DE3225161A1

DE3225161A1 - Verfahren zur herstellung von pastenfoermigen fasermassen, nach dem verfahren hergestellte fasermassen und deren verwendung

Info

Publication number: DE3225161A1
Application number: DE19823225161
Authority: DE
Inventors: Axel Dr. Eschner; Ludwig Dipl.-Min. 6200 Wiesbaden Wirth
Original assignee: Didier Werke AG
Current assignee: Didier Werke AG
Priority date: 1982-07-06
Filing date: 1982-07-06
Publication date: 1984-01-19
Also published as: DE3225161C2; GB8318326D0; JPS5921566A; GB2122984B; GB2122984A; FR2529880A1; FR2529880B1

Description

0 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von pastenförmigen Fasermassen unter Verwendung von feuerfesten oder feuerbeständigen, keramischen Fasern, Ton, gegebenenfalls anderen üblichen Zusätzen, organischem Bindemittel und Wasser.

In älteren der Anmelder in y 31 05 593 ist ein Verfahren zur Herstellung von plastischen Massen beschrieben, bei welchem ein überwiegender Anteil von keramischen Fasern mechanisch aufgelockert wird, ein organisches Bindemittel hierin trocken eingemischt wird, dann relativ geringe Wassermengen auf diese Mischung aufgebracht werden und anschließend zu dieser befeuchteten Mischung noch Ton zugesetzt und abschließend eine Lösung eines organischen Bindemittels eingemischt wird. Diese Massen können zur Herstellung von feuerbeständigen oder feuerfesten Formteilen wie auch zur Herstellung von durch Strangpressen geformten Formteilen verwendet werden. Bei diesem vorbekannten Verfahren werden auf 100 Gew.-Teile

keramische Fasern maximal 50 Gew.-Teile Wasser zugegeben. 30

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von verbesserten pastenförmigen Fasermassen der zuvor beschriebenen Art, wobei diese pastenförmigen Fasermassen insbesondere zur Herstellung von Faserplatten durch einfaches Kalandrieren zwischen Walzen, Trocknen und gegebenenfalls einer Wärmebehandlung der Platten geeignet sind. Weiterhin sollen die erfindungsgemäß herge-

stellten Fasermassen zum Aufstreichen, z.B. als Dehnfugenfüllmaterial_igeeignet sein.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient das Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß 100 Gew.-Teile keramische Fasern mit 100 bis 180 Gew.-Teilen Wasser vermischt werden, daß unter Fortführen des Mischens 4 bis 15 Gew.-Teile Bindeton eingemischt werden, und daß anschließend das organische Bindemittel in einer Menge von 2 bis 8 Gew.-Teilen, be-,Q rechnet als Feststoff, eingemischt wird.

Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgernäßen Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 7 näher beschrieben.

,C Die Erfindung betrifft weiterhin die nach dem Verfahren hergestellten, pastenförmigen Fasermassen, die eine Topfzeit von mindestens vier Wochen besitzen.

Weiterhin betrifft die Erfindung die Verwendung der pastenförmigen Fasermassen zur Herstellung von Platten durch einfaches Kalandrieren, Trocknen und gegebenenfalls Wärmebehandlung der Platten. Solche Platten können in vorteil-¹ hafter Weise als Füllung für Dehnungsfuge]!, z.B. zwischen den Steinen von Drehrohrofen verwendet, werden, wobei sie Spannungen ebenso gut wie die bislang hierzu häufig verwendeten Asbestplatten aufnehmen, jedoch nicht die gesundheitsschädlichen Gefährdungen wie Asbestplatten mit sich bringen. Die Vermeidung solcher Gesundheitsschädigungen wird auch bei Verwendung der pastenförmigen Fasermassen insbesondere bei deren Verwendung als Dehnfugenfüllung zwischen den Steinen von insbesondere Drehrohrö'^:fen erreicht.

