NO149692B - Varmelagrende, keramisk, jernoxydholdig sten paa basis av olivin og fremgangsmaate ved fremstilling derav - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en keramisk, varmelagrende, jernoxydholdig sten på basis av olivin og en fremgangsmåte ved fremstilling derav.

For elektriske oppvarmingsapparater for lagring av varme er det kjent å anvende keramiske varmelagrende Stener på basis av sjamotte, basalt, olivin, kromitt, jernmalm og sintermagnesitt. Det er av utslagsgivende betydning for de varmelagrende steners varmelagrings- og oppvarmingseffekt at de uten at de er varmeledende har en varmelagringskapasitet som er av-hengig av stenens spesifikke varme og rådensitet og som blant de angitte varmelagrende stener er høyest for en innen handelen vanlig varmelagringssten på basis av sintermagnesitt.

I vest-tysk utlegningsskrift nr. 1954724 er en varme-lagringskjerne for et elektrisk oppvarmingsapparat for va-rme-lagring beskrevet som fremstilles ved pressing og sintring av findelte partikler av jern(III)-oxyd. Fremstillingen av disse varmelagrende stener fullstendig fra et finkornet materiale er meget omstendelig og fører ikke i tilfredsstillende grad til rissfrie og formstabile stenlegemer efter brenningen. Stenene har riktignok en høy varmelagringskapasitet når de

har en høy densitet, men sammenlignet med magnesiastener har de en lavere varmeledningsevne og en for høy vekt til at de kan anvendes i et oppvarmingsapparat for varmelagring.

For å forbedre varmelagringskapasiteten til varmelagrende stener på basis av olivin er ved fremstillingen av disse allerede andeler av sintermagnesia på den ene side og jernmalm eller krommalm på den annen side i en mengde av opp til 20 vekt% blitt anvendt uten at imidlertid noen vesentlig fremgang kunne noteres. For stener som inneholder sintermagnesia ble den ønskede økning av den spesifikke varme som ble oppnådd ved hjelp av denne blanding, motveiet av et fall

i rådensiteten. For stener som inneholder jernmalm ble den økede rådensitet motveiet av et fall i den spesifikke varme.

Det tas ved oppfinnelsen sikte på å tilveiebringe keramiske, jernoxydholdige, varmelagrende stener på basis av olivin og som er særpreget ved en øket varmelagringskapasitet. Ifølge oppfinnelsen kan disse stener fremstilles ved hjelp av en enkel fremgangsmåte som er kjent fra fremstilling av grov-Keramiske stener, og under anvendelse av det rimelige utgangsmateriale olivin.

Det har vist seg ifølge oppfinnelsen at varmelagrende stener med øket varmelagringskapasitet på basis av olivin kan oppnås ved anvendelse av findelt, metallisk jern i utgangs-blandingen.

Den varmelagrende sten ifølge oppfinnelsen er særpreget ved at den inneholder magnesiumsilikat i form av forsteritt og jern(III)-oxyd fra jérnpulver som er blitt omvandlet til jern(III)-oxyd ved oxyderende gløding eller brenning av jérnpulver i en mengde av 5-20, fortrinnsvis 5-15, vekt% basert på den ferdige sten.

Oppfinnelsen angår også som nevnt en fremgangsmåte

ved fremstilling av en keramisk, jernoxydholdig, varmelagrende sten på basis av olivin ved formning, tørring og glød-ing eller brenning av en blanding av kornformig olivin og et kornformig jernholdig materiale gradert efter kornstør-relse, og et bindemiddel,og fremgangsmåten er særpreget ved at det anvendes en blanding som inneholder pulverformig jern med en kornstørrelse under 0,1 mm i en mengde av 5-20 vekt%, basert på den ferdige sten, og at blandingen glødes i oxyderende atmosfære ved en temperatur av ca. 600°C eller brennes i oxyderende atmosfære ved en temperatur av maksimum 1550°C, fortrinnsvis maksimum 1400°C, for omvandling av olivinet til forsteritt og av jernpulveret til jern(III)-oxyd.

Ifølge en foretrukken utførelsesform av den foreliggende fremgangsmåte anvendes en blanding som inneholder 5-15 vekt% jérnpulver.

Når blandingen inneholder under 5 vekt% pulverformig jern, fås en uvesentlig økning av varmelagringskapasiteten, og når blandingen inneholder over 20 vekt% pulverformig jern, fås ingen avgjørende ytterligere forbedring av varmelagringskapasiteten.

Det pulverformige jern kan dessuten med fordel anvendes med en kornstørrelse under 0,06 mm.

Ved den foreliggende fremstilling av den varmelagrende sten kan vanlige bindemidler anvendes i blandingen, f.eks. sulfittavlut eller en liten mengde leire og et fosfatbinde-middel, som natriumpolyfosfat, som angitt i tysk patentskrift nr. 2162747. I det sistnevnte tilfelle anbringes stenene i ubrent tilstand i et oppvarmingsapparat for varmelagring.

Stenene formes ved pressing, og en liten mengde vann kan

da tilsettes efter behov for å oppnå en tilstrekkelig rest-fuktighet.

