DE3105595C2

DE3105595C2 - Feuerfestes oder feuerbeständiges Verbundbauteil mit einem Formteil aus beliebigem, feuerfesten oder feuerbeständigen Werkstoff und einer Isolierschicht mit höherer Wärmedämmung bzw. einer Dehnungsausgleichsschicht und Verfahren zur Herstellung dieses Verbundbauteils

Info

Publication number: DE3105595C2
Application number: DE3105595A
Authority: DE
Inventors: Axel Dr. 6200 Wiesbaden Eschner; Klaus Dipl.-Ing. 6228 Eltville Kreuels; Hermann 6702 Bad Dürkheim Stein
Original assignee: Didier Werke AG
Current assignee: Didier Werke AG
Priority date: 1981-02-16
Filing date: 1981-02-16
Publication date: 1985-06-20
Also published as: ATA57182A; SE8200861L; FR2499974A1; PL235107A1; DD202136A5; ES8302615A1; JPS57149875A; NO820443L; BE892122A; IT8247790A0; ES509519A0; DE3105595A1; GB2093012B; NL8200597A; ZA821011B; GB2093012A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein feuerfestes oder feuerbeständiges Verbundbauteil mit einem Formteil aus beliebigem, feuerfesten oder feuerbeständigen Werkstoff und einer Isolierschicht mit höherer Wärmedämmung bzw. einer Dehnungsausgleichsschicht, die anorganisches Fasermaterial sowie gegebenenfalls weitere Zusätze enthält. Das erfindungsgemäße Verbundbauteil zeichnet sich dadurch aus, daß die Isolierschicht bzw. Dehnungsausgleichsschicht mit dem Formteil fest verbunden ist und im wesentlichen auf 100 Gew.-Teile keramische Fasern, 2 bis 15 Gew.-Teile Ton und/oder weitere feinst zerteilte Feuerfeststoffe sowie gegebenenfalls bis zu 10 Gew.-Teile anderer Feuerfestzusätze und 1 bis 8 Gew.-Teile Phosphatbindemittel, berechnet als P ↓2O ↓5, sowie gegebenenfalls einen Zusatz als Plastifizierungsmittel enthält oder aus einer Faserkörnung der zuvor angegebenen Zusammensetzung hergestellt worden ist. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Verbundbauteile liegt darin, daß ihre Isolierschicht hauptsächlich aus keramischen Fasermaterialien besteht und dennoch sehr fest mit dem Verbundbauteil verbunden ist, das gute Abnutzungsbeständigkeit und relativ hohe Festigkeit besitzt.

Description

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in Stufe a) nach Herstellung der Mischung noch eine Faserkörnung mit den im Anspruch 1 angegebenen Zusammensetzungen b,), b₂) oder b₃) oder ein Gemisch hiervon kurz eingemischt wird, wobei dann die Verdichtung in der Stufe b) um einen Volumenfaktor von wenigstens 1,5 erfolgt.

13. Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Faserkörnung mit der In Anspruch 1 angegebenen Zusammensetzung bi) oder b₂) oder ein Gemisch hiervon oder eine Mischung der in Anspruch 1 genannten Faserkörnung b.) mit einer Faserkörnung bi) oder b₂) oder einem Gemisch hiervon, gegebenenfalls unter weiterem Zusatz von Phosphatbindemittel oder organischem Bindemittel, mit Wasser zu einer Dreßfähigen Masse angesetzt wird, daß diese Masse auf wenigstens eine Seite eines Formteils aus beliebigem feuerfestem oder feuerbeständigem Material aufgepreßt wird und der erhaltene Grünling des Verbundbauteils getrocknet und/oder bei Temperaturen von 250 bis 600° C getempert und/oder bef Temperaturen von 600 bis 1600° C gebrannt wird.

14. Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

a) 100 Gew.-Teile keramische Fasern, 2 bis 15 Gew.-Teile Ton und/oder feinst zerteiltes Al₂Oi und/oder feinst zerteiltes SlO₂ und/oder Aluminiumhydroxide und/oder feinst zerteilte Magnesia und/oder feinst zerteiltes Titandloxid und/oder feinst zerteiltes Chromoxid, gegebenenfalls bis zu 10 Gew.-Teile andere Feuerfestzusätze, 1 bis 8 Gew.-Teile Phosphatbindemittel, gegebenenfalls unter Zusatz von Plastiiizierungsmlttel, mit 2 bis 25 Gew.-Teilen Wasser in einem Mischer gründlich vermischt werden, gegebenenfalls noch eine Faserkörnung der in Anspruch 1 angegebenen Zusammensetzung b,), b₂) oder bi) oder ein Gemisch hiervon kurz eingemischt wird,

b) die In Stufe a) erhaltene Mischung zu einem dem Formteil aus beliebigem feuerfesten oder feuerbeständigen Material komplementären Isolierschicht- bzw. Dehnungsausgleichsschlcht-Formtell unter Verdichtung um einen Volumenfaktor von wenigstens 3 bei Verwendung der Mischung ohne Faserkörnung/en oder von wenigstens 1,5 be; Verwendung von eine Faserkörnung oder Faserkörnungen enthaltenden Mischung formgepreßt wird,

c) der in Stufe b) erhalten Grünling des Isolierschicht- bzw. Dehnungsausgleichsschicht-Formteils getrocknet und/oder bei Temperaturen von 250 bis 600° C getempert und/oder bei Temperaturen von 600 bis 1600° C gebrannt wird, und

d) das in Stufe c) erhaltene Isolierschicht- bzw. Dehnungsausgleichsschlcht-Formteil mit dem Formteil aus beliebigem feuerfesten oder feuerbeständigen Material durch Aufkleben oder Aufkitten verbunden wird.

15. Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils nach Anspruch 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß als keramische Fasern bei der Herstellung der Mischung oder in der Faserkörnung aufgeschlossene Fasern verwendet werden.

16. Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils nach einem der Ansprüche 12, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß auf 100 Gew.-Teile der Mischung bis zu 400 Gew.-Teile einer der Faserkörnungen bi), b₂) oder bi) oder ein Gemisch hiervon zugesetzt werden.

Die Erfindung betrifft ein feuerfestes oder feuerbeständiges Verbundbauteil mit einem Formteil aus bellebigem, feuerfesten oder feuerbeständigen Werkstoff und einer Isolierschicht mit höherer Wärmedämmung bzw. einer Dehnungsausgleichsschicht, die ein anorganisches Fasermaterial und gegebenenfalls weitere Zusätze enthält, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Verbundbautells.

Es sind bereits Verbundteile bekannt, welche neben einem Formteil aus beliebigem, feuerfestem Werkstoff noch eine Isolierschicht aufweisen. Der Grund hierfür ist, daß feuerfeste Formteile mit guten mechanischen Eigenschaften Im allgemeinen eine hohe Wärmeleitfähigkeit besitzen, so daß es bei bestimmten Anwendungsfällen, bei denen größere Wärmeverluste vermieden werden sollen, vorteilhaft 1st, an einem solchen Formteil noch eine Isolierschicht mit höherer Wärmedämmung vorzusehen.

Nach der DE-OS 24 29 925 ist ein wärmeisolierendes Material für die thermisch Isolierende Auskleidung von \

Gießformen bekannt- Durch die Ausstattung des Trägermaterials mit einer dünnen Abdeckschicht aus Fasermaterlal soll ein Eindringen von Metallschmelze In die Auskleidung vermieden werden. Ausgehend von der Abdcckschicht läßt sich aber eine Lehre für die Zusammensetzung und Herstelung eines Verbundbaukörpers mit einer Isolierschicht mit höherer Wärmedämmung nicht erhalten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung sind verbesserte feuerfeste oder feuerbeständige Verbundbauteile der zuvor geschilderten Art, bei denen die Isolierschicht hauptsächlich aus einem keramischen Fasermaterial besteht und dennoch sehr fest mit dem Formteil aus beliebigem, feuerfestem Werkstoff verbunden ist und gleichzeitig die Eigenschaft einer guten Abnutzungsbeständigkeit und relativ hohen Festigkeit besitzt.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient das erfindungsgemäße Verbundbauteil, wie es Im kennzeichnenden Teil des

Anspruchs 1 näher beschrieben ist.

Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Ansprüchen 2 bis 10 näher beschrieben.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Hersteilung solcher erflndungsgernäßer Verbundbauteile, diese Verfahren sind in den Ansprüchen 11 bis 16 näher beschrieben.

Die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Verbundbauteile verwendeten, keramischen Fasern oder Mineralfasern können alle üblichen Fasern dieser Art sein, z. B. Steinwolle oder Fasern auf Basis von Aluminiumsilikat mit insbesondere hohen AI₂O₃-Gehalten Im Bereich von 45 bis 95 Gew.-%. Selbstverständlich können auch Gemische von verschiedenen keramischen Fasern verwendet werden.

Der zur Herstellung der erfindungsgem2ßen Verbundbauteile verwendete Ton kann ein üblicher Ton oder ein spezieller Bindeton, vorteilhafterweise Bentonlt, sein. Dieser Ton wird üblicherweise in einer Menge von 2 bis 15 Gew.-Tellen auf 100 Gew.-Teilen der keramischen Fasern eingesetzt.

Weiterhin können bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Verbundbauteile bis zu 10 Gew.-Teile anderer Feuerfestzusätze verwendet werden, Beispiele hierfür sind Porzellanmehl, Schamotte oder auch Hohlkugelkorund.

Vorteilhafterweise Hegt der Gesamtanteil von Ton p!us anderen Feuerfestzusätzen bei 20 Gew.-Tellen auf 100 Gew.-Teile der keramischen Fasern.

Die bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Verbundbauteile gegebenenfalls verwendeten anderen, feinst zerteilten Bestandteile wie feinst zerteiltes Al₂O) und/oder feinst zerteiltes SlO₂ und/oder Aluminiumhydroxide und/oder feinst zerteilte Magnesia und/oder feinst zerteiltes Titandioxid und/oder feinst zerteiltes Chromoxid sind auf dem Feuerfestgebiet bekanntermaßen verwendete Bestandteile. Unter dem hier verwendeten Ausdruck »feinst zerteilt« Im Zusammenhang mit den zuvor genannten Bestandteilen ist zu verstehen, daß diese Bestandteile in feinst gemahlenem oder auch Im kolloidalen Zustand vorliegen. Insbesondere bei Verwendung von solchen in kolloidalem Zustand vorliegenden Materlallen wie kolloidalem SiO₂ bzw. kolloidalem Aluminiumoxid ist es möglich, nur geringe Mengen an Bindemittel, nämlich nahe beim unteren Grenzwert von 1 Gew.-Teil eines solchen Bindemittels zu verwenden.

Das bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Verbundbauteile verwendete Phosphatbindemittel ist ein übliches Phosphatbindemittel, die angegebenen Mengen In Gewichtstellen beziehen sich auf P₂Os in dem jeweiligen Bindemittel.

Beispiele für solche Phosphatbindemittel sind Natriumpolyphosphat mit einem Polymerisationsgrad von /; .2. 4 » und vorzugsweise mit einem Polymerisat* onsgrad von 6 bis 10. Ein weiteres Phosphatbindemittel 1st Monoaluminlumphosphat, das sowohl In fester, gemahlener Form als auch als wäßrige Lösung mit 50 Gew.-% MAP ein handelsübliches Produkt 1st.

Weiterhin können bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Verbundbauteile noch übliche Plastifizierungsmittel verwendet werden, solche sind beispielsweise grenzflächenaktive Verbindungen oder insbesondere Methylcellulose.