Die bei dem erfindungsgemäßen·Verfahren eingesetzten, gg feuerbeständigen oder feuerfesten keramischen Fasern sind bekannte Materialien, insbesondere auf der Basis von Aluminiumsilikaten mit insbesondere hohem A^O^-Gehalt im

Bereich von 4 5 bis 95 Gew.-%. Je nach dem Verwendungszweck der plastischen Massen, d.h. dem gewünschten Grad der Feuerbeständigkeit oder Feuerfestigkeit können jedoch auch Steinwollefasern eingesetzt werden, weiterhin ist es möglich, Gemische solcher keramischer Fasern zu verwenden. Die keramischen Fasern werden vorteilhafterweise in gechoppter Form eingesetzt, d.h. mit einer Länge von 1 bis 5 mm, jedoch 'ist es auch möglich, sogenannte gemahlene Fasern einzusetzen, die eine Länge im Bereich ,Q von 10 bis 500 um besitzen. Der Durchmesser der keramischen Fasern liegt im allgemeinen in der Größenordnung von 1 bis 25 um und insbesondere im Bereich von 2 bis 8 um. Selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, keramische Fasern mit anderen Abmessungen zu verwenden,

Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Bindetone sind an sich bekannt, besonders vorteilhaft ist die Verwendung von Bentonit als Bindeton.

2Q Die weiterhin bei dem erfindungsgemäßen Verfahren als Gegebenenfallszusätze verwendeten, feinstzerteilten Feuerfestmaterialien, nämlich Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxide wie Bauxit, Titandioxid, Chromoxid und Magnesia sind auf dem Fachgebiet an sich bekannt. Unter

2J₁ feinstzerteilten Materialien sind auch kolloidale

Materialien zu verstehen, insbesondere kolloidale Kieselsäure, die üblicherweise in Form eines Sols eingesetzt wird. Die angegebenen Mengen beziehen sich jedoch immer auf Feststoffe.

Als organische Bindemittel können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die üblicherweise verwendeten organischen Bindemittel eingesetzt werden, z.B. Sulfitablauge in fester oder flüssiger Form sowie Stärke. Die Mengen-

gg angaben für die organischen Bindemittel beziehen sich immer auf Feststoffe.

Bei einer bevorzugten Ausführungsforiii des erfindungsgemäßen Verfahrens wird am Schluß des Herstellungsverfahrens noch Carboxymethylcellulose eingeniischt. Die Carboxymethylcellulose kann dabei vorteilhai teilweise zur Hälfte in Form einer viskosen Lösung und zur Hälfte in fester Form eingemischt werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die Reihenfolge des Vermischens wesentlich, da hierdurch eine homogene Masse erhalten werden kann. Die Gesamtmischzeit betragt üblicherweise 10 bis 40 Minuten.

Als Mischeinrichtungen können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die üblichen Mischer verwendet worden, besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung von sogenannten Zwangsmischern (Eirich-Mischer) herausgestellt.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele erläutert, wobei handelsübliche, keraniischo Fasern folgender Zusammensetzung verwendet wurden:

Fasern A mit 47 I Al₀O-, und 51 % SiO₀;

Fasern B mit 95 % Al-O, und 5 % SiO₂-Beispiel 1

In einen Mischer (Drais-Mischor) wurden 1OC Gew.-Teile keramische Fasern A eingegeben, weiterhin 150 Ge;w. -Teile Wasser. Es wurde 5 Minuten gemischt.-Unter Fortführen des Mischens wurden 10 Gew.-Teile Bentonit als Bindeton zugesetzt und weitere 6 Minuten eingemischt. Anschließend wurden als organisches Bindemittel 5 Gew.-Teile feste Stärke zugesetzt, weiterhin ein Antigärmittel in ausreichender Menge, um ein Gären bzw. Verschimmeln der plastischen Masse bei der Lagerung zu

vermeiden, für 10 Minuten eingemischt. .

Diese Masse hatte eine Lagerzeit bei üblichen Umgebungstemperaturei von mehr als sechs Wochen. Sie konnte in vorteilhafter V eise durch Auftrag mittels einer Kelle auf Feuerfestste ine /u einer elastisch nachgiebigen Schicht verformt wei den. Beim Aufbau eines feuerfesten Verbundes aus solchen mit eier plastischen Masse bestrichenen Steinen wirkte c ie erhärtete^ und getrocknete plastische Mat'se als Dehnfugtnfüllung.

