NL8200598A - Gevormde voortbrengsels met een hoge mechanische stabiliteit bij hoge temperaturen, werkwijze ter vervaardiging daarvan en toepassing daarvan. - Google Patents

Description

i ï

Br/Bl/lh/75

Gevormde voortbrengsels met een hoge mechanische stabiliteit bij hoge temperaturen, werkwijze ter vervaardiging daarvan en toepassing daarvan.

De uitvinding’heeft betrekking op gevormde voortbrengsels met een hoge mechanische stabiliteit bij hoge temperaturen, een werkwijze ter vervaardiging daarvan en de toepassing daarvan.

5 Thermisch isolerende keramische vezellichamen van vuurvaste vezels, organisch of anorganisch bindmiddel met enerzijds een geringe sterkte en een grote samendrukbaarheid en anderzijds verhoogde waarden de sterkte, dichtheid en standvastheid zijn bekend. Zo beschrijft het DE-AS'12 74 10 490 een verbrandingskamer voor ovens, die gevormd wordt door het in de vorm brengen van de met bindmiddel verenigde vezelmassa en waarbij de bindmiddelconcentratie over de doorsnede van de wand zal af nemen. Als geschikt bindmiddel worden kleien, alkalisilicaten, aluminiumfosfaht, colloidale 15 kiezelaarde met een gewichtspercentage van 5-35, optimaal 10%, genoemd. Het vezellichaam is echter tengevolge van het dichte hardeuwandoppervlak daarvan en het tegenover gelegen zachte soepele wandoppervlak niet in voldoende mate geschikt voor hoge belastingen.

20 Bij de methode volgens het DE-AS 27 32 387 moet de minerale vezelplaat, die met een organisch-kunststofbindmiddel voorgebonden is, door impregneren met een waterige suspensie van een bindmiddelklei en daarna volgens temperen worden versterkt.· Verder zijn uit de Europese octrooiaanvrage 25 0 006 362 platen bekend, die in een matrix van een plastische klei als versterking glasachtige anorganische vezels bevatten. De hoeveelheden klei liggen in dit geval binnen een traject van 29-80 gew.% en de hoeveelheid van de glasachtige anorganische vezels binnen het traject van 15-55 gew.% van 30 de plaat.

Doel van de uitvinding zijn gevormde voortbrengsels met verbeterde mechanische en thermische eigenschappen, Λ • 8200598 4 » · -2- die in het bijzonder ook als vervanging voor lichte vlam-platen kunnen dienen.

Ter oplossing van deze doelstelling dienen de gevormde voortbrengsels met een hoge mechanische stabiliteit.

5 bij hoge temperaturen en goede isolerende eigenschappen, zoals deze in conclusie 1 nader zijn gedefinieerd.

'Gunstige uitvoeringsvormen van de gevormde voortbrengsels volgens de uitvinding zijn nader beschreven in de conclusies 2-5.

10 De vervaardiging van de gevormde voortbrengsels vol gens de uitvinding vindt plaats volgens de werkwijze, die nader in het kenmerk van conclusie 6 is gedefinieerd. Voorkeursuitvoeringsvormen van de werkwijze zijn in conclusies 7-9 nader toegelicht.

15 De gevormde voortbrengsels volgens de uitvinding kunnen voor vele doeleinden worden gebruikt, in het bijzonder als vervanging voor bekende lichte vlamplaten. Hierbij bezitten ze het voordeel, dat zij een geringere dichtheid dan de bekende platen vertonen en zij een zeer smalle 20 poriëngrootteverdeling en een geringe poriëngrootte bezitten. Het warmtegeleidingsvermogen ligt ondanks de verdichting in dezelfde ordë van grootte als die van op zichzelf bekende gevormde voortbrengsels uit glasvezels, die bij de vervaardiging daarvan niet worden verdicht en volgens een vacuum-25 vormmethode worden vervaardigd. Ten opzichte van deze gevormde voortbrengsels vertonen de gevormde voortbrengsels volgens de uitvinding echter een aanzienlijk grotere sterkte.

Door hun grote mechanische sterkte zijn de 'gevormde yoortbrengsels volgens de uitvinding in het bijzonder ge-30 schikt als vulelejnenten van dilatatievoegen tussen de stenen van draai-ovens. Hiervoor werd totnogtoe asbest gebruikt, maar de toepassing van asbest wordt in toenemende mate afgewezen in verband met de schadelijke invloeden daarvan op de gezondheid.

35 Als anorganische vezels kunnen in de gevormde voort brengsels volgens de uitvinding alle gebruikelijke keramische vezels, zoals steenwol of vezels op basis van aluminiumsilicaat met een A^O^-gehalte van ongeveer 40 tot 95 gew.% 8200598 r -3- » * worden toegepast.

De in de gevormde voortbrengsels volgens de uitvinding toegepaste, andere vuurvaste toevoegsels zijn de gewoonlijk voor gevormde vezelvoortbrengsels toegepaste 5 toevoegsels, zoals porseleinmèel, chamotte, holle korund-bolletjes of vermiculiet.

De in de gevormde voortbrengsels volgens de uitvinding aanwezige bindmiddelen zijn fosfaathoudende bindmiddelen, bijvoorbeeld boorfosfaat, aluminiumfosfaat of natriumpoly-10 fosfaat met een polymerisatiegehalte van n ^ 4 en in het bijzonder n = 6 tot 10.

