DE3105579C2 - Verfahren zur Herstellung von keramische Fasern enthaltenden, körnigen, feuerbeständigen oder feuerfesten Materialien, nach dem Verfahren hergestellte Materialien und ihre Verwendung - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von keramische Fasern enthaltenden, körnigen, feuerbeständigen oder feuerfesten Materialien, nach dem Verfahren hergestellte Materialien und ihre Verwendung

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DE3105579C2 DE3105579A DE3105579A DE3105579C2 DE 3105579 C2 DE3105579 C2 DE 3105579C2 DE 3105579 A DE3105579 A DE 3105579A DE 3105579 A DE3105579 A DE 3105579A DE 3105579 C2 DE3105579 C2 DE 3105579C2
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Rudolf Dipl.-Ing. 6500 Mainz Ganz
Klaus Dipl.-Ing. 6228 Eltville Kreuels
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Description

a) 100 Gew.-Teile keramische Fasern, 2 bis 15Gew.-Teile Ton und/oder feinst zerteiltes Al2O3 und/oder feinst zerteiltes SiO2 und/oder Aluminiumhydroxide und/oder feinst zerteilte Magnesia und/oder feinst zerteiltes Titandioxid und/oder feinst zerteiltes Chromoxid, 0 bis 10 Gew.-Teile andere Feuerfestzusätze und 1 bis 8 Gew.-Teile Phosphatbindemittel, mit 2 bis 25 Gew.-Teile Wasser in einem Mischer gründlich vermischt werden,
b) die in Stufe a) erhaltene Mischung um einen Volumenfaktor von wenigstens 3 verdichtet wird, und
c) das in Stufe b) erhaltene Produkt getrocknet und/oder bei Temperaturen von 250 bis 6000C wärmebehandelt und/oder bei höheren Temperaturen gebrannt und anschließend bis auf die gewünschte Körnung zerkleinert wird.
2. Verfahren nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß als keramische Fasern aufgeschlossene Fasern verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Ton Bentonit verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Feuerfestzusatz Porzellanmehl oder Schamotte zugesetzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Phosphatbindemittel Natriumpolyphosphat verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Phosphatbindemittel Monoaluminiumphosphat in fester Form oder als Lösung in Wasser verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Stufe a) weiterhin noch ein +5 Plastifizierungsmittel zugesetzt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Plastifizierungsmittel Methylcellulose in einer Menge von 1 bis 6Gew.-Teilen zugesetzt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtung in Stufe b) um einen Volumenfaktor von 5 bis 8 durchgeführt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne», daß in Stufe b) die Verdichtung in einer Brikettierpresse durchgeführt wird.
11. Abwandlung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Durchführung der Verdichtung in Stufe b) durch Strangpressen in der Stufe a) bis zu 100Gew.=Teile Wasser zur Herstellung der Mischung verwendet werden.
12. Keramische Fasern enthaltendes, körniges, feuerbeständiges oder feuerfestes Material, hergestellt nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis II.
13. Verwendung des keramische Fasern enthaltenden, körnigen, feuerbeständigen oder feuerfesten
Materials nach Anspruch 12 in Faserspritzmassen.
14. Verwendung des keramische Fasern enthalten- j den, körnigen, feuerbeständigen oder feuerfesten' Materials nach Anspruch 12 bei der Herstellung von gepreßten, gestampften oder gespritzten Formteilen.
15. Verfahren des keramische Fasern enthaltenden, körnigen, feuerbeständigen oder feuerfesten Materials nach Anspruch 12 als feuerhemmende, lose geschüttete Füllung in Schächten oder Kanälen.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von keramische Fasern enthaltenden, körnigen, feuerbeständigen oder feuerfesten Materialien, enthaltend keramische Fasern, Ton, Bindemittel urd gegebenenfalls andere übliche Zusätze, das nach dem Verfahren hergestellte Material sowie dessen Verwendung.
