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DE2923586A1 - METHOD FOR PRODUCING HEAT-INSULATING, IN PARTICULAR CERAMIC, FASTENED FIBERBODY, FIBERBODY PRODUCED BY THE METHOD AND THE USE THEREOF - Google Patents

METHOD FOR PRODUCING HEAT-INSULATING, IN PARTICULAR CERAMIC, FASTENED FIBERBODY, FIBERBODY PRODUCED BY THE METHOD AND THE USE THEREOF

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Publication number
DE2923586A1
DE2923586A1 DE19792923586 DE2923586A DE2923586A1 DE 2923586 A1 DE2923586 A1 DE 2923586A1 DE 19792923586 DE19792923586 DE 19792923586 DE 2923586 A DE2923586 A DE 2923586A DE 2923586 A1 DE2923586 A1 DE 2923586A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fiber
fiber body
phosphate solution
bodies
aqueous
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19792923586
Other languages
German (de)
Inventor
Axel Dipl Ing Dr Eschner
Hermann Stein
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Didier Werke AG
Original Assignee
Didier Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Didier Werke AG filed Critical Didier Werke AG
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Priority to IT48859/80A priority patent/IT1144065B/en
Priority to BE0/200925A priority patent/BE883683A/en
Priority to GB8018808A priority patent/GB2052472B/en
Priority to FR8012784A priority patent/FR2458522A1/en
Publication of DE2923586A1 publication Critical patent/DE2923586A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/34Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing cold phosphate binders

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  • Materials Engineering (AREA)
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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Inorganic Fibers (AREA)

Description

- 3 - Fall 3028- 3 - Case 3028

VXR/P/Lo/ScVXR / P / Lo / Sc

DIDIER-WERKE AG
Lessingstraße 16 - 18 6200 Wiesbaden
DIDIER-WERKE AG
Lessingstrasse 16-18 6200 Wiesbaden

"Verfahren zur Herstellung wärmeisolierender, insbesondere keramischer, verfestigter Faserkörper, nach dem Verfahren hergestellte Faserkörper und deren Verwendung""Process for the production of heat-insulating, in particular ceramic, consolidated fiber bodies, fiber bodies produced by the process and their use "

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung wärmeisolierender, insbesondere keramischer, gegebenenfalls unter Verwendung weiterer Bindemittel verfestigter Faserkörper.The invention relates to a method for producing heat-insulating, especially ceramic, possibly under Use of other binders for solidified fiber bodies.

Wärmeisolierende keramische Faserkörper aus feuerfesten Fasern, organischem oder anorganischem Bindemittel mit einerseits geringer Festigkeit und hoher Zusammendrückbarkeit und andererseits erhöhten Werten für die Festigkeit, Dichte und Formbeständigkeit sind bekannt. So beschreibt die DE-AS 12 74 490 eine Verbrennungskammer für öfen, die durch Ausformung der mit Bindemittel versetzten Fasermasse gebildet wird, und bei der die Bindemittel konzentration über den Querschnitt der Wand abnehmen soll. Als geeignetes Bindemittel werden Tone, Al kaiisi 1ikate, Aluminiumphosphat, kolloidale Kieselerde mit einem Gewic.htsanteil von 5 bis 35, optimal 10 % genannt. Der Faserkörper ist aber wegen seiner dichten harten Wandoberfläche und der gegenüberliegenden weichen flexiblen Wandoberfläche nicht für hohe Belastungen in ausreichendem Maße geeignet.Heat-insulating ceramic fiber bodies made of refractory fibers, organic or inorganic binders with, on the one hand, low strength and high compressibility and, on the other hand, increased values for strength, density and dimensional stability are known. For example, DE-AS 12 74 490 describes a combustion chamber for ovens, which is formed by shaping the fiber mass mixed with binder, and in which the binder concentration is to decrease over the cross-section of the wall. Clays, alkali metals, aluminum phosphate, colloidal silica with a weight fraction of 5 to 35, optimally 10 % , are mentioned as suitable binders. However, because of its dense hard wall surface and the opposite soft, flexible wall surface, the fiber body is not sufficiently suitable for high loads.