Weiterhin können bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Verbundbauteile noch organische Bindemittel verwendet werden, Beispiele hierfür sind Melasse, Sulfitablauge und Insbesondere Methylcellulose.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbundbauteils werden bei dessen Herstellung die keramischen Fasern als aufgeschlossene Fasern verwendet. Hierzu werden handelsübliche Fasern in ■»o Ihrem Anlieferungszustand in einen Turbo-Mischer gegeben, worin die üblicherweise als Faserbündel angelieferten Fasern in aufgeschlossene Fasern umgewandelt werden. Ein solcher Turbo-Mischer besteht aus einem Mischaggregat mit schnell rotierenden Messerköpfen, wodurch eventuell vorliegende Agglomerate in handelsüblichen Fasern, die teilweise in stark verdichteter Form vorliegen, aufgeschlossen werden, ohne daß hierbei die Fasern unzulässig stark zerschlagen oder zerkleinert werden.
■»5 Die Herstellung der erfindungsgsmäßen Verbundbautelle kann nach zwei verschiedenen Verfahren erfolgen.

Bei dem ersten Verfahren wird zunächst In einer Stufe a) eine Mischung aus 100 Gew.-Tellen keramischen Fasern, 2 bis 15 Gew.-Teilen Ton und/oder feinst zerteiltem Al₂O₃ und/oder feinst zerteiltem SlO₂ und/oder Aluminiumhydroxiden und/oder feinst zerteilter Magnesia und/oder feinst zerteiltem Titandioxid und/oder feinst zerteiltem Chromoxid, gegebenenfalls bis zu 10 Gew.-Teilen anderen Feuerfestzusätzen und 1 bis 8 Gew.-Teilen Phosphatbindemittel, berechnet als P₂O₅, gegebenenfalls einem Zusatz an Plastifizierungsmittel mit 2 bis 100 Gew.-Teilen In einem Mischer hergestellt. Als Mischer kann ein handelsüblicher Gegenstrommlscher mit rotierendem Mischteller verwendet werden.

Diese fertige Mischung wird dann in der Stufe b) auf eine Seite des Formteils aus dem beliebigen, feuerfesten Werkstoff aufgepreßt, wobei hier jedoch eine Verdichtung um einen Volumenfaktor von wenigstens 3 und vorteilhafterweise von 5 bis 8 erforderlich ist.

Dieses Aufpressen kann beispielsweise bei einem Formstein so erfolgen, daß in die Form zunächst die in der Stufe a) hergestellte Mischung eingegeben wird und dann das Formteil aus beliebigem, feuerlestem Werkstoff aufgelegt und anschließend ein Zusammenpressen durchgeführt wird. Der umgekehrte Vorgang 1st ebenfalls möglich, d. h. In eine Form kann zunächst ein Formteil aus beliebigem, feuerfestem Werkstoff eingelegt werden <>·> und auf dieses Formteil aus diesem feuerfestem Werkstoff eine Mischung, wie sie in Stufe a) hergestellt wurde, aufgegeben und dann das Pressen unter der angegebenen Verdichtung durchgeführt werden.

Besonders einfach ist die Herstellung einer Isolierschicht auf der Außenseite eines Rohres. Hierzu wird das

bereits fertige, rohrförmlge Formteil aus beliebigem, feuerfestem Werkstoff in eine Form mit größerem Durchmesser als der Außendurchmesser des Rohres aus feuerfestem Werkstoff eingesetzt und In den Zwischenraum

i>> zwischen dem Rohr aus feuerfestem Werkstoff und dem Kern die in Stufe a) hergestellte Mischung eingefüllt und entweder eingestampft oder auch eingepreßt.

Bei einer alternativen Ausführungsform wird nach der Herstellung der Mischung noch eine im folgenden noch beschriebene Faserkörnung bi), bj) oder bj) oder ein Gemisch hiervon In die Mischung kurz eingemischt

und dann diese Masse auf wenigstens eine Seite eines Formteils aus beliebigem, feuerfestem oder feuerbeständigem Werkstoff unter Verdichtung aufgepreßt. Im Fall der Verwendung einer zuvor beschriebenen Mischung ohne Zusatz einer Faserkörnung muß die Verdichtung beim Aufpressen um einen Volumenfaktor von wenigstens 3 erfolgen, vorteilhafterweise liegt dieser Verdichtungsfaktor zwischen 5 und 8. Der maximale Verdichtungsfaktor, der mit üblichem Pressen erzielt werden kann. Hegt in der Größenordnung von etwa 12 bis 14. Falls der Mischung noch eine der zuvor genannten Faserkörnungen zugesetzt wird, Ist keine so hohe Verdichtung möglich, der Volumenfaktor der Verdichtung soll jedoch in jedem Fall etwa 1,5 betragen. Ein vorteilhafter Bereich der Volumenfaktoren bei Verwendung einer Faserkörnung/en enthaltenden Mischung liegt zwischen 2,5 und 4. Der Grund für diesen geringeren Verdichtungsfaktor ist darin zu sehen, daß die Faserkörnungen sich nicht mehr so stark zusammenpressen lassen. Insbesondere gilt dies für die bereits bei Ihrer Herstellung verdlchteten Faserkörnungen bi) und bj).

