DD296477A5 - HIGH-TEMPERATURE-RESISTANT POROESE SUPPLEMENTAL CORE AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine hochtemperaturbestaendige poroese Zuschlagstoffkoernung sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Die hochtemperaturbestaendige poroese Zuschlagstoffkoernung ist Grundlage zur Fertigung hocheffektiver Waermedaemmstoffe in Form von Gemengen oder geformten Erzeugnissen, die im Industrieofenbau sowie fuer Hochtemperaturanlagen Anwendung finden. Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, eine hochtemperaturbestaendige Zuschlagkoernung mit variabler Gesamtporositaet auf unterschiedlicher Materialbasis zu entwickeln, wobei diese Zuschlagskoernung mit bekannten Bindemitteln und nach bekannten Verfahren zu hocheffektiven Waermedaemmstoffen mit einem weitgehend proportionalen Verhalten von Waermetransport und Temperatur auch bei hohen Temperaturen weiterverarbeitbar sein soll. Die technische Aufgabe wird durch eine poroese Zuschlagskoernung auf der Basis von Calciumaluminaten und/oder Magnesiumaluminaten und/oder daraus ableitbaren, ein- oder mehrkomponentigen Mineralformen erfindungsgemaesz dadurch geloest, dasz die poroese Zuschlagskoernung 0,20 bis 0,95 Volumenanteile Mikroporen, wobei 60% der Mikroporen einen Porendurchmesser 40 m aufweisen, enthaelt. Die poroese Zuschlagskoernung wird erfindungsgemaesz dadurch hergestellt, dasz die entsprechenden oxidischen bzw. hydroxidischen feinteiligen Rohstoffe mit * Masseanteilen Wasser, bezogen auf einen Masseanteil der trockenen Rohstoffe, angemacht, die homogene Mischung bei Temperaturen von 125C einer Autoklavbehandlung mit einer Haltezeit von 1 bis 25 Stunden unterworfen, die verfestigte Masse getrocknet, anschlieszend bei Temperaturen von 1 000C und Haltezeiten von 1-25 Stunden gesintert und das Sinterprodukt zu Arbeitskoernungen aufgearbeitet wird.{Waermedaemmstoffe; poroese Zuschlagstoffkoernung; Calciumaluminate; Magnesiumaluminate; Autoklavbehandlung}The invention relates to a high-temperature resistant porosity aggregate and a process for their preparation. The high-temperature resistant porosity aggregate core is the basis for the production of highly effective thermal insulation materials in the form of mixtures or molded products, which are used in industrial furnace construction and for high-temperature plants. The invention is based on the technical object of developing a high-temperature-resistant aggregate aggregate with variable Gesamtporositaet on different material basis, said Zuschlagskoernung with known binders and known processes to highly effective heat insulation materials with a largely proportional behavior of heat transport and temperature should be weiterverarbeitbar even at high temperatures. The technical object is achieved by a porosity Zuschlagskoernung based on calcium aluminates and / or magnesium aluminates and / or derived therefrom, one- or multi-component mineral forms according to the invention, dasz the porosity Zuschlagskoernung 0.20 to 0.95 volume fractions micropores, wherein 60% of Micropores have a pore diameter 40 m, contains. The porosity Zuschlagskoernung is erfindaesz produced by dasz the corresponding oxidic or hydroxidischen finely divided raw materials with * parts by weight of water, based on a mass fraction of the dry raw materials, subjected to the homogeneous mixture at temperatures of 125C autoclave treatment with a holding time of 1 to 25 hours , The solidified mass dried, then sintered at temperatures of 1 000C and holding times of 1-25 hours and the sintered product is worked up to Arbeitskoernungen {Waermedaemmstoffe; porosity aggregate aggregate; calcium aluminate; magnesium aluminates; autoclaving}
Description
Anwendungsgeblot der ErfindungApplication blot of the invention
Die Erfindung betrifft eine hochtemperaturbeständige poröse Zuschlagstoffkörnung sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Die hochtemperaturbeständige poröse Zuschlagstoffkörnung ist Grundlage zur Fertigung hocheffektiver Wärmedämmstoffe in Form von Gemengen oder geformten Erzeugnissen, die im Industrieofenbau sowie für Hochtemporaturanlagen Anwendung finden.The invention relates to a high temperature resistant porous aggregate grain and a process for their preparation. The high-temperature-resistant porous aggregate grain size is the basis for the production of highly effective thermal insulation materials in the form of mixtures or molded products, which are used in industrial furnace construction as well as for high-temperature installations.
Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art
Wärme- und hochtemperaturbeständige Werkstoffe, die zur Wärmedämmung im Industrieofenbau sowie für alle Hochtemperaturanlagen angewendet werden, sind vielfältig im Angebot und werden nach unterschiedlichen technologischen Verfahren hergestellt. Dies betrifft Gemenge, Feuerleichtbetone und gebrannte Feuerleichtsteine. Die für die Wärmedämmung notwendigen hohen Anteile an Poren erreicht man durch solche technologischen Maßnahmen, wie Einsatz körniger Ausbrennstoffe, durch Gastreiben oder die Ve. we.idung von Schaumbildnern. Ebenso ist der Einsatz natürlicher oder technisch gewonnener hochporössr Vormaterialien, wie zum Beispiel Blähtone, Blähschiefer, die in körniger Form verarbeitet werden,bekannt. Diese technologischen Maßnahmen führen zu Makroporen. Beispielsweise entstehen bei der Porosierung des Gassilicatbeton-Rohgemenges du/ch Zusatz von metallischem Aluminium durch die Reaktion von Aluminium mit Wasser unter Wasserstoffentwicklung Poren mit einer Porengröße von 10"3 bis 10~4m mit einem Anteil von 80-90% an der Gesamtporosität. Diese großen Poren sind für die Wärmedämmung bei hohen Temperaturen nachteilig, denn sie führen erfahrungsgemäß zum „Strahlungsdurchbruch" und ein Wärmedämmeffekt ist nicht mehr gegeben, was unabhängig von der Gesamtporosität ist. Feuerleichtbetone, die sich durch eine möglichst hohe Porosität und durch Mikroporen (unter 10~5m) auszeichnen, sind mit Vorteil bei mittleren bis hohen Temperaturen anwendbar. Mit Hilfe des Autoklavprozesses ist es möglich, diese beiden Anforderungen zu erfüllen (Silikattechnik 36, [1985] Heft 7, Seite 212). Der hydrothermale Prozeß ist zur Herstellung von Calciumsilicat-Wärmedämmstoffen und von Wärmedämmstoffen mit Calciumaluminatbindung bekannt. Nachteilig bei den Calciumsilicat-Wärmedämmstoffen ist, daß die Anwendungstemperatur aus stofflichen Gründen bei maximal 1100°C liegt. Nachteilig bei den Wärmedämmstoffen mit Calciumaluminatbindung ist, daß die beim späteren Hochtemperatureinsatz zuHeat and high temperature resistant materials, which are used for thermal insulation in industrial furnace construction as well as for all high-temperature plants, are available in a variety of ways and are manufactured using different technological processes. This applies to mixtures, refractory concretes and burnt refractory bricks. The necessary for the thermal insulation high levels of pores can be achieved by such technological measures, such as the use of granular fuels, by driving or the Ve. avoidance of foaming agents. Similarly, the use of natural or technically obtained hochporössr materials, such as expanded clay, expandable slate, which are processed in granular form, known. These technological measures lead to macropores. For example, arise in the degree of porosity of the Gassilicatbeton-Rohgemenges du / ch addition of metallic aluminum by the reaction of aluminum with water with evolution of hydrogen pores having a pore size of 10 "3 to 10 ~ 4 m in a proportion of 80-90% of the total porosity. These large pores are disadvantageous for the thermal insulation at high temperatures, because they lead experience to "radiation breakthrough" and a thermal insulation effect is no longer given, which is independent of the total porosity. Lightweight concretes, which are characterized by the highest possible porosity and micropores (less than 10 ~ 5 m), are advantageously applicable at medium to high temperatures. With the help of the autoclave process, it is possible to meet these two requirements (Silikattechnik 36, [1985] Issue 7, page 212). The hydrothermal process is known for the production of calcium silicate thermal insulation materials and calcium aluminate thermal insulation materials. A disadvantage of the calcium silicate thermal insulation materials is that the application temperature for material reasons at a maximum of 1100 ° C. A disadvantage of the thermal insulation materials with Calciumaluminatbindung that the later high-temperature use too
verzeichnende Schwlndung dlo Anwendung solcher Baustoffe bo! 12000C begrenzt und erst die Zugabe vorgobranntor mikroporöser Leichtzuschläge die Steigerung dor Grenztemperatur gestattet (DD 206142). Beim Einsatz dor ungebrannten, lediglich hydrothermal verfestigten Körper dlrokt als Wärmodämmoterial In wärmotochnischon Anlagon zeigt sich oino Rißbildung als Folge der plötzlichen Wassorentbindung, der nicht gonügond hohen Gasdurchlössigkolt der Matrix und des hohen Wärmedämmeffektes des Materials selbst.Significant decrease dlo application of such building materials bo! 1200 0 C limited and only the addition vorgobranntor microporous lightweight aggregates, the increase of the limit temperature allowed (DD 206142). In the use of the unfired, hydrothermally solidified body dlrokt as Wärmodämmoterial In wärmotochnischon Anlagon shows oino cracking as a result of the sudden Wassorentbindung, not gonügond high Gasdurchlössigkolt the matrix and the high thermal insulation effect of the material itself.
