NO820442L - Fremgangsmaate ved fremstilling av plastiske lettmasser - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for fremstilling av plastiske lettmasser for videre bearbeidelse til ildbestandige eller ildfaste'.materialer som inneholder minst 74 vekt% keramiske fibre, leire, bindemiddel og eventuelt andre vanlige tilsetningsmidler, og dessuten anvendelse av slike fremstilte lettmasser.

Ved fremstilling av plastiske lettmasser er det allerede kjent å tilsette leire eller andre findelte ildfaste materialer foruten vanlige bindemidler og den nødven-dige vannmengde til keramiske fibre for å øke densiteten og derved erholde masser som etter videre bearbeidelse til ildbestandige ildfaste materialer oppviser en høyere densitet enn masser som bare inneholder keramiske fibre, bindemiddel og vann.

Det er dessuten allerede kjent å fremstille keramiske fiberprodukter i form av plater og formlegemer med densiteter av ca. 0,2 g/ml ved vakuum-sugeprosessen. De keramiske fibre og bindemidler, stivelsen, kolloidalt siliciumdioxyd eller fosfater, som monoaluminiumfosfat eller natriumpolyfosfat,blir da i form av en oppslemning som inneholder 1-5 vekt% fibre, suget på en siktflate. For at formlegemer som er blitt fremstilt ved vakuum-sugeprosessen skal få høyere densiteter og dermed spesielle egenskaper kan dessuten fyllstoffer, som f .eks. sjamotte, aluminiumoxyd, siliciumcarbid eller leirer, som bentonitt, tilsettes. Ulempen ved fremstilling av formdeler ved denne vakuum-sugeprosess beror på at bindemidlet er oppløst eller suspen-dert i den vandige oppløsning og for størstedelens vedkom-mende blir fjernet med det avsugede vann, hvorved awanns-problemer oppstår dersom oppløselige fosfater anvendes. Innholdet av andre ildfaste fyllstoffer fører til at densiteten i fiberlegemet avtar med økende avstand fra sugeflaten hhv. siktflaten, slik at sterke variasjoner i densiteten kan fastslås spesielt for produkter med stor veggtykkelse.

Det har riktignok vist seg at fasthetsegenskapene, som trykkfasthet, strekkfasthet, varmbøyefasthet og avgnid-ningsfasthet, forbedres med økende densitet for produktet, men for vakuumformede produkter og også produkter som er blitt fremstilt ved hjelp av de tidligere kjente metoder som er basert på en blandingsprosess, kan en økning av densiteten bare fås ved tilsetning av større mengder av fyllstoffer, som leire eller sjamotte, hvorved imidlertid fås et sammensatt fiberlegeme med f.eks. 50 % keramiske fibre og 50 % fyllstoffer og som skiller seg fra et materiale som inneholder en større andel av isolerende, keramiske fibre, med en høyere varmeledningsevne, slik at de fordelaktige egenskaper for et fiberlegeme vidtgående tapes.

Det tas ved oppfinnelsen sikte på å fremstille plastiske lettmasser som kan bearbeides til fiberformlegemer med densiteter av 0,3 - 1,6, spesielt 0,4 -. 0,8 g/cm , idet de erholdte, ildbestandige ildfaste materialer, og spesielt de erholdte fiberformlegemer, etter tørkingen, dvs. fjernel-sen av vannet som inneholdes i de plastiske lettmasser, består av minst 74 vekt%, fortrinnsvis minst 80 vekt%, keramiske fibre og fremdeles oppviser en tilstrekkelig densitet. Dessuten skal intet fall i densiteten inntreffe, i motset-ning til for fiberlegemer som er blitt fremstilt ved vakuumformning, når de ved den foreliggende fremgangsmåte fremstilte plastiske lettmasser bearbeides videre til formlegemer.

Denne oppgave løses ved den fremgangsmåte som er særpreget ved de i krav l's karakteriserende del angitte trekk.

Fordelaktige utførelsesfofmer av den foreliggende fremgangsmåte er angitt i kravene 2-9.

Oppfinnelsen angår dessuten plastiske lettmasser fremstilt ved den foreliggende fremgangsmåte og dessuten anvendelse av disse.

Spesielt fordelaktige anvendelser av de plastiske lettmasser som er blitt fremstilt ved hjelp av den foreliggende fremgangsmåte, er at når disse plastiske lettmasser stangpresses, kan formdeler, som rør eller stenger, fremstilles, og dette hadde ikke vært mulig ved vakuumformning, og dessuten kan de ved den foreliggende fremgangsmåte fremstilte plastiske lettmasser også stangpresses til rør ved kvadra-tisk eller firkantformig tverrsnitt. En ytterligere fordelaktig anvendelse av de plastiske lettmasser som er blitt fremstilt ved den foreliggende fremgangsmåte, er at de i form av store klumper som eventuelt er blitt fremstilt ved stangpressing, kan pakkes i plastfolie og bearbeides som sådant. Slike store klumper kan når de er blitt fremstilt ved stangpresseprosessen, ha. hvilket som helst ønsket lengde. Store klumper eller baller kan også på bruksstedet fjernes fra plastfolien og formes ved pressing eller stamping, eller de kan anvendes for fremstilling av hvilke som helst ønskede formdeler eller for oppbygging av vegger.