Wärmeisolierende keramische Faserkörper aus feuerfesten Fasern, organischem oder anorganischem Bindemittel mit einerseits geringer Festigkeit und hoher Zusammendrückbarkeit und andererseits erhöhten Werten für die Festigkeit, Dichte und Formbeständigkeit sind bekannt So beschreibt die DE-AS 12 74 490 eine Verbrennungskammer für öfen, die durch Ausformung der mit Bindemittel versetzten Fasermasse gebildet wird, und bei der die Bindemittelkonzentration über den Querschnitt der Wand abnehmen soll. Als geeignetes Bindemittel werden Tone, Alkalisilikate, Aluminiumphosphat, kolloidale Kieselerde mit einem Gewichtsanteil von 5 bis 35, optimal 10%, genannt Der Faserkörper ist aber wegen seiner dichten harten Wandoberfläche und der gegenüberliegenden weichen flexiblen Wandoberfläche nicht für hohe Belastungen in ausreichendem Maße geeignet.
Bei dem Verfahren nach der DE-AS 27 32 387 soll die mit einem organischen Kunststoffbindemittel vorgebundene Mineralfaserplatte durch Tränken mit einer wäßrigen Aufschlämmung eines Bindetons und anschließendes Tempern verfestigt werden. Weiterhin sind aus der DE-AS 26 18 813 Faserspritzmassen bekannt, welche neben einem größeren Anteil an anorganischen Fasern geringe Anteile an Bindemittel bzw. anderen anorganischen Zusätzen sowie einen chemischen Zusatzbinder enthalten, wobei diese Faserspritzmassen zur Vermeidung der Staubbildung noch 5 bis 20 Gew.-% eines Öles enthalten. Bei der Verwendung dieser Faserspritzmassen ist ausdrücklich angegeben, daß die anorganischen Fasern, wie z. B. die Steinwolle, in aufgelockertem Zustand eingesetzt werden.
Aufgabe e'er vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von keramische Fasern enthaltenden, körnigen, feuerbeständigen oder feuerfesten Materialien, welche im verarbeiteten Zustand eine höhere Festigkeit, insbesondere gegenüber mechanischer Beanspruchung, aufweisen und die besonders vorteilhaft in sogenannten Faserspritzmassen eingesetzt werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe dient das Verfahren, wie es im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 näher beschrieben ist.
Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens sind in den Patentansprüchen 2 bis 11 näher beschrieben.
Die Erfindung betrifft weiterhin das nach dem Verfahren hergestellte, keramische Fasern enthaltende, körnige, feuerbeständige oder feuerfeste Material, das
besonders gute Eigenschaften besitzt.
Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten, keramischen Fasern oder Mineralfasern können alle übliche Fasern dieser Art sein, z, B. Steinwolle oder Fasern auf Basis von Aluminiumsilikat mit insbesondere s hohem AbCb-Oehalt im Bereich von 45 bis 95 Gew.-%. Selbstverständlich können auch Gemische von verschiedenen keramischen Fasern eingesetzt werden.
Der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Ton kann ein üblicher Ton oder ein spezieller Bindeton, z. B. Bentonit, sein. Dieser Ton wird üblicherweise in einer Menge von 2 bis 15 Gew.-Teilen auf 100 Gew.-Teilen der keramischen Fasern eingesetzt Weiterhin können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bis zu lOGew.-Teile anderer Feuerfestzusätze is verwendet werden. Beispiele hierfür sind Porzellanmehl und Schamotte. Die in der Zusammensetzung der erfindungsgemäßen, körnigen Materialien gegebenenfalls vorliegenden anderen, feinst zerteilten Bestandteile wie feinst zerteiltes AI2O3 und/oder feinst zerteiltes S1O2 und/oder Aluminiumhydroxide und/oder feinst zerteilte Magnesia und/oder feinst zerteiltes Titandioxid und/ oder feinst zerteiles Chromoxid sind auf dem Feuerfestgebiet bekanntermaßen verwendete Bestandteile. Unter dem hier verwendeten Ausdruck »feinst zerteilt« im Zusammenhang mit den zuvor genannten Bestandteilen ist zu verstehen, daß diese Bestandteile in feinst gemahlenen oder auch im kolloidalen Zustand vorliegen. Insbesondere bei Verwendung von solchen in kolloidalem Zustand vorliegenden Materialien wie kolloidalem S1O2 bzw. kollidalem Aluminiumoxid ist es möglich, nur geringe Mengen an Bindemittel, nämlich nahe beim unteren Grenzwert von 1 Gew.-Teil eines solchen Bindemittels zu verwenden.
