DE3942528A1

DE3942528A1 - Verfahren zur herstellung eines faserleichtsteins und faserleichtstein

Info

Publication number: DE3942528A1
Application number: DE3942528A
Authority: DE
Inventors: Hugo Dolle
Original assignee: Didier Werke AG
Current assignee: Didier Werke AG
Priority date: 1989-12-22
Filing date: 1989-12-22
Publication date: 1991-06-27
Also published as: US5104598A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Faserleichtsteins aus einer Wasser-Faser-Suspension mit keramischen Fasern, wobei eine Formeinrichtung mit der Suspension gefüllt und aus der Formeinrichtung Wasser abgesaugt wird. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Faserleichtstein.

In der DE 34 44 397 A1 ist ein derartiges Verfahren zur Herstellung von feuerbeständigen oder feuerfesten Formteilen aus keramischem Faserwerkstoff beschrieben. Die Suspension wird in einer druckfesten Saugform als Formeinrichtung auf einer Siebplatte unter Aufsetzen eines Druckstempels und Anlegen eines Vakuums zu einer feuchten Faserplatte geformt. Das Absaugen des Wassers erfolgt nur an einer Seite der Formeinrichtung. Dies hat zur Folge, daß die Fasern im wesentlichen gleich ausgerichtet sind. Bei dünneren Faserplatten ist eine solche Faserausrichtung unkritisch. Ungünstig ist eine solche Faserausrichtung jedoch bei einem blockförmigen Faserstein, da die Fasern dann kaum vernetzt sind. Dies beeinträchtigt die Stabilität des Fasersteins und führt dazu, daß auch die Wärmleitfähigkeit richtungsabhängig ist.

Verfahren zur Herstellung von mineralfaserhaltigen Papieren sind in der DE 27 10 996 A1 und in der DE 29 24 085 beschrieben.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art vorzuschlagen, mit dem sich ein Faserleichtstein herstellen läßt, in dem die Fasern in verschiedenen Raumrichtungen ausgerichtet sind.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß Wasser an wenigstens drei Seiten der Formeinrichtung gleichzeitig abgesaugt wird, wobei jede dieser Seiten senkrecht zu den beiden anderen Seiten stehen.

Es hat sich gezeigt, daß durch diese Art der Wasserabsaugung in den drei Raumrichtungen sich nicht alle Fasern in parallelen Ebenen stellen, sondern sich in den drei Raumrichtungen unterschiedlich ausrichten. Im Endergebnis liegen die Fasern im Faserleichtstein weitgehend regellos ausgerichtet, so daß sich eine räumliche Vernetzung der Fasern ergibt. Eine solche räumliche Vernetzung ist bei blockförmigen Faserleichtsteinen - anders als bei dünnen, flächigen Faserplatten - wichtig, um am Stein in allen Richtungen gleiche Eigenschaften zu erreichen.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung wird Wasser an fünf Seiten der Formeinrichtung abgesaugt. Dies verbessert die Gleichverteilung der Fasern im Faserstein.

Das beschriebene Verfahren läßt sich auf einfache Weise durchführen. Gegenüber der Absaugung des Wassers in nur einer Richtung bedarf es keiner zusätzlichen Verfahrensschritte.

Ein erfindungsgemäßer Faserleichtstein zeichnet sich dadurch aus, daß die Längsrichtungen der Fasern Richtungskomponenten in den drei Raumrichtungen aufweisen.

Ein Faserleichtstein mit weitgehend regelloser Ausrichtung der Fasern, bzw. deren räumlicher Vernetzung, hat eine höhere Festigkeit als ein Faserleichtstein, bei dem die Fasern in parallelen Ebenen ausgerichtet sind, da eine solche parallele Ausrichtung dazu führen kann, daß sich der Faserleichtstein unter Belastung in plattenförmige Schichten zerlegt. Günstig ist auch, daß in allen Richtungen des Faserleichtsteins gleiche Wärmeleitfähigkeit gegeben ist. Die Wärmeleitfähigkeit ist also unabhängig von der Richtung, in der ein Wärmegefälle am Stein wirksam ist.

Darüber hinaus zeigt der Faserleichtstein eine hohe Temperaturwechselbeständigkeit. Die genannten Eigenschaften lassen sich bei geringem Gewicht des Faserleichtsteins erreichen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens mit mehreren Formeinrichtungen außerhalb eines Behälters,

Fig. 2 die Anlage mit in den Behälter eingetauchten Formeinrichtungen,

Fig. 3 die Anlage, wobei Formstempel in die Formeinrichtungen wirken,

Fig. 4 die Anlage beim Entnehmen von Faserleichtsteinen aus den Formeinrichtungen,

Fig. 5 eine Formeinrichtung in Aufsicht,

Fig. 6 einen Schnitt der Formeinrichtung längs der Linie VI-VI nach Fig. 5,

Fig. 7 einen Schnitt der Formeinrichtung längs der Linie VII-VII nach Fig. 5 und

Fig. 8 einen Faserleichstein, schematisch.

Eine Anlage zur Herstellung von Faserleichtsteinen weist ein Traggerüst (1) und einen Behälter (2) auf, in dem eine Wasser-Faser-Suspension enthalten ist.

An dem Traggerüst (1) sind im Beispielsfalle drei Formeinrichtungen (3) angeordnet. Es können jedoch auch mehr als drei Formeinrichtungen (3) am Traggerüst (1) vorgesehen sein. Jeder Formeinrichtung (3) ist ein Formstempel (4) zugeordnet, der mittels eines Hubzylinders (5) betätigbar ist.

