DE3046791C2

DE3046791C2 - Verfahren zur Herstellung von porösen keramischen Erzeugnissen

Info

Publication number: DE3046791C2
Application number: DE19803046791
Authority: DE
Inventors: Ingo 5413 Bendorf Gottsch
Original assignee: Dr C Otto & Co 4630 Bochum De GmbH; Dr C Otto & Co 4630 Bochum GmbH
Current assignee: Dr C Otto and Co GmbH
Priority date: 1980-12-12
Filing date: 1980-12-12
Publication date: 1984-04-05
Also published as: DE3046791A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von porösen keramischen Erzeugnissen, insbesondere von feuerfesten Leichtsteinen aus keramischen Rohstoffen, bei dem eine Naphthalin enthaltende Masse durch Pressen verdichtet und/oder verformt, das Naphthalin anschließend durch eine Wärmebehandlung aus dem Formling ausgetrieben und teils flüssig, teils gasförmig für die weitere Aufbereitung als Porenbildner zurückgewonnen wird, worauf der Formling gebrann« wird.

Zum Stand der Technik gehören Feuerleichtsteine, die unter Anwendung von plastischen und unplastischen Formgebungsverfahren aus keramischen Rohstoffen (z. B. Tonen, Quarzlten) und Ausbrennstoffen (z. B. Braunkohle, Koksgruß) hergestellt werden.

Dabei werden die Ausbrennstoffe während des keramlsehen Brandes unter Hinterlassung von Asche ausgebrannt. Die Verbrennungsrückstände vermindern die chemische Reinheit der keramischen Rohstoffe und damit die Feuerfestigkeit des Erzeugnisses.

Außerdem bedingt das Ausbrennen der Porenbildner eine leistungsmlndernde Anpassung des keramischen Brandes an den meistens wesentlich langsamer verlaufenden Ausbrennvorgang der Porenbildner.

Bekannt 1st auch die Herstellung poröser keramischer Erzeugnisse unter Anwendung des plastischen Formgebungsverfahrens aus Tonen und Kunststoffhohlkugeln (z. B. Styropor).

Dabei werden die Hohlkugeln, teils während der Trocknung, teils während des keramischen Brandes ausgebrannt, ohne daß Rückstände, die die Feuerfestigkeit beeinträchtigen Im Scherben verbleiben.

Die hohe Kompressibilität der dünnwandigen Hohlkugeln wirkt sich während des Verdlchiens/Verformens der Masse In Pressen nachteilig aus. Der Anteil an Hohlkugeln, die der keramischen Masse zwecks Porenblklung zugesetzt werden kann. Ist daher begrenzt.

Bei einem anderen, zum Stande der Technik gehörenden Verfahren besieht das Ausgangsgemisch zur Herstellung \on Feuerleichfsteinen aus Hohlkugeln aus Korund, die aus einer Elektroschmelze hergestellt werden, und Ton. Während der Verformung des Gemisches werden die Korund-Hohlkugeln nicht zusammengedrückt, die Herstellung der Hohlkugeln ist jedoch verhältnismäßig aufwendig.

Auch die Herstellung poröser keramischer Erzeugnisse unter Zusatz von Naphthalin zu einer wasserhaltigen Rohmasse Ist bekannt. Dabei wird das kristalline Naphthalin In Mahl- und Siebanlagen auf eine Korngröße von etwa 4,0 mm gemahlen und in Abhängigkeit von der gewünschten Porosität der wasserhaltigen kcvimlschen Rohmasse zugesetzt.

Nach der Formgebung wird das Naphthalin unter Einwirkung von Wärme aus dem keramischen Halbfertigerzeugnis ausgeschmolzen und ausgedampft, wobei das zugesetzte Naphthalin In dem keramischen Erzeugnis Poren hinterläßt, deren Spektrum dem Kornspektrum des Mahlgutes entspricht. Das gasförmige und flüssige Naphthalin wird für die erneute Verwendung als Porenbildner zurückgewonnen.

Das ausschmelzende Naphthalin wird flüssig der erneuten Aufbereitung als Porenbildner zugeführt, während das ausdampfende Naphthalin in einen Naßwäscher durch eine direkte Wasserkühlung als Sublimat In den festen Aggregatzustand gebracht wird. Das Naphthalin-Sublimat wird zusmmen mit dem Kühlwasser als wasserhaltiger Naphthalinschlamm ausgetragen.

Der Wassergehalt des Naphthalinschlammes wird für die erneute Aufbereitung als Porenbildner durch Dekanter und Zentrifugen reduziert, anschließend wird das feuchte Naphthalinsublimat durch Erwärmen verflüssigt und schließlich dem flüssig zurückgewonnenen Naphthalin zwecks Zwischenlagerung und erneuter Aufbereitung als Porenbildner (Krlstalllnlslerung, Mahlen und Siebung) zugesetzt.

Es verbleibt jedoch ein erheblicher Anteil an Restwasser Im flüssigen Naphthalin, der die Bildung harter und trockener Naphthalinkuchen, -tafeln und/oder -schuppen, die für eine betriebssichere Feinstmahlung und Absiebung Voraussetzung sind, behindert.

Aufgrund der Restfeuchte hat sich In der Praxis die Erzeugung von Naphthalinmahlgut mit einem Kornspektrum von etwa 4,0 mm als leidlich betriebssicher herausgestellt. Versuche, feineres Mahlgut zu erzielen, scheiterten am Feuchtigkeitsgehalt des zurückgewonnenen Mahlgutes.

Andererseits ist bekannt, daß die physikalischen Eigenschaften poröser keramischer Erzeugnisse, Insbesondere die Wärmedämmung bei gleicher Porosität um so besser Ist, je kleiner die Poren sind.

Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, keramische Erzeugnisse, Insbesondere Feuerleichtsteine mit einem bestimmten Anteil an mikrofeinen Poren Im Porenspektrum aus bildsamen und/oder unbildsamen keramischen Rohstoffen herzustellen.

Ausgehend von dem eingangs beschriebenen Verfahren besteht die Erfindung darin, daß die keramische Masse aus einer trocknen Grundmasse aus bildsamen und/oder unbildsamen keramischen Rohstoffen und Naphthalinmahlgut mit einer unter 1,0 mm liegenden Konigroße besteht, der ein Gemisch aus Wasser und Naphihallnpartlkeln, vorzugsweise Naphthalinsublimat, mit einer Teilchengröße von etwa 0,01 mm zugesetzt wird.

Gemäß einer weiteren Ausführungsforni der Erfindung werden dem Gemisch von Wasser und Naphthallnpartl kein fein gemahlener Ton und ein handelsüblicher Ver-

flüssiger zugesetzt und diese Masse wird vor der Zugabe zu der trockenen Grundraasse gemischt, so daß die Naphthalinpartikel mit einem Tonfilm umhüllt werden.

Ausführungsbeispiele:
Beispiel I

Man mischt in einem Zwangsmischer während 1 Minute eine trockene Grundmasse mit folgender Zusammensetzung:

gemahlener trockener Ton 29,0 Gew.-%

mit etwa 36% Al₂Oj
Schamotte-Korn mit etwa 36% Al₂O₁, 2,5 Gew-%

gemahlen auf eine Körnung < 0,5 mm
Naphthalinmahlgut < 1,0 mm 43,5 Gew.-%

Der Masse wird ein Naphthallnsubllmat-Wasser-Gemisch zugegeben, das bezogen auf die gesamte Masse 12,5 Gew.-% Naphthalinsublimat mit einer Teilchengröße von etwa 0,01 mm und 12,5 Gew.-% Wasser enthält. Die Masse wird 3 Minuten lang gemischt.

Beispiel II

In einem Zwangsmischer wird eine trockene Grundmasse mit folgender Zusammensetzung gemischt: .'">

gemahlener trockener Ton 17,25 Gew.-%

mit etwa 36% Al₂Oi
Schamotte-Korn mit etwa 36% Al₂O₅, 2,5 Gew.-%

gemahlen auf eine Korngröße < 0,5 mm
Naphthalinmahlgut < 1,0 mm 43,5 Gew.-%

Nach einer Mischzelt von 1 Minute wird der trockenen Grundmasse ein Napthallnsubllmat-Ton-Wasser-Gemisch zugegeben, das bezogen auf die Gesamtmasse 12,25 Gew.-% Naphthalinsublimat mit einer Teilchen- !5 größe von etwa 0,01 mm und 12,25 Gew.-% gemahlenen trockenen Ton mit etwa 36% AI₂O) enthält. Das Gemisch enthält zusätzlich 12,25 Gew.-% Wasser.

Diese Masse wird 3 Minuten lang gemischt.

Das Naphthallnsubllmat-Ton-Wasser-Gemisch wird vor der Aufgabe in den Mischer in einem separaten Gefäß vorzugsweise Im Verhältnis 1:1:1 gemischt und homogenisiert.

Die nach den Beispielen I und II hergestellten Mischungen werden auf Pressen verformt und/oder verdichtet. Die Formlinge werden dann in bekannter Weise von Wasser und Naphthalin befreit und dem Brand unterworfen. Das Naphthalin wird teils flüssig, teils als wasserhaltiges Sublimat zurückgewonnen.

Die folgende Tabelle zeigt eine Gegenüberstellung einiger Werte (Raumgewicht, Kaltdruckfestigkeit, Porengröße und Wärmeleitfähigkeit) der nach dem Verfahren gemäß vorliegender Erfindung hergestellten Feuerlelchtstelne mit denen handelsüblicher, vergleichbarer Steine mit gröberen Poren.

Es ergibt sich neben einer höheren Kaltdruckfestlgkelt insbesondere eine bedeutend niedrigere Wärmeleitfähigkeit.

Steine nach vergleichbare
der Erfindung Steine mit

gröberen Poren

Raumgewicht (g/cm³) 0,56 0,55

Kaltdruckfestigkeit 6,5 5,0

(N/mm²)
Porengröße 0,003 0,015

x = ... mm
Wärmeleitfähigkeit 0,32 0,45

bei 1000⁰C

m· K

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von porösen keramischen Erzeugnissen, insbesondere von feuerfesten Leichtsteinen aus keramischen Rohstoffen, bei dem eine Naphthalin enthaltende keramische Masse durch Pressen verdichtet und/oder verformt, das Naphthalin anschließend durch eine Wärmebehandlung aus dem Formling ausgetrieben und zurückgewonnen wird, worauf der Formling gebrannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die keramische Masse aus einer trockenen Grundmasse aus bildsamen und/oder unbildsamen keramischen Rohstoffen und Naphthalinmahlgut mit einer unter 1,0 mm liegenden Korngröße besteht, der ein Gemisch aus Wasser und Naphthallnpartlkeln, vorzugsweise Naphthalinsublimat, mit einer Teilchengröße von etwa 0,01 mm zugesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gemisch von Wasser und Naphthalinpartikeln fein gemahlener Ton und ein handelsüblicher Verflüssiger zugesetzt werden und diese Masse vor der Zugabe zu der trocken Grundmasse gemischt wird, so daß die Naphthalinpartikel mit einem Tonfilm umhüllt werden.