte von 3,13 aufweist.
Es konnte festgestellt werden, daß durch kritische Anwendung der Sprühlösung und Veränderung des Neigungs winkels der Trommel ein Teil des Polystyrols zur Agglo merisation gebracht werden konnte und so ein Produkt
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40 % %
5 ,6 %
10 Λ %
16 ,0
/If
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mit einer gröberen Wabenstruktur erzeugt werden konnte.
Eine feuerfeste Bausteinmischung wurde wie folgt hergestellt:
-g+1/16 Aggregat . 24 %
-1/16+22 Aggregat
-22 Cawoods Sinter-Mullit
-100 Cawoods Sinter-Mullit
Ca\tfoods Bindemittel 5050, hochgereinigt
G.C-.-Pulver . 4,0 %
Ein Teststück mit Abmessungen von 5 x 5 cm im Durchmesser wurde von Hand hergestellt, indem die Mischung in eine zylindrische Form gepreßt wurde. Nach dem Entformen wurde 6 Stunden bei 1000C getrocknet und dann 6 Stunden bei 17500C gebrannt. Danach konnte Folgendes festgestellt werden:
Volumenverminderung zwischen
geformtem und gebranntem Gegenstand 5 %
Schüttdichte . 0,88 g/cm3
Gesamt-Porosität 72 %
Kalt-Druckfestigkeit 42,2 kg/cm2
(600 Ibs/sqi)
Während des Druckfestigkeitstestes ergab sich keinerlei Fraktur des Aggregates, so daß sich höhere Werte ergeben würden, wenn das Bindemittel stärker wäre.
Beispiel 2
Es wurde ein kleinteiligeres Mullit-Produkt unter Verwendung desselben Polystyrolschaumes wie in Beispiel 1 hergestellt, jedoch wurde der Polystyrolschaum zu-
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/Ko .
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nächst einer Wärmebehandlung unterworfen, um seine Schüttdichte zu erhöhen. Der Polystyrolschaum wurde in offene Behälter gefüllt und in einem thermostatisch regulierten Gebläseofen (mit Bezugszeichen 10 in Figur bezeichnet), der auf 1300C eingestellt war, etwa 15' Minuten erhitzt. Die Schüttdichte des Materiales verringerte sich zunächst und nahm dann wieder zu. Die Schüttdichte des Polystyrols betrug anfänglich 16 g pro Liter und■lag nach der Wärmebehandlung bei 54 g 1.0 pro Liter.
Dieses wärmebehandelte Polystyrolschaummaterial wurde in die Trommel 1 der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingefüllt. Die Arbeitsweise zur Herstellung-des MuI-lit-Aggregates (Mullit-Produktes) war dieselbe wie in Beispiel 1 beschrieben.
Folgende Materialien wurden in die sich drehende Trommel eingefüllt:
wärmebehandeltes Polystyrol: 170 g, Ton-Aluminiumoxid-Mischung: 2000 g
Nach dem Trocknen und Brennen in demselben Tunneltrockner und -ofen wie schon beschrieben, wurde das lose zusammengesinterte Material ohne Schwierigkeiten in einzelne Teilchen zerbrochen,, von denen der überwiegende Teil die Form kleiner Hohlkügelchen aufwies. Dieses Material hatte folgende Eigenschaften:
Sieb-Fraktion -3/16+ 1
8.		 -4+1 /16 -1/16+22 5 # -22
Sieb-Analyse 5,5 ■29, 5 % .57, 44 7,5%
lose Schüttdichte - o, 45 O, 64 -
Produkt-Schüttdichte - 0, 75 O,
Gesamt-Porosität des O' OA
Produktes /O OW
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Beispiel 3
Für die Arbeitsweise dieses Beispiels wurde die modifizierte Vorrichtung gemäß Figur 4 verwendet, die sich von der Verrichtung gemäß Figuren 1 und 2. durch einen zusätzlichen Schaber 11 sowie weiterhin dadurch unterscheidet, daß die Düse 7 so versetzt ist, daß der Sprühstrahl auf den Boden der Trommel gerichtet ist und den mit 12 bezeichneten Bereich anfeuchtet; die Trommel 1 wird in der Horizontalebene gedreht.
Die Drehungsgeschwindigkeit der Trommel 1 betrug 82 Umdrehungen pro Minute. Es wurden 90 g des Polystyrols eingefüllt, welches auch gemäß Beispiel 1 verwendet· ■ wurde. Das aufgesprühte Wasser enthielt 1 % des auch gemäß Beispiel 1 verwendeten nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels sowie 25 % Aluminiumoxychloridlösung. Es wurde zunächst einmal kurz aufgesprüht, um · das Material in eine kohärente Masse zu verwandeln, die dann in einzelne Teilchen aufgeteilt wurde, indem mikronisiertes Aluminiumoxid aufgestäubt wurde. Die Arbeitsweise war dieselbe wie in Beispie]. Λ beschrieben. Das kurze Übersprühen und das Aufstäuben wurden abwechselnd 8 Minuten lang fortgesetzt, bis etwa
3
500 cm Flüssigkeit und
verwendet worden waren.