Bei dem Verfahren nach der DE-AS 27 32 387 soll .die mit einem organischen Kunststoffbindemittel vorgebundene Mineralfaserplatte durch Tränken mit einer wässrigen Aufschlämmung eines Bindetons und anschließendes Tempern verfestigt werden. DasIn the method according to DE-AS 27 32 387 should .die with a Mineral fiber board pre-bonded with organic plastic binder by impregnation with an aqueous slurry of a Binding clays and subsequent tempering are solidified. That

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Verfahren nach der DE-OS 16 46 696 sieht die Versteifung einer Wärmeisolierung aus einer Faserschicht durch die Behandlung der Oberfläche und teilweise der darunterliegenden Schicht mit Silikatsol vor. Die derart behandelte Wärmeisolierung wird auch als Auskleidung einer Rinne für schmelzflüssiges Metall vorgesehen. Nach der DE-AS 20 49 054 sollen Formkörper aus feuerfestem wärmeisolierendem Material mit homogener Struktur durch die Anwendung der Trocknung mittels Mikrowellen erhalten werden, die z.B. für die Isolierung von Turbinengehäusen, zur Auskleidung von Gaskonvektoren und zur Bekleidung von öfen vorgesehen sind. Als bevorzugte Zusammensetzung werden Mischungen aus kolloidalem SiIiziumdioxidsol und Aluminiumsilikatfasern genannt. Diese bereits bekannten wärmeisolierenden Faserkörper haben aber den Nachteil , daß sie bei hohen Temperaturen nicht in ausreichendem Maße beständig, korrosionsfest und formbeständig sind.The method according to DE-OS 16 46 696 sees the stiffening of thermal insulation from a fiber layer through the Treatment of the surface and partially the underlying First coat with silicate sol. The thermal insulation treated in this way is also used as a lining for a gutter Molten metal provided. According to DE-AS 20 49 054 Shaped bodies made of refractory heat-insulating material with a homogeneous structure can be obtained by applying microwave drying, e.g. for insulation of turbine housings, for lining gas convectors and for lining stoves. As preferred Mixtures of colloidal silicon dioxide sol and aluminum silicate fibers are called compositions. These but have already known heat insulating fiber bodies the disadvantage that they are insufficient at high temperatures Dimensions are stable, corrosion-resistant and dimensionally stable.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin,die bei wärmeisolierenden, verfestigten, insbesondere keramischen Faserkörpern bisher auftretenden Nachteile zu vermeiden und Faserkörper zu schaffen, die eine hohe Raumbeständigkeit und Erosionsfestigkeit sowie eine hohe chemische Beständigkeit gegenüber heißen und aggressiven, insbesondere sauren, Gasen bei praktisch unveränderter Rohdichte und Wärmeleitfähigkeit besitzen. Solche aggressiven Gase enthalten als sauer reagierende Bestandteile beispielsweise SO2, CL, F, welche die zur Herstellung der Faserkörper verwendeten Fasern, insbesondere keramische Fasern teilweise stark angreifen bzw. korrodieren.The object of the invention is to avoid the disadvantages previously occurring in thermally insulating, solidified, in particular ceramic fiber bodies, and to create fiber bodies which have a high degree of spatial stability and resistance to erosion as well as high chemical resistance to hot and aggressive, in particular acidic, gases with practically unchanged bulk density and have thermal conductivity. Such aggressive gases contain, for example, SO 2 , CL, F, as acidic reacting constituents, which in some cases severely attack or corrode the fibers used to manufacture the fiber bodies, in particular ceramic fibers.

Die gestellte Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die in ansich bekannter Weise geformten Faserkörper mit einer wässriqen Monoaluminiumphosphatlösung getränkt, getrocknet, bei mindestens 4000C getempert und gegebenenfalls gebrannt werden.This object is achieved by a method, which is characterized in that the shaped in a manner known fibrous body impregnated with a wässriqen monoaluminum phosphate solution, dried, heat-treated at at least 400 0 C and optionally fired.

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Vorteilhafterweise wird für die Tränkung der Faserkörper eine 20 bis 50 %ige, vorzugsweise 30 bis 40 %ige wässrige Monoaluminiumphosphatlösung verwendet. Es hat sich gezeigt, daß bei derartiger Konzentration in optimaler Weise die Verfestigung und auch die Raumbeständigkeit der Faserkörper bei hohen Temperaturen erreicht wird. Mit höherer Konzentration besteht bereits die Gefahr einer merklichen Strukturveränderung beim Einsatz der Faserkörper. So zeigten Faserkörper aus Aluminiumsilikatfaser mit 47 Gew.-% Al?^3 nacn einstündiger Behandlung mit einer 40 %igen Monoaluminiumphosphatlösung und Brand bei 10000C, 4 Stunden keinerlei Schw1ndungs während mit 50 Xiger Monoaluminiumphosphatlösung eine lineare Dehnung von etwa 1 % festgestellt wurde.A 20 to 50%, preferably 30 to 40%, aqueous monoaluminum phosphate solution is advantageously used for the impregnation of the fiber bodies. It has been shown that with such a concentration, the solidification and also the dimensional stability of the fiber bodies is achieved in an optimal manner at high temperatures. With a higher concentration there is already the risk of a noticeable structural change when the fiber bodies are used. Thus, showed fiber body of aluminum silicate fiber 47 wt .-% Al? ^ 3 NaCN hour treatment with a 40% mono aluminum phosphate solution and firing at 1000 0 C for 4 hours while a linear stretch was found from about 1% no Schw1ndung s with 50 Xiger monoaluminium phosphate solution .