De in de gevormde voortbrengsels volgens de uitvinding aanwezige organische bindmiddelen zijn de gewoonlijk in vuurvaste of vlamwerende gevormde voortbrengsels toege-15 paste bindmiddelen, zoals zetmeel, sulfietafaloog, melasse, maar in het bijzonder echter methylcellulose. De vermelde hoeveelheid bindmiddel heeft betrekking op het vaste organische bindmiddel, dat wil zeggen zonder watergehalte.

Zowel het fosfaatbindmiddel als het organische bind-r 20 middel kan zowel in opgeloste vorm als in vaste vorm worden töegevoegd, bij toepassing van methylcellulose, die gewoonlijk als een 5 gew.%'s waterige oplossing wordt toegevoegd, wordt echter met voordeel een gedeelte van deze methylcellulose, in het bijzonder bij grotere toe te voegen hoe-25 veelheden methylcellulose, als organisch bindmiddel in vaste fijnverdeelde vorm gebruikt, omdat anders de via een dergelijke bindmiddeloplossing in de samenstelling opgenomen hoeveelheid water te groot 20u worden.

De in de samenstelling van de gevormde voortbrengsels 30 volgens de uitvinding aanwezige klei en/of het extra fijne AI2O3 en/°f ket extra fijne SiC>2 en/of de aluminiumhydroxi-den en/of het extra fijne magnesiumoxide en/of het extra fijne titaandioxide en/of het extra fijne chroomoxide zijn op het gebied van de vuurvaste materialen op bekende wijze 35 toegepaste bestanddelen. Indien klei wordt toegepast, gaat het hierbij om een gebruikelijke bindmiddelklei of eveneens om een bij voorkeur toegepaste speciale klei, zoals bijvoorbeeld bentoniet. Onder de hierbij toegepaste term "extra 8200598 ·# * -4- fijn": met betrekking tot de bovengenoemde bestanddelen wordt verstaan dat deze bestanddelen in uiterst fijngemalen of zelfs in colloidale toestand verkeren- In h.et bijzonder bij toepassing van der gelijke in colloidale toestand verkerende 5 materialen, zoals colloidaal SiO^ resp. colloidaal aluminium-oxide is het mogelijk slechts geringe hoeveelheden bindmiddel, namelijk in de buurt van de onderste grens van 2 gew. delen van een dergelijk bindmiddel te gebruiken. Het bindmiddel kan hetzij alleen uit een' fosfaatbindmiddel hetzij 10 alleen uit een organisch bindmiddel bestaan, maar met voordeel wordt echter een mengsel van zowel fosfaatbindmiddel als organisch bindmiddel toegepast, waarbij de toepassing van ongeveer gelijke gewichtshoeveelheden fosfaatbindmiddel in methyl cellulose als organisch bindmiddel in het bijzonder 15 de voorkeur verdient.

Met voordeel bevat de samenstelling van de gevormde voortbrengsels volgens de uitvinding 5-15 gew.delen klei resp. van de andere genoemde bestanddelen per 100 gew.delen van de keramische vezels. Van bijzonder voordeel is de toe-20 passing van een mengsel van klei en in het bijzonder van bentoniet en 1-3 gew.delen van één van de bovengenoemde andere bestanddelen, in het bijzonder van colloidale kiezelaarde .

Bij de vervaardiging van de gevormde voortbrengsels 25 volgens de uitvinding wordt uit de keramische vezels of het mengsel ;van keramische vezels een gebrand vezelgranulaat, de klei resp. de andere bovengenoemde bestanddelen, het eventueel aanwezige fosfaatbindmiddel, de eventueel toegepaste andere vuurvaste toevoegsels en het eventueel toegepaste 30 organische bindmiddel onder toevoeging van water een mengsel bereid. Indien het fosfaatbindmiddel en/of het organische bindmiddel reeds in de vorm van een oplossing, gewoonlijk een waterige oplossing, verkeren, kan de toevoeging van water overbodig zijn. Big vde berèiding bij trap a) van de 35 werkwijze volgens de uitvinding zijn in het mengsel gewoonlijk 5-25 gew.delen water per 100 gew.delen van de keramische vezels aanwezig. Fosfaatbindmaiddelen, zoals natriumpoly-fosfaat en monoaluminiumfosfaat, alsmede organische bind- 8200598 -5- middelen, zoals, sulfietafaloog of methylcellulose, kunnen in vaste gemalen vorm worden gebruikt, terwijl het eveneens mogelijk is een gedeelte van deze bindmiddelen in de vorm van een oplossing en het resterende gedeelte in vaste vorm 5 toe te voegen.

Het bij de vervaardiging van de gevormde voortbrengsels volgens de uitvinding toegepaste, gebrande vezel- granulaat is nader beschreven in octrooiaanvrage.......

op naam van aanvraagster van dezelfde datum. De bereiding 10 daarvan vindt op zodanig wijze plaats, dat a) 100 gew.delen keramische vezels, 2-15 gew.delen klei en/ of extra fijn en/of extra fijn SiC^ en/of aluminium- hydroxide en/of extra fijn magnesiumoxide en/of extra fijn titaandioxide en/of extra fijn chroomoxide, even-15 tueel ten hoogste .10 gew.delen andere vuurvaste toe voegsels en 1-8 gew.delen fosfaatbindmiddel, eventueel onder toevoeging van een plastificeermiddel in een meng-inrichting grondig met ongeveer 2-25 gew.delen water worden gemengd, 20 b) het bij trap a} verkregen mengsel met een volumefaktor van tenminste 3 wordt verdicht, en c) het bij trap b) verkregen produkt eventueel wordt gedroogd en bij temperaturen van 8Q0-1500°C wordt gebrand en vervolgens tot de gewenste korrelgrootte wordt fijn-25 gemaakt.