500 cm Flüssigkeit und 4,5 kg des keramischen Pulvers
Das feuchte Aggregat (die feuchte Substanz) wurde getrocknet und in einem Tunnelofen mit einer Heißtemperaturzone von 17300C gebrannt. -
Das so hergestellte gebrannte Aggregat war leicht zusammengesintert und konnte in einfacher Weise in leichte Teilchen .aufgeteilt werden, von deneri der
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-: 2
-44-- 22.01 .79 Hauptteil die Form kleiner Hohlkügelchen aufwies.
Aus den .ausgesiebten Fraktionen des Aggregates·wurde eine feuerfeste Mischung.hergestellt.
-^+1/16 Aggregat 25,7 %
■'5 -1/16+22 Aggregat_ 44,2 %
-22 Cawoods geschmolzenes
Aluminiumoxid . 6,4.%
-100 Cawoods geschmolzenes
Aluminiumoxid 9,6 % '
Cawoods G.C.-Pulver · 3,7 %
Ein Teststück mit einem Durchmesser von 5 x 5 cm wurde von Hand hergestellt, indem man die Mischung in eine zylindrische Form einstampfte. Nach dem Entformen wurde 6 Stunden bei 1000C getrocknet und 6 Stunden bei 173O°C 1';> gebrannt.
Es wurde folgendes festgestellt:
Volumenverminderung zwischen
geformtem und gebranntem Produkt 3 %
Schüttdichte . · . 1,i8g/cm-'>
Gesamt-Porosität . 70 % '
Kalt-Druckfestigkeit 49,2 kg/cm2
- . ' (700 lbs/sqi)
Beispie]-4
Die drehbare Trommel 1 wurde auf einen Neigungswinkel gegen die Vertikale von 35° eingestellt und mit einer 2b Geschwindigkeit von 30 Umdrehungen pro Minute bewegt. Die Sprühdüse lieferte 0,2 Liter pro Minute in einem flachen Sprühstrahl mit einem Winkel von 90°, der' so eingestellt war, daß er die herabfallende. Kaskade ge-
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rade unterhalb der mittleren Höhe befeuchtete. Der Pumpdruck lag zwischen 1,05 und 1,76 kg pro Quadratzentimeter (15-bis 25 Ibs/sqi). Holzmehl mit einer Feinheit von -12 mesh wurde zugesetzt und solange besprüht, bis sich kleine Pellets bildeten. Die Zugabe v/eiterer Mengen an Holzmehl unter Sprühen wurde fortgesetzt, wübei die Bedingungen so einreguliert wurden, 'IaJj kontinuierlich kleine Felle Ls geh !.!.dc· ί: W χ ι d!'-\! <■ f rtie aus der Trommel entnommen werden konnten. Die schliei31ich vorliegenden Pellets machten etwa 50 % des Sprühgewichtes aus. . .
2,55 kg der kleinen feuchten Holzmehl-Pellets wurden in die Trommel zurückgefüllt und abwechselnd mit fein gemahlener kaustischer kalzinierter Magnesia (dem Handelsprodukt Lycal 93/12 von der Firma Steetley Company) bestäubt und besprüht. Das Bestäuben und Besprühen wurde fortgesetzt, bis 2,86 kg Magnesia zusammen mit 0,36 kg Sprühflüssigkeit zugesetzt worden waren. Durch Kippen der Trommel wurde das Material in eine Muffel ent lade α und in einem Tunnelofen, dessen höchste Temperatur bei 1730°C lag, getrocknet und gebrannt .
Das gebrannte Material hatte eine braune Farbe und war eine leicht zusammengesinterte Masse aus gut geformten Hohlkügelchen mit folgenden Eigenschaften:
Sieb-Fraktion -3/16- 2 -1.1 /16 -1/1 6+22
Si eb-Analys e 50,5 % 43, 0 % 6 ,5 %
lose Schüttdichte - 0, 97 -
Produkt-Schüttdichte 1, 56 -■ .