Vorzugsweise werden die Faserkörper bei 800 bis 14000C gebrannt, wodurch eine weitere Verbesserung der Raumbeständigkeit der Körper erreicht werden kann. Ein Brennen der getemperten Faserkörper ist jedoch nicht in jedem Fall erforderlich, da dieses Brennen oder Erhitzen auf höhere Temperaturen auch erst beim Einsatz der Faserkörper bei ihrer Verwendung erfolgen kann, z.B. al s Futter in einem Ofen oder einem Reaktionsgefäß.Preferably, the fiber bodies are fired at 800 to 1400 0 C, whereby a further improvement of the soundness of the body can be achieved. Firing the tempered fiber bodies is not necessary in every case, however, since this firing or heating to higher temperatures can only take place when the fiber bodies are used, for example as feed in an oven or a reaction vessel.

Weiterhin hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, bei der Herstellung der Faserkörper Natriumpolyphosphat in geringer Menge zuzusetzen. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann das Natriumpolyphosphat in fester oder gelöster Form zu der Monoaluminiumphosphatlösung zugesetzt werden, wobei es hier zweckmäßigerweise in einer Menge von 0 bis 15 Gew.-% , _ -bezogen auf vorhandenes Monoaluminiumphosphat, vorliegt. Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann das Natriumpolyphosphat auch bereits in einer Menge von 0-5 Gew.-%, bezogen auf die zur Herstellung des Faserkörpers eingesetzten, keramischen Fasern, zu der wässrigen Aufschlämmung der Fasern bei der Herstellung des Faserkörpers zugesetzt werden, wobei es in diesem Fall zweckmäßigerweise in fester, feinzertei1ter Form zugegeben wird. 030051/0224Furthermore, it has been found to be advantageous in to add a small amount of sodium polyphosphate to the manufacture of the fiber bodies. According to an advantageous embodiment the sodium polyphosphate can be added to the monoaluminum phosphate solution in solid or dissolved form be, and it is here expediently in an amount of 0 to 15% by weight, based on the monoaluminum phosphate present, is present. According to another advantageous embodiment the sodium polyphosphate can also be used in an amount of 0-5% by weight, based on the amount used for production of the fiber body used, ceramic fibers to the aqueous slurry of fibers during manufacture of the fiber body are added, in which case it is expediently added in solid, finely divided form will. 030051/0224

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Bei der Herstellung bzw. Formung der Faserkörper können die bekannten Verfahren angewendet werden, wie das Einrütteln und Pressen einer feuchtkrlimel igen Mischung aus keramischer Faser und Bindemittel oder das Gießen einer entsprechenden Suspension in eine mit einem Siebboden versehene Form und Absaugen der Flüssigkeit. Zum Vorgehen beim letztgenannten Verfahren wird auf die DE-AS 19 46 018 hingewiesen.Known methods, such as shaking in, can be used in the production or shaping of the fiber bodies and pressing a moist mixture of ceramic Fiber and binder or the pouring of a corresponding suspension into a mold provided with a sieve bottom and Aspirating the liquid. Reference is made to DE-AS 19 46 018 for the procedure in the latter process.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß bei Vorliegen eines weiteren Bindemittels noch nicht abgebundene Faserkörper mit der wässrigen Monoaluminiumphosphatlösung vollständig getränkt werden und anschließend die überschüssige Lösung entfernt wird. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise ein gleichmäßiger Aufbau der faserkörper und zum anderen der konzentrierte Einsatz einer relativ geringen Menge an Monoaluminiumphosphatlösung erreicht. Es kann allerdings auch so vorgegangen werden, daß die abgebundenen und getrockneten Faserkörper mit der wässrigen Monoaluminiumphosphatlösung vollständig getränkt werden und anschließend überschüssige Lösung entfernt wird.According to a further advantageous embodiment of the invention it is provided that in the presence of a further binder, not yet set fiber bodies with the fully saturated with aqueous monoaluminium phosphate solution and then the excess solution is removed. In this way, a more uniform one is advantageously achieved Structure of the fiber body and, on the other hand, the concentrated one Use of a relatively small amount of monoaluminum phosphate solution achieved. It can, however, also be proceeded in such a way that the tied and dried fiber bodies with the fully saturated with aqueous monoaluminium phosphate solution and then remove excess solution.

