DE2100581A1

DE2100581A1 - Warmedammendes Material zur Verwendung bei der Herstellung von Steigern und warmeisoherenden Abdeckungen bei Kokillengußformen und Verfahren zur Her stellung solcher warmeisolierenden Ab deckungen und Gebilden dieser Art

Info

Publication number: DE2100581A1
Application number: DE19712100581
Authority: DE
Inventors: Donald Darrington; Young Leslie Pontefract; Yorkshire Boden (Großbritannien)
Original assignee: RESIL PROCESSES Ltd
Current assignee: RESIL PROCESSES Ltd
Priority date: 1970-01-10
Filing date: 1971-01-07
Publication date: 1971-07-22
Also published as: FR2076027B1; FR2076027A1; BE761319A; AT320172B; NL7100139A; GB1300954A; CA974676A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. W. Scherrmann Dr.-Ing. R. Roger

73 Essllngen (Neckar), Fabrikstraße 9, Postfach 348

5. Januar 1971 _T , .

· Telefon

PA 1 Stuttgart (0711)356539

35961?

Telegramme Patentschutz Essllngenneckar

RESIL PROCESSES LIMITED, of King Street, Pontefract, Yorkshire, England

Wärmedämmendes Material zur Verwendung bei der Herstellung von Steigern und wärmeisolierenden Abdeckungen bei Kokillengußformen und Verfahren zur Herstellung solcher wärmelsolleren- den Abdeckungen und Gebilden dieser Art

Die Erfindung betrifft ein wärmedämmendes Material zur Verwendung bei der Herstellung von Steigern und wärmeisolierenden Abdeckungen bei Kokillengußformen und Verfahren zur Herstellung solcher wärmeisolierenden Abdeckungen und Gebilden dieser Art.

Beim Gießen von geschmolzenen Metallen wird das Metall häufig in eine röhrenförmige Form gegossen, die typischerweise eine rechteckige Querschnittsgestalt aufweist und gegen ein Ende zu geringfügig konisch verläuft, wobei dieser konische Verlauf zur Erleichterung der Entnahme des Gußstücks aus der Form nach der Erstarrung des geschmolzenen Materials dient. Nach dem Gießen strahlt Wärme von dem in der Form befindlichen geschmolzenen Material ab, so daß die Aussenselten zunächst erstarren. Die Erstarrung des geschmolzenen Metalls ist von einer Volumenabnahme begleitet, mit dem Ergebnis, daß der geschmolzene Innenbereich während der Erstarrung zurückweicht, wodurch sich ein Lunker oder Spalt ausbildet, der, von der oberen Stirnseite der Form aus gesehen, sich im wesentlichen in der Mitte des gegossenen Barrens nach unten erstreckt. Dieser Lunker oder Spalt bildet eine Unregelmässigkeit in dem Metall, die vor

10 9830/1277

der Weiterverarbeitung des Barrens, d.h. der Rohmassel, entfernt werden muss, beispielsweise durch Walzen oder Pressen, wobei in extremen Fällen die Lunkerbildung eine Größe haben kann, daß die Rohmassel für die Weiterverarbeitung unbrauchbar ist. Das Maß, d.h. die Größe dieses Lunkers oder Spaltes, bestimmt die Materialmenge, welche vor der Weiterverarbeitung als Abfall entfernt werden muss und es ist deshalb verständlich daß je kleiner der Lunker oder Spalt Im Dereich der oberen Stirnseite der Kokille ist, umsoweniger Abfallmaterial von der Rohmassel entfernt werden muss.

Es sind deshalb schon verschiedene Verfahren bekanntgeworden um das Metall an der Oberseite einer Kokille in einem im wesentlichen geschmolzenen Zustand zu halten, so daß der geschmolzene "Kopf", der auf der Rohmassel liegt, den bei der Erstarrung des Masselkörpers auftretenden Volumenänderungen folgen und diesen Rechnung tragen kann. Die Erstarrung des "Kopfes" der Massel erfolgt dann zum Schluß.

Bei einem Verfahren zur Erhaltung des Metalls im Kopfbereich einer Kokille in einem im wesentlichen flüssigen Zustand wird ein exothermes Pulver auf das geschmolzene Metall oben aufgestreut, das bei der Reaktion Wärme an das geschmolzene Metall abgibt, wodurch das Metall im Kopfteil der Massel im geschmolzenen Zustand gehalten wird. Dieses Verfahren leidet ψ unter zwei Nachteilen, von denen der erste darin besteht, daß es notwendig ist, dem exothermen Material einen Brennstoff zuzuführen, was verhältnismäss.ig teuer ist, während der zweite iiachteil darin zu sehen ist, daß das Vorhandensein eines zusätzlichen reaktionsfähigen Materials auf der gegossenen Schmelze zum Einschluß von Verunreinigungen in den oberen Bereich der Massel führen kann.

Ein anderes Verfahren zur Lösung dieses Problems besteht darin, das obere Ende der Kokille mit einer Schicht eines wärmeisolierenden Materials auszukleiden, um damit den Wärrr.everlust von dem oberen Bereich der Massel zu verhüten oder

109830/1277

zumindest _zu reduzieren, so daß der eigentliche Körperteil der Massel schneller erstarren kann als deren oberer Kopfteil. Normalerweise werden exotherme Brennstoffe in Kombination mit solchen wärmedämmenden Abdeckungen verwendet. Auf diese Vieise ist es in der Regel möglich, die Bildung von Lunkern oder Spalten im Bereiche der Stirnseite von Masseln zu verhüten oder zumindest wesentlich zu reduzieren. Diese wärmeisolierenden Beilagen oder Auskleidungen werden häufig als wärmeisolierende Abdeckungen oder Auskleidungen bezeichnet. In einer grundsätzlichen Ausbildung bei einer rechteckigen Kokille bestehen sie aus je vier Ziegeln und vier Keilstücken, wobei die Ziegel am oberen Ende der Kokille einandergegenüberliegend angeordnet sind und die Keilstücke in die Ecken zwischen die Ziegel eingefügt und dort festgehämmert werden, so daß die ganze Abdeckung oder Auskleidung zusammenhält. Die normalerweise verwendeten Abdeckungen oder Auskleidungen ■weisen den Nachteil auf, daß bei der Benutzung ein beträcht- . licher Metalleinschluß in ihnen erfolgt und sich ausserdem eine rauhe unbefriedigende Oberfläche der Massel ergibt. Darüberhinaus wird durch das Eindringen von Metall zwischen die einzelnen Teile der Auskleidung oder Abdeckung die Isolierwirkung verringert. Schliesslich sind die einzelnen Teile der Auskleidung oder Abdeckung normalerweise zerbrechlich, so daß sie beim Einsetzen oder der Handhabung vor dem Gießen häufig zu Bruch gehen.

Leim Gießen von geschmolzenem Eisen oder Stahl ist es erforderlich, feuerfestes Material zu verwenden, dessen Schmelzpunkt oberhalb der Temperatur des Gußmaterials liegt. Es ist des- " halb erforderlich, in dem Material, aus dem die wärmeisolieren de Auskleidung oder Abdeckung hergestellt wird, einen Anteil von feuerfesten Material vorzusehen, dessen Schmelzpunkt oberhalb 1500° C liegt. Die untere Grenze für den Schmelzpunkt des feuerfesten Materials hängt für jeden Einzelfall von der Größe des herzustellenden Gußstückes bzw. der Masselgröße ab; sie ist ausserdem abhängig von der Art des oder der verwendeten

10983Q/ 1277

Metalles bzw. Metalle sowie von der Temperatur, bei der der Gußvorgang stattfindet.