Formdeler som er blitt fremstilt fra de.plastiske lettmasser fremstilt ved den foreliggende fremgangsmåte, kan tørkes, fortrinnsvis ved temperaturer mellom 110 og 200° C, hvorved det her allerede fås et fast produkt som ved slag klinger som metall. Etter at slike formdeler er blitt brent ved 900° C, fås f.eks. en bøyefasthet av ca. 2 N/mm<2>, mens fiberformlegemer med det samme innhold av keramiske fibre normalt har en bøyefasthet av bare 0,1 - 0,3 N/mm<2>.

De ved den foreliggende fremgangsmåte anvendte keramiske fibre er kjente materialer, spesielt på basis av aluminiumsilikater med spesielt høyt A^O^-innhold innen området fra 45 til 95 vekt%. Alt etter anvendelsesformålet for de plastiske lettmasser, dvs. alt etter den ønskede grad av ildbestandighet eller ildfasthet, kan imidlertid også stenullfibre anvendes, og det er dessuten mulig å anvende blandinger av slike keramiske fibre. De keramiske fibre blir fortrinnsvis anvendt i opphakket form, dvs. med en.lengde av 1-5 mm, men det er også mulig å anvende såkalte malte fibre som har en lengde av 10 - 500 ym. De keramiske fibres diameter er vanligvis 1 - 25 ym, spesielt 2 - 8 ym. Det er imidlertid selvfølgelig også mulig å anvende keramiske fibre med andre dimensjoner. Det er spesielt foretrukket å anvende løsnede fibre, som er beskrevet nedenfor. Med leirer skal såvel leirer av vanlig type som også spesielle leirer, som bentonitt eller bindeleirer, forstås.

Som meget findelte ildfaste materialer kan aluminiumoxyd, siliciumdioxyd, aluminiumhydroxyder som bauxitt, titandioxyd, kromoxyd eller magnesiumoxyd anvendes. Med meget findelte materialer skal også kolloidale materialer forstås, spesielt kolloidalt siliciumdioxyd. Når disse meget findelte ildfaste tilsetningsmidler anvendes, tilsettes disse i trinn c) av den foreliggende, fremgangsmåte i en mengde av opp til 20 vektdeler, fortrinnsvis opp til 5 vektdeler.

Ytterligere vanlige tilsetningsmidler for plastiske lettmasser som inneholder keramiske fibre, er kornformige, ildfaste materialer, som . sjamotte eller kalsinert bauxitt. Kornstørrelsen på slike materialer ligger innen vanlige om-råder, dvs. opp til høyst 8 ram. Den maksimale kornstørrelse er fortrinnsvis 3 mm, spesielt 2 mm. Dessuten kan høyrent A^O^ eller spesielt også hulkulekorund-- v? anvendes som til-slag .

Ifølge en foretrukket utførelsesform tilsettes et fiberkornmateriale i en mengde av opp til 100 vektdeler som kornformige faste materialer. Denne økede tilsetningsmengde er mulig fordi fiberkornmaterialet inneholder keramiske fibre som hovedbestanddel. Tilsetningen av slikt fiberkornmateriale gjøres ved den foreliggende fremgangsmåte etter at leiren og eventuelt det faste-, uorganiske bindemiddel er blitt blandet inn i trinnet c).

Som fiberkornmaterialer kan de følgende materialer anvendes, idet det her dreier seg om nye materialer som er nærmere beskrevet i de norske patentsøknader a) 820437 ,

b) 820438 hhv. c)<#20>4<4>1 som patentsøkerne har innlevert på samme dag som den foreliggende patentsøknad. Fremgangsmåtene

for fremstilling av disse nye fiberkornmaterialer er som følger: Den første fremgangsmåte a) for fremstilling av et fiberkornmateriale som inneholder keramiske fibre, leire, bindemiddel og eventuelt andre vanlige tilsetningsmidler, spesielt ildfaste tilsetningsmidler, utføres slik at

a) 100 vektdeler keramiske fibre, 2-15 vektdeler leire og/eller meget findelt AI2O3og/eller meget findelt

Si02og/eller aluminiumhydroxyder og/eller meget findelt magnesiumoxyd og/eller meget findelt titandioxyd og/ eller meget findelt kromoxyd, eventuelt inntil 10 vektdeler av andre ildfaste tilsetningsmidler og 1 - 8 vekt deler fosfatbindemiddel, eventuelt méd tilsetning av et plastisitetsbefordrende middel, blandes grundig med 2 -