De bij de bereiding van dit vezelgranulaat toegepaste materialen keramische vezels, klei, resp. de andere genoemde bestanddelen, de vuurvaste toevoegsels en het fosfaatbindmiddel komen overeen met de materialen, zoals deze boven-30 staand werden beschreven. Als plastificeermiddel wordt bij voorkeur methylcellulose gebruikt. Bij de bereiding van het vezelgranulaat kan het verdichten bij trap b) in een strengpers, een draaitafelpers of een briketteerinrichting worden uitgevoerd. Het mengen van de bestanddelen bij trap a> bij 35 de bereiding van dit vezelgranulaat kan in elke geschikte menginrichting plaatsvinden, bijvoorbeeld in een Drais-menger. Met voordeel worden bij de bereiding van een dergelijk vezelgranulaat als keramische vezels geprepareerde 8 2 0 0 5 9 8 4 to -6- vezels gebruikt, zoals deze ook bij de vervaardiging van de gevormde voortbrengsels volgens de uitvinding kunnen worden toegepast. Het fijnmaken bij trap c) bij de bereiding van dit vezel granulaat kan in elke inrichting plaats-5 vinden, waarbij de maximale korrelgrootte gewoonlijk 6 mm bedraagt. Dit fijnmaken kan echter ook op een bepaald traject worden ingesteld, zo kan bijvoorbeeld een produkt met een korrelgrootte tussen 2 en 3 mm zonder meer door fijnmaken in gebruikelijke breekinrichtingen en eventueel 10 afzeven van degewenste korrelgrootten worden verkregen. Het hierbij verkregen korrelige materiaal bezit een dichtheid van 0,7-1,75 g/cm en vertoont een poriënvolume in de -orde van grootte van 35-75%. De hoeveelheid van het bij trap a} bij de bereiding van dit vezelgranulaat eventueel toege-15 voegde plastificeermiddel hangt af van de bij trap b) .toegepaste verdichtingsinrichting. Zo wordt bijvoorbeeld bij toepassing van methyl cellulose en het verdichten in een strengpers een hoeveelheid van 4 gew. delen methyl cellulose toegevoegd, waarbij de helft van deze hoeveelheid methyl-20 cellulose als 5%'s oplossing in. water en de andere helft als droge methylcellulose wordt toegevoegd. Indien het verdichten in een strengpers wordt uitgevoerd, kan de bij trap a). toegepaste hoeveelheid water echter ten hoogste 100 gew.delen bedragen.

25 De bij de vervaardiging van de gevormde voortbreng sels volgens de uitvinding toegepaste hoeveelheid water dient echter zo klein mogelijk te worden gehouden en met voordeel worden slechts ten hoogste 15 gew.delen water per 100 gew.delen van de keramische vezels en in het bijzonder 30 slechts 10 gew.delen water per 100 gew.delen van de keramische vezels in -het mengsel opgenomen, zodat een deegachtige massa wordt verkregen.

Het voordeel bij de toepassing van een mengsel van keramische vezels en een vezelgranulaat is daarin gelegen, 35 dat bij het vervaardigen van de gevormde voortbrengsels volgens de uitvinding een kleinere hoeveelheid water moet worden gebruikt. De hoeveelheid water hangt hierbij af van het gehalte aan keramische vezels en gebrand vezelgranulaat 82 0 0 5 9 8

* V

-7- in het mengsel,, waarbij de vereiste hoeveelheid water des te kleiner wordt, naar mate de hoeveelheid gebrand vezel-granulaat in het mengsel groter is. Van bijzonder voordeel is de toepassing van een mengsel van 50 gew.% keramische 5 vezels en 50 gew.% van het gebrande vezelgranulaat gebleken.

De in trap a) bij de vervaardiging van de gevormde voortbrengsels verkregen deegachtige massa wordt bij trap b) van de werkwijze volgens de uitvinding in een geschikte pers, bijvoorbeeld een etagepers of een tafelpers of eveneens 10 een isostatische pers, gebracht en gedurende een geschikte periode geperst, waarbij deze periode afhankelijk is van het toegepaste type pers. Op een etagepers bedraagt de perstijd gewoonlijk 5-20 seconden.

Van essentieel belang is, dat bij de vervaardiging 15 van het gevormde voortbrengsel '.volgens de uitvinding bij trap b) de verdichting met een volumefaktor van tenminste 3 bij toepassing van alleen keramische vezels of met een volumefaktor van tenminste 1,5 bij toepassing van een mengsel van 80 gew.delen gebrand vezelgranulaat en 20 gew.delen 20 keramische vezels plaatsvindt. Bij toepassing van een mengsel van keramische vezels en gebrand vezelgranulaat in andere mengverhoudingen ligt deze minimale verdichtingsfaktor bij waarden tussen 3 en 1,5. Gunstige waarden voor de verdich-tingsfaktor liggen bij toepassing van alleen keramische 25 vezels bij waarden tussen 5 en 8 en bij toepassing van een . meiygsel van 80 gew.delen vezelgranulaat en 20 gew.delen keramische vezels bij 2,5-4. Vanzelfsprekend liggen bij andere hoeveelheden keramische vezels en gebrand vezelgranulaat in een mengsel de gunstige verdichtingsfaktoren tussen 30 de bovengenoemde grenswaarden.