Wegen der Anwesenheit von feuerfesten Materialien in der wärmeisolierenden Abdeckung oder Auskleidung hängt deren Isolationswirkung davon ab_f daß eine Vielfalt von Löchern oder Poren in dem Material vorgesehen wird, was bedeutet, daß die Einzelteile der Auskleidung oder Abdeckung vom Standpunkt der Handhabung aus gesehen, schwach oder zerbrechlich sind. Es wurden schon Versuche unternommen, die mechanische Widerstandsfähigkeit dieser Materialien durch Zusatz von Anteilen fasrigen Materials zu erhöhen. Während die Anwesenheit von solchen Fasermaterialien in Auskleidungen oder Abdeckungen der infragestehenden Art die mechanische Widerstandsfähigkeit tatsächlich erhöht, reicht sie nicht aus, um eine Auskleidung oder Abdeckung zu ergeben, die ohne größere Bruchgefahr gehandhabt und fest eingefügt oder eingehämmert werden kann.

Ziel der Erfindung ist es deshalb, ein wärmedämmendes Material zur Verwendung bei der Herstellung von Steigern und wärmeisolierenden Abdeckungen bzw. Auskleidungen bei Kokillengußformen und dergl. zu schaffen, welches den skizzierten Anforderungen genügt und es gestattet, solche Abdeckungen oder Auskleidungen zu erzeugen, die bei hervorragendem Wärmeisolationsvermögen über große mechanische Widerstandsfähigkeit verfügen.

Zu diesem Zwecke ist das wärmedämmende Material gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß es aus 70 bis 90 Gewichtsprozent eines feuerfesten Zuschlagmaterials, 2 bis 12 Gewichtsprozent organischem Fasermaterial, 4 bis 20 Gewichtsprozent tonigem Material und 1 bis 9 Gewichtsprozent Harzbinder besteht. Der Anteil des organischen Fasermaterials beträgt mit Vorteil 5 bis 12 Gewichtsprozent des Gesamt-

- 5 109830/1277

materialgewichts, während der Anteil des tonigen Materials vorteilhafterweise 4 bis 10 Gewichtsprozent des Gesamtmaterialgewichts beträgt.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung liegt der Anteil des organischen Fasermaterials zwischen 6 und 9 und vorzugweise 6,5 und 8,75 Gewichtsprozent des Gesamtmaterialgewichts. Das organische Fasermaterial kann ein Zellulosematerial sein, das typischerweise aus feinzerkleinertem Zeitungspapier, Pappematerial oder dergl. Papierprodukten gebildet ist. Das organische Fasermaterial ist zweckmässigerweise voi? der Zumischung zu den anderen Materialbestandteilen durchgehend zu Brei gemacht und in wässriger Suspension in Einzelfasern aufgelöst worden.

Während diese Papierfaserkomponente in weiterem

Bereich variieren kann, so ergeben sich optimale Ergebnisse doch mit einem verhältnismässig langfasrigen Material etwa wie Kraftzellstoff. Das verwendete Papiermaterial sollte in einer der für diesen Zweck gebräuchlichen üblichen Maschinen gemahlen werden, was entweder separat oder mit den anderen Komponenten gemischt geschehen kann. In der Praxis ist es wegen des verhältnismässig niederen angestrebten Feuchtigkeitsgehalts der Endmischung zweckmässig, lediglich das in der Gesamtwassermenge enthaltene Papier während einer Zeitspanne zu mahlen, in der wegen der höheren Fliessfähigkeit eine maximale Bewegung in dem Mischer auftritt und deshalb eine schnellere Bearbeitung und Trennung der Fasern erzielt wird.

Das erforderliche Maß des Mahlens ist dadurch bestimmt, daß der Papierkomponente lediglich die Eigenschaften gegeben■ werden müssen, welche zur Bildung eines gutzusammenhaltenden Blattes von nicht weniger als der halben Festigkeit eines Blattes Kraftpapier derselben Stärke erforderlich sind.

109830/1277

BAD ORiGINAi

Dies kann in der Weise erreicht werden, daß die auch für die • endgültige Mischung aller Komponenten erforderliche Zeit· für die für die Papierkomponente allein erforderliche Behandlung ausreichend gewählt wird. Eine für ein bestimmtes Rohmaterial gefundene spezielle Zeit ergibt, wie sich gezeigt hat, immer wieder reproduzierbare Eigenschaften für das gleiche Rohmaterial.

Damit die Mahlzeit nicht zu lang dauert, ist es zweckmässig, Papier zu verwenden , das in einem vorhergehenden Mahlvorgang bereits in beträchtlichem Maße bearbeitet worden ist.

Für das Mischen ist es weiterhin erforderlich, eine homogene Verteilung des Wassergehaltes zu erzielen, der zweckmässigerweise nicht das Doppelte des Gewichts der Feststoffanteile übersteigen sollte.

Das feuerfeste Zuschlagmaterial ist mit Vorteil ein aus Siliziumsand, zerkleinerten feuerbeständigen Ziegeln oder gebrannter zerkleinerter Schamotte hergestellter gebrannter Ton. Das feuerfeste Zuschlagmaterial kann in zwei unterschiedlichen Sorten vorhanden sein, von denen die erste jn einem Anteil von 50 bis 65 Gewichtsprozent des Feststoffge- * halts des Gesamtmaterials mit einer Teilchengröße, welche dem vollständigen Durchgang durch ein Zehnmaschensiab entspricht, zugesetzt ist und die zweite Sorte in einem Anteil von im wesentlichen 20 bis 30 Gewichtsprozent des gesamten Feststoffanteils in einer Teilchengröße vorhanden ist, daß das gesamte Material durch ein Zwanzigmaschensieb durchgeht.

Das tonige Material ist mit Vorteil ein Ton; für den orfindungsgemässen Zweck hat sich sin Bindeton als besonders zweckmässig erwiesen. Das tonige Material soll zusätzlich zu dem Harz als Bindemittel wirken; es dient dazu, dem Material Widerstandsfähigkeit im heißen Zustand zu verleihen, was

? 09830/127?

bedeutet, daß die Tendenz der einzelnen Teile der wärmeisolierenden Auskleidung oder Abdeckung nach der Verwendung' in einer Kokillengußform beim Herausnehmen des Gußstückes aus der Form äuseinanderzufallen, stark verringert wird. In der Tat ist es möglich gewesen, mit dem erfindungsgemässen Material Auskleidungen bzw. Abdeckungen herzustellen, deren Teile nach dem Herausnehmen des Gußstückes aus der Form im wesentlichen intakt'bleiben. Der Anteil des tonigen Materials beträgt zweckmässigerweise 6 bis 9 und vorzugsweise 6,25 bis 7,75 Gewichtsprozent des Gesamtmaterialgewichts. Das tonige Material unterstützt die gesteuerte Zusammenpressung des Materialbreis insoweit als es bis zur Druckeinwirkung eine wasserrückhaltende Wirkung ausübt.

Ein typisches Beispiel für solches toniges Material ist der im Handel als "975 Ball Clay" erhältliche Bindeton.

Dieser, einen verhältnismässig niederen Schmelzpunkt aufweisende "975 Ball Clay" kann durch einen zusätzliche Flußmittel, beispielsweise "Cornish Stone", 'Feldspat oder

Hephelin Syenit , enthaltenden Bindeton ersetzt werden, bei dem die Flußmittel zur Erhaltung der Sintereigenschaften der Mischung vorgesehen sind. Die Zuschläge werden hierbei derart zugegeben, daß eine Sinterung des Produktes bei Berührung mit dem heißen Metall stattfindet, jedoch keine solche 'Verglasung eintritt, daß die Auskleidung oder Abdeckung an dem Gußstück kleben bleibt. Der Flußmittelanteil kann mit Vorteil zwischen 2 bis 8 % bei "Cornish Stone", 1 bis 5 % bei Feldspat und 1 bis 6 % bei Nephelin Syenit liegen.