Ziel der Erfindung ist es, den Wärmedämmoffekt von Wärmedämmstoffen bei hohen Temperaturen zu verbessern und damit den Energieverbrauch von Industrieöfen und anderen Hochtomperaturonlagen zu senken.The aim of the invention is to improve the thermal insulation of thermal insulation materials at high temperatures and thus to reduce the energy consumption of industrial furnaces and other Hochtomperaturonlagen.
Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, eine hochtamperaturbeständige Zuschlagkörnung mit variablor Gesamtporosität auf unterschiedlicher Materialbasiszu entwickeln, wobei diese Zuschlagskörnung mit bekannten Bindemitteln und nach bekannten Verfahren zu hocheffektiven Wärmedämmstoffen mit einem weitgehend proportionalen Verhalten von Wärmetransport und Temperatur auch bei hohen Temperaturen weiterverarbeitbar sein soll. Die technische Aufgabe wird durch eine poröse Zuschlagskörnung auf der Basis von Calciumaluminaten und/oder Magnesiumaluminaten und/oder daraus ableitbaren, ein- oder mehrkomponentigen Mineralformon erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die poröse Zuschlagskörnung 0,20 bis 0,95 Volumonanteile Mikroporen, wobei >60% der Mikroporen einen Porendurchmesser <40μηι aufweisen, enthält.The invention is based on the technical object of developing a highly temperature-resistant aggregate aggregate with variable total porosity on different material basis, said aggregate grit with known binders and known processes to highly effective thermal insulation materials with a largely proportional behavior of heat transfer and temperature should be weiterverarbeitbar even at high temperatures. The technical problem is solved by a porous aggregate granules based on calcium aluminates and / or magnesium aluminates and / or derivable from it, one- or multi-component mineral mold according to the invention that the porous aggregate grains 0.20 to 0.95 volumone microspheres, where> 60% the micropores have a pore diameter <40μηι contains.
Die poröse Zuschlagskörnung wird erfindungsgemäß dadurch hergestellt, daß die entsprechenden oxidischen bzw. hydroxldischen (einteiligen Rohstoffe mit 0,1-4,0 Masseanteilen Wasser, bezogen auf einen Masseanteil der trockenen Rohstoffe, angemacht, die homogene Mischung bei Temperaturen von > 1250C einer Autoklavbehandlung mit einer Haltezelt von 1 bis 25 Stunden, vorzugsweise 8-12 Stunden, unterworfen, die verfestigte Masse getrocknet, anschließend bei Temperaturen von a 10000C und Haltezoiten von 1-25 Stunden, vorzugsweise 3-5 Stunden, gesintert und das Sinterprodukt zu Arbeitskörnungen aufgearbeitet wird.The porous aggregate granules according to the invention is prepared by the corresponding oxidic or hydroxldischen (one-part raw materials with 0.1-4.0 parts by weight of water, based on a mass fraction of the dry raw materials, turned on, the homogeneous mixture at temperatures of> 125 0 C a Autoclave treatment with a tether of 1 to 25 hours, preferably 8-12 hours, subjected to drying the solidified mass, then sintered at temperatures of a 1000 0 C and holding oozes of 1-25 hours, preferably 3-5 hours, and the sintered product to Work grains is processed.