Die zur Herstellung der Faserkörper verwendeten, insbesondere keramischen Fasermaterialien sind die bekannten Materialien, insbesondere auf der Basis von Aluminiumsilikat mit insbesondere hohem A^Og-Gehalt im Bereich von 45 bis 95 Gew.-%.The fiber materials used to manufacture the fiber bodies, in particular ceramic fiber materials, are the known materials in particular on the basis of aluminum silicate with in particular high A ^ Og content in the range of 45 to 95% by weight.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können jedoch auch Mineralfasern wie Steinwolle oder Glasfasern eingesetzt werden. Diese Glasfasern werden vorteilhafterweise in gechoppter Form eingesetzt, d.h. mit einer Länge von 1 bis 5 mm, aber es ist jedoch auch möglich, sogenannte gemahlene Fasern einzusetzen, die eine Länge im Bereich von 100 bis 500 um besitzen. Der Durchmesser des Fasermaterials liegt im allgemeinen in der Größenordnung von 1 bis 25 um, insbesondere im Bereich von 2 bis 8 um.In the method according to the invention, however, mineral fibers can also be used such as rock wool or glass fibers are used. These glass fibers are advantageously used in chopped form, i.e. with a length of 1 to 5 mm, but it is also possible to use so-called ground fibers, which range in length from 100 to 500 µm. The diameter the fiber material is generally of the order of magnitude from 1 to 25 µm, in particular in the range from 2 to 8 µm.

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Selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, Fasermaterial mit anderen Abmessungen zu verwenden.Of course, however, it is also possible to use fiber material to use with other dimensions.

Bei der Herstellung von Faserkörpern gemäß dem Stand der Technik ist es bereits bekannt, Bindemittel zu verwenden, wobei diese anorganischer oder organischer Natur sein können. Beispiele für anorganische Bindemittel sind Tone, feingemahlene Schamotte, Bauxit, Tonerde oder Bentonit, ein Beispiel für ein organisches Bindemittel ist Stärke. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es jedoch nicht unbedingt erforderlich, ein solches Bindemittel neben dem als Bindemittel wirkenden Monoaluminiumphosphat einzusetzen, d.h. es ist ohne weiteres möglich, aus dem in Wasser aufgeschlämmten Fasermaterial einen Faserkörper in üblicher Weise,beispielsweise mittels eines Saugkastens herzustellen und diesen Faserkörper(vor oder nach seiner Trocknung) gemäß der Erfindung mit der Monoaluminiumphosphatlösung zu behandeln.In the production of fiber bodies according to the prior art it is already known to use binders, which can be of an inorganic or organic nature. Examples For inorganic binders, clays, finely ground chamotte, bauxite, clay or bentonite are an example of an organic one Binder is starch. In the method according to the invention however, it is not absolutely necessary to use such a binder in addition to the monoaluminum phosphate which acts as a binder to be used, i.e. it is easily possible to produce a fiber body from the fiber material suspended in water in the usual way, for example by means of a suction box, and to remove this fiber body (before or after it is dried) according to the invention with the monoaluminum phosphate solution treat.

Unter Monoal uminiumphosphat ist die Verbindung Al(HpPO4)., zu verstehen, die als 50 %ige wässrige Lösung im Handel erhältlich ist. Eine solche 50 %ige wässrige Lösung kann je nach Bedarf mit Wasser weiter verdünnt werden.Monoaluminium phosphate is understood to mean the compound Al (HpPO 4 )., Which is commercially available as a 50% strength aqueous solution. Such a 50% aqueous solution can be further diluted with water as required.

Da die zur Herstellung der Faserkörper verwendeten Fasermaterialien teilweise von Phosphaten und auch Monoaluminiumphosphat angegriffen und korrodiert werden, lag die Verwendung solcher Fasermaterialien zusammen mit Monoaluminiumphosphatlösung nicht nahe, überraschenderweise wurde jedoch gefunden, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Faserkörper erhalten werden, bei denen neben guter Verfestigung zugleich die Struktur und die Anwendungsgrenztemperatur des Fasermaterials erhalten bleiben.Since the fiber materials used to manufacture the fiber bodies are partially attacked and corroded by phosphates and also monoaluminum phosphate, the use was not considered such fiber materials together with monoaluminum phosphate solution is not close, surprisingly, however, it has been found that obtained by the method according to the invention fiber bodies in which, in addition to good consolidation, the structure and the application limit temperature of the fiber material at the same time remain.

Die erfindungsgemäß hergestellten Faserkörper können in üblichen Formen vorliegen, beispielsweise als Matten, Platten, Rohre oder beliebige Formteile.The fiber bodies produced according to the invention can be in the usual forms, for example as mats, plates, Pipes or any fittings.