Vorteilhafterweise betragen die Gewichtsverhältnisse von Mischung, ohne den Wasseranteil, zu Faserkörnung/en von 20 : 80 bis 80 : 20. Durch die Zugabe einer Faserkörnung wird natürlich mehr Anmachwasser benötigt, so daß die insgesamt zugesetzte Wassermenge erhöht werden, muß. Diese kann jedoch durch einfache Vorversuche jeweils leicht ermittelt werden.

Bei einer alternativen Ausführungsform dieses Verfahrens wird eine der im folgenden noch beschriebenen Faserkörnungen bi) oder b₂), gegebenenfalls unter Zusatz von weiterem Bindemittel, insbesondere von anorganischem Bindemittel und besonders bevorzugt eines der zuvor genannten Phosphatbindemittel mit einer geeigneten Wassermenge, wobei diese auch bei Verwendung von gelösten Bindemitteln durch das Lösungswasser bereitgestellt werden kann, angesetzt, wobei die Wassermenge üblicherweise 2 bis 30 Gew.-Teile Wasser auf 100 Gew.-Teile der Faserkörnung beträgt. Die Wassermenge hängt von der verwendeten Faserkörnung ab, insbesondere gilt dies bei Verwendung der Faserkörnung bi), die sowohl im getrockneten als auch im getemperten oder gebrannten Zustand verwendet wird. Durch einfache Vorversuche ist die Ermittlung der jeweils erforderlichen Wassermenge jedoch ohne weiteres möglich. Statt einer der Faserkörnungen b,) oder b₂) oder einem Gemisch hiervon kann auch eine Faserkörnung bi und/oder b₂) zusammen mit einer Im folgenden noch beschriebenen, dritten Faserkörnung bi) verwendet werden, zu deren Herstellung nur organisches Bindemittel verwendet wurde.

Der Vorteil der Verwendung einer solchen Faserkörnung bj) In einem erfindungsgemäßen Verbundbauteil liegt darin, daß diese Faserkörnung b3> in dem Verbundbauteil nach dessen Herstellung zumindest teilweise noch in Form von Fasern vorliegt. Da diese Faserkörnung nur organisches Bindemittel enthalt, das bei dem Gebrauch des Verbundbauteils, d. h. nach dem ersten Erhitzen auf höhere Temperaturen, ausbrennt, bleiben Ein?elkörner dieser Faserkörnung bj) in dem Verbundbauteil als diskrete Bereiche übrig und die Fasern, welche innerhalb dieses Faserkorns entweder gar keine oder nur eine geringe Bindung durch anorganische Bindemittel, die gegebenenfalls eingedrungen sind, erfahren, behalten Infolgedessen eine gewisse Elastizität durch nicht fest aneinander gebundene keramische Fasern bei, so daß die eine solche Faserkörnung bj) enthaltende Schicht insbesondere als Dehnungsausgleichsschicht geeignet ist, da sie relativ gute elastische Eigenschaften besitzt. Dies gilt in gewissem Maße auch bei Verwendung der Faserkörnung b₂), bei welchem durch die besondere Herstellung der Faserkörnung b₂) nur geringe Mengen an Phosphatbindemittel in das Faserkorn vordringen, so daß sogar nach einer Temperaturbehandlung eines mit einer solchen Faserkörnung b₂) hergestellten Verbundbauteils gemäß der Erfindung das Innere der Faserkörnung elastisch bleibt, so daß insgesamt die Isolierschicht bzw. Dehnungsausgleichsschicht sehr gute elastische Eigenschaften beibehält.

