SE464869B - Foerfarande foer utnyttjande av silikatslagg med hoeg jaernoxidhalt fraan metallframstaellning foer tillverkning av fibermaterial - Google Patents

Description

464 869 2 10 15 20 25 30 35 Vid tillverkning av mineralull spelar också ytspän- ningen en viktig roll för framgångsrik defibrering, eftersom det är nödvändigt, att den smälta substansen kan fritt komma ut ur ugnen och defibreringsmaskinen. Ett praktiskt riktvärde för förhållandet mellan viskositeten och ytspänningen är över Å 0,01. Annars kommer det smälta flödet att börja att bilda droppar. w, Tillverkare av mineralull har traditionellt haft en avvisande inställning till råmaterial innehållande järnoxid.

Orsaken till detta har varit de effekter som järnoxider har på tillverkningsprocessen. Järnoxider tenderar att reduceras ut inuti kupolugnen som följd av slaggviskositetens kraftiga temperaturberoende, och följaktligen ackumuleras de vid ugnens botten och ger upphov till driftsavbrott och skador på centrifugramarna. Små mängder av järnoxider tillsättes emellertid till råmaterialen, om mineralullens eldhärdighet skall förbättras. Vidare har det varit en allmän inställning, att höga järnoxidhalter minskar den framställda ullens elas- ticitet, vilket har allmänt resulterat i en minskad täckför- måga hos ullen. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att eliminera - en del av nackdelarna hos den kända tekniken och att åstad- i komma ett förbättrat förfarande för utnyttjande av slagg från metallframställning, i synnerhet slagg från koppar- och/eller nickelprocesser, så att slaggen kan användas som råmaterial vid tillverkning av mineralull. De väsentliga kännetecknen för uppfinningen framgår av bifogade patentkrav.

Slagger från koppar- eller nickelframställning, vilka slagger vanligen är fajalit (2Fe0.SiO2)-baserade silikat- slagger, har en hög halt av järnoxid. Tidigare har denna järnoxidhalt, såsom beskrivits ovan, utgjort ett hinder för användning av dessa slagger vid tillverkning av mineralull.

Föreliggande uppfinning baseras emellertid på den överraskande upptäckten, att slagger från metallframställning kan genom legering användas vid tillverkning av både fibermaterial lämpliga för höga temperaturer och för ökning av hållfast- heten hos ullmaterial lämpliga som isolations- och konstruk- tionsmaterial inom byggnadsindustrin. Orsaken till detta är, 10 15 20 25 30 35 464 869 3 att legeringsprocessen ändrar tempraturberoendet för mate- rialets viskositet och att viskositetens temperaturberoende blir mindre inom det temperaturområde som användes vid till- verkning av mineralull. Sålunda kan tillverkningsprocessen för fiberliknande ullmaterial lätt kontrolleras och den slut- liga produkten blir väsentligen homogen med den önskade sam- mansättningen.

Enligt uppfinningen tillsättes olika komponenter till slaggen från koppar- och nickelframställning, så att den rela- tiva halten av sura komponenter i slaggen ökar. Enligt upp- och/eller kiseloxid Si02 i slaggen så att fasjämvikten för de olika finningen ökas sålunda halten av aluminiumoxid Al203 slaggkomponenterna tages i beaktande. Följaktligen är det möj- ligt att åstadkomma, enligt önskan, antingen material med en väsentligen hög smältpunkt och hög temperatur- och alkali- beständighet, vilka material kan användas i stället för as- best, eller material lämpliga för relativt låga temperaturer och användbara i stället för asbest, exempelvis som värmeiso- lation.

Slagger lämpliga för förfarandet enligt uppfinningen innehåller vanligtvis som sina huvudkomponenter 25-40 vikt-% kiseloxid, H0-65 vikt-% järnoxid, 0-10 vikt-% kalciumoxid, 0-10 vikt-% magnesiumoxid och 0-15 vikt-% aluminiumoxid. Sä- som ovan nämnts i samband med beskrivningen av den kända tek- niken, har den höga järnoxidhalten hos dessa slagger hittills förhindrat en användning av dessa exempelvis vid tillverkning av mineralull. Järnoxid, som i slagger från koppar- och nickeltillverkning i huvudsak föreligger bundet i silikat i form av PeO, uppträder som en alkalisk komponent, då slaggerna behandlas, medan den silikatbildande kiseloxiden är känd som en sur komponent. Genom tillsättning av kiseloxid och/eller aluminiumoxid, vilket är en annan oxid allmänt verkande som en sur komponent, till slaggen kan sålunda förhållandet järn- oxid/kiseloxid i slaggen ändras, så att det blir lämpligt med hänsyn till tillverkning av mineralull. I samband med för- farandet enligt uppfinningen har det emellertid visat sig, att för att uppnå en fördelaktig defibrering får järnoxid- halten ej sjunka under 22 vikt-% i råmaterialet för mineral- 464 10 15 20 25 30 35 869 L, ull. Vidare skall det påpekas, att järnoxidhalten i råmate- rialet för mineralull lämpligen ligger inom området 22-35 vikt-%. Detta uppnås genom tillsättning av 15-35 vikt-% kisel- oxid och/eller 8-15 vikt-% aluminiumoxid till slaggen, räknat på slaggens vikt. ä I beroende av variationerna av komponenterna i de vid en fördelaktig tillämpning av förfarandet enligt uppfinningen * använda slaggerna kan det också vara nödvändigt att tillsätta små mängder av andra oxidkomponenter till materialblandningen för att uppnå ideala egenskaper hos den slutliga produkten.