Vorteilhafterweise liegt des Gesaiwtanteil von Ton und/oder anderen feinst zerteilen Bestandteilen plus anderen Feuerfestzusätzen bei 20 G ,w.-Teilen auf 100 Gew.-Teile der keramischen Fasern. .
Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Phosphatbindemittel sind übliche Phosphatbindemittel, die angegebenen Mengen in Gewichtsteilen beziehen sich auf P2O5 in dem jeweiligen Bindemittel.
Beispiele für solche Phosphatbindemittel sind Natriumpolyphosphat mit einem Polymerisationsgrad von η > 4 und vorzugsweise mit einem Polymerisationsgrad von 6 bis 10. Dieses Natriumpolyphosphat wird in üblicher Weise in gelöster Form verwendet. Ein weiteres Phosphatbindem.ittel ist Monoaluminiumphosphat, das sowohl ein fester, gemahlener Form oder als wäßrige Lösung, insbesondere als eine Lösung mit so 50 Gew.-%, ein handelsübliches Produkt ist.
Das Vermischen der Bestandteile in der Stufe a) des erfindungsgemäßen Verfahrens kann in jedem geeigneten Mischer erfolgen.
Das in Stufe a) gegebenenfalls zugesetzte Plastifizie- ss rungsmittel kann ein übliches Plastifizierungsmittel, beispielsweise Methylcellulose in fester Form oder gelöst in Wasser, oder ein grenzflächenaktiver Stoff sein.
Die in der Stufe a) des erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltene Mischung muß um einen Volumenfaktor von wenigstens 3 verdichtet werden. Dies kann vorteiihafterweise entweder in einer Strangpresse erfolgen. Weiterhin kann eine solche Verdichtung in einer Drehtischpresse oder einer üblichen Brikettiereinrichtung durchgeführt werden, es kann jedoch auch jede andere übliche Presse verwendet werden. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren muß die Verdichtung um einen Volumenfaktor von wenigstens 3 erfolgen, vorteilhafterweise wird die Verdichtung um einen Volumenfaktor von 3 bis 6 durchgeführt Die höchstmögliche Verdichtung liegt bei einem Volumenfaktor von etwa 12 bis 14.
In der Stufe c) wird das in der Stufe b) erhaltene Produkt zunächst getrocknet, üblicherweise bei Temperaturen zwischen 110 und 1800C, es kann jedoch auch einer Wärmebehandlung bei Temperaturen zwischen 250 bis 6000C unterworfen werden, wobei hier je nach der verwendeten Einrichtung zur Wärmebehandlung ein vorheriges Trocknen durchgeführt werden kann, oder auch das in Stufe b) erhaltene Produkt direkt in der Wärmebehandlungsvorrichtung sowohl getrocknet als auch wärmebehandelt werden kann. Bei der Durchführung einer Wärmebehandlung bei den angegebenen Temperaturen wird in dem erhaltenen Produkt eine gewisse chemische Bindung durch das Phosphatbindemittel herbeigeführt Das Produkt kann jedoch auch bei höheren Temperaturen gebrannt werden, vorteilhaiterweise bei Temperaturen zwischen 8000C und 15500C Die Brenndauer kann von 1 bis 8 Stunden reichen. Hierdurch wird eine Verbesserung der Raumbeständigkeit des anschließend gekörnten Produkts erreicht
Im Anschluß an das Trocknen und/oder die Wärmebehandlung und/oder das Brennen des Produkts wird dieses auf die gewünschte Körnung zerkleinert wobei die maximale Körnung üblicherweise 6 mm beträgt Die Zerkleinerung kann jedoch auch auf einen bestimmten Bereich eingestellt werden, beispielswiese kann ein Produkt mit einer Körnung zwischen 2 und 3 mm ohne weiteres durch Zerkleinerung in üblichen Brecheinrichtungen und gegebenenfalls Aussieben der gewünschten Körnungen erhalten werden.
Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene, körnige Material besitzt eine Rohdichte von 0,7 bis 1,75 g/cm3 und weist ein Porenvolumen in der Größenordnung von 35 bis 75% auf.