Bei dem anderen Verfahren gemäß der Erfindung wird zunächst ein zu dem Formteil aus beliebigem, feuerfestem Werkstoff passendes, d. h. komplementäres Isolierschichtformteil aus einer der zuvor genannten Mischungen durch P'essen oder Stampfen wieder unter Verdichtung um den angegebenen Volumenfaktor hergestellt. Dieses Formteil wird dann getrocknet und/oder getempert und/oder gebrannt und kann dann mit dem Formteil aus beliebigem, feuerfestem Werkstoff verklebt oder verkittet werden. Zum Aufkleben oder zum Aufkitten können übliche Feuerfestkitte oder auch eine konzentrierte Lösung eines Phosphatbindemittels verwendet werden.

Bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei welcher ein Isolierschichtformteil mit dem Formteil aus beliebigem, feuerfestem Werkstoff verklebt wird oder hierauf aufgekittet wird, wird vorteil- so hafterweise in der Stufe c) nur ein Trocknen dieses Isolierschichtformteils durchgeführt, da dieses Isolierschichtformteil in einem solchen Fall noch eine gewisse Elastizität bzw. Verformbarkeit aufweist, so daß eine bessere Anpassung an das Formteil aus beliebigem, feuerfestem Werkstoff gegeben ist.

Die zuvor gemachten Ausführungen hinsichtlich der Vorteile der Verwendung einer Faserkörnungen enthaltenden Mischung bei der Herstellung der Isolierschicht sind auch in diesem Fall gegeben, d. h. durch die Verwendung von Fasernkörnungen und insbesondere den Faserkörnungen b₂) und bj) wird erreicht, daß die Isolierschicht bzw. Dehnungsausgleichsschicht besonders elastische und Spannungen aufnehmende Eigenschaften enthält.

Wie bereits zuvor dargelegt, ist der Grund hierfür wahrscheinlich, daß die keramischen Fasern in den Einzelteilchen der Faserkörnung, bei deren Herstellung keine Verdichtung angewandt wurde oder bei deren Herstellung ein größerer Volumenanteil an organischen Bindemitteln und ein geringerer Anteil an Phosphatbindemittel eingesetzt wurde, ihre elastischen Eigenschaften in den Einzelkörnern der Isolierschicht, wenn diese mit Temperatur beaufschlagt wird, beibehalten, so daß hier elastische oder Spannungen ausgleichende Einzelbereiche oder Einzelkörner vorliegen.

Bei der Herstellung der Faserkörnungen bi), b₂) und b₃) werden ebenfalls wie bei der Herstellung der Mischung vorteilhafterweise aufgeschlossene Fasern, wie sie zuvor beschrieben wurden, verwendet.

Die übrigen bei der Herstellung dieser Faserkörnungen verwendeten Ausgangsmaterialien entsprechen den Ausgangsrr.aterialien, wie sie zuvor bereits genannt wurden.

Im folgenden wird ihre Herstellung erläutert:

Faserkörnung bi)
Die Herstellung dieser Faserkörnung erfolgt so, daß

a) 100 Gew.-Teile keramische Fasern, 2 bis 15 Gew.-Teile Ton und/oder feinst zerteiltes AUO₃ und/oder feinst zerteiltes SlO₂ und/oder Alumlnlumhydroxlde und/oder feinst zerteilte Magnesia und/oder feinst zerteiltes Titandioxid und/oder feinst zerteiltes Chromoxid, gegebenenfalls bis zu 10 Gew.-Teile andere

H) Feuerfestzusätze und 1 bis 8 Gew.-Teile Phosphatbindemittel, gegebenenfalls unter Zusatz von Plastifizierungsmittel, mit etwa 2 bis 100 Gew.-Teilen Wasser In einem Mischer gründlich vermischt werden,

b) die In Stufe a) erhaltene Mischung um einen Volumenfaktor von wenigstens 3 verdichtet wird, und

c) das In Stufe b) erhaltene Produkt getrocknet und/oder bei Temperaturen von 250 bis 600° C wärmebehandelt und/oder bei höheren Temperaturen gebrannt und anschließend bis auf die gewünschte Körnung zerkleinert wird.