25 vektdeler vann i et blandeapparat,

b) blandingen erholdt i trinn a) blir sammenpresset med en volumfaktor på minst 3, og c) det i trinn b) erholdte produkt blir tørket og/eller varmebehandlet ved temperaturer av 250 - 600° C og/eller brent ved høyere temperaturer og deretter nedmalt til den ønskede kornstørrelse. Ifølge en fordelaktig utførelsesform ved fremstilling av et slikt fiberkornmateriale hvor pressingen i trinnet b) utføres i en stangpresse, blir i trinnet a) ved fremstilling av dette fiberkornmateriale imidlertid inntil 100 vekt-, deler vann anvendt for fremstilling av blandingen, for at en feilfri stangpressing skal sikres. Den annen fremgangsmåte b) for fremstilling av et fiberkornmateriale som inneholder keramiske fibre og likeledes de ovennevnte bestanddeler, utføres slik at a) 100 vektdeler keramiske fibre blandes med 10 - 40 vektdeler vann i et blandeapparat, b) til den i trinn a) erholdte blanding blir 5-20 vektdeler leire og/eller meget findelt ft^O^og/eller meget findelt SiC^ og/eller aluminiumhydroxyder og/eller meget findelt magnesiumoxyd og/eller meget findelt titandioxyd og/eller meget findelt kromoxyd og dessuten 0-10 vektdeler fast, organisk bindemiddel tilsatt og blandet inn, c) til den i trinn b) erholdte blanding blir 0,5 - 4 vektdeler av et organisk bindemiddel, beregnet som fast materiale, i oppløsning og dessuten 1-8 vektdeler av et fosfatbindemiddel, beregnet som PjOy tilført og blandet inn, og d) blandingen erholdt i trinn c) blir tørket og overført til korn.

Den tredje fremgangsmåte c) for fremstilling av et fiberkornmateriale som likeledes inneholder de ovennevnte bestanddeler, utføres slik at

a) 100 vektdeler keramiske fibre, 2-15 vektdeler leire og/ eller meget findelt A^O^og/eller meget findelt SiC>2 og/ eller aluminiumhydroxyder og/eller meget findelt magnesiumoxyd og/eller meget findelt titandioxyd og/eller meget findelt kromoxyd, eventuelt opp til 10 vektdeler av andre ildfaste tilsetningsmidler og 1 - 10 vektdeler organisk bindemiddel, beregnet på fast tilstand, blandes

grundig med 5-25 vektdeler vann i et blandeapparat, og

b) den i trinn a) erholdte blanding blir sammenpresset med en volumfaktor på minst 3, tørket og deretter nedmalt

til den ønskede kornstørrelse.

Ifølge en fordelaktig utførelsesform for fremstilling av dette fiberkornmateriale c) hvor sammenpressingen i trinnet b) utføres ved hjelp av en stangpresse, blir ved fremstillingen av blandingen i det ovennevnte trinn a) inntil 100 vektdeler vann anvendt for fremstillingen da dét ved sammenpressing i en stangpresse er nødvendig med høyere vannmengde, dvs. enn med plastisk masse.

De utgangsmaterialer som anvendes ved fremstillingen av disse fiberkornmaterialer, overensstemmer med de materialer som også anvendes ved fremstilling av de foreliggende lettmasser. Spesielt foretrukne for anvendelse som keramiske fibre er oppslåtte fibre. For dette formål blir vanlige handelsfibre innført i et turboblandeapparat i den tilstand fibrene leveres, og i dette apparat blir fibrene som vanligvis leveres i form av fiberknipper, omvandlet til oppslåtte fibre. Et slikt turboblandeapparat består av et blandeaggregat med hurtigroterende knivhoder, hvorved even-tuelle agglomerater som forekommer i de vanlige handelsfibre og som delvis foreligger i sterkt sammenpresset tilstand, blir slått opp uten at fibrene derved blir for sterkt slått istykker eller knust (turbulent-hurtigblandeapparat av typen Drais) .

Den leire og/eller det meget findelte A^O^og/ eller det meget findelte SiC>2 og/eller aluminiumhydroxydene og/eller det meget findelte magnesiumoxyd og/eller det meget findelte titandioxyd og/eller det meget findelte kromoxyd som foreligger i blandingene for fiberkornmateriale a), b) hhv. c), er bestanddeler som det er kjent å anvende innen området ildfaste produkter. Dersom leire anvendes, er denne en vanlig bindleire eller også en fortrinnsvis anvendt spesiell leire, som f.eks. bentonitt. Med det her anvendte uttrykk "meget findelt" i forbindelse med de ovennevnte bestanddeler skal forstås at disse bestanddeler foreligger i ytterst finmalt eller også i kolloidal tilstand. Spesielt ved anvendelse av slike materialer som foreligger

i kolloidal tilstand, som kolloidalt SiC^ hhv. kolloidalt AI2O3, er det mulig å anvende bare små mengder av bindemiddel, nemlig nær den nedre grenseverdi. Den maksimale kornstørrel-se er under 63 ym, fortrinnsvis under 44 ym. Nedenfor er fremstillingen av de enkelte fiberkornmaterialer nærmere beskrevet: Blandingen av bestanddelene i trinnet a) ved fremstillingen av fiberkornmaterialer a), b) og c) kan utføres i et hvilket som helst egnet blandeapparat, f.eks. i et blandeapparat av typen Drais.