Der Ilarzbinder, wie das Harzbindemittel kurz genannt wird, ist zweckmässigerweise ein aushärtbarer Binder, durch den die Materialbestandteile vor der Verwendung zu einem standfesten Gebilde zusammenbackbar sind. Der Anteil des Harz-

- 8 109830/1277

binders kann 2 bis 8 Gewichtsprozent des Gesamtmaterialgfewichts betragen. Ein typisches Harz für diesen Zweck ist unter der Handelsbezeichnung "No. DR. 19434" oder "No.R.19460" der Bakelite Xylonite Limited im Handel. Der Anteil des Harzbinders bestimmt zu einem großen Maße die "grüne" Widerstandsfähigkeit der aus dem Material hergestellten Teile oder Gebilde. Unter "grüner" Widerstandsfähigkeit oder Festigkeit ist die Festigkeit des getrockneten aber nicht gebrannten Produktes verstanden. Je größer der Anteil an Harzbinder ist, umsogrößer ist auch die "grüne" Widerstandsfähigkeit oder Festigkeit des Produktes. In Anbetracht des verhältnismässig hohen Preises des Harzes wird in der Praxis lediglich soviel Harz zugegeben, daß sich eine annehmbare "grüne" Festigkeit der aus dem erfindungsgemässen Material hergestellten Produkte ergibt. Der Anteil des Harzbinders liegt typischerweise in dem Bereich von 3 bis 6,5 Gewichtsprozent.

Das feuerfeste Zuschlagmaterial kann ausserdem zum größeren Teil ein leichtgewichtiges Zuschlagmaterial enthalten, dessen lose Packdichte kleiner als 10,2 kg/m³ (65 lb/cuft) ist. Der Anteil des leichtgewichtigen Zuschlagmaterials liegt vorteilhafterweise in dem Bereich von 30 bis 90 Gewichtsprozent des Gesaratmaterialgewichts sowie mit Vorteil ausserdem zwischen 40 und 80 und typischerweise zwischen 50 und 65 Gewichtsprozent. Das leichtgewichtige Zuschlagmaterial kann gemeinsam mit einem dichteren Zuschlagmaterial in dem Gesamtmaterial vorhanden sein.

Das leichtgewichtige Zuschlagmaterial ist zweckmässigerweise eine ^reekte gemahlene Schamotte mit einer Feuerfestigkeit, entsprechend dem Kegel 30 (1670 C) und einer losen Packdichte von 10,2 kg/m (65 lb/cuft). Es kann in einer Mischung von zwei Sorten zugesetzt sein, von denen die eine eine Siebfeinheit von 2,38 mm und die andere eine Siebfeinheit ent-

10 9 8 3 0/1277

sprechend einem Dreissigmaschensieb aufweist.

Ausserdem kann das feuerfeste Zuschlagmaterial einen Anteil Füllstoffe enthalten.

Unter "Füllstoffe" sind hierbei im wesentlichen sphärische Partikel aus zusammengeschmolzenen glasähnlichen Material verstanden, wie sie in der bei der Erzeugung von elektrischer

Energie aus Kohle anfallenden Asche enthalten sind. Diese "Füllstoffe"sind somit als im wesentlichen sphärische Partikel aus leichtem Glas - im Gegensatz zu keramischen Materialien definiert. Die Korngröße dieser"Füllstoffe"ist so, daß ihre Mehrzahl durch ein Vierzigmaochensieb hindurchgeht und von einem Zweihundertfünfunddreissigmaschensieb zurückgehalten wird. Die Dichte der losegeschütteten Packung der"Füllstoffe" liegt gewöhnlich unter 0,6 g/cm und vorzugsweise unter 0,5 g/ cm für trockene Partikel, von denen Abfallstoffe und andere unerwünschte Materialien entfernt worden sind.

Die erwähnten"Füllstoffe" werden typischerweise bei der Erzeugung elektrischer Energie aus Kohle gebildet. Bei diesem Energieerzeugungsprozeß werden große Mengen Asche erzeugt, von denen ein Teil ,durch den Schornstein geht und zur Verhütung ''. oder zumindest Verringerung der Luftverschmutzung niederge-

schlagen und gesammelt werden muß. Diese oft als Flugasche bezeichnete Asche fällt in sehr feiner Form an; zur Sammlung ; wird sie in Wasser abgelagert, wobei verschiedene Bestandteile voneinander getrennt werden; die einen sinken ab während andere j schwimmen. Die Bestandteile, welche schwimmen, sind die "Füll- ι stoffe" im Sinne der Erfindung. Die Feuerfestigkeit dieser | schwimmenden Partikel ist nicht so groß wie jene von Zuschlagstoffen auf Tonbasis, doch wegen ihres geringen Gewichts und der Möglichkeit, daß sie hohl sind, verfügen sie über ausgezeichnete Isolationseigenschaften. Erfindungsgemässe Materialien; die einen Anteil solcher Partikel als"Füllstoffe " enthalten, sind bei der Herstellung von Steigern und dergl. besonders

- 10 109830/1277

2100531

vorteilhaft, wo es auf eine besonders hohe Feuerfestigkeit nicht ankommt.

Eine typische Materialzusammensetzung zur Verwendung bei Steigern besteht aus 70 bis 79,5 Gewichtsteilen solchen Partikeln, d.h. "Füllstoffen", 6,5 bis 8,5 Gewichtsteilen Schamotte, 1,5 bis 3,5 Gewichtsteilen Harzbinder und 9 bis 15 Gewichtsteilen Papier in der Gesamtsumme von jeweils 100 Gewichtsteilen.

Das feuerfeste Zuschlagmaterial kann ausserdem einen Anteil Aluminiumsilikat-Material enthalten. Das Aluminiumsilikat-Material kann ein Ton mit hohem Aluminiumgehalt sein, der bei einer Temperatur gebrannt ist, welche unterhalb dem Wert liegt, bei dem freies Silizium in merklichem Anteil entstehen würde. Der Ton ist mit Vorteil ein teilweise gebrannter Bauxitton oder eine schottische Schamotte 'mit hohem Aluminlumgehalt. Das Aluminiumsilikat-Material enthält vorzugsweise 36 bis Gewichtsprozent Aluminium, während die Brenntemperatur des Tons vorzugsweise in dem Bereich zwischen 500 C und 1000° C liegt. Der Ton weist mit Vorteil einen geringen Flußmittelanteil auf, so daß beim Brennen sich ein leichtgewichtiges feuerfestes Zuschlagmaterial ergibt. Ist das Aluminiumsilikat-Material ein Bauxitton, so wird dieser vorzugsweise bei einer ψ Temperatur von 750 C gebrannt. Nach dem Brennen kann das

_%Aluminiumsilikat-Material einer Extraktion mit Säure unterworfen werden, um ein leichtgewichtiges Material zu erhalten.

Die Erfindung umfaßt ausserdem wärmeisolierende Abdeckungen oder Auskleidungen, Steiger, Steigerauskleidungen und andere wärmeisolierende feuerfeste Gebilde, die aus dem erfindungs-.gemässen Material hergestellt sind. Hierzu gehören auch wärmeisolierende Auskleidungen oder Abdeckungen oder ähnliche Gebilde, bei denen die einzelnen Fasern des Fasermaterials zumindest in den Oberflächenschichteri des Gebildes in der

- 11 109830/ 1 277

Ebene der Oberfläche ausgerichtet-sind.

Zur Erfindung zählt auch eine wärmeisolierende Auskleidung oder Abdeckung für eine Kokillengußform, die aus einem wärmedämmenden Material hergestellt ist, das 70 bis 89 Gewichtsprozent feuerfesten Zuschlagmaterials, 2 bis 12 Gewichtsprozent organisches Fasermaterial, 4 bis 20 Gewichtsprozent tonigem Materials und 1 bis 9 Gewichtsprozent Harzbinder enthält, wobei die Fasern des organischen Fasermaterials in dem Produkt zumindest teilweise in einer Ebene ausgerichtet sind. Die Ebene, in der die Fasern ausgerichtet sind, kann im wesentlichen parallel zu einer Oberflächenebene des fertigen Gebildes, d.h. des Produkts, oder senkrecht hierzu verlaufen.

