DK167613B1 - Fremgangsmaade til fremstilling af keramiske formdele - Google Patents

Description

i DK 167613 B1

Opfindelsen angår en fremgangsmåde af den i krav l's indledning angivne art. Især ved teglprodukter er den-sitetsnedsættende midler og midler til øgning af porøsiteten blevet undersøgt hyppigt. En sammenfattende 5 fremstilling er givet af Mackedanz i publikationen "Sprechsaal", hefte 9/80, 559.

Ved hjælp af tilsætningsmidler til at øge porøsiteten såsom savsmuld, papirslam og skumformstof nedsættes ganske vist det keramiske råmateriales densitet tyde-10 ligt, men samtidigt skal det påses, at de således frem stillede formdele har en tilstrækkelig stor trykstyrke.

Således beskriver Mackedanz, at det keramiske råmateriales densitet kun aftager meget lidt ved tilsætning af savsmuld, men at der opnås forholdsvis gode værdier 15 for trykstyrken, medens man med "Styropor" kan opnå en drastisk mindskelse af råmaterialets massefylde, hvorved dog tillige trykstyrken aftager betydeligt.

En lignende kendt teknik omtales også i indledningen til DE-A-28 53 709, hvor der også omtales andre porø-20 siteten øgende midler såsom tørv, kulstøv, perlit, ag- ner eller mineralsk flotationsmateriale, men hvor der samtidigt henvises til, at disse midler ikke har fået nogen større praktisk betydning og medfører lignende ulemper som de først beskrevne stoffer.

25 Ifølge DE-A-28 53 709 kan de nævnte tilslagsstoffer kun anvendes, såfremt et brændbart, pulverformet til finkornet materiale forsynes med skum og granuleres.

På denne måde skal der frembringes et brændbart granulat med løs, skumagtig struktur.

30 Som en fordel nævnes det især, at tilslagsmaterialets varmeværdi på grund af dets øgede volumen i løst pakket tilstand er nedsat væsentligt over for massive korn, UIV 10/0 lo Dl 2 at denne mindskede varmeværdi ved udbrændingen er til fordel for ovnprocessen og medfører en besparelse i brændenergi.

Man har blandt andet også foreslået tilsætning af per-5 lit. Der henvises til, at tilsætning af ubehandlet per- lit til råler som oftest ikke medfører den ønskede virkning, fordi perl i tkornene smuldrer under presningen.

Kornenes stabilitet skal ifølge det tyske offentliggørelsesskrift imidlertid bevares, når de sammen med kul-10 støv eller lignende indlejres i skum. Det er evident, at en sådan totrinsmetode, hvor tilslagsmaterialet på det første trin skal oparbejdes til dannelse af skum, og hvor skummet på det andet trin skal blandes med leret, er forholdsvis bekostelig i forbindelse med et 15 masseprodukt såsom tegl.

Den i DE-A-28 53 709 omtalte nedbrydning af tilslagsstoffet perlit under dets presning sammen méd en ler-matrixmasse bekræftes også ved DE-C-36 14 943, hvori det til fremstilling af lertøj derfor foretrækkes at 20 anvende glaserede, ekspanderede perlitkorn.

Ved glaseringen stabiliseres det enkelte perlitkorn, så at det ikke ødelægges ved den efterfølgende sammenblanding med ler-matrixmassen og den efterfølgende formning ved presning. Også derved skal imidlertid tilslags-25 materialet oparbejdes separat inden blandingen med ler- matrixmassen, d.v.s. i det foreliggende tilfælde glaseres, hvilket kræver yderligere tid og medfører supplerende omkostninger, som ikke altid er acceptable ved fremstilling af masseprodukter såsom tegl.

30 Fra AT-patentskrift 252 091 er det kendt, at perlit i ekspanderet tilstand kan optage meget vand. Til nedsættelse af vandoptagelsesevnen foreslås det at sprøj- DK 167613 B1 3 te silikone i vandig opløsning på en strøm eller et lag af fra ekspanderingsproccen endnu varme perlitkorn og dernæst at blande disse.