De maximale volumefaktor van de verdichting ligt bij toepassing van alleen keramische vezels bij ongeveer 12-14, terwijl deze bij toepassing van een mengsel van 80 gew.delen vezelgranulaat en 20 gew.delen keramische vezels 35 bij waarden van 6-8 ligt.

Indien de gevormde voortbrengsels volgens de uitvinding in de vorm van vezelplaten worden vervaardigd, kunnen deze een dikte van 1-50 mm bezitten.

8200598 ♦ -8-

Na het persen worden de gevormde voortbrengsels bij trap c) van de werkwijze volgens de uitvinding bij hogere temperaturen, met voordeel tussen 110 en 18Q°C gedroogd en kunnen zij vervolgens bij temperaturen tussen 250°C en 600°C 5 worden getemperd of eveneens bij temperaturen tussen 800 en .1650°C worden gebakken. De maximale temperatuur big het bakken evenals de maximale gebruikstemperatuur is echter in hoofdzaak afhankelijk van het uitgangsmengsel van toegepaste keramische vezels en in geringe mate van de eventueel aan-10 wezige andere vuurvaste toevoegsels.

Keramische vezels verkeren bij de aflevering daarvan in de vorm van een losse wol, die echter ten dele sterk verdicht kan zijn: Om een betere hechting tussen de vezels en het toegepaste bindmiddel en een goede bevochting van 15 het oppervlak door vloeistoffen in kleine concentraties mogelijk te maken, worden de vezels met voordeel voor het verlenen van de vorm geprepareerd.

Hiertoe kunnen mengaggregaten met snel roterende mengkoppen, zogenaamde turbomengers, worden gebruikt, waar-20 door de in de geleverde toestand van de vezels aanwezige, grotere agglomeraten ontsloten worden, zonder dat de vezels daarbij ontoelaatbaar sterk worden verbrijzeld.

Bij de werkwijze volgens de uitvinding is het, indien geen gebrand vezelgranulaat wordt toegepast, moge-25 lijk de trap a) eveneens in een dergelijke turbo-menger, dat wil zeggen een menger met snelroterende messenkopen, uit te voeren, hetgeen betekent, dat het ontsluiten van de vezels en het mengen met de bij deze trap a) toegevoegde verdere bestanddelen, namelijk klei en/of andere genoemde 30 bestanddelen, eventueel' fosfaatbindmiddel, andere vuurvaste toevoegsels, eventueel het organische bindmiddel, wordt uitgevoerd. In dit geval worden echter slechts droge vaste stoffen toegevoegd om enerzijds het ontsluiten van de geagglomereerde vezels en anderzijds het homogeen mengen 35 de toegevoegde stoffen te bewerkstelligen. Vervolgens worden dan water en eventueel in de vorm van oplossing toegepaste bindmiddelen in het mengvat op de massa gesproeid en hierbij yerder gemengd.

8200598 ψ -9-

Vanzelfsprekend is het echter eveneens mogelijk het ontsluiten van de keramische vezels eerst in. een turbo-menger uit te voeren en daarna in een andere menger, bijvoorbeeld een Drais-menger of een Eirich-meitger de andere 5 toevoegsels toe te voegen- Deze wijze van werken wordt in het bijzonder bij toepassing van vermiculiet- of holle korund-bolletjes als verdere 'vuurvaste toevoegsels toegepast, omdat anders een verbrijzelen van deze stoffen zou optreden, en eveneens bij toepassing van een. gebrand vezelgranulaat 10 gemengd met de keramische vezels.

De gevormde voortbrengsels volgens de uitvinding vertonen het bijzondere voordeel, dat zij dankzij het relatief hoge gehalte aan keramische vezels zeer goede thermische isolerende éigenschappen en dankzij de verdich-15 ting met een volumefaktor van tenminste 3 resp. 1,5 bij de vervaardiging daarvan toch een relatief goede mechanische stabiliteit vertonen. Verder is de bestandhesid tegen temperatuurwisselingen (TWBl uitmuntend en bedraagt deze meer dan 25 cycli.

20 De uitvinding wordt aan de hand van de volgende voorbeelden nader toegelicht. .

In de voorbeelden worden keramische vezels van het systeem A^O^-SiC^ gebruikt enwel een vezelxaateriaal van A met 47% A^O^, 53% Si02, gebruikstemperatuur· tot 1260°C en 25 een voor hogere gebruikstemperaturen geschikt vezelmateriaal B met 95% Al2(>3 en 5% Si02·

De mengsels werden ten dele in een fcurbo-menger bereid, die voorzien was van een snelroterende messenkop (3000 rpm). In deze menger wordt enerzijds laet vezelmateriaal 30 goed ontsloten en-vormt zich anderzijds een stortbaar of vloeiend vezelgranulaat, dat gelijkmatig daarover verdeeld de raengbestanddelen bevat. Het uit vezelgranulaat bestaande mengsel lijkt bij de verdere verwerking-;doorr persen tot vezelmaterialen met een lage tot hoge schijnbare dichtheid 35 en een bijzonder homogene structuur. Met een menger, die met relatief kleine snelheid rondlopende memgarmen bezit, bijvoorbeeld een Eirich-menger, wordt daarentegen een minder intensieve ontsluiting van de vezels en een niet zo homogene 8200598 • ·.