Die Menge des in der Stufe a) gegebenenfalls zugesetzten Plastifizierungsmittels hängt von der in der Stufe b) verwendeten Verdichtungse'Tirichtung ab. Beispielsweise wird bei Verwendung von Methylcellulose und Verdichtung in einer Strangpresse eine Menge von 4 Gew.-Teilen Methylcellulose zugesetzt, wobei die Hälfte dieser Methylcellulosemenge als 5%ige Lösung in Wasser und die andere Hälfte als trockene Methylcellulose zugesetzt wird.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die keramischen Fasern als aufgeschlossene Fasern in der Stufe a) verwendet. Hierzu werden handelsübliche Fasern in ihrem Anlieferungszustand in einen Turbomischer gegeben, worin die üblicherweise als Faserbündel angelieferten Fasern in aufgeschlossene Fasern umgewandelt werden. Ein solcher Turbomischer besteht aus einem Mischaggregat mit schnell rotierenden Messerköpfen, wodurch eventuell vorliegende Agglomerate in handelsüblichen Fasern, die teilweise in stark verdichteter Form vorliegen, aufgeschlossen werden, ohne daß hierbei die Fasern unzulässig stark zerschlagen oder zerkleinert werden.
Selbstverständlich ist es auch möglich, die in der Stufe a) zuzumischenden Bestandteile, nämlich den Ton und/oder die anderen feinst zerteilten Bestandteile, gegebenenfalls die anderen Feuerfestzusätze, das Phosphatbindemittel und gegebenenfalls das Plastifizierungsmittel mit den Fasern in einem solchen Turobmischer zu vermischen, wobei gleichzeitig ein Aufschlie-
hi Sen der Fasei.i und eine besonders gute und homogene
! Vermischung mit den in der Stufe a) zugesetzten
Bestandteilen erfolgt. Anschließend werden dann
ψ. Wasser und eventuell gelöstes Bindemittel zu£«::?T"*t
; und eingemischt.
;■· Das nach dem erfindüngsgemäßen Verfahren erhalte-
ne, körnige Material kann besonders fr;?ignet i;;
; Faserspritzmassen verwendet werden. Hierzu wird das
Material entweder in trockener Form einer Spritzdüse, an dessen. Kopf es mit Wasser und gegebenenfalls weiteren Bindemitteln oder Zusätzen vermischt wird, /ügcfühn, oder es wird eine Aufschlämmung des .körigen Materials mit Wasser und gegebenenfalls weiteren Zusätzen hergestellt und verspritzt.
Ebenfalls ist es möglich, das nach dem erfindungsge-.: mäßen Verfahren hergestellte, körnige Material zusammen mit Wasser und weiteren keramischen Fasern zu verspritzen.
Bei der Verwendung des erfindungsgemäßen, körni- _■ gen Materials in Faserspritzmassen ist der Vorteil
~;:i gegeben, daß diese Faserspritzmassen weniger Wasser λ zam Aufspritzen benötigen, wobei die Wassereinspa-ί C rung bis zu 50% betragen kann.
Bei der erfindungsgemäßen Verwendung als Faser-ΐ spritzmassen ist weiterhon noch der Vorteil gegeben,
- daß die aus solchen Faserspritzmassen hergestellten
■' Gegenstände eine höhere Einsatzgrenztemperatur
',$ besitzen als bei Verwendung von anderen, gleichartigen
i| Faserspritzmassen, bei denen bei der Herstellung des
$ körnigen Materials keine Verdichtung durchgeführt
ν wurde. So beträgt beispielsweise die Einsatzgrenztem-
\i. peratur von erfindungsgemäß verwendeten Faserspritz-
•y massen, welche das erfindungsgemäß hergestellte,
körnige Material enthalten, nach ihrem Auftrag als \i Masse für einen Zwischenbehälter 1540°C im Vergleich
■ zu 12600C bei Verwendung von gleichartig zusammen- ',- gesetzten Faserspritzmassen, bei denen ein nicht unter
Verdichtung hergestelltes, körniges Material eingesetzt wurde. Diese Werte beziehen sich auf die Verwendung < von keramischen Fasern und einem Al2O3-Gehalt von
' 47 Gew.-%, wobei auf 100 Gew.-Teile der keramischen
Fasern 9 Gew.-Teile Bentonit, 4 Gew.-Teile fein zerteiltes, festes Aluminiumphosphat, berechnet als P2O5 und 6 Gew.-Teile Wasser eingesetzt wurden und die Wärmebehandlung bei 1000° C durchgeführt wurde. Der Volumenfaktor der Verdichtung bei der Herstellung des körnigen Materials betrug 4.