Endelig kendes fra DE-fremlæggelsesskrift I 253 133 5 en metode til behandling af perl it, ved hvilket.per- litten vædes eller sprøjtes med en tåge af opløste, dispergerede eller flydendegjorte binde- og imprægneringsmidler og centrifugeres. Påsprøjtningen har til formål at bringe i vandet opløste imprægneringsstoffer 10 i kontakt med perl i tten. Derefter tørres det således behandlede materiale.

Den foreliggende opfindelse har til formål at tilvejebringe en over for den omtalte kendte teknik billigere og enklere metode til at stabilisere porøse tilslags-15 materialer såsom perlit på en sådan måde, at disse ik ke ødelægges ved den efterfølgende sammenblanding med ler og formgivning ved presning. Dette opnås ved de i krav l's kendetegnende del angivne foranstaltninger.

Det har overraskende vist sig, at stabiliteten af et 20 tilslagsmateriale såsom ekspanderet perlit kan øges drastisk ved, at det optager en væske, især vand. Hvert enkelt perlitkorns stabilisering vil være maksimal, når det åbne porevolumen er helt fyldt med væske, der kan indføres i de åbne porer på forskellig vis. Væsken 25 kan enten tilsættes helt separat, f.eks. ved vædning af den ekspanderede perlit med væske eller ved påsprøjt-Yiing af væske på de ekspanderede perlitkorn, f.eks. via passende vanddyser på en indre væg af en transportsnegl, gennem hvilken perlitten føres. Alt efter lerets 30 konsistens kan dette dog også være for meget, fordi blandingen bliver for vandig sammen med lerets egen fugtighed. I så tilfælde foreslås det inden sammenblandingen med leret kun at tilsætte den ekspanderede perlit en del af den teoretisk maksimale vandmængde, som 4

Ulv Ib/Did Dl kan optages i perlittens åbne porevolumen. Herved bør imidlertid i det mindste 50¾ af den teoretisk maximalt optagelige vandmængde tilsættes til opnåelse af en homogen fordeling af perlitten i leret. Perlitten vil 5 da på grund af de åbne porers kapillære sugekræfter suge den endnu manglende restvæske ud af leret op til en "fuldstændig mætning". De højporøse peri itpartikler har da tillige en funktion som "tørremiddel" for leret, samtidigt med, at større overfladeporer kan udfyldes 10 med ler-matrixmater i ale, fra hvilke overfladeporer der igen kan bortsuges fugtighed ind i perlittens kapillar-porer.

Under alle omstændigheder skal det sikres, at man til stadighed disponerer over en tilstrækkelig væskemængde 15 til fuldstændig fyldning af perlittens åbne porevolu men med væske. Derved skal der tages hensyn til, at ler-/perlit-blandingen derefter har en sådan konsistens, at blandingen kan videreforarbejdes. Den samlede væskemængde består således af den i leret værende væske og 20 af den udefra tilsatte væske og vælges således, at der også ved fuldstændig fyldning af perlittens åbne porer fås en blanding ler/perlit med den konsistens, der er nødvendig for de efterfølgende oparbejdningstrin.

Man har da med vand mættede perlitkorn, hvor væsken 25 også under den efterfølgende blanding med ler-matrix- massen vidtgående forbliver i porerne først og fremmest på grund af vandets overfladespænding. Denne effekt kan desuden optimeres ved tilsætning af et overfladeaktivt middel, f.eks. et tensid. Herved kan det 30 fra tilfælde til tilfælde være fordelagtigt at indføre væsken under svagt tryk i perli tporerne, idet da også porer med lille diameter kan fyldes med væske.

Den således tilvejebragte ler-perlit-blanding kan vide- DK 167613 B1 5 re forarbejdes på konventionel vis.