-10- saraenstelling van het mengsel bereikt. De 50%'s monoaluminium-f os faa toplos sing woödt in de menger in de buurt van de snelroterende messenkop als een versproeide nevel toegevoegd. Daardoor wordt met een zo klein mogelijk vloeistof-5 volume, bijvoorbeeld 10 gew.% MAP = 6,6 liter, een volledige bevochtiging van de agglomeraatoppervlakken bereikt. Water wordt vervolgens op dé zelfde wijze op het mengsel gesproeid. Het water tast eventueel aanwezige droge methylcellulose aan en bewerkstelligt daardoor een goede groene sterkte 10 van het gevormde voortbrengsels.

Bereiding van· gebrande vezelgranulaten: al In een Eirich-menger werden 100 gew.delen van de keramische vezels Al, 10 gew.delen bindmiddelklei met een Al20^-gehalte van 35 gew.% en 1,5 gew.delen droge methyl-15 cellulose in poedervorra gebracht en gedurende 10 minuten met elkaar gemengd. Daarna werden 10 gew.delen 50 gew.%'s monoaluminiumfosfaatoplossing en 2 gew.delen water onder yoortdurendeverder mengen op de massa in de menger gesproeid en werd nog 30 minuten gemengd.

20 Het uit de menger genomen produkt werd bij een pers- 2 druk van 30 N/mm in een etagepers tot een plaatvormig produkt met een dikte van 30 mm geperst, waarbij een verdichting met een faktor van 5,5 werd bereikt.

Het verkregen plaatvormige produkt werd vervolgens 25 gedurende 24 uren bij 110°C in een oven gedroogd en daar na telkens gedurende 24 uren bij verschillende temperaturen gebrand en vervolgens tot een maximale korrelgrootte van 3 mm fijngemaakt.

Het granulaat bezat de volgende eigenschappen:

30 · ' TABEL·· A

Brandtemperatuur (°C) 800 135Q 1510

Schijnbare dichtheid korrels R (g/cm3) 1,34 1,52 1,77 3

Soortelijk gewicht S (g/cm } 2,60 2,70 2,75 35 Pg (vol.%1 47,7 43,7 35,6 b) Het voorschrift van bereiding a) werd herhaald, waarbij echter een turbo-menger werd gebruikt, waarmee de vezels werden ontsloten. De persdruk bij trap b) bedroeg 10 = 8200598 2 ·? -11- t resp. 15 N/mm , de verdichting lag bij een faktor van 4 resp. 5.

Na branden bij 1350°C gedurende 24 uren en fijnmaken werd een granulaat met de volgende eigenschappen ver-5 kregen:

TABEL B

Persdruk (N/mm2) 10 15 R (g/cm3) 0,7 1,02 3

Soortelijk gewicht (g/cm } 2,7 2,7 10 Pg (vol.%) 74 63 4 c) Het voorschrift van bereiding a) werd herhaald, waarbij echter de hoeveelheid monoaluminiumfosfaatoplossing tot Φ5 gew.delen en de hoeveelheid water tot 5 gew.delen 15 werden verhoogd bij een tot 20 minuten verkort meng- periode. Na een branden gedurende 24 uren bij. JL350°C en fijnmaken tot de gewenste korreIgrootte bezat het granu- I. laat de volgende eigenschappen:

TABEL C

20 R (g/cm3) 1,29 5 (g/cm3) 2,69

Pg (vol.%) 53,8 d) Het voorschrift van bereiding a) werd herhaald, waarbij 25 echter nog 8 gew.delen chamottemeel bij de eerste trap werden toegevoegd. Verder werden slechts 8,3 gew.delen 50 gew.%'s monoaluminiumfosfaatoplossing maar echter 4 gew.delen water bij de mengtrap toegevoegd.

2

Be persdruk bij de verdichtingstrap lag bij 30 N/mm , 30 dit leverde een verdichting met een volumefaktor van 5,2.

Het verkregen plaatvormige produkt werd bij 180°C gedroogd, waarna monsters bij de verschillende in de onderstaande tabel D vermelde temperaturen werden gebrand. Vervolgens werd het gedroogde resp. gebrande 35 produkt fijngemaakt tot een maximale korrelgrootte van 3 mm.

Het verkregen granulaat bezat de volgende eigenschappen: 8200598 -12-

TABEL D

Behandelingstemperatuur (°C) 180 800 1200 1300 1500

Schijnbare dichtheid korrels, R, (g/cm3) 1,30 1,26 1,31 1,34 1,48 5 Soortelijk gewicht (g/cm^) 2,60 2,60 2,65 2,68 2,72

Pg (vol.%) 50,0 51,5 50,5 50,0 45,6

De uitvinding wordt nader toegelicb.1: aan de hand van de volgende voorbeelden,

10 Voorbeeld I

Het volgende recept werd toegepastz

Gew.delen

Keramische vezels A (met 47 gew.% A^O^} 100

Bindmiddelklei (met 35 gew.% A^O^) 10 15 Methylcellulose, droog 1,5 -

Monoaluminiumfosfaatoplossing, 50 gew.%fs 10

Water 2

De keramische vezels A werden met öe bindmiddelklei en de droge methylcellulose in de Eirich-menger gebracht en 20 hierin gedurende 20 minuten behandeld, waarbij een homogene menging werd bereikt. Daarna werd, terwijl de menger in de bedrijf was, de monoaluminiumfosfaatoplossing en vervolgens het water op de massa gesproeid en werd grondig verder gemengd.