I synnerhet vid tillverkning av material med en låg defibre- ringstemperatur kan en tillsats av kiseloxid i vissa fall öka defibreringstemperaturen, varför andra oxidkomponenter erfordras för kompensering av denna ökning. Möjliga komponen- ter som kan tillsättas är exempelvis kalciumoxid, magnesium- oxid och zinkoxid.

I det följande beksrives uppfinningen mera i detalj med hänvisning till efterföljande exempel och bifogad ritning, som är ett diagram illustrerande temperaturberoendet hos viskosi- teten hos de legerade råmaterialen för mineralull enligt exemplen jämfört med en icke legerad slagg från metallfram- ställning.

I ritningen visar kurvan A viskositetens temperaturbe- roende för en icke legerad slagg från metallframställning.

Såsom framgår av diagrammet är kurvans A temperaturberoende mycket kraftigt, varför defibrering av det motsvarande mate- rialet vid en bestämd temperatur är mycket svår. Diagrammet visar också det fördelaktiga viskositetsintervallet för de- fibrering, vilket är 2,5-250 pois. Genom legering av sådana slagger från metallframställning som är lämpliga att användas vid förfarandet enligt uppfinningen uppnåddes en väsentlig ändring i riktning mot fördelaktig defibrering av viskosite- tens temperaturberoende hos det legerade råmaterialet för mineralull. Detta framgår klart av viskositet-temperatur- kurvorna för råmaterialsammansättningarna enligt exemplen, vilka kurvor återfinnes i diagrammet i bifogad ritning och som visar att dessa råmaterialsammansättningar har en visko- sitet med ett mycket mindre temperaturberoende än vad som 10 l5 20 25 s 464 869 gäller för slagg från metallframställning. Beträffande exemp- len är dessa också föredragna utföringsformer av uppfinningen.

Exempel 1 _ 30 vikt-% kiseloxid sattes till en slagg innehållande 9 53,0 vikt-% järnoxid, 32,0 vikt-% kiseloxid, 8,9 vikt-0 magne- siumoxid, 2,8 vikt-% aluminiumoxid och 1,3 vikt-% kalciumoxid, vilken slagg hade en smälttemperatur av 1200-12500 C, varigenom sammansättningens smälttemperatur ökade och ytterligare värme måste tillföras till processen för genomförande av defibre- ringen. Defibreringen genomfördes vid den ideala defibrerings- temperaturen l500°C bestämd på grundval av temperatur- viskositets-kurvan (kurva B i ritningen) såsom uppmätt för denna råmaterialsammansättning enligt uppfinningen, varvid det resulterande materialet hade en god eldbeständighet upp till ca 12oo° c.

Exempel 2 Slaggen enligt Exempel l användes som utgångsmaterial för framställning av ett material med en lägre temperaturbe- ständighet. För att uppnå detta blandades slaggen från nickel- framställning plus kiseloxid och aluminiumoxid i en smält sammansättning, som innehöll 75 vikt-% slagg, l0 vikt-% alumi- niumoxid och l5 vikt-% kiseloxid. Denna sammansättning defib- rerades enligt Exempel l vid temperaturen l2000C på grundval av kurvan C i diagrammet, varvid det resulterande materialet hade en eldbesrändigher upp till 900-1ooo° c.

Claims (5)

464 869 Patentkrav

1. Förfarande för utnyttjande av silikatslagg med hög järnoxidhalt frán metallframställning, i synnerhet från processer för framställning av koppar och/eller nickel, vilken slagg innehåller 40-65 viktprocent järnoxid, för tillverkning av värmebeständiga, eldbeständiga och/eller alkalibeständiga fibermaterial, kännetecknat av att temperaturberoendet hos slaggens viskositet ändras genom legering av slaggen så att den relativa andelen av sura komponenter i slaggen ökas för minskning av järnoxidhalten till 22-35 viktprocent Fe0.

2. Förfarande enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att halten aluminiumoxid och kiseloxid i slaggen ökas.

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att 8-15 viktprocent aluminiumoxid och 15-25 viktprocent kisel- oxid sättes till slaggen.

4. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att halten kiseloxid i slaggen ökas.

5. Förfarande enligt krav 1 eller 4, kännetecknat av att 25-35 viktprocent kiseloxid sättes till slaggen.