Det plastisitetsbefordrende middel som eventuelt tilsettes i trinnet a) ved fremstillingen av fiberkornmaterialet a) kan være et hvilket som helst vanlig plastisitets-bef ordrende middel, som f.eks. methylcellulose i fast tilstand eller oppløst i vann, eller et grenseflateaktivt materiale.

Blandingen som fås i trinnet a) ved fremstillingen av fiberkornmaterialer a) og c), må sammenpresses med.en volumfaktor på minst 3. Dette kan gjøres i en vanlig presse, en briketteringsinnretning eller fortrinnsvis i en stangpresse. Sammenpressingen utføres fortrinnsvis med en volumfaktor på 5 - 8, og den høyeste volumfaktor ved sammenpressingen ligger mellom 5 og 8.

Når fiberkornmaterialet a) fremstilles, kan det produkt som fås i sammenpressingstrinnet b), bare tørkes,

på lignende måte som det sammenpressede produkt ved fremstillingen av fiberkornmaterialet c). Denne tørking utføres vanligvis ved temperaturer mellom 110 og 180° C, og tørke-tiden er i avhengighet av dimensjonene for produktet som fås ved sammenpressingen, mellom 2 og 24 timer. Ved fremstillingen av fiberkornmaterialet a) kan imidlertid også en varmebehandling eller en brenning utføres ved de ovenfor angitte

temperaturer,. og behandlingstidene ved disse temperaturer er vanligvis mellom 1 og 24 timer, fortrinnvis mellom 6 og 24 timer. Ved hjelp av en slik varmebehandling hhv. en slik brenning kan det senere til korn overførte produkts rombe-standighet forbedres. Når en slik varmebehandling eller en brenning utføres ved de angitte temperaturer, fås allerede en viss kjemisk binding i det erholdte fiberkornmateriale på grunn av fosfatbindemidlet.

Etter tørkingen eller dersom det dreier seg om fiberkornmaterialet a), etter varmebehandlingen og/eller brenningen av produktet blir dette nedmalt til den ønskede kornstørre Ise, idet den maksimale kornstørrelse vanligvis er 6 mm. Nedmalingen kan imidlertid også reguleres til innen et visst område, og som et eksempel kan nevnes at et produkt med en kornstørrelse mellom 2 og 3 mm :uten videre kan fremstilles ved nedmaling i vanlige knuseinnretninger og eventuelt ved utsikting av de ønskede kornstørrelser.

Fiberkornmaterialene a) og c) som er blitt fremstilt på denne måte, har en densitet av 0,7 - 1,8 g/cm 3 og et porevolum av 35 - 75 %.

Mengden av det plastisitetsbefordrende middel som eventuelt tilsettes i trinnet a) ved fremstillingen av fiberkornmaterialet a), er avhengig av den sammenpressingsinnret-ning som anvendes i trinn b). Når f.eks. methylcellulose anvendes og sammenpressingen utføres i en stangpresse, tilsettes 4 vektdeler methylcellulose, idet halvparten av denne methylcellulosemengde tilsettes i form-av en 5 %-ig oppløs-ning i vann og den annen halvpart som tørr methylcellulose.

Når fiberkornmaterialet b) fremstilles, anvendes et organisk bindemiddel. For dette formål kan alle innen dette område vanlig anvendte organiske bindemidler anvendes, f.eks. methylcellulose, sulfittavlut eller melasse. Disse organiske bindemidler blir vanligvis tilsatt i form av en oppløsning i vann eller også delvis i fast form, og dette gjelder- spesielt når methylcellulose anvendes. Da 0,5 - 14 vektdeler av det organiske bindemiddel anvendes pr. 100 vektdeler keramiske fibre og da methylcellulose vanligvis tilføres i form av en 5 %-ig oppløsning i vann fordi '"oppløs- ninger med en høyere prosentuell mengde av methylcellulose får en for høy viskositet, vil vannmengden som innføres ved tilsetningen av oppløsningen av det organiske bindemiddel bli for stor, slik at spesielt dersom methylcellulose anvendes, blir inntil 50 vekt% av dette organiske bindemiddel tilsatt i fast form.

Når fiberkornmaterialet b) fremstilles, blir dessuten 1-8 vektdeler, og fortrinnsvis 2-6 vektdeler, av et fosfatbindemiddel tilsatt, idet de angitte mengder i vektdeler er basert på P2°5i det angjeldende bindemiddel.

Ved fremstillingen blir de keramiske fibre blandet med 10 - 40 vektdeler vann pr. 100 vektdeler av de anvendte keramiske fibre, som regel i et trommelblandeapparat eller i et plogskjærblandeapparat, idet vannet med fordel blir på-sprøytet.

Etter at blandingen er foretatt inntil homogen tilstand er blitt oppnådd, blir leiren og/eller de andre ovennevnte meget findelte ildfaste bestanddeler som foreligger i tørr, findelt .tilstand, tilført på denne blanding i blandeapparatet og likeledes blandet homogent inn. Leiren og/eller de andre ovennevnte meget findelte ildfaste bestanddeler hefter da til overflaten av de fuktede fibre. Det faste, organiske bindemiddel som eventuelt tilsettes i dette trinn, anvendes i findelt tilstand.