Die hler angegebene Zusammensetzung entspricht der Zusammensetzung, wie sie zuvor unter Bezugnahme auf die in der Isolierschicht bzw. Dehnungsausgleichsschicht vorliegenden Mischung beschrieben wurde. Bei der Herstellung der Faserkörnung wird die Verdichtung In der Stufe b) vorzugsweise um einen Volumenfaktor von ²⁰. 5 bis 8 durchgeführt. Die in der Stufe a) zugesetzte Wassermenge 1st davon abhängig, In welcher Verdichtungseinrichtung das Verdichten um einen Volumenfaktor von wenigstens 3 durchgeführt wird. Bei Verwendung einer Brikettlereinrichtung oder einer Drehtischpresse ist eine Wassermenge von 2 bis 25 Gew.-Tellen im allgemeinen ausreichend, während bei Verwendung einer Strangpresse als Verdichtungseinrichtung bis zu 100 Gew.-Tellen Wasser zugesetzt werden müssen, da hierzu eine stärkere plastische Masse erforderlich Ist.

Faserkörnung b₂)
Die Herstellung dieser Faserkörnung b₂) erfolgt so, daß:

a) 100 Gew.-Teile keramische Fasern mit 10 bis 40 Gew.-Tellen Wasser In einem Mischer vermischt werden,
b) zu dem in Stufe a) erhaltenen Gemisch 5 bis 20 Gew.-Teile Ton und/oder feinst zerteiltes Al₂O₃ und/oder feinst zerteiltes SlO₂ und/oder Aluminiumhydroxide und/oder feinst zerteilte Magnesia und/oder feinst zerteiltes Titandioxid und/oder feinst zerteiltes Chromoxid, sowie 0 bis 10 Gew.-Teile festes, organisches Bindemittel zugesetzt und hierin eingemischt werden,
c) auf das in Stufe b) erhaltene Gemisch 0,5 bis 4 Gew.-Teile eines organischen Bindemittels, berechnet als Feststoff, in Lösung, sowie 1 bis 8 Gew.-Teile eines Phosphatbindemittels, berechnet als P2O5, aufgegeben und eingemischt werden, und

d) das in der Stufe c) erhaltene Gemisch getrocknet und gekörnt wird.

Faserkörnung bj)

Die Herstellung dieser Faserkörnung b₃) erfolg so, daß:

a) 100 Gew.-Teile keramische Fasern, 2 bis 15 Gew.-Teile Ton und/oder feinst zerteiltes Al₂O₃ und/oder feinst zerteiltes SiO₂ und/oder Aluminiumhydroxide und/oder feinst zerteilte Magnesia und/oder feinst zerteiltes Titandioxid und/oder feinst zerteiltes Chromoxid, gegebenenfalls bis zu 10 Gew.-Teile andere Feuerfestzusätze und 1 bis 10 Gew.-Teile organisches Bindemittel, berechnet In fester Form, mit etwa 5 bis 100 Gew.-Teilen Wasser in einem Mischer gründlich vermischt werden, und

b) die in Stufe a) erhaltene Mischung um einen Volumenfaktor von wenigstens 3 verdichtet, getrocknet und dann auf die gewünschte Körnung zerkleinert wird.

Ebenso wie bei der Herstellung der Faserkörnung bi) 1st die in diesem Fall zuzusetzende Wassermenge davon

abhängig, in welcher Verdichtungseinrichtung die Verdichtung der in der Stufe a) erhaltenen Mischung erfolgt, wobei in üblichen Verdichtungseinrichtungen wie Brikettlerpressen und Drehtischpressen 5 bis 25 Gew.-Teile Wasser erforderlich sind, während bei einer Verdichtung in einer Strangpresse bis zu 100 Gew.-Teile Wasser zur Herstellung einer stärker plastischen Ausgangsmasse In der Stufe a) zugesetzt werden können.

Die Herstellung dieser Faserkörnungen wird im folgenden anhand von Beispielen näher erläutert.