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Die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Faserkörper sind wegen ihrer hohen Errosionsfestigkeit und chemischen Beständigkeit in ganz besonderem Maße als Auskleidung von Rohrleitungen für unter hohem Druck und hoher Temperatur mit großer Geschwindigkeit strömende Gase geeignet. Die Faserkörper können ferner auch als wärmeisolierendes und wenig Wärme speicherndes Material in öfen als eine dem Brennraum zugekehrte Schicht eingesetzt werden. Durch den Zusatz von Natriumpolyphosphat kann die Festigkeit der Faserkörper weiter verbessert und eingestellt werden.The fiber bodies made by the method of the invention Because of their high resistance to erosion and chemical resistance, they are particularly suitable as a lining for Pipelines for using under high pressure and high temperature gases flowing at high speeds are suitable. The fiber bodies can also be used as heat-insulating and little heat storing material can be used in furnaces as a layer facing the combustion chamber. The strength of the fiber body can be further improved by adding sodium polyphosphate and adjusted.

Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren durchzuführende Temperbehandlung bei einer Temperatur von wenigstens 4000C wird in Abhängigkeit von der Größe und der Form des hergestellten Faserkörpers während einer Zeit von im allgemeinen 0,5 bis 4 Stunden, vorzugsweise 1 bis 3 Stunden durchgeführt, wobei die Maximaltemperatur der Temperung üblicherweise 6000C und vorteilhafterweise 5500C nicht übersteigt.To be performed in the invention process annealing at a temperature of at least 400 0 C is a function of the size and shape of the fiber body prepared for a period of generally from 0.5 to 4 hours, preferably 1 was carried out to 3 hours, wherein the maximum temperature tempering usually does not exceed 600 0 C and 550 0 C advantageously.

Das eventuell durchzuführende Brennen des getemperten Faserkörpers wird ebenfalls in Abhängigkeit von der Größe und Form des Faserkörpers während einer Zeitspanne von 0,5 bis 4 Stunden durchgeführt.The firing of the tempered fiber body, which may have to be carried out, is also dependent on the size and shape of the fiber body carried out for a period of 0.5 to 4 hours.

Selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, daß die Temperbehandlung und die Brennbehandlung ineinander übergehen und daß insbesondere bei Faserkörpern mit geringen Abmessungen, bei denen ein Temperaturgleichgewicht im Faserkörper schnell erreicht wird, nur ein Aufheizen bis auf Brenntemperaturen, insbesondere 800 bis 14000C im Anschluß an das Trocknen der Faserkörper erfolgt, so daß die Temperbehandlung und die Brennbehandlung kontinuierlich ineinander übergehen.Naturally, it is however also possible that the annealing treatment and the firing treatment merge into one another and that, particularly when fiber bodies of small dimensions, in which a temperature equilibrium in the fiber body is quickly reached, only one heating up to firing temperatures, in particular 800 to 1400 0 C in the following the drying of the fiber bodies takes place so that the tempering treatment and the firing treatment continuously merge into one another.

Bei der Tränkung der üblicherweise hergestellten Faserkörper mit der Monoaluminiumphosphatlösung erfolgt eine Adsorption hiervon innerhalb des Faserkörpers, so daß eine gewisse Menge von Monoaiuminiumphosphat auf den Fasern zurückbleibt. Diese bildet eine Schutzschicht für die Fasern. Je nach derWhen impregnating the fiber bodies usually produced with the monoaluminum phosphate solution, adsorption thereof takes place within the fiber body, so that a certain Amount of monouminophosphate remaining on the fibers. This forms a protective layer for the fibers. Depending on the

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Konzentration der verwendeten Monoaluminiumphosphatlösung und in Abhängigkeit von Durchmesser und der Länge der Fasern wird eine mehr oder minder'große Menge an Monoaluminiumphosphat auf den Fasern zurückbleiben. Durch Änderung der Konzentration der zum Tränken verwendeten Monoaluminiumphosphatlösung und die Stärke des Absaugens des getränkten Faserkörpers ist es jedoch aufgrund einfacher Vorversuche möglich, die in dem Faserkörper zurückbleibende Menge an Monoaluminiumphosphat einzuregeln. Diese kann nach der Fertigstellung des Faserkörpersin einfacher Weise chemisch bestimmt werden und wird üblicherweise als P20,--6ehalt angegeben. Die erfindungsgemäß hergestellten Faserkörper enthalten im allgemeinen Gehalte von 5 bis 38 Gew.-% P?^5* vorteilhafterweise von 10 bis 32 Gew.-% P2O5.Concentration of the monoaluminum phosphate solution used and, depending on the diameter and length of the fibers, a more or less large amount of monoaluminum phosphate will remain on the fibers. However, by changing the concentration of the monoaluminum phosphate solution used for the impregnation and the strength of the suction of the impregnated fiber body, it is possible on the basis of simple preliminary tests to regulate the amount of monoaluminum phosphate remaining in the fiber body. This can be determined chemically in a simple manner after the fiber body has been completed and is usually given as P 2 0, - 6 content. The fiber bodies produced according to the invention generally contain contents of 5 to 38% by weight of P 2 O 5, advantageously of 10 to 32% by weight of P 2 O 5.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert. The invention is illustrated in more detail by means of the following examples.