Als oxidische bzw. hydroxidische Rohstoffe sind Aluminiumhydroxid, Calciumoxid, Calciumhydroxid, Magnesiumoxid, Magnesiumhydroxid, Calcium-Magnesiumoxid und/oder Calcium-Magneslumhydroxid entsprechend der gewünschten Zusammensetzung der porösen Zuschlagskörnung einsetzbar. Die Verfahensbedingungen bei der hydrothermalen Synthese sind vom zu bildenden Mineral abhängig. Vorteilhafte Bedingungen sind für die später gebildeten Verbindungen (Aluminate) Behandlungstemperaturen von 125-35O0C, vorzugsweise 175-2250C, bei Haltezeiten von 1-25 Stunden, vorzugsweise 8-12 Stunden.Aluminum oxide, calcium oxide, calcium hydroxide, magnesium oxide, magnesium hydroxide, calcium magnesium oxide and / or calcium magnesium hydroxide corresponding to the desired composition of the porous aggregate granules can be used as oxidic or hydroxide raw materials. The process conditions in the hydrothermal synthesis depend on the mineral to be formed. Advantageous conditions are for the later formed compounds (aluminates) treatment temperatures of 125-35O 0 C, preferably 175-225 0 C, with holding times of 1-25 hours, preferably 8-12 hours.
Die unter hydrothermen Bedingungen im Autoklav neugebildeten Substanzen weisen ein weitverzweigtes Netz von Hydraten mit eingelagertem Wasser auf. Durch den anschließenden Trockenprozeß wird dieses Wasser ausgetrieben und es verbleibt ein Feststoffgerüst mit einem hohen Anteil an Poren in Form von Mikroporen. Eine weitore thermische Vorbehandlung bei höheren, je nach Materialart und späterer Anwendungstemperatur des vorgesehenen Endproduktes variabel gestaltbaren Brenntemperaturen führt zur weiteren Ausbildung von Mikroporen. Dabei wird das chemisch gebundene Wasser ausgetrieben und die Versinterung mit der parallelverlaufend m Verdichtung sowie Verfestigung wird bei der geeigneten, für jede Materialkombination individuell festzulegende Temperatur sowie Haltezeit beendet. So sind für Magnesiumalumlnate Brenntemperaturen von 1000-2000"C, vorzugsweise von 1350-165O0C, bei Haltezeiten von 1-25 Stunden, vorzugsweise von 3-5 Stunden, für Calciumaluminate und für Calcium-Magnesium-Aluminate Brenntemperaturen von 1000 bis 17000C, vorzugsweise von 1200-16000C bei Haltezeiten von 1 bis 25 Stunden, vorzugsweise von 2-6 Stunden, besonders geeignet. Dabei werden die Brenntemperaturen von der späteren Anwendungstemperatur bestimmt. Die Brenntemperatur sollte mindestens 50 K über der Anwendungstemperatur liogen. Die hochporösen Vormaterialien mit mikroporösem Gefüge unterzieht man dann verschiedenen Zerkleinerungsvorgängen und klassiert das Material in die gewünschten Arbeitskörnungen. Diese Zuschlagskörnungen können mit allen geeigneten Bindemitteln, wie beispielsweise einer arteigenen hydrothermalen, einer hydraulischen, einer chemischen, einer keramischen oder einer organischen sowie verschiedener Kombinationen untereinander versetzt und unterschiedlich zu auf der Baustelle verarbeitbaren oder beim Hersteller durch Gießen, Rütteln, Pressen oder auch kombinierten Verfahren zu Formkörpern wechselnder Größe und Geometrie verformt werden. Der weitere Einsatz in den industriellen Aggregaten kann ohne oder nach solchen thermischen Behandlungen, wie Abbinden, Trocknen, Glühen oder Sintern vorgenommen werden. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens besteht darin, daß durch die stoffliche Variablität, einschließlich des Wasser-Feststoff-Verhältnisses, eine breite Variation der Anwendungstemperaturen sowie der Gesamtporosität und somit auch der konstruktiven Festigkeit der unter Anwendung der hochtemperaturbeständigen porösen Zuschlagstoff körnung gefertigten Wärmedämmstoffe gegeben ist. Dieses mikroporöse Gefüge setzt durch die Vielzahl von Feststoffwänden dem Stahlungswärmedurchgang einen größeren Widerstand entgegen, so daß das Wärmedämmvermögen bei hohen Temperaturen erheblich verbessert wird.The newly formed under hydrothermal conditions in the autoclave substances have a wide network of hydrates with embedded water. By the subsequent drying process, this water is expelled and there remains a solid skeleton with a high proportion of pores in the form of micropores. A weitore thermal pretreatment at higher, depending on the type of material and subsequent application temperature of the intended end product variable design firing temperatures leads to the further formation of micropores. Here, the chemically bound water is driven off and the sintering with the parallelverlaufend m compaction and solidification is completed at the appropriate individually to be determined for each material combination temperature and hold time. Thus, for Magnesiumalumlnate firing temperatures of 1000-2000 "C, preferably from 0 C 1350-165O, wherein holding times of 1-25 hours, preferably 3-5 hours, for calcium aluminates and calcium-magnesium aluminates firing temperatures from 1000 to 1700 0 C, preferably from 1200-1600 0 C with holding times of 1 to 25 hours, preferably from 2-6 hours, particularly suitable., Whereby the firing temperatures of the later application temperature are determined.The firing temperature should liogen at least 50 K over the application temperature Microporous microstructures are then subjected to various comminution processes and the material is classified into the desired working granules.These aggregates can be mixed with all suitable binders, such as a specific hydrothermal, hydraulic, chemical, ceramic or organic combination and various combinations with each other can be deformed to shape on the construction site or the manufacturer by casting, shaking, pressing or combined processes to moldings of varying size and geometry. Further use in industrial aggregates can be made without or after such thermal treatments as setting, drying, annealing or sintering. The advantage of the production method according to the invention is that the material variability, including the water-solid ratio, a wide variation of the application temperatures and the overall porosity and thus the structural strength of the high temperature resistant porous aggregate granules manufactured thermal insulation is given. Due to the large number of solid walls, this microporous microstructure sets up a greater resistance to the heat transfer of the steel heat, so that the thermal insulation capacity at high temperatures is considerably improved.