Bei der erfindungsgemäßen Verwendung in Faserspritzmassen werden diese insbesondere zur isolierenden Auskleidung von Wärmebehandlungsöfen oder als isolierende Schutzschicht über feuerfesten Materialien in Zustellungen verwendet, wobei solche Faserspritzmasien auch für die nachträgliche, feuerseitige Isolierung bereits bestehender Zustellungen, z. B. bei Reparaturen, verwendet werden können.
Eine besonders vorteilhafte Anwendung in Faserspritzmassen betrifft das Ausspritzen der Decken von Feuerungsräumen. Solche Deckenauskleidungen für Feuerungsräume sind beispielsweise in der Deutschen Auslegeschrift 28 32 079 beschrieben, wobei hier Matten aus temperaturbeständigem Fasermaterial mittels Halterungen eingelegt werden und die letzte Mattenlage dann mit einer Schutzlage aus hochtemperaturbeständigem Leichtbaustoff vollständig abgedeckt wird. Bei der erfindungsgemäßen Verwendung von Faserspritzmassen ist es möglich, solche Deckenkonstruktionen mit den erfindungsgemäßen Faserspritzmpssen auszuspritzen, dit flach dem Trocknen eine kompakte Isolierschicht ergeben, welche keine Abdeckplatte benötigen.
Gemäß einer weiterer. Vt-ivendwig wird das erfir.dungsgemäße, kornige Matenai Le'. der Herstellung von gepreßten oder gespritzten Formierten verwendet. Hierbei kann das körnige Material mit weiteren Feuerfestbestandteilen oder !'eramischen Fasern, Ton und einem chemischen oder hydraulisrhen Bindemittel wie Tonerdeschmelzzement oder einem anderen Hydraulisch abbindenden Bindemittel zusammen eingesetzt und in Formen zu Formteilen gepreßt oder gestampft, oder mit diesen anderen Bestandteilen in Formen eingespritzt werden.
Eine weitere vorteilhafte Verwendung des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten, körnigen Materials liegt in der Verwendung in Form einer lose geschütteten Füllung in Schächten und Kanälen, beispielsweise in Kabelschächten in Gebäuden, um eine Ausdehnung von Bränden und ein Durchströmen von Rauchgasen zu verhindern. .
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden unterschiedliche Wassermeng.·.ι bei der Herstellung der Mischung in der Stufe a) verwendet. Die verwendete Wassermenge hängt im wesentlichen davor, ab, in welcher Vorrichtung die in der Stufe a) erhaltene Mischung anschließend in der Stufe b) verdichtet wird. Falls diese Verdichtung in einer Brikettiereinrichtung oder einer Drehtischpresse erfolgt, sind Wassermengen von 5 bis 26 Gew.-Teilen ausreichend, falls das Verdichten jedoch auf einer Strangpresse durchgeführt wird, ist die in dieser Stufe a) zuzusetzende Wassermenge höher, sie kann bis zu 100 Gew.-Teilen betragen. Aufgrund einfacher Vorversuche kann die zu verwendende Wassermenge jedoch ohne weiteres bestimmt werden. Die verwendete Wassermenge hängt auch davon ab, wie groß die in der Stufe a) zugesetzte Menge an Ton, feinst zerteiltem AI2O3 bzw. den anderen genannten, feinst zerteilten Bestandteilen ist, wobei insbesondere bei Verwendung von kolloidalem SiO2 und kolloidalem AI2O3 größere Wassermengen vorteilhaft sein können.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.
In diesen Beispielen wurden zwei verschiedene Sorten von keramischen Fasern verwendet, nämlich
A. keramische Fasern des Systems AI2O3-SiO2 mit 47% AI2O3 und 53% SiO2, deren Einsatzgrenztemperatur bei 1260° C liegt, und
B. keramische Fasern des Systems Al2O3-SiO2 mit 95% AI2O3 und 5% SiO2, welche höhere Einsatzgrenztenvperaturen bis oberhalb von 15000C zulassen.