25 Vervolgens werden hieruit bij een persdruk van 30 2 N/mm stenen geperst met een afmeting van 405 x 135 x 50 mm. De verdichtingsfaktor bedroeg 6,0..

Hierna werden de stenen 4 uren bij 110°C gedroogd en daarna bij verschillende temperaturen gedurende -verschillende 30 . perioden gebakken.

De na het bakken bij verschillende temperaturen voor het bakken aan de stenen gemeten eigenschappen waren als volgt: / 8200598 ' -13- ‘

TABEL E

800 °C/8 h 1350 °C/6 h 1510 °C/6 h E (g/cm3) 1,34 1,52 1,77

Pg (Tol.-*) 47,7 43,7 35,6 VU (N/mm2) 1408 1303 5291

Koude buigsterkte,KBF (N/rrun ) 5,0 4,4 . 8,2

Bestandheid tegen temp. ver schil- >25 a» 25 > 25

Hete buigsterkte,HBF (1000°σΗΐ?ιηιη2)4-,7 6,6 11,6 HEF, 1200 °C (H/mm2) 6,2 5,9 9,6

Krimp na 24 h bij 1400 °C -3,19 -1,89 1500 °C -6,94 -3,35 -0,16 1600 °C -10,32 -7,70 -5,45

Chemische analyse: A1205 (Jé) 44,7

Si02 (jé) 50,7 P205 (*) 2,95

Warmtegeleidingsvermogen, WJiF

(W/m °K bij 700 °C) 0,45 8200598 -14-

Voorbeeld II

Hetzelfde mengsel leidde bij het ontsluiten in de turbo-menger en een kleinere persdruk na het bakken bij 1350°C tot stenen met de volgende eigenschappen, waarbij 2 5 de eigenschappen bij een persdruk van 30 N/mirt uit tabel E ter vergelijking tevens zijn vermeldt

TABEL F

Voorbeeld I Voorbeeld II

Persdruk (N/mm2) 30 20 15 10 10 Verdi ch tings faktor 6,0 5,4 .4,4 3,5

Temperatuur van het bakken (°C) 1350 1350 1350 1350

Baktijd (h) 6 24 24 24 R (g/cm3) 1,52 1,34 1,02 0,7

Pg (vol.%) 4,4 4,1 0,9 0,7 15 HBF, 1000 °C (N/mm2) 6,6 - 2,0 ' 0,3 HBF, 1200 °C (N/mm2) - 5,9 5,6 HBF, 1400 °C (N/mm2) - - 2,3 0,3 WLF, (W/m °K bij 700°C) 0,45 0,25 0,20 0,16 20 Voorbeeld III '

Het volgende recept werd toegepastt

Gew. delen

Keramische vezéls A (met 47 gew.% Al^O^J 100

Bindmiddelklei (met 35 gew.% A^O^} 10 25 Methylcellulose, droog 1,5

Monoaluminiumfosfaatoplossing, 50 gew.%'s 15

Water 5

Bij trap a) van de werkwijze volgens de uitvinding werd een Eirich-menger gebruikt. Eerst werden de droge 30 bestanddelen in de Eirich-menger gebracht en hierin gedurende 10 minuten gemengd, waarna de monoaluminiumfosfaatoplos-sing en daarna het water op de massa werden gesproeid. Na nog 20 minuten mengen werd de massa uit de menger genomen.

Zoals bovenstaand bij voorbeeld I werd het mengsel 2 35 in een pers bij een persdruk van 30 N/mm tot stenen geperst. Be verdichtingsfaktor bedroeg 5,2.

De geperste stenen werden 4 uren bij U0°C gedroogd en werden vervolgens gedurende 6 uren bij 1350°C gebakken.

; 8 2 0 0 5 9 8 -15-

De aan de verkregen stenen gemeten eigenschappen waren als volgt:

TABEL G

R (g/cm3) 1,29 5 Pg (vol.%) 53,8 HBP bij 1000°C (N/mm2) 2,1 KBF (N/mm2) -2,6 WLF (W/m°K bij 700°C) 0,35

10 In vergelijking met de volgens voorbeelden I, II

resp. III vervaardigde stenen blijkt, dat bij de bereiding in een turbo-menger en bij eenzelfde persdruk gevormde voortbrengsels met een hogere koude buigsterkte kunnen worden verkregen. Bij de bereiding in een Eirich-menger, 15 dat wil zeggen zonder ontsluiting van de keramische vezels, is het doelmatig de hoeveelheid fosfaatbindmiddel en ook de hoeveelheid water enigszins te verhogen, waarbij het water— gehalte doelmatig bij 8-10% dient te liggen.

Voorbeelden IV en V

20 De volgende recepten werden toegepast:

Gew.delen

Keramische vezels B (met 95 gew.% A^O^) 100 100

Bindmiddelklei (met 35 gew.% A^O^Ï 10 10

Methylcellulose, droog 1,5 1,5 25 Monoaluminiumfosfaatoplossing, 50 gew.%?s 12 15

Water 3 5

De bereiding van het mengsel bij trap a); vond overeenkomstig het voorschrift van voorbeeld II plaats, dat wil zeggen onder toepassing van een turbo-menger.