Ausführungsbeispielembodiment
Die Erfindung soll anhand der folgenden 8 Beispiele näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail with reference to the following 8 examples.
Die Rohstoffe Aluminiumhydroxid und Calciumoxid oder Calciumhydroxid werden mit so hohen Wasseranteilen, die, bezogen auf die Trockeneinwaage, 150% betragen, versetzt, daß sehr leicht vergießbare, aber stabile Suspensionen mit einem sehr hohen Wasseranteil entstehen. Der Feststoff wird hinsichtlich des Verhältnisses Aluminiumoxid zu Calciumoxid so gewählt und eingestellt, daß nach der Hochtemperaturbehandlung sogenanntes Calciumhexaaluminat oder zumindest in gewünschten Anteilen gebildet wird.The raw materials aluminum hydroxide and calcium oxide or calcium hydroxide are mixed with such high proportions of water, which, based on the dry weight, 150%, that very easily pourable, but stable suspensions arise with a very high water content. The solid is selected and adjusted in terms of the ratio of alumina to calcium oxide so that after high-temperature treatment so-called calcium hexaaluminate or at least in desired proportions is formed.
Die hochwassorhaltlgo Suspension wird In einem Mahlwerk feinst iorkloinort, in Formen vergossen, Im Autoklav bol mindestens 19O0C und elnnr Haltezeit von 10 Stunden gehärtet. Dor gehärtete Formkörp'· vird boi 1000C gotrocknot und bei Temperaturen von > 12BO0C gesintert. Der gesinterte Formkörper wird danach durch übliche ..drkleinerungsverfahren und Klassiorverfahron in vorgegebene Kornklnsson aufgeteilt. Eine gewisse Variation bestimmter Kennwerte ist durch die Höhe der Brenntemperatur gegel on, was insbesondere für die anwendungstechnischen Eigenschaften, wie die Gesamtporosität, die Kornfestigkeit und die Volumenstabilität, von Einfluß Ist. Unter Einsatz verschiedenartiger Bindemittel können aus den t rf indungsgemäß hergestellton Zuschlagskörnungen nach typischen Verfahren der Fouerfest-Technologle eine breite Palette hocheffektiver Wärmedämmstoffe hergestellt werden. In Spalte 1 derTabelle 1 sind die Gütekennwerte olnesZuschlogos nach einem Vorbrand bei 1350 "C mit sehr hoher Gesatntporosität zusammengestellt.The high-water content suspension is finely packed in a grinder, poured into molds, hardened in an autoclave at least 19O 0 C and a holding time of only 10 hours. Dor hardened Formkörp '· vird boi 100 0 C gotrocknot and sintered at temperatures> 0 C 12BO. The sintered shaped body is then divided by conventional ..drmininerungsverfahren and Klassiorverfahron in given Kornklnsson. A certain variation of certain characteristic values is due to the height of the firing temperature gegel, which in particular for the application properties, such as the total porosity, the grain strength and the volume stability, of influence. Using various binders, it is possible to produce a wide range of highly effective thermal insulation materials from aggregate granules prepared according to typical Fouerfest technology processes. Column 1 of Table 1 summarizes the quality characteristics of the olefin additions after pre-firing at 1350 ° C with very high total porosity.
