DE908713C

DE908713C - Process for the production of temperature-resistant, highly porous heat insulating bricks

Info

Publication number: DE908713C
Application number: DER6109A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Helmut Richter
Original assignee: HELMUT RICHTER DR ING
Current assignee: HELMUT RICHTER DR ING
Priority date: 1951-06-08
Filing date: 1951-06-08
Publication date: 1954-04-08

Description

Verfahren zur Herstellung von temperaturbeständigen, hochporösen Wärmeisoliersteinen Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zur Herstellung von Wärmeisoliersteinen für Industrieöfen, Kesselfeuerungen usw., welche sich durch geringes Raumgewicht, hohe Porosität und demzufolge geringes Wärmeleitvermögen sowie völlige Raumbeständigkeit bei den zur Anwendung kommenden Temperaturen auszeichnen.Process for the production of temperature-resistant, highly porous thermal insulation bricks The subject of the invention is a method for the production of heat insulating bricks for industrial furnaces, boiler furnaces, etc., which are characterized by low density, high porosity and consequently low thermal conductivity and complete spatial stability at the temperatures used.

Bisher wurden als Ausgangsstoffe für die Herstellung derartiger Steine meist Kieselgur oder ausgewählte Tone verwendet, die mit verbreinlichen oder verdampfenden Stoffen versetzt wurden, um eine den gesamten Stein gleichmäßig durchsetzende Feinporigkeit zu erzielen, Diese Ausgangsstoffe sind nicht nur an sich teuer, sondern müssen auch meist von weit her beschafft werden, wodurch die Gestehungskosten infolge der langen Transportwege und der hohen Frachten noch weiter erheblich gesteigert werden. Es ist bereits bekannt, Baustoffe aus Flugasche herzustellen, welche als lästiges Abfallprodukt bei mit Kohlenstaub befeuerten Kraftwerken ständig in sehr großen Mengen anfällt und daher außerordentlich billig zur Verfügung steht. Die anfallende Menge ist so groß, daß der zur Ablagerung vorhandene Platz schon nach kurzer Zeit nicht mehr ausreicht. Hier schafft die industrielle Verwertung der Flugasche durch ihre Verwendung für Bausteine bereits teilweise Abhilfe. Meist besteht auch die Möglichkeit, die Bausteinfabrikation in unmittelbarer Nähe der Flugaschehalden bzw. des Kraftwerkes durchzuführen. Mit dem Verfahren nach der Erfindung wird ein weiterer Weg zur Beseitigung der Flugasche durch Herstellung eines leichten, hochporösen und temperaturbeständigen Isoliersteines beschritten. Zur Erzielung einer größtmöglichen Porosität ist der Feuchtigkeitsgehalt der Flugasche bei der Verformung von entscheidender Bedeutung. Bei Einhaltung eines Feuchtigkeitsgehaltes von etwa 25 % werden bei dem Verfahren gemäß der Erfindung Isoliersteine mit äußerst hoher Porosität, nämlich bis zu 70°/0, und Raumgewichten bis herab zu 0,3 erhalten.So far, the starting materials used for the production of such stones have mostly been kieselguhr or selected clays, which have been mixed with polluting or vaporizing substances in order to achieve fine pores that evenly penetrate the entire stone can be procured far away, which increases the production costs even further as a result of the long transport routes and the high freight. It is already known to produce building materials from fly ash, which is an annoying waste product in power stations fired with coal dust and which is always available in very large quantities and is therefore extremely cheap. The amount that arises is so great that the space available for storage is no longer sufficient after a short time. The industrial recycling of fly ash through its use for building blocks is already partially remedial. Usually there is also the possibility of manufacturing the building blocks in the immediate vicinity of the fly ash heaps or the power plant. With the method according to the invention, a further way of eliminating the fly ash is taken by producing a light, highly porous and temperature-resistant insulating stone. In order to achieve the greatest possible porosity, the moisture content of the fly ash during deformation is of decisive importance. If a moisture content of about 25% is maintained, insulating bricks with extremely high porosity, namely up to 70 ° / 0, and densities down to 0.3 are obtained in the method according to the invention.

Während des Brennprozesses verlieren aus Flugasche hergestellte Formlinge mit ihrem leichten Gefügeaufbau zwischen 5oo und 8oo° C erheblich an Festigkeit. Der Verlust kann so weit gehen, daß innerhalb dieses Temperaturbereiches der Stein unter Belastung zusammenbricht. Oberhalb von 8oo° C erfährt der Formling jedoch wieder eine Verfestigung, die teilweise durch die gleichen Ursachen wie beim Tonstein bedingt ist: Die Flugasche ähnelt in ihrer Zusammensetzung den Tonen; es fehlen ihr jedoch die Kolloide, die die Schliffigkeit und Plastizität der Tone bedingen. Diese füllen aber den Porenraum und verleihen ,dem Tonstein,innerhalb, jedes Temperaturbereiches eine ausreichende Standfestigkeit. Beim Isolierstein wäre dies jedoch von Nachteil, da man gerade einen großen Porenraum anstrebt. Es war daher erforderlich, die Standfestigkeit der Formlinge für den Brennprozeß auf andere Weise zu !erreichen.Moldings made from fly ash lose during the burning process with its light structure between 500 and 800 ° C, considerably in strength. The loss can go so far that within this temperature range the stone collapses under stress. However, the molding experiences temperatures above 8oo ° C again a solidification, partly due to the same causes as with the claystone The following is conditional: the composition of the fly ash is similar to that of clays; it lacks you, however, have the colloids, which determine the sharpness and plasticity of the clays. However, these fill the pore space and give the claystone within every temperature range sufficient stability. However, this would be a disadvantage with the insulating brick, because one is aiming for a large pore space. It was therefore necessary to maintain stability to achieve the briquettes for the firing process in another way!