Beispiel 1
Es wurden 100 Gew.-Teile der keramischen Fasern A), 10 Gew.-Teile Bindeton mit einem AI2O3-Gehalt von 35Gew.-% und 1,5 Gew.-Teile trockene Methylcellulose in Pulverform in einen Mischer eingegeben und für 10 Minuten miteinander vermischt. Dann wurden 10 Ge*.-Teile 50 gew.-%ige Menöaluminiumphosphatlösui:» und 2 Gew.-Teile Wasser auf die Masse in dem Mischer unter fortwährendem Weitermischen aufgesprüht Ui.) für weitere 30 Minuten vermischt.
Dai aus d.pr; Mischer herausgenommene Pro^Mkt wurde bei einem Preßdruck von 30 N/mm1 ;n einer Plattenpresse zu einem plattenförmigen Produkt mit
einer Stärke von 30 mm verpreßt, wobei eine Verdichtung um einen Faktor von 5,5 erhalten wurde.
Das erhaltene, plattenförmige Produkt wurde anschließend bei HO0C während 24 Stunden in einem Ofen getrocknet und dann bei unterschiedlichen Temperaturen jeweils 24 Stunden gebrannt und anschließend auf eine maximale Korngröße von 3 mm zerkleinert.
Die Körnung hatte die folgenden Eigenschaften:
Tabelle I Beispiel 3
Die Arbeitsweise von Beispie! I wurde wiederholt, wobei jedoch der Anteil an Monoaluminiumphosphatlösung auf 15 Gew.-Teile und der Anteil von Wasser auf 5 Gew.-Teile bei auf 20 Minuten verkürzter Mischzeit erhöht wurden. Nach einem Brand bei 135O°C während 24 Stunden und Zerkleinerung auf die gewünschte Körnung hatte diese die folgenden Eigenschaften:
Brenntemperatur (0C) 800 1350 1510 Tabelle III 1,29
Rohdichte, R (g/cm') 1.34 1.52 1,77 2,69
53.8
Dichte S (g/cm*) 2.60 2.70 2,75 R (g/cm')
Porenvolumen, Pg (VoL-0A) 47.7 43,7 35,6 15 S (g/cm')
Pg (Vol.-%)
Chemische Analyse (%)
Al2O3
44.7
SiO2 50.7
P O- 2.95
R entspricht im vorliegenden Zusammenhang der sogenannten Rohdichte, d. h. unter Einschluß des Porenvolumens, während S die wahre Dichte unter Ausschluß des Porenvolumens angibt.
Beispiel 2
Die Arbeitsweise von Beispiel I wurde wiederholt, wobei jedoch ein die Fasern aufschließender Turbo-Mischer verwendet wurde. Der Preßdruck in Stube b) betrug 10 bzw. 15 N/mm2, die Verdichtung lag bei einem Faktor von 4 bzw. 5.
Nach einem Brand bei 1350° C für 24 Stunden und Zerkleinerung wurde eine Körnung mit folgenden Eigenschaften erhalten:
Tabelle II
Preßdruck (Vmm-?) 10 15
R(g/cm*) 0,7 1.02
S (g/cm*) 2.7 2.7
Pg (Vol.-·/.) 74 63
Beispiel 4
Die Arbeitsweise von Beispiel I wurde wiederholt.
wobei jedoch noch 8 Gew.-Teile Schamottemehl in der Stufe a) zugesetzt wurden. Weiterhin wurden nur ß.3 Gew.-Teile 50 gew.-%ige Morsoalimiiniumphosphat· lösung jetloch 4 ücw.-Tei!e Wasser in der Mischstufc zugesetzt.
Der Preßdruck in der Verdichtungsstufe b) lag bei 30 N/mm2, dies ergab eine Verdichtung um einen Volumenfaktur von 5,2.
Das erhaltene, plattenförmige Produkt wurde bei 1800C getrocknet und Proben wurden bei den unterschiedlichen, bei der folgenden Tabelle IV angegebenen Temperaturen gebrannt. Anschießend wv:*<? Jas getrocknete bzw. gebrannte ΡΐΌύ^λί aut eine maximale Korngröße vcn 3 mm zerkleinert.