Jede Formeinrichtung (3) weist vier Seitenteile (6, 7, 8, 9) und einen Boden (10) auf. Die Seitenteile (6 bis 9) und der Boden (10) bilden Kammern (11), welche über Gitter (12) zum Innern der Formeinrichtung (3) offen sind. Die Kammern (11) sind an eine Vakuum-Saugleitung (13) angeschlossen (vgl. Fig. 1 bis 4).

Die Seitenteile (6 bis 9) sind von dem Boden (10) abklappbar. Im nicht abgeklappten Zustand sind sie mittels Schnellverschlüssen (14) aneinandergehalten (vgl. Fig. 5).

Mit der beschriebenen Anlage lassen sich Faserleichtsteine etwa in folgender Weise herstellen:

Bei dem Zustand nach Fig. 1 sind die Formeinrichtungen (3) leer. Die Formstempel (4) sind aus den Formeinrichtungen (3) ausgefahren. Der Behälter (2) ist mit der vorgesehenen Wasser- Faser-Suspension mit keramischen Fasern gefüllt.

Anschließend wird das Traggerüst (1) mittels eines Hauptzylinders (17) in den Behälter (2) so weit eingesenkt, bis die Formeinrichtungen (3) in die Suspension eingetaucht sind und Suspension von oben in die Formeinrichtungen (3) einläuft. Anschließend wird über die Vakuum-Saugleitung (13) Wasser über die vier Seitenteile (6 bis 9) und den Boden (10) abgesaugt. Gleichzeitig fließt Suspension von oben nach. Bei dieser fünfseitigen Absaugung an jeder Formeinrichtung ergibt sich eine Ausrichtung der Faserlängsrichtungen in den drei Raumrichtungen (X, Y, Z). Die Fasern liegen überwiegend regellos in der Formeinrichtung (3), so daß sich eine räumliche Vernetzung ergibt.

Anschließend wird das Traggerüst (1) mittels des Hauptzylinders (17) aus dem Behälter (2) gefahren. Danach drücken die Formstempel (4) in die Formeinrichtung (3), so daß ein Nachpressen der entwässerten Suspension in den Formeinrichtungen (3) erfolgt. Gleichzeitig wird über die Seitenteile (6 bis 9) und den Boden (10) weiter Wasser abgesaugt, so daß die in den Formeinrichtungen (3) befindlichen Fasersteine (18) vortrocknen (vgl. Fig. 3).

Anschließend werden die Formeinrichtungen (3) um 180° gedreht, so daß ihre offenen Seiten unten stehen und die Seitenteile (6 bis 9) werden abgeklappt (vgl. Fig. 4). Die Fasersteine (18) werden dann auf einer Trockenhorde (19) abgelegt. Sie können beispielsweise mittels eines Lufstoßes vom Boden (10) abgetrieben werden.

Schließlich werden die Fasersteine (18) getrocknet, gebrannt und auf ein Sollmaß geschnitten.

Bei dem so hergestellten Faserstein (18) (vgl. Fig. 8) sind die keramischen Fasern in den drei Raumrichtungen (X, Y, Z) ausgerichtet. Dadurch daß außer am Boden (10) nicht nur an den Seitenteilen (6, 7), sondern auch an den gegenüberliegenden Seitenteilen (8, 9) (vgl. Fig. 5) abgesaugt wurde, ist im Faserstein (18) auch eine weitgehend homogene Faserdichte erreicht.

Auf diese Weise sind Fasersteine mit einer Rohdichte von etwa 200 kg/m³ bis zu 800 kg/m³ zu erzielen, je nach Fasertyp und Faserlänge. Auch über Füllstoffe, wie z. B. feinteiliges Al₂O₃, ZrO₂ und/oder SiO₂ sind z. B. Rohdichte, Festigkeit und Wärmeleitung der Fasersteine einzustellen. Bindemittel wie üblicherweise z. B. coll. SiO₂ können über einen "Flockungsprozeß" mit Retensionsmitteln während der Bildung des Formkörpers aus der Suspension mit eingebracht werden, und/oder nachträglich durch Tränkung des getrockneten Körpers.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Faserleichtsteins aus einer Wasser-Faser-Suspension mit keramischen Fasern, wobei eine Formeinrichtung mit der Suspension gefüllt wird und aus der Formeinrichtung Wasser abgesaugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß Wasser an wenigstens drei Seiten (6, 7, 10) der Formeinrichtung (3) gleichzeitig abgesaugt wird, wobei jede dieser Seiten senkrecht zu den beiden anderen Seiten stehen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Wasser an fünf Seiten (6 bis 10) der Formeinrichtung (3) abgesaugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Formeinrichtung (3) in einen die Suspension enthaltenden Behälter (2) eingetaucht wird, daß Wasser an vier Seitenteilen (6 bis 9) der Formeinrichtung (3) und an deren Boden (10) abgesaugt wird, daß danach die Formeinrichtung (3) aus dem Behälter (2) gehoben wird und ein Formstempel (4) von oben auf die teilweise entwässerte Suspension drückt und weiter abgesaugt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß danach die Seitenteile (6 bis 9) abgeklappt werden und der Faserleichtstein (18) aus der Formeinrichtung (3) entnommen wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Formeinrichtungen (3) eines Traggerüsts (1) gleichzeitig in den Behälter (2) eingetaucht werden und an ihnen Wasser abgesaugt wird.

6. Faserleichtstein, der keramische Fasern enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsrichtungen der Fasern Richtungskomponenten in den drei Raumrichtungen (X, Y, Z) aufweisen.