Deretter blir oppløsningen av det organiske bindemiddel påført på den på forhånd fremstilte blanding, likeledes fosfatbindemidlet, idet de eventuelt tilsatte andeler av fast, organisk bindemiddel her innføres i blandeapparatet samtidig med oppløsningen av bindemidlet eller etter tilsetningen av dette bindemiddel.

Eksempel på slike fosfatbindemidler er natriumpolyfosfat med en polymerisasjonsgrad av n - 4, fortrinnsvis med en polymerisasjonsgrad av 6 - 10. Dette natriumpolyfosfat blir vanligvis anvendt i oppløst tilstand. Et ytterligere fosfatbindemiddel er monoaluminiumfosfat som er et vanlig handelsprodukt både i fast, malt tilstand og som vandig oppløsning, spesielt som en oppløsning med 50 vekt%. Fosfatbindemidlet kan tilsettes samlet i form av en oppløsning

eller delvis i oppløst og delvis i fast form:.

Ved fremgangsmåten blir samlet inntil 100 vektdeler vann tilsatt, delvis i trinnet a) og delvis i trinnet c) ved tilsetningen av det organiske bindemiddel i oppløst tilstand og av fosfatbindemidlet dersom dette tilsettes i oppløst tilstand.

Deretter blir en ytterligere homogen blanding foretatt, og denne blandeprosess kan kreve inntil 30 minutter.

Etter at den homogene blanding er blitt foretatt, blir den ferdige blanding tørket, vanligvis ved temperaturer over 100° C, f.eks. ved 110 - 180° C.

Deretter blir den faste eller sprøe masse som er blitt fremstilt på denne måte, knust til den ønskede korn-størrelse i en vanlig størrelsesreduserende anordning, f.eks. i en hammermølle eller i en valseknuser. Nedknusingen ut-føres vanligvis inntil en kornstørrelse av høyst 8 mm, fortrinnsvis 6 mm, men det er imidlertid likeledes mulig alt etter det ønskede anvendelsesformål for det fremstilte materiale å innstille på en maksimal kornstørrelse av 2 eller 3 mm. Alt etter anvendelsesformålet er det likeledes mulig å sikte ut ønskede kornstørrelsesfraksjoner fra materialet fremstilt ved den foreliggende fremgangsmåte.

Keramiske fibre leveres i form av en løs ull som imidlertid delvis er sterkt sammenpesset. Både ved fremstillingen av fiberkornmaterialer a), b) og c) og ved fremstillingen ifølge oppfinnelsen av lettmassene er det fordelaktig å anvende oppslåtte fibre. Fremstillingen av disse er nærmere beskrevet nedenfor.

Den foreliggende fremgangsmåte ved fremstilling av de plastiske lettmasser er nærmere beskrevet nedenfor.

Som fast, uorganisk bindemiddel kan malt, fast monoaluminiumfosfat eller natriumpolyfosfat anvendes ved den foreliggende fremgangsmåte, som beskrevet ovenfor i forbindelse med fremstillingen av fiberkornmaterialet. De.ved den foreliggende fremgangsmåte anvendte organiske bindemiddel er vanlige bindemidler, som stivelse, melasse eller sulfittavlut, men spesielt methylcellulose. Slike organiske bindemidler blir ved den foreliggende fremgangsmåte tilsatt dels i fast form og dels i form av en vandig oppløsning, idet den tilsatte mengde hver gang er 1 - 3 vektdeler, beregnet som faste, organiske bindemidler.

I trinnet a) av den foreliggende fremgangsmåte blir de keramiske fibre først løsnet. Dette innebærer at fibrene som vanligvis leveres i form av fiberklumper, må behandles. Denne behandling kan utføres ved at de keramiske fibre først nedmales i en mølle, fortrinnsvis en hammermølle eller slag-mølle, til et risledyktig produkt. Nedmalingstiden i denne mølle er avhengig av den anvendte mølle, det anvendte keramiske fibermateriale og dets dimensjoner. Nedmalingstiden er vanligvis fra 10 minutter til 1 time.

Dessuten blir det faste, organiske bindemiddel tilsatt samtidig med løsningen eller etter denne, hvorved fås en god innblanding av det organiske bindemiddel i fibermas-sen.

Oppslagningen av fibrene kan imidlertid også utfø-res mekanisk uten nedmaling, f.eks. på kardere som anvendt innen tekstilindustrien. Fiberfnokkene løsnes på slike kardere, og dessuten skilles forurensningene ut.

I det neste trinn b) blir deretter fibrene som er blitt slått opp i møllen eller på kardere, overført til et egnet blandeapparat, f .eks. et blandeapparat av typen Drais, og i dette besprøytet med 10 - 50 vektdeler vann. Fortrinnsvis blir 15 - 30 vektdeler vann påsprøytet i dette trinn.