De med vand fyldte perlitpartikler ødelægges hverken i en strengpresse (sneglpresse) eller i diskontinuerligt arbejdende presser i nævneværdig grad. Usammen-5 trykkelige væsker såsom vand stabiliserer tilmed et ekspanderet perli tkorns i og for sig skøre skelet, så at også efter formgivningen praktisk taget det samlede oprindelige porvolumen forefindes, som på dette tidspunkt endnu er fyldt med vand. Vandet uddrives derefter 10 under den sædvanlige tørring fra porerne, hvorefter produktet kan brændes på kendt vis.

Alt efter den valgte brændetemperatur vil perli tten enten udbrænde eller danne en i det mindste delvis smeltefase, som efterlader et glasagtigt skelet, ved hvil- r 15 ket den brændte formdels mekaniske styrke øges yderli gere.

Selv ved forholdvis lave brændetempraturer, som tildels tilstræbes i dag, sikres det, at ekspanderet perlits store porevolumen nedsætter det brændte produkts densi-20 tet i rå tilstand så meget, som det er ønskeligt til opnåelse af gode varmeisoleringsegenskaber, uden at man skal affinde sig med en større reduktion af styrken.

De gode resultater ved anvendelsen af perlit som porøsiteten øgende middel i lervarer er overraskende i 25 dobbelt henseende, nemlig dels med henblik på, at det som beskrevet ved den kendte teknik ikke har kunnet realiseres at anvende perlit som tilslagsmateriale, og dels med henblik på de hidtil konstaterede styrke-tab på grund af nedbrudte perlitkorn.

30 Tør, ekspanderet perlit kan i realiteten også kun meget vanskeligt eller ikke indarbejdes i en normal ler-ma- UK 10/0 ΙΟ Dl 6 trixmasse, idet der ikke ikke kan opnås nogen homogen fordeling af perli tkornene i matrixmassen. Perlitkorne-nes overflade er øjensynligt for ru til, at der kan opnås en homogen blanding. Selv om man accepterede en 5 uhomogen ler/perlit-blanding, ville der af denne ved den kendte teknik ikke kunne fremstilles teknisk anvendelige produkter, fordi perl i tkornene - som beskrevet - knuses under den efterfølgende formning, hvorved tillige den ønskede poredannelseseffekt går tabt.

10 Disse mangler kunne muligvis afhjælpes ved glasering af de enkelte perlitkorn, hvilket dog kræver et uforholdsmæssigt bekosteligt teknologisk apparatur.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er i modsætning hertil ikke blot særlig enkel, men også meget effektiv 15 og tillader overraskende simpelt uden videre indføringen af perl i tkornene i ler-matrixmassen og disses homogene fordeling i denne. Herved virker vandet øjensynligt dels som glidemiddel, og dels - som beskrevet -som stabiliator for hvert enkelt perlitkorn. På grund 20 af denne dobbeltfunktion kan vandandelen begrænses op-adtil, afhængigt af den ønskede konsistens.

Det foreslås at anvende en ekspanderet perlit med en kornstørrelse mindre end 10 mm. For de fleste anvendelsesformål udgør en kornstørrelse mindre end 6 mm 25 den øvre grænse. Herved bør der så vidt muligt ikke anvendes en finkornandel på under 1 mm, fordi en sådan optager forholdsvis meget vand, som atter skal uddrives senere og næppe bidrager til opnåelse af nogen i varmeteknisk henseende virksom poredannelse. Især ved 30 anvendelse af fedt ler ligger den foretrukne kornstørrelse derfor mellem 1 og 6 mm.

Som væske anvendes først og fremmest vand, blandt andet DK 167613 B1 7 også spildevand fra industrianlæg, hvorved skadelige stoffer i dette, f.eks. tungmetaller med mere under det keramiske produkts brænding kan indlejres (indbin des) i det dannede keramiske skelet.

5 Perli tten skal tilsættes på en sådan måde, at det fær dige produkt i tør tilstand har en tæthed mindre end 2,0 g / c m ^ , fortrinsvis mindre end 1,7 g / c m ^ .

Som regel kan disse værdier opnås ved tilsætning af en perlitmængde på mellem 50 til 500 1 pr. 1000 kg ler.