Gemäß der Erfindung wird die Standfestigkeit durch Zusätze von Stoffen verwirklicht, die als Versteifungsmittel dienen. Voraussetzung ist jedoch, daß das Versteifungsmittel temperaturbeständig ist. Zusätze von Gips und Zement scheiden somit aus. Eine gute Erhöhung der Standfestigkeit wird erfindungsgemäß durch geringfügige Zusätze mit aufgeschlämmtem Ton, Wasserglas oder Kalk erzielt. Bei Zusatz des letzteren folgt nach der Verformung vor dem Brennen eine Dampfhärtung.According to the invention, the stability is achieved by adding substances realized, which serve as a stiffening agent. However, the prerequisite is that Stiffener is temperature resistant. Separate additions of plaster of paris and cement thus off. According to the invention, a good increase in the stability is achieved by a slight Additions made with slurried clay, water glass or lime. With the addition of the latter steam hardening follows after deformation before firing.

Die Zusatzmenge an Versteifungsmitteln beträgt z bis 7%. Der Zusatz muh' gerade so groß bemessen werden, daß er eine ausreichende Erhöhung der Standfestigkeit bewirkt, jedoch keine Minderung der Isoliereigenschaften oder der Temperaturbeständigkeit zur Folge hat. Aus dem Gemisch von Flugasche mit einem dieser Versteifungsmittel werden nach dem Brennen Isoliersteine mit Festigkeiten von etwa 3o kg/em2 erhalten, die in ganz hervorragendem Maße die Eigenschaften guter Isoliersteine mit einer Temperaturbeständigkeit bis zu 125o° C besitzen und als Wärmeisoliersteine im industriellen Ofen- und Feuerungsbau wie auch auf Grund ihrer hervorragenden Eigenschaften als Feuerleichtsteine an Stelle von Schamottematerialien beim Bau elektrisch beheizter Ofen Verwendung finden können.The amount of stiffening agent added is from z to 7%. The addition must be dimensioned just large enough to provide a sufficient increase in stability causes, but no reduction in the insulating properties or the temperature resistance has the consequence. From the mixture of fly ash with one of these stiffening agents After firing, insulating bricks with strengths of around 3o kg / em2 are obtained, which to an excellent degree the properties of good insulating stones with a Have temperature resistance up to 125o ° C and as heat insulating stones in industrial Furnace and furnace construction as well as due to their excellent properties as Lightweight refractory bricks instead of fireclay materials in the construction of electrically heated ones Oven can be used.

Claims

PATENT CLAIMS: r. Process for the production of temperature-resistant, highly porous heat insulating bricks with densities of 0.3 to 0.8, characterized in that fine-grained fly ash from hard coal or lignite-The invention is based on the knowledge that the fly ash that occurs in large boiler plants with pulverized coal combustion, regardless of whether it It is a coal or pulverized lignite furnace, in fact an ideal starting material for the production of highly porous, very light thermal insulation bricks, as it already contains all the necessary properties. The invention makes use of this limit. The method according to the invention consists in that fine-grained fly ash from coal or lignite furnaces is deformed in a moistened state at pressures above 100 kg / cm2 and, after drying, is burned at a temperature that is about 50 ° below the start of softening of the fly ash. In this way, according to the method according to the invention, a lightweight refractory brick which meets all the requirements and has particularly good properties is obtained. In contrast to the production of building materials from fly ash, which essentially depends on achieving the required minimum strength, the method according to the invention achieves highly porous and temperature-resistant lightweight insulating bricks in which the natural properties of the fly ash are retained. In the dry state, the poured fly ash has a density between 0.8 and 0.9. The content of usable parts fluctuates between to and 2o%. Since the finest grains of the combustible material are evenly distributed in the ash, a high porosity is obtained when such insulating stone moldings made from fly ash are burned. The fly ash thus has precisely the properties that first have to be created in the manufacture of insulating bricks from the previously customary materials through suitable selection and subsequent additions. The dried molding can be baked in a goat kiln. The firing temperature to be used is of decisive importance for the preservation and quality of the finished insulating stone. If the firing temperature is chosen too low, the result is an insulating stone of so low strength that it can only be stored and transported with great care. If the firing temperature is set too high and this leads to the softening and sintering area of the fly ash; In this way, stones of very high strength and consequently dense structure are obtained, which are ideally suited as building materials, but have completely lost the properties of the insulating stone. Since the fly ashes begin to soften at different temperatures according to the starting coal, it is necessary to precisely determine the beginning of softening and the melting behavior of the fly ash used in advance. The most favorable firing temperature, which can be used in practice and still leaves enough leeway, is then about 50 ° below the start of softening. The humidified furnace is deformed and dried at pressures above 100 kg / cm2 and at temperatures that are around 50 ° below the start of softening of the fly ash. is burned.

2. Method according to claim i, characterized in that a Moisture content of the mass of about 25% maintained in order to increase the porosity will.

3. The method according to claim i and 2, characterized in that to increase the stability of the briquettes during the firing process before deformation the fly ash store in an amount of i to 7 '/ o to be put to the temperature resistant are like clay, water glass or lime, with the fly ash-lime mixture after deformation is subjected to steam curing prior to firing. Referred publications: Announcements from the work area of the technical test stand Oppau from July 18th 19q.2.