Die Erfindung betrifft schließlich auch ein Verfahren zur Herstellung von wärmeisolierenden Abdeckungen oder Auskleidungen und wärmeisolierenden feuerfesten Gebilden aus dem erfindungsgemässen Material, weiches dadurch gekennzeichnet ist, daß das organische Fasermaterial in einer wässrigen Suspension aufgeschlossen wird und die übrigen Feststoffanteile unter Erzeugung einer Suspension oder eines Breies zugegeben werden, hierauf der Brei in eine entsprechend gestaltete Form oder Matrize eingegossen und auf den in der Form oder Matrize befindlichen Brei eine bemessene Druckkraft ausgeübt wird, mittels der Wasser aus dem Brei ausgepresst und die festen Bestandteile des Breis formgerecht zusammengepresst werden, wobei dieses Pressen durch entsprechende Steuerung des Wasserabflusses aus der Matrize oder Form durch die Zwischenräume zwischen den Feststoffbestandteilen des Materials während der Verdichtung in der Weise vorgenommen wird, daß zumindest eine gewisse Ausrichtung der Fasern des organischen Fasermaterials in dem Gebilde erzielt wird und daß anschliessend das gepresste Gebilde aus der Matrize oder Form herausgenommen und bei erhöhter Temperatur getrockten und/oder ausgehärtet wird.

• - 12 109830/127 7

Die Druckkraft kann auf den Inhalt der Matrize oder Form mittels einer Druckplatte übertragen werden, wobei mit zunehmendem Wasseraustritt zwischen den Feststoffanteilen stetig erhöht wird, derart, daß nach dem Auspressen des Großteils des Wassers aus dem Brei und den in der Matrize oder Form zurückgehaltenen Feststoffanteilen eine verhältnismässig große Druckkraft ausgeübt wird.

Der Wasseraustritt aus der Matrize oder Form kann lediglich in einer Richtung erfolgen, wodurch eine Ausrichtung des in der Matrize oder Form befindlichen organischen Fasermaterials während des Austreibens des Wassers erzielt wird.

Durch Anordnung entsprechender Auslaßkanäle oder anderer Auslaßmittel im Körper der Matrize oder Form und indem die Druckkraft auf den Inhalt der Matrize oder Form übertragenden Druckelement kann eine Ausrichtung der Fasern des organischen Fasermaterials in der Druckebene oder senkrecht hierzu erzeugt werden. Der auf das in der Matrize oder Form befindliche Material ausgeübte Enddruck kann in dem Bereich von 7,03 bis

2
49,21 kg/cm (100 bis 700 psi) liegen; er liegt vorzugsweise

2 in dem Bereich von 10,55 bis 35,15 kg/cm (150 bis 500 psi)

2 und typischerweise in dem Bereich von 12,17 bis 17,57 kg/cm (175 bis 250 psi). Das aus dem in der Matrize oder Form befindlichen Brei abgeschiedene Wasser wird zweckmässigerweise in zur Druckrichtung koaxialer Richtung ausgepresst, doch kann alternativ das Wasser aus der Matrize oder Form auch im wesentlichen quer zur Druckrichtung austreten, wozu entsprechende Vorkehrungen getroffen werden können.

Das gepresste Gebilde wird vorzugsweise bei einer Temperatur in dem Bereich von ca.. 150 bis 175° C getrocknet.

Das fUr die Matrize oder Form verwendete Druckelement kann

■-13 -

109830/1277

zum Austreiben des Wassers bei zurückgehaltenen Feststoffen in der Matrize oder Form beweglich ausgebildet sein. Die· Druckplatte kann entweder die obere Druckplatte einer Presse sein, welche nach unten in die Matrize oder Form eingeführt wird, sie kann aber auch aus der unteren Druckplatte einer Presse bestehen, welche nach oben bewegt wird. Alternativ können auch zwei Platten oder Druckelemente verwendet werden, die in der Matrize oder Form in entgegengesetzten Richtungen bewegt werden, beispielsweise derart, daß die bzw. das eine aufwärts und die oder das andere abwärts bewegt wird. Als weitere Alternative können das oder die Druckelement(e) relativ zur Matrize oder Form derart bewegt werden, daß eine Bewegungskomponente in der Horizontalrichtung vorhanden ist.

Die auf die Druckplatte ausgeübte Druckkraft muß während des ganzen Druckvorgangs sorgfältig gesteuert werden. Der Pressvprgang kann allmählich geschehen und mit dem Wasseraustritt aus der Matrize oder Form fortschreitend zunehmen, so daß von dem Druckelement ein beträchtlich höherer Druck ausgeübt wird, nachdem der Großteil des Wassers aus den in der Matrize oder Form zurückgehaltenen Feststoffen ausgetrieben ist. Das j Druckelement kann hydraulisch betätigt sein, während in dem ! Körper der Form oder Matrize und/oder in der Druckplatte selbst Auslassöffnungen vorgesehen sind, so daß das Wasser in einer Richtung aus der Matrize oder Form austritt und beim Austritt des Wassers eine Ausrichtung der in der Matrize oder Form zurückgehaltenen FasermateriaÜen eintritt, wobei diese Ausrichtung der Faser während des Pressvorgangs und in dem Endprodukt aufrechterhalten wird* Da die Tonpartikel im wesentlichen eben oder "plättchenartig" sind, tritt auch eine ge- ^; wisse Ausrichtung der Tonteilchen auf. Die Ausrichtung der '■ Fasern kann demgemäss in der Druckebene oder senkrecht dazu durch entsprechende Anordnung und Ausbildung von Auslass- * kanälen oder Auslassmittelri in der Form oder Matrize selbst

- 14 -

109830/127 7 j|

und/oder der Druckplatte erzielt werden.

• Jeder Teil der wärmeisolierenden Auskleidung oder Abdeckung wird individuell hergestellt. Der in jedem Fall zur Anv/endung kommende Druck wird in Abhängigkeit von der Fläche berechnet, über die der Druck zur Einwirkung kommt. Auf diese Weise können die Gesamtdichte und damit die Eigenschaften jedes Einzelteiles innerhalb sehr enger Grenzen gesteuert werden, womit sichergestellt wird, daß jede Auskleidung oder Abdeckung ihren jeweiligen Betriebsanforderungen entspricht. Die Anfangsbewegung der Druckplatte sollte vorzugsweise schnell sein, um damit einen Wasseraustrieb mit der mit

P Rücksicht auf die Auslaßkanäle maximal zulässigen Geschwindigkeit zu erzielen.

Die Größe des gegen Ende auf das Produkt ausgeübten Druckkraft hängt bis zu einem gewissen Maße von der erforderlichen Feuerfestigkeit ab. Je größer die Druckkraft ist, umsomehr werden die einzelnen Partikel des feuerfesten Zuschlagmaterials aneinander angenähert, so daß sich eine dichtere Anordnung der feuerfesten Partikel in dem gepressten Pulver und demgemäss eine erhöhte keramische Gleichmässigkeit in dem Produkt ergibt. Unter keramischer Gleichmässigkeit wird hierbei ein Maß für den Widerstand des feuerfesten Materials gegen das fc Eindringen von geschmolzenem Metall verstanden. Wird ein feuerfestes Material ohne Zuschlagstoffe lose aufgeschüttet, so daß es einen vorbestimmten Raum einnimmt, so ergibt die diesen Raum begrenzende Aussenfläche eine aus aneinanderliegenden feuerfesten Partikeln bestehende Fläche. Das Material würde deshalb eine kontinuierliche feuerfeste Fläche bilden, welche bei der Berührung mit einem geschmolzenen Metall das Eindringen von geschmolzenem Metall in den feuerfesten Körper im wesentlichen verhindern würde un€e£i der Voraussetzung natürlich, daß die Größe der feuerfesten Partikel klein genug ist. Der Grund hierfür liegt darin, daß

- 15 -

109830/1277

210Q581

trotz des Vorhandenseins von Zwischenräumen zwischen den einzelnen Partikeln das geschmolzene Metall wegen seiner. Oberflächenspannung nicht in den feuerfesten Körper eindringen kann. Wird das feuerfeste Material in den gleichen Raum eingestampft oder eingepresst, so ergibt sich eine kompaktere Anordnung der Partikel, womit der Widerstand gegen das Eindringen von geschmolzenem Metall noch größer wird.