Dioso Arbeitskörnungen bilden die Grundlage für die zu fertigenden Wärmedämmstoffe, wobei unterschiedliche Bindemittel sowie Formgebungsverfahren genutzt werden können.Dioso working grains form the basis for the heat insulation materials to be produced, whereby different binders and molding processes can be used.
Anaion zu Beispiel 1 wird der Wassergehalt so verringert, daß or, bezogen auf die Trockenantoile, 30% beträgt und daß eine Arbeitsmasse mit einer puddingähnlichen Konsistenz entsteht. Diese lediglich im Schnellmischer homogenisierte Masse wird in die Formen eingerüttelt und des weiteren entsprechend Beispiel 1 behandelt. Nach dem Brand bei 1350°C entsteht ein Zuschlag mit hoher Porosität, dessen Gütekennwerte in der Spalte 2 der Tabelle 1 dargestellt sind.Anaion to Example 1, the water content is reduced so that or, based on the Trockenantoile, 30% and that a working mass with a pudding-like consistency arises. This mass homogenized only in a high-speed mixer is shaken into the molds and further treated according to Example 1. After firing at 1350 ° C, a high porosity aggregate is produced, the quality characteristics of which are shown in column 2 of Table 1.
Diese Arbeitskörnungen bilden die Grundlage für die zu fertigenden Wärmedämmstoffe, wobei unterschiedliche Bindemittel sowie Formgebungsverfahren genutzt werden können.These working grains form the basis for the heat insulation materials to be produced, whereby different binders and shaping methods can be used.
Analog zu Beispiel 1 wird der Wassergehalt, bezogen auf die Trockenantoilo, auf 10% verringert, so daß eine Arbelt jmasse, die zur Trockenpreß-Formgebung geeignet ist, entsteht. Diese lediglich in einem üblichen Zwangsmischer befeuchtete Arbeitsmasso wird durch ein übliches Vorpressen zu Formungen verarbeitet, die dann im Autoklav freistehend gehärtet und des weiteren entsprechend Beispiel 1 behandelt werden können. Nach dem Brand bei 135O0C entsteht ein Zuschlag mit mittlerer Porosität, dessen Gütekennwerte in der Spalte 3 der Tabelle dargelegt sind.Analogously to Example 1, the water content, based on the Trockenantoilo, reduced to 10%, so that a Arbelt jmasse, which is suitable for Trockenpreß-shaping arises. This only in a conventional compulsory mixer moistened Arbeitsmasso is processed by a conventional pre-pressing to formations, which can then be hardened freestanding in the autoclave and further treated according to Example 1. After firing at 135 ° 0 C, a surcharge arises medium porosity, its quality characteristics are set forth in column 3 of the table.
Diese Arbeitskörnungen bilden die Grundlage für die zu fertigenden Wärmedämmstoffe, wobei unterschiedliche Bindemittel sowie Formgebungsverfahren genutzt werden können.These working grains form the basis for the heat insulation materials to be produced, whereby different binders and shaping methods can be used.
Die Rohstoffe Aluminiumhydroxid und Magnesiumoxid oder Magnesiumhydroxid werden mit einem Wasseranteil, bezogen auf die Trockenteile, von 160% versetzt, so daß sehr leicht vergießbare, aber stabile Suspensionen mit einem sehr hohen Wasseranteil entstehen. Der Feststoff wird hinsichtlich des Verhältnisses Aluminiumoxid zu Calciumoxid so gewählt und eingestellt, daß nach der Hochtemperaturbehandlung sogenannter Spinell oder zumindest in gewünschten Anteilen gebildetThe raw materials aluminum hydroxide and magnesium oxide or magnesium hydroxide are mixed with a water content, based on the dry parts, of 160%, so that very easily castable, but stable suspensions arise with a very high water content. The solid is selected and adjusted in terms of the ratio of alumina to calcium oxide so that formed after the high temperature treatment of so-called spinel or at least in desired proportions
Der Autoklavprozeß wird bei Temperaturen von 1750C und einor Haltezeit von 10 Stunden durchgeführt. Die Arbeitskörnung wird analog Beispiel 1 hergestellt. In der Spalte 4 der Tabelle 1 sind die Gütekennwerte eines Zuschlags nach einem Vorbrand bei 1400X zusammengestellt.The Autoklavprozeß is carried out at temperatures of 175 0 C and a holding time of 10 hours. The working grain is prepared analogously to Example 1. Column 4 of Table 1 summarizes the quality characteristics of a surcharge after pre-firing at 1400X.