Die erhaltene Körnung hatte die folgenden Eigenschäften:
Tabelle IV
Behandl.-Temp. (0C) 180 800 1200 1300 1500
R (g/cm*) 1.30 1.26 Ul 1,34 1,48
S (g/cm*) 2.60 2.60 2,65 2,68 2,72
Pg(Vol.-%) 50.0 51.5 50,5 50,0 45,6
Beispiel 5
Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch statt des Bindetons 10 Gew.-Teile feinst zerteiltes, kolloidales AI2O3 verwendet wurden. Dieses AI2O3 lag als 50 gew.-%ige, hochviskose Lösung mit einer Viskosität von 0,083 Pas bei 200C vor. Es wurden 8 Gew.-Teile 50 gew.-%ige Monoaluminiumphosphatlösung und 3 Gew.-Teile Wasser in der Mischstufe zugesetzt
Die Verdichtung in der Preßstufe erfolgte bei einem Preßdruck von 30 N/mm2, die* ergab einen Volun .τι-faktor von 5,4 in dieser Verdichtungsstufe.
Die weitere Behandlung erfolgt wie in Beispiel 1, wobei die Trocknungstemperatur jedoch 1200C betrug und Proben des plattenförmigen Materials bei den in der folgenden Tabelle V angegebenen, unterschiedlichen Brenntemperaturen gebrannt wurden. Anschließend wurde das Material wie in Beispiel 1 gekörnt.
Die Faserkörnung hatte die folgenden Eigenschaften:
Tabelle V
BehandL-Temp. (0C) 120 800 12D0 1300 1500
R (g/cm*) 1,34 1,32 1,38 1,39 1,44
S (g/cm* 2,72 2,72 2,77 2,79 2,83
Pg(Vol.-%) 50,7 514 50,2 50,1 49,1
Beispiel 6
Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß statt der 50 gew.-%igen Monoaluminiumphosphatlösung in der Mischstufe 4,5 Gew.-Teile festes Natriumpolyphosphat zugesetzt wurden. Die verwendete Wassermenge betrug 9 Gew.-Teile.
Beim Verdichten mit einem Preßdruck von 30 N/mm2
Tabelle VI
Behandl.-Temp. (0C)
R (g/cm-1)
S (g/cm1)
Pg (VoI.-0/.)
10
wurde eine Verdichtung um einen Volumenfaktor von 5,3 erzielt.
Die Weiterbehandlung erfolgte wie zuvor, wobei die Trocknung bei 12O0C durchgeführt wurde. In der folgenden Tabelle sind die Eigenschaften der entsprechend der Arbeitsweise von Beispiel 1 erhaltenen Faserkörnung aus dem getrockneten Produkt bzw. den bei unterschiedlichen Brenntemperaturen gebrannten Produkten angegeben.
120 800 1200 1300 1500
1.22 1,19 1.32 1,38 1,41
2.60 2.61 2,65 2,69 2,73
53,1 54,4 50,1 48,6 48.4
Beispiel 7
In diesem Beispiel wurde die Verdichtung durch Strangpressen durchgeführt.
ZimäciiM wuiucii iOGGcw -Teile keramische Fssc" B) in einem Mischer 10 bis 20 Minuten mit 1,5 Gew.-Teilen trockner Methylcellulose vermischt. Dann wirde in den laufenden Mischer 10 Gew.-Teile des in Beispiel I verwendeten Bindetons und 2 Gew.-Teile feinst zerteiltes Chromoxid mit einer maximalen Teilchengröße von 63 μΐη eingegeben, kurz eingemischt, anschließend wurden 10 Gew.-Teile einer 50 gew.-°/oigen Lösung von Monoaluminiumphosphat und 80 Gew.-Teile Wasser aufgegeben und gründlich eingemischt. Das
Tabelle VII
Behandl.-Temp. (0C)
R (g/cm1)
S (g/cm3)
Pg (VoI.-0/.)
Strangpressen erfolgte in einer üblichen Strangpreßvorrichtung, wobei die Düse einen Querschnitt von
2n 250x 190 mm besaß. Der bei der Verdichtung erzielte Voiumenfaktor !?g b<"i \9 Das ans dpr Düse austretende Material wurde auf geeignete Batzenlängen abgeschnitten, diese wurden zucnäsht 24 Stunden bei 1100C getrocknet und bei den in der Tabelle VII angegebenen, unterschiedlichen Brenntemperaturen jeweils 24 Stunden gebrannt. Dann wurden diese behandelten Probebatzen zu einer Faserkörnung mit einer maximalen Korngröße von 6 mm zerkleinert.