Gesamt-Porosität des 5 #
Produktes
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22.01.79
Zusammenfassung
Es handelt sich um ein Verfahren zur Herstellung eines hochporösen, jedoch verhältnismäßig undurchlässigen feuerfesten Materiales, welches als loses Pulver oder auch als geformter Körper vorliegen kann. Bei dem Verfahren wird ein fein2erteilt.es porenbildendes Material, vorzugsweise Polystyrolschaumkügelchen, angefeuchtet und unter Durchwirbeltmg mit einem feuerfesten Material überzogen. Das feuchte Produkt wird geformt oder ungeformt getrocknet und gebrannt. Die beanspruchte Vorrichtung; besteht aus einer drehbaren Trommel mit Sprühdüse. Q''ig. 1)
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Claims (16)

  1. 22.01.79
    Ansprüche
    Verfahren zur Herstellung eines hochporösen, jedoch verhältnismäßig undurchlässigen feuerfesten Materialesj dadurch gekennzeichnet, daß man ein feinzerteiltes porenbildendes Material oder eine Mischung aus einem feuerfesten Rohmaterial und einem fein.- · zerteilten porenbildenden Material anfeuchtet, so daß die einzelnen Teilchen des porenbildenden Materiales oder die Agglomerate der Mischung eine nasse Oberfläche aufweisen, daß man die nasse Oberfläche mit trockenem feuerfesten Material überzieht und das so hergestellte Produkt brennt.
  2. 2. Verfahren zur Herstellung eines leichten feuerfesten Produktes, dadurch gekennzeichnet, daß man Wasser auf ein feinzerteiltes porenbildendes Material oder eine Mischung aus feuerfestem feinzerteiltem Material und porenbildendem Material aufsprüht, während dasselbe durcheinandergewirbelt wird, so daß die Teilchen angefeuchtet werden, daß man unter Fortsetzung der Durchwirbelungsoperation soviel eines feinen feuerfesten Materiales und eine weitere Menge Wasser zu dem angefeuchteten porenbildenden Material bzw. der Mischung gibt, wie notwendig ist, um sicherzustellen, dai3 die Teilchen gleichmäßig durch das feuerfeste Material bedeckt sind, und daß man. die so hergestellte feuchte Masse trocknet und brennt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wasser ein oberflächenaktives Mittel zugefügt wird.
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  4. 4. Verfahren, nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das porenbildende Material ein brennbares.Material ist.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das brennbare Material Polystyrol ist.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Polystyrol in Form von Hohlkügelchen mit, einer Größe von 15 mm oder darunter vorliegt.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Polystyrolkügelchen vor ihrer Verwendung als brennbares Material einer Wärmebehandlung zur Regulierung ihrer Größe unterworfen werden.
  8. 8. Verfahren zur Herstellung eines leichten feuerfesten Produktes, dadurch gekennzeichnet, daß man verschäumtes Polystyrol, welches in Form von Hohlkügelchen mit einem Durchmesser von 0- - 5 nun vorliegt, unter Durchwirbelung mit Wasser, welches ein oberflächenaktives Mittel enthält, besprüht, so daß die Kügelchen angefeuchtet werden, daß man unter Fortsetzung der Durchwirbelungsoperation eine Mischung aus feuerfesten Rohmaterialien zusetzt, so daß die einzelnen Teilchen mit der Mischung überzogen werden, daß man dabei das Ausmaß und die Häufigkeit der Zugabe so einreguliert, daß die Bildung größerer Agglomerate verhindert wird,und daß man schließlich das so hergestellte feuchte Material trocknet und brennt.
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  9. 9. Verfahren nach jedem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wasser ein oder mehrere Zusatzmittel zugesetzt werden, um die Festigkeit des Endproduktes zu erhöhen.
  10. 10. Verfahren nach jedem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das feuerfeste Rohmaterial aus Ton mit Aluminiumoxid, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid oder Magnesiumoxid mit Ton besteht, so daß man Mullit-, Aluminiumoxid-, Magnesiumoxid- oder Spinel-Produkte erhält.
  11. 11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, 2 oder 8, gekennzeichnet durch eine drehbare Trommel, die in einem beliebigen Winkel zur Vertikalen, der zwischen einer nur geringfügig von der Vertikalen abweichenden und der horizontalen Lage liegen kann, angeordnet ist, sowie eine Sprüheinrichtung mit einer Düse, durch die Wasser in feinzerteilter Form auf den Inhalt der Trommel gesprüht werden kann.
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß dieselbe mit einer Hilfseinrichtung zum Erhitzen der Polystyrolkügelchen vor deren Benutzung als feinzerteiltes porenbildendes Material ausgestattet ist.
    2b
  13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Schaber vorgesehen sind, die so angeordnet sind, daß der Inhalt der Trommel besser verteilt und/oder vermischt werden kann.
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  14. 14. Das leichte feuerfeste Produkt, welches mit Hilfe des Verfahrens gemäß Ansprüchen 1-8 und/oder unter Verwendung der Vorrichtung gemäß Anspruch 11 - 13 hergestellt worden ist. ■
  15. 15. Ungebrannte Formkörper, die dem Brenhprozeß zugeführt werden können und aus dem leichten feuerfesten Produkt gemäß Anspruch 14 hergestellt worden sind.
  16. 16. Feuerfeste Körper, die durch Brennen der nichtgebrannten Formkörper gemäß Anspruch 15 hergestellt worden sind.
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