Beispiel 1example 1

In einem Ansatz mit 1800 1 Wasser wurden 30 kg keramische Silikatfasern mit 52 Gew.-% Al2O3 und 48 Gew.-X SiO2 als Hauptbestandteile neben den üblichen Verunreinigungen mit einer Länge von 2 bis 3 mm und einem Durchmesser von 2 bis 3 fim zusammen mit 1,5 kg Stärke und 2,2 kg Bentonit bei Umgebungstemperatur eingemischt. Aus dieser Suspension wurden in einem Saugkasten mit 500 χ 1000 mm eine Matte mit einer Dicke von 25 mm geformt. Nach dem Absaugen des Wassers wurde die Matte bei 120 C während einer Stunde getrocknet. Nach dem Trocknen wurde ein Stück aus dieser Matte als Yergleichsprobe herausgeschnitten.In a batch with 1800 l of water, 30 kg of ceramic silicate fibers with 52% by weight of Al 2 O 3 and 48% by weight of SiO 2 were used as the main components in addition to the usual impurities with a length of 2 to 3 mm and a diameter of 2 to 3 fim mixed in together with 1.5 kg of starch and 2.2 kg of bentonite at ambient temperature. A mat with a thickness of 25 mm was formed from this suspension in a suction box measuring 500 × 1000 mm. After the water had been suctioned off, the mat was dried at 120 ° C. for one hour. After drying, a piece was cut out of this mat as a comparison sample.

0er Rest der getrockneten Matte wurde mit 7 1 einer 33 Gew.-Xigen Monoaluminiumphosphatlösung bei Umgebungstemperatur zehn Minuten vollständig getränkt und anschließend wurde überschüssige Monoaluminiumphosphatlösung aus der Matte unter Verwendung eines Siebes als Auflage abgesaugt, die Matte wurde erneut bei etwa 1300C getrocknet und anschließend wurden die beiden Matten einer Temperbehandlung bei 4200C während zwei Stunden unterzogen.0s rest of the dried mat was washed with 7 1 of a 33 weight Xi gen mono-aluminum phosphate solution at ambient temperature for ten minutes completely soaked and then excess mono-aluminum phosphate solution of the mat using was aspirated a screen as a support, the mat was again dried at about 130 0 C and then the two mats an annealing treatment at 420 0 C for two hours were subjected.

Die gemäß der Erfindung mit "Monoaluminiumphosphatlösung behandelte und getemperte Matte zeigte bei der Analyse einen Gehalt von 27 Gew.-£ P2O5-The mat treated and tempered according to the invention with "monoaluminum phosphate solution" showed in the analysis a content of 27% by weight P 2 O 5 -

- IO -- OK -

G3Q-G51/0224G3Q-G51 / 0224

— ίο -- ίο -

In der folgenden Tabelle sind die an dieser Matte bestimmten Eigenschaften zusammen mit denjenigen der Vergleichsmatte, welche nicht mit Monoaluminiumphosphatlösung behandelt worden war, zusammengestellt.The following table shows the properties determined for this mat together with those of the comparative mat, which had not been treated with monoaluminophosphate solution.

Tabelle:Tabel:

erfindungsgemäß ohne Behandlungaccording to the invention without treatment

mit Monoaluminiumphosphatlösungwith monoaluminium phosphate solution

Rohdichte (g/cm3) 0,48 0,26Bulk density (g / cm 3 ) 0.48 0.26 Kaltbiegefestigkeit (N/mm2) 1,0 0,3Cold bending strength (N / mm 2 ) 1.0 0.3

'Biegefestigkeit nach'Flexural strength according to

4 h Brand bei 10000C 1,0 0,064 h firing at 1000 ° C. 1.0 0.06

Schwindung nach 24 hShrinkage after 24 hours

bei 10000C - 0,75 - 1,83at 1000 0 C - 0.75 - 1.83

bei 125O0C - 1,1 - 3,25at 125O 0 C - 1.1-3.25

Aus diesen Werten ist ersichtlich, daß der erfindungsgemäße mit Monoaluminiumphosphatlösung behandelte Faserkörper ■ · bessere Eigenschaften aufweist, als die Vergleichsprobe.From these values it can be seen that the inventive fiber body treated with monoaluminophosphate solution ■ · has better properties than the comparison sample.