30 Het bij trap a) verkregen mengsel werd volgens het voorschrift van voorbeeld II bij een persdruk van 9 resp. 20 'N/imn tot stenen geperst, vervolgens 4 uren bij 110°C gedroogd en daarna 24 uren bij 1350°C gebakken.De eigenschappen van de hierbij verkregen stenen waren als volgt: 8200598 -16- TABEL Η

Voorbeeld_ IV_V_ R (g/cm2) 0,52 1,01

Verdichtingsfaktor 3,5 6,7 5 Pg (vol.%) 84,2 69,4 KBF (N/mm2) 0,9 1,9 HBF, 900°C (N/mm2) 3,4 HBF, 1000°C (N/mm2) 0,8 HBF, 1400°C (N/mm2) 0,7 10 WLF (W/m°K bij 700°C) 0,19 0,35

Voorbeelden VI tot IX

Het volgende recept werd toegepast:

Gew. delen 15 Keramische vezels A (met 47 gew.% Al^O^) 25

Keramische vezels B (met 95 gew.% Al^O^) 75

Bindmiddelklei (met 35 gew.% A^O^) 5

Uiterst fijngemalen pijpaarde, <L 44 pm 5

Methylcellulose, droog 1,5 20 Monoaluminiumfosfaatoplossing, 50 gew.%'s 10

Water 2

Volgens het voorschrift van voorbeeld II werd het mengsel van voorbeeld VI in een turbo-menger bereid en bij de in de onderstaande tabel I vermelde persdruk tot. stenen 25 geperst volgens het voorschrift van voorbeeld I. Bij de voorbeelden VII-IK werd een Eirich-menger gebruikt.

Na een drogen gedurende 4 uren big 110°C werd bij verschillende, eveneens in de tabel aangegeven temperaturen gedurende 24 uren gebakken. De eigenschappen van de hierbij 30 verkregen stenen zijn in de tabel aangegeven.

In plaats tot stenen met de in voorbeeld I vermelde afmetingen werden de hier beschreven mengsels ook op een hydraulische etagepers tot platen met afmetingen van 360 x 360 x 18 mm geperst. Dergelijke platen vormen uitmuntende 35 hulpmiddelen bij het bakken, bijvoorbeeld bij het bakken van fijn keramische produkten of porselein.

8200598 -17-

TABEL I

Voorbeeld_ VI_VII VIII IX

Persdruk (N/mm2) 8 30 30 30

Verdichtingsfaktor 3/8 5,3 5,3 5,3 5 Drogen (°C) 110 110 110 110

Baktemperstuur (°C) 1350 1520 1580 1620

Eigenschappen: 10 R (g/cm3) 0,57 1,22 1,22 1,31

Pg (vol.%) 79,9 62,1 62,2 59,3 KBF (N/ijim 0,4 3,5 3,6 4,2 HBF, 1000°C (N/mm2) 0,8 ' HBF, 1400°C (N/mm2) 0,8 4,5 4,9 5,6 15 WLF (W/m°K bij 700°C) 0,22 0,47 0,49 0,53

Voorbeeld X

Het volgende recept werd toegepast:

Gew.delen 20 Vezelgranulaat a) 80

Keramische vezels B 20

Bindmiddelklei met 35% A^O^ 5

Uiterst fijngemalen pijpaarde, < 44 jum 5

Uiterst fijngemalen chroomoxide,< 44 /om 2 25 Monoaluminiumfosfaatoplossing (50 gew.%'s). 5

Natriumpolyfosfaat, vast 0,5

Water 5

Het vezelgranulaat, de klei, de pijpaarde en het chroomoxide werden met het vaste natriumpolyfosfaat in een 30. Eirich-menger gebracht, waarna hierop 5 gew.delen water werden gesproeid en 5 minuten werd gemengd.. Vervolgens werden de 20 gew.delen van de keramische vezels B toegevoegd en werd nog 10 minuten gemengd, daarna werd de monoaluminium-fosfaatoplossing toegevoegd en werd nog 10 minuten gemengd.

35 Het uit de menger genomen mengsel werd bij een persdruk van 30 N/mm tot platen van 405 x 135 x 15 mm geperst, vervolgens 24 uren bij 11Q°C gedroogd en dan telkens 8 uren bij 800°C resp. 1350°C gebakken. Aan het verkregen produkt werden de volgende eigenschappen gemeten: 8200598 -18-

TABEL J

Baktemperatuur (°C) 800 1350 R (g/cm2) 1,8 1,8

Verdichtingsfaktor 2,0 2,0 5 Pg (vol.%) 35,8 35,8 KBF (N/nrni2) 2,65 6,4 HBF, 1000°C (N/mm2) · 4,5 7,0 WLF (W/m°K bij 700°C) 0,70 0,65

10 Voorbeeld XI

Het volgende recept werd toegepastz

Gew.delen

Keramische vezels A 100

Holle korundbolletjes, < 3 mm 10.

15 Klei met 35% A^O^ 5

Magnesiumoxide 2

Boorfosfaat, vast 4,2

Water 9

De vezels werden eerst gedurende 10 minuten in een 20 turbo-menger ontsloten. Vervolgens werden in een Eirich-menger de holle korundbolletjes, de klei en het water gebracht en werd gedurende 5 minuten gemengd, waarna het magnesiumoxide en het boorfosfaat werden toegevoegd en nog 5 minuten werd gemengd. Vervolgens werden de in de 25 turbo-menger ontsloten vezels in de Eirich-menger gebracht en werd nog 20 minuten gemengd.