Deretter blir 10 - 30 vektdeler, fortrinnsvis 10 - 20 vektdeler, leire og dessuten eventuelt det anvendte faste, uorganiske bindemiddel tilsatt til de i trinnet b) erholdte, fuktede, keramiske fibre og blandet med disse. Det faste, uorganiske bindemiddel blir vanligvis tilsatt i en mengde av 1-5 vektdeler.

I trinnet c) blir leiren blandet inn i det samme blandeapparat, fortrinnsvis i porsjoner over et lengre tids-rom av inntil 30 minutter, spesielt 15 minutter.

Ifølge en foretrukken utførelsesform blir ytterligere et kornformig materiale tilsatt i en mengde av inntil 20 vektdeler, fortrinnsvis inntil 10 vektdeler, i trinnet c) etter leiren, fortrinnsvis bentonitt. Den samlede tilsatte mengde av leire og kornformig, ildfast materiale begrenses imidlertid slik at minst 74 vekt% keramiske fibre er til stede i den ferdige lettmasse, basert på de faste materialer som forekommer i denne, dvs. uten vannandel.

Leiren og de andre eventuelt anvendte bestanddeler blir deretter grundig blandet med de keramiske fibre i det samme blandeapparat som ble anvendt for trinnet b). Derved avleirer leiren seg på fibrene og danner et glidesjikt på disse.

I trinnet d) blir deretter en oppløsning av et organisk bindemiddel, spesielt av methylcellulose, i en mengde av 1 - 3 vektdeler fast bindemiddel, tilsatt til den på forhånd erholdte blanding og grundig blandet med denne i det samme blandeapparat. Det uorganiske bindemiddel som eventuelt er tilstede i denne oppløsning, kan likeledes tilsettes i en mengde av 1 - 3 vektdeler, beregnet som fast bindemiddel, idet imidlertid den samlede mengde av eventuelt tilsattuorganisk bindemiddel og av tilsatt organisk bindemiddel ikke skal overskride 5 vektdeler, beregnet som faste materialer. Eksempler på slike uorganiske bindemidler er monoaluminiumfosfat og natriumpolyfosfat.

Etter at den plastiske lettmasse er blitt ferdig-blandet i trinnet d), hvilket kan kreve fra 10 minutter-til

1 time, er den plastiske lettmasse ferdig. Den kan da enten .mellomlagres eller straks bearbeids videre på en stangpresse. Massen kan fylles i egnede lukkede beholdere og kan da lagres 1 lengre tid pg leveres slik til brukeren.;

En spesielt fordelaktig anvendelse av de ved den foreliggende fremgangsmåte fremstilte plastiske lettmasser er at de kan emballeres som tynne sjikt i folier. Slike tynne sjikt som er emballert i folier og har en tykkelse av 2 - 10 mm, fortrinnsvis 4 - 6 mm, kan anvendes som fugefyll-masse ved bygging av ovner og spesielt roterovner. Disse tynne sjikt er emballert i folier, kan ved oppmuringen av sténene legges inn mellom disse, og når ovnen taes i bruk, forbrenner plastfolien, og den plastiske lettmasse som er til stede med en tilsvarende sjikttykkelse, brennes og virker da likeledes som asbestinnlegg, dvs. at den på grunn av det høye innhold av keramiske fibre har en viss elastisitet, men den oppviser ikke de sundhetsskader som kan forårsakes av frigjorte asbestfibre.

Ifølge en fordelaktig utførelsesform blir imidlertid såkalte baller (store myke klumper) med dimensjonene f.eks. 300 mm x 300 mm x en hvilken som helst ønsket lengde fremstilt fra plastiske lettmasser,.fortrinnsvis ved stangpressing, og disse kan deretter emballeres i vanndampugjen-nomslippbare og vannbestandige folier.

Fra de plastiske lettmasser ifølge oppfinnelsen kan,f.eks. fra ballene, hvilke som helst ønskede formdeler eller veggoppbygninger fremstilles eller fuger utfylles ved pressing eller stamping. Det er dessuten mulig å for-brenne ballene, f.eks. ved 900° C, og deretter å skjære ut formdeler av disse, f.eks. for industriovner. En for-brenning byr på den fordel at krympingen ved utsettelse for høy tem-peratur finner sted på forhånd.

Det er en spesiell fordel ved de ved den foreliggende fremgangsmåte fremstilte plstiske lettmasser at de er egnet for trekking av inntil 5 mm tynne rør, og dette har ikke vært mulig med de hittil kjente plastiske lettmasser eller med oppslemninger av keramiske fibre som kan bearbeides ved vakuum-sugeprosessen.

Oppfinnelsen er nærmere beskrevet ved hjelp av de nedenstående eksempler.

Eksempel 1

Vanlige keramiske handelsfibre med følgende sammen-setning anvendes:

Innhold av AI2<O>3 = 47 vekt%, rest Si02.

Disse keramiske fibre hadde følgende dimensjoner: Diameter: 3 - 5 ym

Lengde : 5 mm.