Mit Vergrößerung des Pressdrucks bei dem Pressvorgang ergibt sich somit eine dichtere Lagerung der feuerfesten Zuschlagmaterialien bei den erfindungsgemässen Produkten mit einer entsprechenden vergrößerten keramischen Gleichmässigkeit und einer entsprechenden Abnahme der Menge und Möglichkeit von Metalleinschlüssen in der fertigen Auskleidung bzw. Abdeckung. Ausserdem ergibt sich umsoweniger Ausschuss während des Trocknens, je mehr Wasser während des Pressens ausgetrieben wird.

Um einen Formling vorbestimmter Gestalt herzustellen, wird ein Formkasten von im wesentlicher rechteckiger Querschnittsgestalt mit einer Bodenplatte und einem von einem Drahtgitter oder Sieb gebildeten falschen Boden verwendet. Das Sieb oder Gitter ist an der Bodenplatte vorgesehen; es dient zur Ausbildung der Auslasskanäle, durch welche das Wasser während des Pressvorgangs austreten kann. Ausserdem wird eine an einem hydraulisch oder pneumatisch betätigten Stempel sitzende Druckplatte vorgesehen, die von oben her in den Formkasten eindringen und sich senkrecht zum Boden des Formkastens und des daran angeordneten Gitters vorbewegen kann.

Der die Feststoffe in gleichmässiger Verteilung enthaltende Brei wird in den Formkasten eingepumpt bis dieser gefüllt ist. Hierauf wird die Druckplatte, aufgesetzt und der Inhalt des Formkastens in zunehmendem Maße einem Druck ausgesetzt, so daß Wasser, welches in dem in dem Kasten befindliches Material

109830/1277

- 16 -

enthalten ist durch das Drahtgitter am Boden des Formkastens entweder in den Ausguss oder zur Wiederverwendung in dem Verfahren ausgetrieben wird. Das Wasser tritt hierbei aus dem in dem Formkasten befindlichen Brei in einer Richtung aus, die im wesentlichen koaxial zu der Pressrichtung verläuft. Alternativ könnte die Deckplatte des Formkastens ortsfest und die Bodenplatte nach oben beweglich sein, um das Wasser aus dem Formkasten herauszudrücken. Wird eine koaxiale Bewegung in der Pressrichtung für das aus dem Brei ausgetriebene Wasser gewühlt, so wird das Fasermaterial im wesentlichen senkrocht zur Pressrichtung orientiert.

In einer alternativen Ausfuhrungsform kann das Drahtgitter gegenüberliegend an den Enden des Formkastens angeordnet sein, so daß im Verlaufe der Druckeinwirkung über die obere Druckplatte das Wasser aus dem Formkasten in einer Richtung austritt, die im wesentlichen parallel zur Druckrichtung verläuft, wodurch eine Faserausrichtung in dem Formkasten im wesentlichen in der Ebene des gepressten Gegenstandes selbst erzielt wird. ;

Wach dem Pressvorgang wird die obere Platte abgenommen, während die unteren Platten nach oben längs der die Seiten des Formkastens bildenden Wände hochbewegt werden, um damit den gepressten Gegenstand zur Abnahme und zur Ablage auf einer Unterlage für das nachfolgende Trocknen freizugeben.

Im folgenden werden einige Ausführungsbeispiele zur Veranschaulichung der Erfindung beschrieben:

Ausführungsbeispiel 1

Durch Zerkleinerung und Aufteilung von Papier und Pappeteilen in Wasser wurde Papierfaserstoff (Halbstoff) erzeugt, der 5 Gewichtsprozent Fasermaterial im Wasser enthält.

- 17 -

109830/1277

Die Auflösung wurde in einem Hydropulper : vorgenommen; es wurden Pappe und Papier zugesetzt bis der gewünschte Anteil erreicht war.

Dem Hydropulper · wurde'gemahlene Schamotte, Bindeton und Harzbinder in solchen Anteilen zugesetzt, daß der Feststoffanteil des aufgeschl^mmten Materials die folgende Zusammensetzung aufwies:

Papier 8,75 Gewichts%

gemahlene Schamotte

Siebfeinheit:

10 Maschen bis Staub 52,5 Gewichts% gemahlene Schamotte

Siebfeinheit:

20 Maschen bis Staub . 26,25 Gewichts%

Bindeton 6,25 Gewichts%

Harzbinder

R 19460(Bakelite Xylonite

Limited) 6,25 Gewichts%

Das Material wurde in dem Hydropulper gründlich gemischt bis eine gleichmässige Aufschwemmung erreicht wurde, wobei es wichtig ist, sicherzustellen, daß das Papier einwandfrei zerfasert ist, bevor die anderen festen Materialien zugesetzt werden. Das Material wurde sodann in Vorratstanks gebracht, wo es bis zum Abziehen für den Gebrauch dauernd bewegt und umgerührt wurde. Die Ziegel wurden unter Verwendung der beschriebenen Vorrichtung gepresst, wobei das Wasser koaxial zur Pressrichtung ausgetrieben wurde. Der Pressvorgang fand

statt unter einem Druck von 18,7 kg/cm ; die gepressten Produkte wurden bei einer Temperatur von 160° C getrocknet. Das geformte Produkt war ohne zusätzliche Nacharbeit gebrauchsfertig.

Das erzeugte Produkt hatte eine Gesamtdichte von 1121,3 bis

- 18 -

109830/1277

1153 kg/m³ (70 bis 72 lbs/cuft) und einen Reißmodul von 31,21 kg/cm² (446 lbs/sq.in.). Bei der Benutzung wurde lediglich ein sehr geringes Eindringen des Metalls fest- ' gestellt; die hergestellten Masseln wiesen eine wohldefinierte Schulter auf; zwischen der Massel und der Auskleidung oder Abdeckung wurde kein Kleben festgestellt.

Ausführungsbeispiel 2

Das Ausführungsbeispiel 1 wurde unter Verwendung der folgenden Mischungsbestandteile wiederholt χ

Papier 6,5 Gewichts%

feuerf.Zuschlagmaterial

Siebfeinheit:

10 Maschen bis Staub 54 Gewichts%

feuerf. Zuschlagmaterial

Siebfeinheit:

20 Maschen bis Staub 27 Gewichts%

Bindeton 6,25 Gewichts% Harzbinder BXL R 19460 6,25 Gewichts%

Das Verfahren nach dem AusfUhrungsbeispiel 1 wurde wiederholt, wobei sich Abdeckungen bzw. Auskleidungen ergaben, bei denen die Gesamtdichte des Fertigprodukts in dem Bereich von 1201,39 bis 1233,47 kg/m³ (75 bis 77 lbs/cuft) und der Reißmodul bei 35,45 kg/cm (504 lbs/sq.in.). Eine Fertigbearbeitung der Oberfläche des Produkts vor der Verwendung war unnötig. Bei der Verwendung wurde kein Eindringen von Metall festgestellt; es ergab sich eine ausgezeichnete einwandfrei glatte Oberflächenbeschaffenheit der Massel. Ein Kleben der Ziegel der Auskleidung oder Abdeckung an der Metalloberfläche wurde nicht festgestellt.