Die an dieser Faserkörnung erhaltenen Eigenschaften waren wie folgt:
110 900 1100 1300 1500
0,90 0,87 0,92 1,00 1,27
2,60 2,61 2,63 2,65 2,73
65,4 66,6 65,0 62,2 53,5
Beispiel 8
Es wurden zunächst 100 Gew.-Teile Fasern mit 1,5 Gew.-Teilen trockener Methylcellulose während 20 Minuten in einem Turbo-Mischer aufgeschlossen, anschließend wurden 10 Gew.-Teile kolloidales S1O2 in fester Form zugesetzt, mit den Fasern vermischt. Anschließend wurden 8 Gew.-Teile festes, pulverförmiges Monoaluminiumphosphat und 8 Gew.-Teile Wasser aufgegeben, und für weitere 12 Minuten gemischt.
Das erhaltene, krümeiförmige Gemisch wurde in
Tabelle VIII
Behandl.-Temp. (0C)
R (g/cm3)
S (g/cm3)
Pg (VbL-0A)
einer Brikettiereinrichtung mit einem Volumenfaktor von 4,9 verdichtet, anschließend wurde 24 Stunden bei 1200C getrocknet, eine weitere Probe wurde bei 4000C ohne vorheriges Trocknen 24 Stunden wärmebehan^-elt und eine weitere Probe wurde ebenfalls ohne vorheriges Trocknen bei 10000C 24 Stunden gebrannt.
Die erhaltenen, behandelten Proben wurden auf eine maximale Korngröße von 4 mm zerkleinert an der erhaltenen Faserkörnung wurden folgende Eigenschaften gemessen:
120
1,15
2,58
55,4
400 UO 2,57 57,2 1000
1,13
2,65
573
Beispiel 9
hergestellte Faserkörnung, weiche bei 8000C geuiü^n'. •~-'I-'n war. wurde mit einer Anmachflüssigkeit, bestehend aus 2 C A'.-Teilen Wasser und 1 Gew.-Teil 50 gew.-%iger Monoaiumnuu>.. phosphatlösung nsit einer üblichen Spritzmaschine in Deckenhohlräume und auf eine senkrechte Wand in einer Stärke von 150 mm aufgespritzt Nach dem Aufheizen, zur Trocknung der aufgespritzten Schicht wurde eine feste, ausgezeichnet isolierende Schicht erhalten. Nach 20 Tagen wurden aus der Wand, die auf etwa 12000C während dieser Zeit gehalten worden war. Proben entnommen, die folgende Eigenschaften besaßen:
R (g/cm3 1,6
Kaltdruckfestigkeit (N/mm2) 7,9
Kaltbiegefestigkeit (N/mm2) 3,0
Wärmeleitfähigkeit bei 7000C
(W/m K) 0,4
Beispiel 10
lOOGew.-Teile der in Beispiel 5 hergestellten Faserkörnung, die bei 130O0C gebrannt worden war, wurden mit 20 Gew.-Teile Tonerdeschmelzzement und 18 Gcw.-Tcilcn Wasser in einem Zwangsmischer 10 Minuten vermischt und dann in Steinformen von 200x200x200 mm eingestampft. Nach dem Abbinden wurden ditsc Sici.2 einerseits 12 Stunden bei MO0C getrocknet und andererseits noch 24 Stunden bei l300°C gebrannt. Die an diesen, behandelten Steinen ermittelten Eigenschaften waren wie folgt:
Tabelle X
nacli Trocknen
nach 24 h/13000C
R (g/cm-1) 1,5 1,6
Kaltdruckfestigkeit (N/mm2) 1.5 23,0
Kaltbiegefestigkeit (N/mm2) 0,5 7,1
Wärmeleitfähigkeit bei 7000C 'W/m K) 0,42 0,42

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von keramische Fasern enthaltenden, körnigen, feuerbeständigen oder feuerfesten Materialien, enthaltend keramische Fasern, Ton, Bindemittel und gegebenenfalls andere übliche Zusätze, dadurch gekennzeichnet, daß
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