100 vektdeler keramiske fibre ble løsnet i et blandeapparat av typen Eirich som var forsynt med opphvirv-lingsinnretninger. Etter 15 minutter ble 2 vektdeler fast methylcellulose tilsatt, og blandingen ble fortsatt i ytterligere 15 minutter. Blandingen ble deretter besprøytet med 20 vektdeler vann. Deretter ble 20 vektdeler bentonitt tilsatt i porsjoner, idet denne tilsetning av porsjoner som hver utgjorde 4 vektdeler, ble,utført i løpet av 2 minutter, hvoretter det.hver gang ble foretatt en mellomblanding i 2 minutter uten ytterligere tilsetning av leire. Et glidesjikt av leiren ble derved avleiret på fibrene.

Deretter ble ca. 50 vektdeler av en 5 %-ig methylen-celluloseoppløsning langsomt tilsatt til 'den således erholdte blanding, og blandingen ble fortsatt i ytterligere 10 minutter. Derved ble en masse erholdt som kunne presses i en , stangpresse. Fra denne ble rør med en innvendig diameter av 50 mm og en veggtykkelse av 8 mm stangpresset som etter tørking i 8 timer ved 130° C oppviste en densitet av ca.

0,7 g/cm<*>^. Rørene ble brent i 2 timer ved 1350° C og fikk en bøyefasthet av ca. 9 N/mm 2.

Eksempel 2

Metoden ifølge eksempel 1 ble gjentatt, men i trinnet hvor leiren ble tilsatt, ble ytterligere 2 vektdeler fast, finmalt monoaluminiumfosfat tilsatt.

Derved ble en plastisk lettmasse erholdt som spesielt godt lot seg stangpresse til rør med tynne veggtykkelser.

Eksempel 3

Metoden ifølge eksempel 1 ble gjentatt, men.bare 15 vektdeler leire ble imidlertid anvendt i trinnet c), og dessuten ble i trinnet d) en 5 %-ig methylcelluloseoppløsning anvendt som ytterligere inneholdt 2 vekt% oppløst natriumpolyfosfat. Også den plastiske lettmasse som ble erholdt på denne måte, lot seg spesielt godt stangpresse til rør med tynne veggtykkelser.

Eksempel 4

Metoden ifølge eksempel 3 ble gjentatt, men i trinnet c) ble dessuten 5 vektdeler kornformet schamotte med en maksimal delstørrelse av 2 mm tilsatt. En plastisk lettmasse ble erholdt som lett lot seg stangpresse til dimensjonene 300 mm x 300 mm. Baller med en lengde av 50 mm ble fremstilt ved avskjæring og pakket i PVC-folier. De hadde en lagringsbarhet av over 150 døgn.

ti-

Eksempel 5

Metoden ifølge eksempel 1 ble fulgt, men i trinnet c) etter

at leiren var blitt blandet inn, ble dessuten 100 vektdeler av det nedenfor beskrevne fiberkornmateriale a) som var blitt brent ved 1350° C og hadde en maksimal kornstørrelse av 3 mm, tilsatt og blandet inn i ytterligere 3 minutter. Denne masse ble i trinnet d) blandet med 70 vektdeler av en 5 vekt%-ig methylcelluloseoppløsning som inneholdt 3 vekt% oppløst monoaluminiumfosfat. Denne masse ble deretter formet i en stangpresse til baller med dimensjoner 300 x 210 x 70 mm, og disse baller ble pakket i plastfolie, hvorved et lagringsbart produkt som var egnet for brukeren, ble erholdt.

Eksempel 6

Metoden ifølge eksempel 5 ble gjentatt, men isteden for de 100 vektdeler med fiberkornmaterialet a) ble én gang 40 vektdeler kornformigsjamotte med et A^O^-innhold av

30 % hhv. 20 vektdeler hulkulekorund med en størrelse under

3 mm tilsatt.

Også her ble baller erholdt.

For ballene fremstilt ifølge eksemplene 5 og 6 og dessuten for baller som var blitt fremstilt fra massen ifølge eksempel 1, ble tørrkrympingen, brenningskrymingen etter brenning i 24 timer ved 1400° C og romvekten R i brent tilstand bestemt. De derved erholdte verdier er gjengitt i den nedenstående tabell.

Det fremgår av denne tabell at ved tilsetning av et fiberkornmateriale kan tørrkrympingen reduseres ganske sterkt, selv ora det erholdte materiale oppviser en høyere andel av keramiske fibre enn massene ifølge eksempel 6.

Nedenfor er fremstillingen av fiberkornmaterialene nærmere beskrevet ved hjelp av fremstillingseksempler: Fremstilingseksempel for fiberkornmaterialet. a)

100 vektdeler av de keramiske fibre A, 10 vektdeler bindeleire med et A^O^-innhold av 35 vekt% og 1,5 vektdeler methylcellulose i pulverform ble innført i et blandeapparat av typen Eirich og blandet med hverandre i 10 minutter. Deretter ble 10 vektdeler 50 vekt%-ig monoaluminiumfosfatopp-løsning og 2 vektdeler vann v sprøytet på massen i blandeapparatet under fortsatt blanding og blandet i ytterligere 30 minutter.