Analog Beispiel 2 und 3 ist eine Variation der vorzusehenden Porosität durch unterschiedlich gestaltete Wasseranteile und Formgebungsverfahren für diese Spinellkörnungen möglich.Analogously to Examples 2 and 3, a variation of the porosity to be provided by differently shaped water fractions and shaping processes for these spinel grain sizes is possible.
Diese Arbeitskörnungen bilden die Grundlage für die zu fertigenden Wärmedämmstoffe, wobei unterschiedliche Bindemittel sowie Formgebungsverfahren genutzt werden können.These working grains form the basis for the heat insulation materials to be produced, whereby different binders and shaping methods can be used.
Eine mikroporöse Calciumaluminfc'-Arbeitskörnung (Rohdichte das Materials zirca 0,5g/cm3, was einor Gesamtporosität von > 80% entspricht; Vorbrand im industriellen Tunnelofen bei 1500°C) wird mit Hochtonerdezement nach der Rütteltechnologie zu einem Feuerleichtbeton verarbeitet. Dieser Feuerleichtbeton weist folgende Gütekennwerte auf:A microporous calcium aluminate (grain density of the material of about 0.5 g / cm 3 , which corresponds to a total porosity of>80%; pre-firing in an industrial tunnel kiln at 1500 ° C) is processed into high-grade firing cement according to vibrating technology. This lightweight concrete has the following quality characteristics:
- Rohdichte nach dem Abbinden und Trocknen etwa 1,0 g/cm3 - Raw density after setting and drying about 1.0 g / cm 3
- Druckfestigkeit nach 14 Tage Lagerung etwa 1,0MPa- Compressive strength after 14 days storage about 1.0MPa
- Schwindung nach 12 Stunden bei 14000C 2,40% (bei 1300°C/12 Stunden: Dehnung von 0,3%)- shrinkage after 12 hours at 1400 0 C 2.40% (at 1300 ° C / 12 hours at break of 0.3%)
- Wärmeleitfähigkeit- Thermal conductivity
RT 0,300W/mKRT 0.300W / mK
300°C 0,305 W/mK300 ° C 0.305 W / mK
600°C 0,305 W/mK600 ° C 0.305 W / mK
900°C 0,305 W/mK900 ° C 0.305 W / mK
1050°C 0,325 W/mK1050 ° C 0.325 W / mK
Das Beispiel 6 gilt für ein aus einer mikroporösen Calciumaluminat-Arbeitskörnung (Rohdichte des Materials zirca 1,25g/cm3, was einer Gesamtporosität von >60% entspricht; Vorbrand im industriellen Haubenofen bei 1600 bis 17000C) und einer artgleichen Bindersuspension nach der Rütteltechnologie und anschließender Autoklavhärtung (10 Stunden bei 1910C) hergestelltes Wärmedämmaterial, welches als Folge der erhöhten Festigkeit konstruktive Eigenschaften aufweist und als ein Spezielfeuerbeton mit hydrothermaler Bindung bezeichnet werden kann.Example 6 is for one of a microporous calcium aluminate working grain (bulk density of the material about 1.25 g / cm 3 , which corresponds to a total porosity of> 60%, pre-firing in industrial hood furnace at 1600 to 1700 0 C) and a similar binder suspension according to the Vibration technology and subsequent Autoklavhärtung (10 hours at 191 0 C) produced thermal insulation material, which has constructive properties as a result of increased strength and can be referred to as a Spezielfeuerbeton with hydrothermal bond.
Das Wärmedämmaterial weist folgende Güteeigenschaften auf:The thermal insulation material has the following quality characteristics:
- Rohdichte nach der Autoklavhärtung undTrocknung1,24g/cm3 Bulk density after autoclave curing and drying 1.24 g / cm 3
- Druckfestigkeit nach der Autoklavhärtung und Trocknung 12,4 MPa- Compressive strength after Autoklavhärtung and drying 12.4 MPa
- Schwindung nach 12 Stunden bei 15000C4,04%- Shrinkage after 12 hours at 1500 0 C4.04%
- Wärmeleitfähigkeit- Thermal conductivity
Dhs Beispiel 7 gilt für ein aus einer mikroporösen Calciumnlumlnat-ArboitskÖrnung (Rohdichte des Materials zirca 1 ,Og/cm3, was einer Gesamtporosität von > 70% entspricht; Vorbrand im industriellen Tunnelofen bei 16000C) und einer artgleichen Bindorausponslon nach der Feuchtpreßtechnologie und anschließender Autoklavhärtung (10 Stunden bei 1910C) hergestelltes Wärmedämmaterial, welches nicht vorgebrannt wird.That is, Example 7 is for one of a microporous Calciumllumlnat ArboitskÖrnung (bulk density of the material zirca 1, Og / cm 3 , which corresponds to a total porosity of> 70%, pre-firing in industrial tunnel kiln at 1600 0 C) and a similar Bindorausponslon after the wet-pressing technology and subsequent Autoklavhärtung (10 hours at 191 0 C) produced thermal insulation material, which is not prefired.