Ved brenningen av formlegemet som er blitt fremstilt fra blandingen ved pressing og tørring, inntrer den keramiske binding og sintring og oxydasjonen av jernpulveret til jernoxyd. Efter brenningen eller efter en tilsvarende varmebe-handling som skjer når den varmelagrende sten anvendes i et oppvarmingsapparat for varmelagring eller når varmebehandlingen fortsettes i dette, fås en varmelagrende sten med forholdsvis lav porøsitet og med en varmekapasitet som er høyere enn varmekapasiteten for en varmelagrende sten fremstilt ganske enkelt på basis av olivin og som er nær varmekapasiteten for en varmelagrende sten på basis av magnesiasinter. Ved den foreliggende fremgangsmåte fås dessuten en varmelagrende sten med øket varmeledningsevne.

Det er kjent å anvende jernpxyd og jern i findelt form ved fremstilling av keramiske produkter. Således tilsettes ifølge tysk patentskrift nr. 897068 metallisk jern til ubrente, basiske, ildfaste stener for å muliggjøre sintring og for ved dannelse av magnesiumferritt å motvirke volumminskningen. Ved den fremgangsmåte for oppmuring av ildfaste magnesitt- og krommagnesittstener som er beskrevet i tysk patentskrift nr. 1037638 (spalte 5, avsnitt 4), med skikt av ildfast mørtel, foreslås det å anvende en blanding av magnesia med tilslag av jérnpulver og jernoxydpulver som mørtel. På grunn av at jernpulveret oppfører seg sterkt urolig når det oxyderes, foretrekkes da å anvende jernoxydpulveret. Denne anvendelse av jern i findelt tilstand for de ovenfor angitte keramiske produkter kan imidlertid ikke tas som noen antydning om en slik anvendelse i forbindelse med den foreliggende fremgangsmåte for fremstilling av. varmelagrende stener.

Oppfinnelsen er nærmere forklart i de nedenstående eksempler.

Ved fremstilling av varmelagringsstenene ble blandinger av oliyinmateriale og et sintermagnesia med følgende kjemiske sammensetning anvendt som utgangsmateriale:

De bearbeidede blandinger som var forsynt med bindemiddel, ble presset til stener med en kraft på 100 N/mm<2>

og tørket ved 110°C, og ved fremstilling av ubrente stener (eksemplene 4 og 5) glødet ved lavere temperaturer.

I de efterfølgende tabeller I og II er angitt hhv. sammensetning og gløde- eller brenningsbetingelser for syv forskjellige blandinger for fremstilling av varmelagrende stener og endel fysikalske parametre for blandingene hhv. de ferdige stener.

De varmelagrende steners spesifikke varme ble bestemt med et blandingskalorimeter for en kornstørrelse av 2-8 mm. Varmeledningsevnen ble bestemt ved hjelp av platemetoden.

Stenene ifølge eksemplene 2-5 ifølge oppfinnelsen har sammenlignet med stenene ifølge sammenligningseksemplene 1, 6 og 7 høyere verdier for rådensiteten hhv. lavere verdier for den samlede porøsitet, en lik eller høyere varmeledningsevne og samlet høyere varmekapasiteter. De brente stener fremstilt ifølge den foreliggende fremgangsmåte utsettes ikke for noen utvidelse ved brenningen, men for en svak størrelses-minskning, på samme måte som de brente sammenligningsstener som ifølge eksempel 1 bare er på basis av olivin og bindemiddel og ifølge eksempel 6 på basis av olivin, jernoxyd og bindemiddel.

Varmelagringsstenen ifølge eksempel 7 på basis av olivin, magnesiasinter og bindemiddel utsettes imidlertid for en tydelig utvidelse ved brenningen. For blandingen anvendt ifølge eksempel 3 som angår den foreliggende fremgangsmåte, vil brenning ved høyere temperaturer, f.eks. 1450°C, allerede føre til en tydelig forringelse av resultatene som gir seg til-kjenne ved en sterkere utvidelse, f.eks. en lineær utvidelse på 0,7%, og ved rissdannelse for stenene.

Claims (4)

1. Varmelagrende» keramisk, jernoxydholdig sten på basis av olivin, karakterisert ved at den inneholder magnesiumsilikat i form av forsteritt og jern(III)-oxyd fra jérnpulver som er blitt omvandlet til jern(III)-oxyd ved oxyderende gløding eller brenning av jérnpulver i en mengde av 5-2 0, fortrinnsvis 5-15, vekt% basert på den ferdige sten.

2. Fremgangsmåte ved fremstilling av en keramisk, jernoxydholdig, varmelagrende sten på basis av olivin ved formning, tørring og gløding eller brenning av en blanding av kornformig olivin og et kornformig jernholdig materiale gradert efter kornstørrelse, og et bindemiddel, karakterisert ved at det anvendes en blanding som inneholder pulverformig jern med en kornstørrelse under 0,1 mm i en mengde av 5-20 vekt%, basert på den ferdige sten, og at blandingen glødes i oxyderende atmosfære ved en temperatur av ca. 600°C eller brennes i oxyderende atmosfære ved en temperatur av maksimum 1550°C, fortrinnsvis maksimum 1400°C, for omvandling av olivinet til forsteritt og av jernpulveret til jern(III)-oxyd.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at det anvendes en blanding som inneholder 5-15 vekt% jérnpulver.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 2 eller 3, karakterisert ved at jernpulveret anvendes med en kornstørrelse under 0,06 mm.