Außerdem wurde gefunden, daß die Gasdurchlässigkeit des erfindungsgemäßen Faserkörpers praktisch unverändert geblieben war.It was also found that the gas permeability of the fiber body according to the invention remained practically unchanged was.

Beispiel 2Example 2

Die zuvor beschriebene Arbeitsweise wurde wiederholt, wobei jedoch eine Aufschlämmung der Fasern verwendet wurde, welche nur 30 kg der in Beispiel 1 verwendeten Fasern in 1800 1 WasserThe procedure described above was repeated except that a slurry of the fibers was used which only 30 kg of the fibers used in Example 1 in 1800 liters of water

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enthielt. Hieraus wurde entsprechend der Arbeitsweise von Beispiel 1 ein Faserkörper in Form einer Matte hergestellt, der mit 7 1 der in Beispiel 1 verwendeten Monoaluminiumphosphatlösung getränkt wurde. Nach der Temperung bei 45O0C wurde eine sehr stabile Matte erhalten.contained. From this, in accordance with the procedure of Example 1, a fiber body in the form of a mat was produced, which was soaked with 7 liters of the monoaluminum phosphate solution used in Example 1. After heat treatment at 45O 0 C in a very stable mat was obtained.

Beispiel 3Example 3

Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch keramische Fasern mit 95 Gew.-% Al9O1 und 5 Gew.-% SiO9 verwendet wurden, welche einen Durchmesser von 1 bis 2 um und eine Länge von 1 bis 2 mm besaßen. Es wurde eine Matte mit ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften erhalten.The procedure of Example 1 was repeated, except that ceramic fibers with 95% by weight of Al 9 O 1 and 5% by weight of SiO 9 were used, which had a diameter of 1 to 2 µm and a length of 1 to 2 mm . A mat with excellent mechanical properties was obtained.

Beispiel .4Example .4

Bei diesem Beispiel wurden gemahlene Fasern verwendet, welche einen Durchmesser von 1 bis 2 um und eine Länge von 200 bis besaßen. Hierbei wurde eine Matte mit einer etwas niedrigeren Dichte und ausgezeichneter Gasdurchlässigkeit erhalten.In this example, milled fibers were used which were 1 to 2 µm in diameter and 200 to 200 in length possessed. A mat with a somewhat lower density and excellent gas permeability was obtained.

Beispiel 5Example 5

Es wurde nach der Arbeitsweise von Beispiel 2 eine Matte aus keramischen Fasern mit 62 Gew.-% Al2O3 und !38 Gew.-% SiO2 hergestellt. Die erhaltene Matte wurde zwei Stunden bei 440 C getempert und zeigte nach einem zweistündigen Brennen bei 10000C eine ausgezeichnete Gasdurchlässigkeit und gute mechanische Eigenschaften.Following the procedure of Example 2, a mat of ceramic fibers with 62% by weight of Al 2 O 3 and 38% by weight of SiO 2 was produced. The mat was heat-treated for two hours at 440 C and showed after a two-hour firing at 1000 0 C an excellent gas permeability and good mechanical properties.

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Beispiel 6Example 6

Die Arbeitsweise von Beispiel 2 wurde wiederholt, wobei von einer Suspension von 35 kg der in Beispiel 2 verwendeten Fasern in 1.600 1 Wasser ausgegangen wurde. Hierzu wurden 1,5 kg Stärke sowie 0,75 kg festes, feingemahlenes Natriumpolyphosphat zugesetzt und dann die erhaltene Fasersuspension sofort auf das Sieb aufgegossen.The procedure of Example 2 was repeated, except that the suspension of 35 kg used in Example 2 was used Fibers in 1,600 l of water was run out. To this, 1.5 kg of starch and 0.75 kg of solid, finely ground sodium polyphosphate were added and then the fiber suspension obtained immediately poured onto the sieve.

Nach der Tränkung mit der Monoaluminiumphosphatlösung und der Temperung bei einer Temperatur von 4000C wurde ein Faserkörper in Mattenform mit etwas geringerer Porosität, jedoch erhöhter, mechanischer Festigkeit erhalten.After impregnation with the mono-aluminum phosphate solution, and tempering at a temperature of 400 0 C a fiber body in mat form with a slightly lower porosity was, however, increased obtained mechanical strength.

Beispiel 7Example 7

Die Arbeitsweise von Beispiel 6 wurde wiederholt, wobei jedoch 0,75 kg festes, feingemahlenes Natriumpolyphosphat nicht zu der Fasersuspension, sondern zu der zum Tränken verwendeten Monoaluminiumphosphatlösung zugesetzt wurden.The procedure of Example 6 was repeated, except that 0.75 kg of solid, finely ground sodium polyphosphate was not added the fiber suspension, but to the monoaluminum phosphate solution used for impregnation.

