DE4421321C2 - Formteile aus Vermiculit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Formteile aus Vermiculit und einem feuerfesten Bin­ demittel zur flammenbeaufschlagten Auskleidung von hochwärmebela­ steten Anlagen.

Vermiculite sind sehr leichte, hochporöse Mineralien, die aus Glimmerar­ ten durch Alkaliverlust und Wasseraufnahme entstanden sind. Sie zeich­ nen sich aus durch geringe Dichte und hohe Wärmedämmeigenschaften, insbesondere hohe Feuerbeständigkeit und sind daher Ausgangsstoffe für Isolierformteile von hochwärmebelasteten Anlagen.

In dem technischen Datenblatt "Vermilite 2000" der Anmelderin sind die technischen Daten gattungsgemäßer Formteile für maximale Anwen­ dungstemperaturen von etwa 1100°C beschrieben. Die darin beschriebe­ nen Formteile bestehen aus einer Mischung von Vermiculit und einem feuerfesten Bindemittel. Auch wenn Formteile aus diesen bekannten Aus­ gangsstoffen für den genannten Temperaturbereich bis 1100°C geeignet sind, gibt es jedoch zahlreiche Anwendungen, bei denen Isoliersteine hö­ heren Temperaturen ausgesetzt sind. In Öfen sind dies beispielsweise diejenigen Bereiche, die einer direkten Flammenbeaufschlagung ausge­ setzt sind. Die Temperaturen in diesen flammenbeaufschlagten Bereichen überschreiten 1100°C. Die bekannten Vermiculit-Formteile sind in solchen Bereichen nicht einsetzbar, da die Formteile oberhalb dieser Temperatur zu einer Rißbildung neigen.

Derzeit sind für die flammenbeaufschlagten Ofenbereiche Keramikfaser­ platten vorgesehen, die Temperaturen von bis zu 1600°C widerstehen können. Zudem weisen derartige Keramikfaserplatten gute Wärmedämm­ eigenschaften auf. Derartige Keramikfasern haben jedoch zum Nachteil, daß diese - ähnlich wie andere faserige Baustoffe, insbesondere Asbest, Stein oder Glaswolle - im Verdacht stehen, gesundheitsschädlich, insbe­ sondere karzinogen zu sein.

Aus der DE 37 00 478 A1 ist ein weiteres gattungsgemäßes Formteil be­ kannt, welches eine Sandwichstruktur aufweist. Dabei bildet ein feuerfe­ ster Formkörper, insbesondere ein Perlitkörper, die mittlere Schicht, die beidseitig von einer Vermiculit-Formschicht bedeckt ist. Die Zusammen­ setzung dieser Vermiculit-Formschicht entspricht der Zusammensetzung der oben beschriebenen Vermiculit-Formteile. Daher sind auch diese Formkörper nur bis zu einem maximalen Temperaturbereich von 1100°C geeignet.

Aus der DE-OS 27 18 469 ist ein keramischer Isolierstein bekannt, der Temperaturen von etwa 1500°C standzuhalten vermag. Die in diesem Dokument beschriebenen Isoliersteine bestehen zu 75-98 Gew.-%, ins­ besondere zu 88-92 Gew.-% aus Bindemittel. Als weitere Komponente ist in dem Bindemittel entsprechend 4-25 Gew.-% Perlit vorgesehen. Zwar vermögen diese Isoliersteine einer hohen Temperatur zu widerste­ hen, jedoch weisen sie nur eine unzureichende Wärmedämmung auf. Zur Erzielung der gewünschten Wärmedämmung müssen derartige Isolier­ steine daher in einer entsprechenden Dicke ausgestaltet sein, was zu ei­ ner unerwünschten Gewichtserhöhung zur Erzielung einer bestimmten Wärmedämmung führt.

Aus der DE 36 44 666 A1 ist ein Feuerbeton bekannt, der unter anderem Vermiculit und ein Bindemittel enthält. Beim Gegenstand dieses Doku­ mentes wird als Bindemittel Zement und somit ein hydraulisches Binde­ mittel verwendet. In diesem Feuerbeton sind ferner schwermineralische Einlagerungen, nämlich Zirkone, vorgesehen. Der bekannte Feuerbeton dient der Herstellung von gegen Metallschmelzen beständigen Ausklei­ dungen oder Formkörpern. Aus diesem Grunde sind die Anforderungen an die Wärmedämmung einer solchen Auskleidung bzw. eines solchen Formkörpers nicht von primärer Bedeutung. Vielmehr stehen die Anforde­ rungen an die chemische Zusammensetzung der Auskleidung sowie de­ ren Kaltdruckfestigkeit gegenüber der enthaltenen Schmelze im Vorder­ grund.