Produktet som ble fjernet fra blandeapparatet, ble presset til et plateformig produkt med en tykkelse av 30 mm i en platepresse ved et pressetrykk av 30 N/mm 2, hvorved en sammenpressing med en faktor på 5,5 ble erholdt.

Det erholdte plateformige produkt ble deretter tørket i en ovn i 24 timer ved 110° C og deretter brent hver gang i 2 4 timer ved forskjellige temperaturer og derpå nedmalt til en maksimal kornstørrelse av 3 mm.

Kornmaterialet hadde.følgende egenskaper:.

Fremstillingseksempler for fiberkornmateriale b)

De følgende satser ble anvendt, og de angitte tall er basert på vektdeler:

De keramiske fibre ble først innført i et blandeapparat av- typen Eirich, og deretter ble de angitte vannmeng-der påsprøytet og blandingen foretatt .i 10 minutter. Deretter ble bentonitten, A1203 hhv. Ti02og den faste methylcellulose hhv. den faste sulfittavlut.påført på denne blanding og blandet inn i ytterligere 8 minutter. Deretter ble de angitte oppløsninger av sulfittavlut hhv. methylcellulose hvortil de findelte, faste fosfatbindemidler var blitt tilsatt, påsprøytet i blandeapparatet og blandet i ytterligere 10 minutter.

Den erholdte sprøe blanding ble fjernet fra blandeapparatet.

Den sprøe blanding ifølge eksemplene 1 og 2 ble tørket i 6 timer ved 120° C og deretter nedknust til en maksimal kornstørrelse av 4 mm i en valseknuser.

Egenskapene som ble bestemt for produktene, var som følger:

De keramiske fibre ble blandet med bindeleire: hhv. med de andre bestanddeler i 5 minutter i et blandeapparat av typen Eirich, og deretter ble det organiske bindemiddel hhv. bindemiddelblandingen tilsatt og til slutt vannet.

Blandingen ble foretatt i en samlet tid av 20 minutter .

Denne blanding ble presset med de angitte volumfak-torer i en briketteringsinnretning, deretter tørket i 12 timer ved 120° C og deretter malt til en maksimal kornstør-relse av ca. 6 mm. De følgende egenskaper ble bestemt for-de erholdte fiberkornmaterialer:

For disse fremstillingseksempler ble keramiske fibre A) med 47 % A1203og 53 % Si02eller fibre B) med 95 % A1203og 5 % Si02anvendt.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av plastiske lettmasser for videre bearbeidelse til ildbestandige- eller ildfaste minst 74 vekt% keramiske fibre inneholdende materialer, inneholdende .keramiske fibre, leire, bindemiddel og eventuelt andre vanlige tilsetningsmidler, karakterisert ved at a) 100 vektdeler keramiske fibre løsnes mekanisk, eventuelt ved nedmaling, og 1 - 3 vektdeler organisk bindemiddel i tørr tilstand blir blandet inn i disse, h) blandingen som inneholder de løsnede, keramiske fibre, besprøytes med 10 - 50 vektdeler.vann i et blandeapparat, c) 10 - 30 vektdeler leire og eventuelt et fast, uorganisk bindemiddel tilsettes til og blandes inn i den fuktige blanding som er blitt erholdt i trinnet b), og d) en viskøs oppløsning av et organisk bindemiddel, spesielt av methylcellulose, som eventuelt inneholder et oppløst uorganisk bindemiddel, tilsettes til den i trinnet c) erholdte blanding i en mengde svarende til 1-3 vektdeler fast, organisk bindemiddel og blandes inn i denne.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at 20 - 40 vektdeler vann tilsettes i trinnet b).

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at bentonitt anvendes som leire.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at i trinnet c) etter leiren tilsettes dessuten et meget findelt eller kornformig ildfast materiale i en mengde av inntil 20 vektdeler.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at sjamotte eller hulkulekorund tilsettes som kornformig, ildfast materiale.

6.. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at meget findelt aluminiumoxyd, meget findelt magnesiumoxyd, meget findelt titandioxyd, meget findelt kromoxyd, aluminiumhydroxyder, meget findelt siliciumdioxyd eller en blanding derav tilsettes som meget findelt, ildfast materiale.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at i trinnet c) etter leiren tilsettes dessuten et kornformig, ildfast materiale i form av et fiberkornmateriale i en mengde av inntil 100 vektdeler.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at monoaluminiumfosfat tilsettes som fast bindemiddel i trinnet c).

9. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at natriumpolyfosfat anvendes som oppløst bindemiddel i trinnet d).

10. Anvendelse av de plastiske lettmasser fremstilt ifølge krav 1-9, for fremstilling av ildbestandige eller ildfaste formdeler, fortrinnsvis for fremstilling av formdeler formet ved stangpressing.

11. Anvendelse av de ved fremgangsmåten ifølge krav 1 - fremstilte plastiske, lettmasser som bearbeidbare baller pakket i plastfolier, fortrinnsvis som fugefyllmasser pakket i folier for bygging av ovner, spesielt roterovner.