Es wurde ebenfalls eine Fasermatte mit geringerer Porosität, jedoch besserer Haftung der Einzelfasernaneinander nach einem Brennen der Matte bei 9500C erhalten.There was also a fiber mat with lower porosity, but get better adhesion of the individual fibers together after firing the mat at 950 0 C.

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Claims (11)

23235882323588 Fall 3028 VXR/P/Lo/ScCase 3028 VXR / P / Lo / Sc DIDIER-WERKE AG
Lessingstraße 16 - 18 6200 Wiesbaden
DIDIER-WERKE AG
Lessingstrasse 16-18 6200 Wiesbaden
"Verfahren zur Herstellung wärmeisolierender, insbesondere keramischer, verfestigter Faserkörper, nach dem Verfahren hergestellte Faserkörper und deren Verwendung""Process for the production of heat-insulating, in particular ceramic, solidified fiber bodies produced by the method Fiber bodies and their use " PatentansprücheClaims ι Iy Verfahren zur Herstellung wärmeisolierender, insbesondere keramischer, gegebenenfalls unter Verwendung weiterer Bindemittel verfestigter Faserkörper, dadurch gekennzeichnet, daß die in ansich bekannter Weise geformten Faserkörper mit einer wässrigen Monoaluminiumphosphatlösung getränkt, getrocknet, bei mindestens 4000C getempert und gegebenenfalls gebrannt werden.ι Iy process heat insulating for the production, in particular ceramic, further optionally using binder solidified fiber body, characterized in that are that the shaped in a manner known fibrous body impregnated with an aqueous mono-aluminum phosphate solution, dried, heat-treated at at least 400 0 C and optionally fired.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserkörper mit einer 20 bis 50 %igen, insbesondere 30 bis 40 %igen, wässrigen Monoaluminiumphosphatlösung getränkt werden.2. The method according to claim 1, characterized in that the fiber body with a 20 to 50% strength, in particular 30 to 40% aqueous monoaluminum phosphate solution to be soaked. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserkörper bei 800 bis 14000C gebrannt werden.3. The method of claim 1 or 2, characterized in that the fiber bodies are fired at 800 to 1400 0 C. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die noch nicht abgebundenen Faserkörper mit der wässrigen Monoaluminiumphosphatlösung vol1 ständig getränkt werden, und daß anschließend die überschüssige Lösung entfernt wird.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the not yet set fiber body with the aqueous monoaluminium phosphate solution are soaked, and that then the excess solution is removed. 030"05 Ϊ/0224030 "05 Ϊ / 0224 292358Θ -z- 292358Θ -z- 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, da3 die abgebundenen und getrockneten Faserkörper mit der wässrigen Monoaluminiumphosphatlösung vollständig getränkt werden, und daß anschließend die überschüssige Lösung entfernt wird.5. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in, da3 the bound and dried fiber bodies with the aqueous monoaluminium phosphate solution are completely soaked, and that then the excess solution is removed. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Tränken eine Monoalumiiniumphosphatlösung verwendet wird, welche eine geringe Menge an Natriumpolyphosphat enthält.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a monoaluminium phosphate solution for impregnation which contains a small amount of sodium polyphosphate is used. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein geformter Faserkörper zum Tränken eingesetzt wird, bei dessen Herstellung Natriumpolyphosphat verwendet worden ist.7. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that that a shaped fiber body is used for impregnation, sodium polyphosphate in its production has been used. 8. Wärmeisolierender, insbesondere keramischer Faserkörper, hergestellt nach dem Verfahren eines der vorhergehenden Ansprüche.8. Heat insulating, especially ceramic fiber body, produced by the method of one of the preceding claims. 9. Verwendung der Faserkörper nach Anspruch 8 zur Wärmeisolierung von Rohrleitungen für unter hohem Druck, hoher Temperatur und/oder mit großer Geschwindigkeit strömende Gase.9. Use of the fiber body according to claim 8 for thermal insulation of pipelines for those flowing under high pressure, high temperature and / or at high speed Gases. 10. Verwendung der Faserkörper nach Anspruch 8 für die Auskleidung von Reaktionsräumen bei insbesondere öfen, mit saurer Atmosphäre.10. Use of the fiber body according to claim 8 for the lining of reaction rooms in particular ovens with an acidic atmosphere. 11. Verwendung der Faserkörper nach Anspruch 8 als Verschleißfutter in flüssige Metalle, insbesondere AluminiumschmeTzen, enthaltenden Gefäßen bei insbesondere Transportgefäßen.11. Use of the fiber body according to claim 8 as a wear lining into liquid metals, especially aluminum melts, Containing vessels in particular in the case of transport vessels. 030051/0224030051/0224
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