Aus der DE 36 20 413 C2 ist ein feuerfester Fugenwerkstoff bekannt, der Vermiculit und ein Bindemittel enthält. Bei diesem Fugenwerkstoff handelt es sich jedoch nicht um ein gattungsgemäßes Formteil, da dieser als Kitt bzw. als Dichtmasse Verwendung findet.

Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, Formteile aus Vermiculit und einem feuerfe­ sten Bindemittel zur flammenbeaufschlagten Auskleidung von hochwär­ mebelasteten Anlagen vorzuschlagen, die gesundheitlich unbedenklich sind und die bei Gewährleistung guter Wärmedämmeigenschaften auch in flammenbeaufschlagten Bereichen und somit bei Temperaturen oberhalb von 1200°C verwendbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein gattungsgemäßes Form­ teil gelöst, welches durch ein anorganisches chemisches Bindemittel und Einlagerungen in gleichmäßiger Verteilung von hochtemperaturbeständi­ gen Granulaten oder Körnern aus Leichtstoffen mit Schmelzpunkten über 1200°C an der flammenbeaufschlagten Seite gekennzeichnet sind.

Durch die Einlagerung von hochtemperaturbeständigen Granulaten oder Körnern aus Leichtstoffen mit Schmelzpunkten über 1200°C liegt die ma­ ximale Anwendungstemperatur des erfindungsgemäßen Vermiculit- Formteiles ebenfalls über 1200°C. Daher sind diese Formteile auch zur Auskleidung von flammenbeaufschlagten Ofenbereichen einsetzbar. Da­ bei ist gewährleistet, daß die Formteile die guten Wärmedämmeigen­ schaften vorbekannter Vermiculit-Formteile aufweisen, wobei weder eine wesentliche Änderung des Raumgewichtes noch eine Gesundheitsge­ fährdung in Kauf genommen werden müssen.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die vorgesehenen Einla­ gerungen im wesentlichen einer begrenzten oberflächennahen Schicht an der flammenbeaufschlagten Seite des Formteiles eingelagert.

Das verwendete Bindemittel ist vorzugsweise Wasserglas, Kieselsäure oder Aluminiumphosphat, welche sich als Bindemittel zur Herstellung der erfindungsgemäßen Formteile bewährt haben.

Bevorzugt als eingelagerte Granulate oder Körner sollen dabei Hohlkugel­ korund oder Leichtschamotte eingesetzt werden.

Beim entsprechenden Einsatz solcher Formteile widerstehen die die Oberfläche teilweise bildenden Granulate oder Körner den hohen Temperaturen der Flammenbeaufschlagung. Selbst geringe Anschmelzungen des Vermiculitematerials führt nur zur weiteren Verbindung mit den Granulaten. Hinter diesem Material gelagerte Granulate verhindern das weitere Anschmelzen von Vermiculitematerial in tieferen Schichten.

Es zeigt sich, daß Formteile, insbesondere Platten, die unter Flammenbelastung in entsprechenden Anlagen einge­ setzt werden, gegenüber Temperaturen über 1200°C stabil sind.

Claims (4)

1. Formteile aus Vermiculit und einem feuerfesten Bindemittel zur flammenbeaufschlagten Auskleidung von hochwärmebelasteten Anlagen, gekennzeichnet durch ein anorganisches chemisches Bindemittel und Einlagerungen in gleichmäßiger Verteilung von hochtemperaturbeständigen Granulaten oder Körnern aus Leicht­ stoffen mit Schmelzpunkten über 1200°C an der flammenbeauf­ schlagten Seite.

2. Formteile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leichtstoffe im wesentlichen in einer begrenzten oberflächennahen Schicht an der flammenbeaufschlagten Seite des Formteils einge­ lagert sind.

3. Formteile nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel Wasserglas, Kieselsäure oder Aluminiumphosphat ist.

4. Formteile nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die eingelagerten Granulate oder Körner aus Hohlkugelkorund oder Leichtschamotte bestehen.