10 Der foretrækkes en tilsat perlitmængde på mellem 100 og 250 1 pr. 1000 kg ler-matrixmasse.

Er der tale om en ler-matrixmasse, indbefatter dette begreb selvfølgelig ikke kun en masse bestående af ler, men også fyldmaterialer, der sædvanligvis anvendes ved 15 fremstilling af keramiske formdele.

Også oparbejdningen finder iøvrigt sted i det væsentlige på kendt måde. Gennemføres herved en kollergang-søn-derdeling, skal ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen perlitten først tilsættes efter kollergangen, fordi 20 selv de med vand stabiliserede perlitkorn ville blive knust på grund af materialets store mekaniske belastning i kollergangen.

Det har vist sig, at de med vand mættede perlitkorn ikke øgelægges hverken i en kontinuerlig presse såsom 25 en strengpresse eller i en diskontinuerligt arbejdende presse såsom en knævægtstangspresse eller lignende ved anvendelse af sædvanlige tryk, idet perli tkornenes skelet med stor åben porøsitet kan bevares næsten uændret.

Ved hjælp af fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan der 30 praktisk taget fremstilles alle slags lervarer med lil- DK 167613 B1 8 le tæthed i tør tilstand og dermed gode varmeisolerende egenskaber. Som eksempler kan nævnes mursten, tagteglsten, chamottede, loftstegl, drænagerør, skorstens-teglsten eller lignende. Ved fremgangsmåden ifølge op-5 findelsen skal der fortrinsvis fremstilles porøse pro dukter, men også f.eks. klinker, der hvad strukturen angår, må henregnes til stentøj, idet disse dele blot brændes, indtil den åbne porøsitet vidtgående er forsvundet. Man kan også brænde ler-/perlitblandingen og 10 derefter videreforarbejde materialet til fremstilling af tilsvarende chamotteprodukter.

Claims (10)

1. Fremgangsmåde til fremstilling af lette keramiske formdele med et indhold af ekspanderet perlit som let tilslagsmateriale og en densitet i rå, tør tilstand på mindre end 2,0 k g / c m ^ , k e n d e t e g n e t ved, 5 at det åbne porevolumen i perlit med en kornstørrelse under 10 mm fyldes helt med en væske, og at perlitten samtidigt hermed og/eller derefter fordeles homogent i en ler-matrix-masse, som dernæst forarbejdes til formdelene og i tilslutning hertil tørres og brændes.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der som væske anvendes vand.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegne t ved, at væsken blandes med et overfladeaktivt tilsætningsmiddel, inden perl i tporerne fyldes med væ- 15 sken.

4. Fremgangsmåde ifølgekrav3, kende tegne t ved, at der som tilsætningsmiddel anvendes et tensid.

5. Fremgangsmåde ifølge et vilkårligt af kravene 1 til 4, kendetegnet ved, at der tilblandes ler- 20 matrix-massen så meget perlit, at den brændte formdel i rå og tør tilstand har en massefylde på under 1,7 g/cm .

6. Fremgangsmåde ifølge et vilkårligt af kravene 1 til 5, k e n d e t e g n e t ved, at perlitten tilsættes i en mængde på 50 til 500 1 pr. 1000 kg ler.

7. Fremgangsmåde ifølge krav 6, kendetegnet ved, at perlitten tilsættes i en mængde på 100 til 250 1 pr. 1000 kg ler. DK 167613 B1

8. Fremgangsmåde ifølge et vilkårligt af kravene 1 til 7, kendetegnet ved, at den med væske vædede perlit efter en kollergang og inden en formgivning sættes til ler-matrix-massen i en strengpresse.

9. Fremgangsmåde ifølge et vilkårligt af kravene 1 til 8, kendetegnet ved, at den med perlit blandede ler-matrix-masse presses til formdele såsom tegl-produkter .

10. Fremgangsmåde ifølge et vilkårligt af kravene 1 10 til 9, kendetegnet ved, at der anvendes per lit med en kornstørrelse mellem 1 og 6 mm samt med en vægt i løst pakket tilstand på mellem 80 og 130 kg/m^.