- 19 -

109830/1277

Ausführungsbeispiel· 3

Das Ausführungsbeispiel 1 wurde.unter Verwendung der folgenden Mischungsbestandteile wiederholt:

Papier 8,75 Gewichts%

f euerf. Zuschlagmäterial

Siebfeinheit:

10 Maschen bis Staub 53,75 Gewichts% feüerf♦Zuschlagmaterial

Siebfeinheit:

20 Maschen bis Staub 26,875 Gewichts%

Bindeton 7,5 Gewichts%

Harzbinder

BXL R 19460 3,125 Gewichts%

Das Produkt hatte eine Gesamtdichte von 1185,37 bis 1217,41 kg/m (74 bis 76 lbs/cuft) und einen Reißmodul 21,3 kg/cm (302 lbs/sq.in.). Das Fertigprodukt erforderte vor der Verwendung keine Fertigbearbeitung der Oberflächen,im Gebrauch wurde keine oder nur eine sehr geringe Metalleindringung beobachtet, während kein Kleben an der Metalloberfläche auftrat.

Ausführungsbeispiel· 4

Das Ausführungsbeispiel· 1 wurde unter Verwendung der folgenden Mischungsbestandteiie wiederhoit:

Papier 4,375 Gewichts%

feuerf«Z.uschlagmaterial·

Siebfeinheit:

10 Maschen bis Staub 5 3,75 .Gewichts% feuerf.Zuschlagmaterial

Siebfeinheit:

20 Maschen bis Staub 26,875 Gewichts% 975 Ball Clay

(Bindeton) 8,75 Gewichts!

Harzbinder

BXL R 19460 6,25 Gewichts!

. 109830/12 7 7

- 20 -

Eine Fertigbearbeitung des Produkts.nach dem Formen und Trocknen war nicht erforderlich. Die physikalischen Konstanten des Produkts wurde nicht gemessen; bei der Verwendung iri der Giesserei zeigte sich jedoch, daß die unter Benutzung einer solchen Auskleidung bzw. Abdeckung gegossenen Masseln eine gute Oberflächenbeschaffenheit aufwiesen. Die Einzelteile der Auskleidung oder Abdeckung klebten nicht an der fertigen Massel.

Ausführungsbeispiel 5

Das Ausführungsbeispiel 1 wurde unter Verwendung der folgenden Mischungsbestandteile wiederholt:

Papier 8,75 Gewichts%

gemahlene Schamotte

Siebfeinheit:

10 Maschen bis Staub 53,75 Gewichts% gemahlene Schamotte

Siebfeinheit:

20 Maschen bis Staub 23,875 Gewichts% 311 Ball Clay

(Bindeton) 7,5 Gewichts%

Harzbinder

BXL R 19460 3,125 Gewichts%

Nephelin Syenit 30 Gewichts%

Das Fertigprodukt wies eine Gesamtdichte von 1185,37 bis 1201,39 kg/m (74 bis 75 lbs/cuft) und einen Reißmodul von

2
21,93 kg/cm (312 lbs/sq.in.)auf. Bei der Benutzung in der Gießerei zeigte sich, daß die gegossenen Masseln, die unter Verwendung einer solchen Auskleidung oder Abdeckung hergestellt worden waren, eine gute Oberflächenbeschaffenheit aufwiesen. Die einzelnen Teile der Auskleidung oder Abdeckung hafteten nicht an der Massel·

-21-

109830/1277

Ausführungsbeispiel 6

Das Ausführungsbeispiel 1 wurde unter Verwendung der folgenden Mischungsbestandteile wiederholt: ■

Papier 8,75 Gewichts!

gereckter,gemahlener,

'*' gebrannter Ton (Mager- ,

korn) ;

Siebfeinheit:
2,38 nun (3/32") 53.75 Gewichts%

gereckter,gemahlener, ί

gebrannter Ton (Mager- ■

korn)

Siebfeinheit: !

30 Maschen bis Staub 19,375 Gewichts%

Porzellanton j

Güte E 15,0 Gewichts% ;

Harzbinder j

BXL R 19460 3,125 Gewichts% I

! Der geformte Auskleidungs- bzw. Abdeckungsstein hatte eine ;

3 '

Gesamtdichte'' von 961,1 bis 993,1 kg/m und einen Reißmodul j von 20,03 kg/cm² (60 bis 62 lbs/cuft bzw. 285 lbs/sq.ln.). ''

Ausführungsbeispiel 7

Papier 8,75 Gewichts%

Molochit

Feinheit: 16 bis 30 41,25 Gewichts%

Molochit:

Feinheit: 30 36,875 Gewichts%

Porzellanton

Güte E 10,0 Gewichts*

Harzbinder

BXL R 19460 3,125 Gewichts!

- 22 -

109830/1277

Ein aus diesem Material geformter Auskleidungs- bzw. Abdeckungsstein hatte folgende physikalische Eigenschaften': Gesamtdichte 1217,4 bis 1249,4 kg/m³ (76 bis 78 lbs/cuft) Reißmodul 24,3 kg/cm (346 lbs/sg.in.).

Ausführnngsbeispiel 8

Das Ausführungsbeispiel 1 wurde unter Verwendung der folgenden Mischungsbestandteile wiederholt:

Papier

gebrannter Bauxitton

Siebfeinheit:

10 Maschen

gemahlene Schamotte

Siebfeinheit:

20 Maschen bis Staub

975 Ball Clay (Bindeton)

Harzbinder BXL R 19460

8,75 Gewichts%

53,75 Gewichts!

23,875 Gewichts% 7,5 Gewichts% 3,125 Gewichts%

Ausführungsbeispiel 9

Das Ausführungsbeispiel 1 wurde unter Verwendung der folgenden Mischungsbestandteile wiederholt}

Papier	11,7	Gewichts%
"Füllstoffe"	78,3	Gewichts%
Bindeton	7,5	Gewichts%
Harzbinder
BXL R 19460	2,5	Gewichts!

- 23 -

109830/127

Ausführungsbeipiel 10

Das Ausführungsbeispiel 1 wurde unter Ersatz der gemahlenen Schamotte dieses Ausführungsbeispiels durch gebrannten Bauxitton wiederholt. Der Bauxitton wurde bei einer Temperatur von 750° C gebrannt; das Aluminium wurde anschließend durch Säurebehandlung extrahiert. Das gebrannte Material wies einen Wassergehalt von 27 % auf. Das Material wurde getrocknet und es wurden Ziegel und Ecksteine für die Auskleidung bzw. Abdeckung unter Verwendung der folgenden Mischungsverhältnisse hergestellt!

Papier 8,75 Gewichts!

gebrannter Bauxitton,

wie oben erwähnt,

(Spandoxid)

Siebfeinheit:

10 Maschen bis Staub 80,875 Gewichts%

975 Ball Clay

(Bindeton) 7,65 Gewichts%

Harzbinder BXL R 19460 2,73 Gewichts%

Die Gesamtdichte betrug 480,55 kg/m (30 lbs/cuft). Die Auskleidung oder Abdeckung wurde in einer 1,5 t (30 cwt) Kokillengußform zum Gießen eines mittleren Kohlenstoffstahls verwendet. Bei Untersuchung der Massel ergab sich kein Hinweis auf das Eindringen von Metall in die Auskleidung oder Abdeckung, während die Oberfläche im Bereiche des Masselkopfes glatt und gutausgebildet war und kein Kleben der Auskleidung oder Abdeckung an der Metalloberfläche festgestellt wurde.