10 Beispiele 2 bis

Es wurde die Arbeitsweise von Beispiel 1 wiederholt, wobei die in der folgenden Tabelle angegebenen Ansätze verwendet wurden:

35

Tabelle Beispiel

Pasern A	—	100	.50	75	100
Pasern B	10c	-	50	25	-
Bindeton	10	8	5	8	4
Chromoxid < 44 μΐη	12	-	2	-	3
Titandioxid < 4.4 um	-	5	2	-	-
Magnesia < 90 pm	-	-	-	-	2
Bauxit < 63 um	-	-	-	5	-
Wasser	160	uo	i^o	170	100
Carboxymethylcellulose *	-	1	2	-	4
Al₂O₃ < 6.3 jam	IV)	2	2	-	8
kolloidales SiO^			2'	8

50 io als 5 $ige Lösung in Wasser und 50 λι,-.-ν. ""reling ist nicht zu berücke ic:. Ii 50::

25

75
15

10
4

120

1φΟ

50

15

1

100

10

110

in fester Porm zugesetzt - der Wasseranteil

AO

1 Beispielen*

Die in den Beispielen 1, 3 bis 5 sowie 8 hergestellten, plastischen Massen wurden auf einen Dreiwalzen-Kalander aufgegeben und zu Platten mit einer Stärke von 5 mm ver-

5 formt. Diese Platten wurden bei einer Temperatur von

110⁰C getrocknet, die Platten mit den Ansätzen 1, 3 und wurden einer Wärmebehandlung bei 180 bis 200 C während 2 Stunden unterzogen.

In allen Fällen wurde ein ausgezeichnetes Faserplattenmaterial erhalten, das anstelle von Asbestplatten als Dehnfugenfüllung zwischen Feuerfeststeinen, insbesondere in Drehrohrofen eingesetzt werden kann.

In der Zeichnung ist ein Diagramm wiedergegeben, in welchem das Verhalten des plattenförmigen Materials mit dem Ansatz gemäß Beispiel 5 gegenüber dem Vergleichsmaterial Asbest aufgezeichnet ist. Dieses Diagramm gibt die durch

die thermische Ausdehnung der Steine hervorgerufene und durch das PLattenmatcrial in der Fuge verminderte Spannung wieder, wobei hier ein Plattenmaterial von 2 mm Stärke, das heißt Fugenstärke von 2 mm Verwendung fand.

Aus dem Diagramm ist ersichtlich, daß die unter Verwendung der erfindungsgemäßen plastischen Masse hergestellten Platten ein gleiches bzw. leicht verbessertes Verhalten gegenüber dem Fugenmaterial aus Asbest zeigen.

L eers ei te

Claims

10 Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung von pastenförmigen Fasermassen unter Verwendung von feuerfesten oder feuerbeständigen, keramischen Fasern, Ton, gegebenenfalls anderen üblichen Zusätzen, organischem Bindemittel und Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß 100 Gew.-Teile keramische Fasern mit 100 bis 180 Gew.-Teilen Wasser vermischt werden, daß unter Fortführen des Mischens 4 bis 15 Gew.-Teile Bindeton eingemischt werden, und daß anschließend das organische Bindemittel in einer Menge von 2 bis 8 Gew.-Teilen, berechnet als Feststoff, eingemischt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einmischen des Bindetons zunächst 2 bis 8 Gew.-Teile feinstzerteiltes Al₃O₃ und/oder kolloidales Siliziumdioxid eingemischt werden.

³^

3. Verfahren nach Anspruch 1 'oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusammen mit dem Bindeton noch 2 bis Gew.-Teile feinstzerteiltes Chromoxid und/oder Titandioxid und/oder Magnesia und/oder Aluminiumhydroxide

eingemischt werden.
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4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindeton Bentonit verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als organisches Bindemittel Stärke verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 10 dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einmischen des

organischen Bindemittels noch 1 bis 4 Gew.-Teile Carboxymethylcellulose eingemischt werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

15 dadurch gekennzeichnet, daß der Mischung ein Antigärmittel zugesetzt wird.

8. Pastenförmige Fasermassen, hergestellt nach dem Verfahren eines der Ansprüche 1 bis 7.

9. Verwendung der pastenförmigen Fasermassen nach Anspruch 8 zur Herstellung von Platten durch Kalandrieren, Trocknen und gegebenenfalls Wärmebehandlung.