Nachfolgende Güteeigenschaften werden ermittelt:The following quality characteristics are determined:
- Rohdichte nach der Autoklavhärtung und Trocknung 1,14g/cm3, die einer Gesamtporosität von zirca 70% entspricht.- Raw density after Autoklavhärtung and drying 1.14 g / cm 3 , which corresponds to a total porosity of about 70%.
- Druckfestigkeit nach der Autoklavhärtung und Trocknung 1,6 MPa, ein Vorbrand steigert die Festigkeit wie folgt:- Compressive strength after autoclave hardening and drying 1.6 MPa, a pre-firing increases the strength as follows:
800'C 4,85MPa800'C 4,85MPa
13500C 10,90MPa1350 0 C 10.90MPa
15000C 14,28MPa1500 0 C 14.28 MPa
- Schwindung nach 12 Stunden bei 15000C 1,40%Shrinkage after 12 hours at 1500 ° C. 1.40%
- Wärmeleitfähigkeit- Thermal conductivity
RT 0,458W/mKRT 0.458W / mK
300°C 0,426 W/mK300 ° C 0.426 W / mK
600°C 0,402 W/mK600 ° C 0.402 W / mK
9000C 0,390 W/mK900 0 C 0.390 W / mK
1150°C 0,389 W/mK1150 ° C 0.389 W / mK
Das Beispiel 8 gilt für ein aus einer mikroporösen Arbeitskörnung der Spinellzusammonsetzung (Rohdichte des Materials zirca 1,45g/cm3, was einer Gesamtporosität von > 50% entspricht; Vorbrand im Laborofen bei 15500C) und einer artgleichen 3indersuspension nach einer Gieß-Rüttel-Formgebung und anschließender Autoklavhärtung (6 Stunden bei 18O0C) hergestelltes Wärmedämmaterial, welches nicht vorgebrannt wird.Example 8 is valid for one of a microporous working grain of Spinellzusammonsetzung (bulk density of the material about 1.45 g / cm 3 , which corresponds to a total porosity of> 50%, pre-firing in the laboratory oven at 1550 0 C) and a similar 3indersuspension after a casting shaker Forming and subsequent Autoklavhärtung (6 hours at 18O 0 C) produced thermal insulation material, which is not pre-burned.
Nachfolgende Güteeigenschaften werden ermittelt:The following quality characteristics are determined:
- Rohdichte nach der Autoklavhärtung und Trocknung zirca 1 ,Og/cm3, die e'"er Gesamtporosität von zirca 70% entspricht- Crude density after Autoklavhärtung and drying zirca 1, Og / cm 3 , the e '"he total porosity of about 70% corresponds
- Druckfestigkeit nach der Autoklavhärtung und Trocknung mindestens 1,5 MPa, ein Vorbrand bei 155O0C steigert die Festigkeit auf mindestens 10,0MPa- Compressive strength after autoclave hardening and drying at least 1.5 MPa, a pre-firing at 155O 0 C increases the strength to at least 10.0 MPa
- Die Wärmeleitfähigkeit des Vormaterials nach Vorbrand bei 1100°C beträgt: RT 0,100 W/mK- The thermal conductivity of the starting material after pre-firing at 1100 ° C is: RT 0.100 W / mK
300°C 0,125 W/mK300 ° C 0.125 W / mK
600°C 0,130 W/mK600 ° C 0.130 W / mK
900°C 0,150 W/mK900 ° C 0.150 W / mK
1100°C 0,160 W/mK1100 ° C 0.160 W / mK
Tabelle 1: Gütekennwerte mikroporöser KörnungenTable 1: Quality parameters of microporous grains
a) Die Anwondungstemperatur der Körnung hängt von der Höhe der Vorbehandlungstemperatur ab und kann allgemein bis maximal 50K unterhalb derselben angegeben werden, wenn die jeweils geeigneten Bindemittel benutzt werden.a) The application temperature of the granules depends on the height of the pre-treatment temperature and can generally be specified below 50K below this, if the appropriate binders are used.
Claims (6)
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