- 24 -

109 830/1277

Ausführungsbeispiel

Durch Zerkleinern und Zerfasern von Papier und Pappe in Wasser wurde ein Brei (Halbstoff) hergestellt, der resultierend 5 Gewichtsprozent Fasermaterial im Wasser enthielt. Die Zerfaserung wurde in einem Hydropulper durchgeführt; Pappe und Papier wurden bis zum Erreichen des gewünschten Fasergehalts zugesetzt. Hierauf wurden die Anteile feuerfester Zuschlagstoffe, Bindeton und Harzbinder dem Hydropulper zugegeben, so daß der Feststoffanteil der so gebildeten Aufschlämmung folgende Zusammensetzung aufwies:

Papier 8,75 Gewichts!

gereckter, gemahlener, gebrannter ff-Ton. (-leichtgewichtiges Magerkorn) Siebfeinheit: 2,38 mm (3/32^H) 28,75 Gewichts!

gereckter, gemahlener, gebrannter ff-Ton (leichtgewichtiges Magerkorn) Siebfeinheit: 30 Maschen bis Staub 12,50 Gewichts!

gemahlene Schamotte,

StandardgUte, Siebfeinheit:

10 Maschen bis Staub 25 Gewichts! gemahlene Schamotte,

Standardgüte, Siebfeinheit:

20 Maschen bis Staub 14,375 Gewichts! 975 Ball Clay

(Bindeton) 7,5 Gewichts!

Harzbinder BXL R 19460 , 3,125 Gewichts!

Das Material wurde in dem Hydropulper gründlich gemisbht, bis eine gleichmässige Aufschlämmung erzielt wurde. Hierbei ist es notwendig, sicherzustellen·, daß das Papier gründlich zerfasert ist, bevor die festen Anteile dem Hydropulper zugegeben werden.

109 83-0/127 7 - 25 -

Das Material wurde sodann in Vorratstanks gebracht, wo es bis zum Abziehen für die Verwendung dauernd bewegt und umgerührt wurde. Die Ziegel wurden sodann unter Verwendung eines in der britischen Patentanmeldung 49 908/69 beschriebenen Geräts gepresst, wobei der Pressvorgang mit einem Druck von 18,7 kg/cm² (266 lbs/sq.in.) durchgeführt wurde. Die gepressten Produkte wurden sodann bei einer Temperatur von 160° C getrocknet.

Die Gesamtdichte der fertigen Ziegel betrug 1041,2 bis 1073,2 kg/cm"

29,4 kg/cm² (418 lbs/sq.in.)

(65 bis 67 lbs/cuft). Der Reißmodul betrug

Xm Gebrauch wurde keine Metalleindringung in die Ziegeloberfläche beobachtet; es ergab sich eine einwandfrei glatte Oberflächenbeschaffenheit mit exakt ausgebildeter Kante; die Ziegel hafteten nicht an der Masseloberfläche.

Ausführungsbeispiel· 12

Das Ausführungsbeispiel 11 wurde unter Verwendung der folgenden Mischungsbestandteile wiederholt:

Papier

11,7 Gewichts!

gereckter, gemahlener, gebrannter f£~To» •(•.leichtgewichtiges Magerkorn)
Siebfeinheit:
2,38 mm (3/32")

gereckter, gemahlener, gebrannter ff-Ton (Magerkorn)

Siebfeinheit:
30 Maschen bis Staub

975 Ball Clay
(Bindeton)

Harzbinder
BXL R 19460

41,65 Gewichts!

36,65 Gewichts!

7,5 Gewichts!

2,5 Gewichts!

- 26 -

109830/1277

Es wurde das Verfahren nach dem AusfUhrungsbeispiel 1 wieder* holt. Hierbei wurden Ziegelsteine zur Verwendung bei Auskleidungen oder Abdeckungen hergestellt, bei denen die Gesamtdichte des Fertigprodukts in dem Bereich zwischen 929,1 und 961,1 kg/cm³ (58 bis 60 lbs/cuft) und der Reißmodul bei 11,1 kg/cm (158 lbs/sq.in.) lagen. Im Gebrauch wurde kein Eindringen des Metalls in die Ziegeloberfläche beobachtet; die Masseloberfläche war glatt mit gutausgebildeten Kanten. Es wurde jedoch eine gewisse Neigung des Ziegels zum Festhaften an der Fläche des erstarrten Gußstücks festgestellt.

Ausführungsbeispiel 13

Das AusführungsbeispieT 11 wurde unter Verwendung der folgenden Mischungsbestandteile wiederholt:

Papier

gereckter, gemahlener, gebrannter Feuerfestton (leichtgewichtiges Magerkorn)
Siebfeinheit:
2,38 mm (3/32")

gereckter, gemahlener gebrannter Feuerfestton (leichtgewichtiges Magerkorn)
Siebfeinheit:
30 Maschen bis Staub

8,75 Gewichts!

16,25 Gewichtst 26,875 Gewichts!

gemahlene Schamotte» Standardgüte Siebfeinheit: 20 Maschen bis Staub	37	,5	Gewichts!
975 Ball Clay (Bindeton)	7	,5	Gewichts%
Harzbinder BXL R 19460	3	,125	Gewichts!

Es wurde das Verfahren nach dem Ausführungsbeispiel 1 wiederholt, wobei Ziegelsteine zur Verwendung in Auskleidungen oder Abdeckungen hergestellt wurden. Die Gesamtdichte des Fertig-

109830/1277

- 27 -

Produkts lag in dem Bereich von 1041,2 bis 1073/2 kg/m (65 bis 67 lbs/cuft). Der Reißmodul betrug 29,9/cm² (426* lbs/sq.in.).

Im Gebrauch wurde kein Eindringen von Metall in die Ziegeloberfläche festgestellt. Der fertige Ziegel wies eine gute Oberflächenbeschaffenheit auf; auch die Massel zeigte eine gute Oberflächenbeschaffenheit mit gutausgebildeten Kanten. Ein Haften des Ziegels an der Metalloberfläche der erstarrten Massel wurde nicht festgestellt.

- 28 -

109830/1277

Claims

Patentansprüche

1. Wärmedärumendes Material zur Verwendung bei der Herstellung von Steigern und wärmeisolierenden Abdeckungen bei Kokillengußformen, dadurch gekennzeichnet, daß es aus 70 bis 90 Gewichtsprozent eines feuerfesten Zuschlagmaterials, 2 bis 12 Gewichtsprozent organischem Fasermaterial, 4 bis 20 Gewichtsprozent tonigem Material und 1 bis 9 Gewichtsprozent Ilarzbinder besteht.

2. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des organischen Fasermaterials 5 bis 12 Gewichtsprozent des'Gesamtmaterialgewichts beträgt.

3. Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des tonigen Materials 4 bis 10 % des Gesamtmaterialgewichts beträgt.

4. Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des organischen Fasermaterials 6 bis 9 und vorzugsweise 6,5 bis 8,75 Gewichtsprozent des Gesamtmaterialgewichts beträgt.

5. Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Fasermaterial ein Zellulosematerial ist.

6. Material nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zellulosematerial aus feinzerkleinertem Zeitungspapier, Pappematerial oder dergl. Papierprodukten gebildet ist.

7. Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Fasermaterial vor der Zumischung zu den anderen Materialbestandteilen durchgehend zu Brei gemacht und in wässriger Suspension in Einzclfasern aufgelöst worden ist.

109830/12 7 7

- 29 -

8. Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das feuerfeste Zuschlagmaterial ein aus Siliziumsand, zerkleinerten feuerbeständigen Ziegeln oder gebrannter Schamotte hergestellter gebrannter Ton ist,

9. Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das feuerfeste Zuschlagmaterial in zwei unterschiedlichen Sorten vorhanden ist, von denen die erste in einem Anteil von 50 bis 65 Gewichtsprozent des Feststoffgehaltes des Gesamtmaterials.mit einer Teilchengröße, welche dem vollständigen Durchgang durch ein Zehnmaschensieb entspricht, zugesetzt ist, und ' die zweite Sorte in einem Anteil von im wesentlichen 20 bis 30 Gewichtsprozent des gesamten Feststoffanteils in einer Teilchengröße vorhanden ist, .das? das gesamte Material durch ein Zwanzigmaschensieb durchgeht.

10. Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das tonige Material ein Ton ist.

11. Material nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ton ein Bindeton ist.

12. Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des tonigen Materials 6 bis 9 und vorzugsweise 6,25 bis 7,75 Gewichtsprozent des Gesamtmaterialgewichts beträgt.

13. Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Harzbinder ein aushärtbarer Binder ist, durch den die Materialbestandteile vor der Verwendung zu einem standfesten Gebilde zusammenbackbar sind.

14. Material nach einem der·vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Harzbinders 2 bis 8 Gewichtsprozent des Gesamtmaterialgewichts beträgt.

BAD ORJGiNAL 109830/1277 -30-

■30- 2 1CJ ü 5 8 1

15. Material nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Ilarzbinders in dem Bereich von 3 bis 6,5 Gewichtsprozent liegt.

16. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 7 , dadurch gekennzeichnet, daß das feuerfeste Zuschlagmaterial zum größeren Teil leichtgewichtiges Zuschlagmaterial aufweist, dessen lose Packdichte kleiner als lo,2 kg/m³ (65 lb/cuft) ist.

17. Material nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des leichtgewichtigen Zuschlagmaterials in dem Bereich von 30 bis 90 Gewichtsprozent des Gesamtmaterialgewichts liegt.

18. Material nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des leichtgewichtigen Zuschlagmaterials in dem Bereich von 40 bis 80 Gewichtsprozent des Gesamtmaterialgewichts liegt.

19. Material nach einem der Ansprüche 16 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des leichtgewichtigen Zuschlagmaterials in dem Bereich von 50 bis 65 Gewichtsprozent des Gesamtmaterialgewichts liegt.

20. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das feuerfeste Zuschlagmaterial einen größeren Anteil eines leichtgewichtigen Zuschlagmaterials mit einer losen Packdichte von weniger als 10,2 kg/m (65 Ib /cuft) und'einen Anteil dichteren Zuschlagmaterials aufweist.

21. Material nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das leichtgewichtige Zuschlagmaterial eine gereckte gemahlene Schamotte mit einer Feuerfestigkeit entsprechend dem Kegel 30 (1670° C) und einer losen Packdichte von 10,2 kg/m³ (65 lb/cuft) ist.

^J "^Jm BAD OFUGtNAL

1>0 9830/1277 -31-

22. Material nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das leichtgewichtige Zuschlagmaterial in einer Mischung von zwei Sorten zugesetzt ist, von denen die eine eine Siebfeinheit von 2,38 nun und die andere eine Siebfeinheit entsprechend einem Dreissigmaschensieb aufweist.

23. Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das feuerfeste Zuschlagmaterial einen Anteil Füllstoffe aufweist.

24. Material nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß es 76 bis 79,5 Gewichtsteile Füllstoffe, 6,5 bis 8,5 Gewichtsteile Schamotte, 1,5 bis 3,5 Gewichtsteile Harzbinder und 8,0 bis 15,0 Gewichtsteile Papier in der Gesamtsumme von lOO Gewichtsteilen aufweist.

25. Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das feuerfeste Zuschlagmaterial einen Anteil Aluminiumsilikat enthält.

26. Material nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminiumsilikat - Material ein Ton mit hohem Aluminiumgehalt ist, der bei einer Temperatur gebrannt ist, welche unterhalb dem Wert liegt, bei dem freies Silizium in merklichem Anteil entstehen würde.

27. Material nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Ton ein Bauxitton oder eine schottische Schamotte ist.

28. Material nach einem der Ansprüche 25 ,bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminiumsilikat-Material 36 bis Gewichtsprozent Aluminium enthält.

29. Material nach einem der. Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenntemperatur des Tons in dem Bereich zwischen 500° C und 1000° C liegt.

BAD Ö

- 32-

109830/1 277

30. Material nach einem der Ansprüche 25 bis 29/ dadurch gekennzeichnet, daß der Ton einen geringen Flußmittelanteil auf· weist, derart, daß sich beim Brennen ein leichtgewichtiges feuerfestes Zuschlagmaterial ergibt.

31. Material nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminiums:
Bauxitton ist.

das Aluminiumsilikat-Material ein bei 750° C gebrannter

32. Material nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminiumsilizium-Material nach dem Brennen einer Extraktion mit einer Säure unterworfen worden ist.

33. Verfahren zur Herstellung von wärmeisolierenden Abdeckungen und wärmeisolierenden feuerfesten Gebilden aus dem Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Fasermaterial· in einer wässrigen Suspension aufgeschlossen wird und die übrigen Feststoffanteile unter Erzeugung einer Suspension oder eines Breies zugegeben werden, hierauf der Brei in eine entsprechend gestaltete Form oder Matrize eingegossen und auf den in der Form oder Matrize befindlichen Brei eine bemessene Druckkraft ausgeübt wird,

mittels der Wasser aus dem Brei ausgepresst und die festen ; Bestandteile des Breis formgerecht zusammengepresst werden, ; wobei dieses Pressen durch entsprechende Steuerung des Wasserabflusses aus der Matrize oder Form durch die Zwischenräume i zwischen den Feststoffbestandteilen des Materials während der ; Verdichtung in der Weise vorgenommen wird, daß zumindest eine '. gewisse Ausrichtung der Fasern des organischen Fasermaterials i in dem Gebilde erzielt wird und dass anschliessend das gepresste Gebilde aus der Matrize oder Form herausgenommen und ! bei erhöhter Temperatur getrocknet und/oder ausgehärtet wird. ■

- 33 -

ίο 9830/1277

34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkraft auf den Inhalt der Matrize oder Form mitt'ejLs einer Druckplatte übertragen und mit zunehmendem Wasseraustritt zwischen den Feststoffanteilen stetig erhöht wird, derart, daß nach dem Auspressen des Großteiles des Wassers aus dem Brei und den in der Matrize oder Form zurückgehaltenen Feststoffanteilen eine verhältnismässig große Druckkraft ausgeübt wird.

35. Verfahren nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasseraustritt aus der Matrize oder Form lediglich in einer Richtung erfolgt und dadurch eine Ausrichtung des in der Matrize oder Form befindlichen organischen Fasermaterials, während des Austreibens des Wassers erzielt wird.

36. Verfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß durch Anordnung entsprechender Auslaßkanäle oder anderer Auslaßmittel im Körper der Matrize oder Form und in-dem die Druckkraft auf den Inhalt der Matrize oder Form übertragenden Druckelement eine Ausrichtung der Fasern des organischen Fasermaterials in der Druckebene oder senkrecht hierzu erzeugt wird.

37. Verfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß der auf das in der Matrize oder Form befindliche Material ausgeübte Enddruck in dem Bereich von 7,03 bis 49,21 kg/cm² (100 bis 700 psi) liegt.

38. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß

2 der Enddruck in dem Bereich von 10,55 bis 35,15 kg/cm (150 bis 500 psi) liegt.

39. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet,daß der

2 Enddruck in dem Bereich von 12,17 bis 17,57 kg/cm (175 bis 250 psi) liegt.

109830/1277 -34-

40. Verfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 39, dadurch gekennzeichnet/ daß das Wasser aus dem in der Matrize oder . Form befindlichen Brei in zur Druckrichtung koaxialer Richtung ausgepresst wird.

41. Verfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser aus der Matrize oder Form im wesentlichen quer zur Druckrichtung austritt.

42. Verfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 41, dadurch gekennzeichnet/ daß das gepresste Gebilde bei einer Temperatur in dem Bereich von ca. 150 bis 175 C getrocknet wird.

43. Wärineisolierende Abdeckung oder dergleichen Gebilde, hergestellt mittels des Verfahrens nach einem der Ansprüche 33 bis 42/ dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Fasern des organischen Fasermaterials zumindest in den Oberflächenschichten des Gebildes in der Ebene der Oberfläche ausgerichtet sind.

109830/1277