Uit het verkregen mengsel werden volgens het voorschrift van voorbeeld X platen vervaardigd. Deze werden na het drogen bij -120°C bij 800°C resp. 1350°C gebakken.

30 Aan het yerkregen, produkt werden de volgende eigenschappen bepaald:

TABEL K

Baktemperatuur (°C) 800 1350 R: (g/cin2) 1,15 1,1.8 35 Verdichtingsfaktor 4,1 4,1

Pg (vol.%) 51,9 54,6 HBF, 1000°C (N/mm2) 2,8 4,1 WLF (W/m°K bij 700°C); 0,63 0,65 — 8200598 -19-

Voorbeeld XII

Het volgende recept werd toegepast:

Gew. delen

Keramische vezels A 100 5 Bindraiddelklei 10

Sulfietafaloog, droog 9

Water · 9

In een Eirich-menger werden de keramische vezels, de klei en de vaste sulfietafaloog gedurende 10 sainuten 10 gemengd, waarna hierop het water werd gesproeid en nog 2 10 minuten werd af gemengd. Bij een persdruk van 30 N/mrn werden stenen geperst zoals bij voorbeeld I. Na een drogen gedurende 24 uren bij 110°C werden deze stenen bij 800°C resp. 1350°C gebakken. Aan de stenen werden de volgende 15 eigenschappen bepaald.

TABEL L

Baktemperatuur (°C) 800 1350· R (g/cm3) 1,18 1,28

Verdichtingsfaktor 5,1 5,1 20 Pg (vol.%) 54,6 52,6 HBF, 1000°C (N/mm2) 1,5 2,9 WLF (W/m°K bij 700°C) 0r27 0,28 8200598

Claims (10)

1. Gevormd voortbrengsel met hoge mechanische stabiliteit bij hoge temperaturen,, vervaardigd uit de volgende samenstelling: 100 gew.delen hetzij keramische vezels hetzij een mengsel 5 bestaande uit tenminste 20 gew.% vezels en ten hoogste 80 gew.% van gebrand vezel-granulaat, 2-20 gew. delen klei en/of extra fijn A1203 en/of extra fijn SiC>2 en/of aluminiumhydroxiden en/of 10 extra fijn magnesiumoxide en/of extra fijn titaandioxide en/of extra fijn chroomoxide, 0-8 gew.delen fosfaatbindmiddel, berekend als 0-10 gew.delen van een organisch bindmiddel, 0-10 gew.delen andere vuurvaste toevoegsels, 15 waarbij echter tenminste 2 gew.delen van een bindmiddel aanwezig zijn, met: een dichtheid van 0,5 tot 1,8, een hete buigsterkte bij 1000°C van tenminste 0,8 N/mm^, 20 een bestandheid tegen temperatuurwisselingen van tenminste 25 maal een afschrikken met lucht.

2. Gevormd voortbrengsel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het als klei bentoniet bevat.

3. Gevormd voortbrengsel volgens conclusie 1, 25 met het kenmerk, dat het als verder vuurvaste toevoegsel porseleinmeel, chamotte of holle'.korundbolletjes bevat.

4. Gevormd voortbrengsel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het als fosfaatbindmiddel natrium-polyfosfaat of monoaluminiumfosfaat bevat.

5. Gevormd voortbrengsel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het als organisch bindmiddel methyl-cellulose bevat.

6. Werkwijze ter vervaardiging van een gevormd voortbrengsel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 35 al 100 gew.delen van hetzij keramische vezels hetzij een mengsel bestaande uit tenminste 20 gew.% vezels en ten hoogste 80 gew.% van een gebrand vezelgranulaat met 2-20 8200598 a - -21- gew.delen klei en/of extra fijn en/of extra fijn SiC^ en/of aluminiumhydroxiden' en/of extra fijn magnesium-oxide en/of extra fijn titaandioxide en/of extra fijn chroomoxide, 0-8 gew.delen fosfaatbindmiddel, berekend 5 als P2°5' 0-10 gew.delen van een organisch bindmiddel, waarbij echter een 2 gew.delen van een bindmiddel aanwezig moeten zijn, ·alsmede 0-10 gew.delen andere vuurvaste toevoegsels alsmede water in een menger grondig worden gemengd, 10 b) het bij trap a) verkregen mengsel met een volumefaktor van tenminste 3 bij toepassing van alleen keramische vezels of met een volumefaktor van tenminste 1,5 bij toepassing van een mengsel van 80 gew.delen vezelgranu-laat en 20 gew.delen keramische vezels onder verlenen 15 van de vorm wordt verdicht, en c) het bij trap b) vervaardigde gevormde voortbrengsel wordt gedroogd en/of getemperd en/of gebakken·.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het verdichten bij trap b) uitgevoerd wordt met een 20 faktor van 5-8 bij toepassing van alleen keramische vezels of met een faktor van 2,5 tot 4 bij toepassing van een mengsel van 80 gew.delen vezelgranulaat en 20 gew.delen keramische vezels.

8. Werkwijze volgens conclusie 6 of 7, met het 25 kenmerk, dat het verdichten bij trap b.) uitgevoerd wordt onder vervaardiging van vezelplaten.

9. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat als keramische vezels geprepareerde vezels worden gebruikt .

10. Toepassing van de gevormde voortbrengsels vol gens één der conclusies 1-5 als hulpmiddel bij het bakken, dat wil zeggen onderlagen voor te bakken voortbrengsels. 8200598