Herstellung von Faserkörnungen bi)

In diesen Beispielen wurden zwei verschiedene Sorten von keramischen Fasern verwendet, nämlich

A) keramische Fasern des Systems Al₂O₃-SiO₂ mit 47% AI₂O₃ und 53% SlO₂, deren Einsatzgrenztemperatur bei 1260° C liegt, und

h* B) keramische Fasern des Systems Al₂Oi-SiO₂ mit 95% AI₂O. und 5% SIO₂, welche höhere Elnsalzlempcraturen bis oberhalb von 1500' C zulassen.

In den folgenden Beispielen beziehen sich die Angaben auf Gewichtstelle, falls nichts anderes angegeben ist.

Beispiel 1

Es wurden 100 Gew.-Teile der keramischen Fasern A), 10 Gew.-Teile Bindeton mit einem AUCh-Gehalt von 35 Gew.-96 und 1,5 Gew.-Teile trockene Methylcellulose in Pulverform In einem Elrlch-Mischer eingegeben und für 10 Minuten miteinander vermischt. Dann wurden 10 Gew.-Teile 50 gew.-%lge Monoaluminlumphosphatlösung und 2 Gew.-Teile Wasser auf die Masse In dem Mischer unter fortwährendem Weitermischen aufgesprüht und für weitere 30 Minuten vermischt.

Das aus dem Mischer herausgenommene Produkt wurde bei einem Preßdruck von 30 N/mm² In einer Plattenpresse zu einem plattenförmigen Produkt mit einer Stärke von 30 mm verpreßt, wobei eine Verdichtung um einen Faktor von 5,5 erhalten wurde.

Das erhaltene, plattenförmige Produkt wurde anschließend bei HO⁰C während 24 Stunden In einem Ofen getrocknet und dann bei unterschiedlichen Temperaturen jeweils 24 Stunden gebrannt und anschließend auf eine maximale Korngröße von 3 mm zerkleinert.

Die Körnung hatte die folgenden Eigenschaften:

Tabelle I

Brenntemperatur (⁰C)

Kornraumgewicht, R (g/cm³) 1,34 1,52 1,77

spezifisches Gewicht, S (g/cm³)

Porenvolumen, Pg (Vol.-%) Chemische Analyse (%)

Beispiel 2

Die Arbeltsweise von Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch ein die Fasern aufschließender Turbo-Mischer verwendet wurde. Der Preßdruck in Stufe b) betrug 10 bzw. 15 N/mm², die Verdichtung lag bei einem Faktor von 4 bzw. 5.

Nach einem Brand bei 1350° C für 24 Stunden und Zerkleinerung wurde eine Körnung mit folgenden Eigenschäften erhalten:

Tabelle II

Preßdruck (N/rnm²) 10 15

R (g/cm³) 0,7 1,02

spezifisches Gewicht (g/cm³) 2,7 2,7

Pg (VoL-%) 74 63

Beispiel 3

Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch der Anteil an Monoaluminiumphosphatlösung auf 15 Gew.-Teile und der Anteil von Wasser auf 5 Gew.-Teile bei auf 20 Minuten verkürzter Mischzelt 5U erhöht wurden. Nach einem Brand bei 135O⁰C während 24 Stunden und Zerkleinerung auf die gewünschte Körnung hatte diese die folgenden Eigenschaften:

Tabelle III

	800	1350	1510
	1,34	1,52	1,77
	2,60	2,70	2,75
	47,7	43,7	35,6
Al₂O₃	44,7
SiO₂	50,7
P₂O₅	2,95

R (g/cm³) 1,29

S (g/cm³) 2,69

Pg (Vol.-%) 53,8

Beispiel 4

Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch noch 8 Gew.-TeÜe Schamottemehl in der Stufe a) zugesetzt wurden. Weiterhin wurden nur 8,3 Gew.-Telle 50 gew.-96ige Monoaluminiumphosphatlösung jedoch 4 Gew.-Teile Wasser in der Mischstufe zugesetzt.

Der Preßdruck In der Verdichtungsstufe b) lag bei 30 N/mm², dies ergab eine Verdichtung um einen Volumenfaktor von 5,2.

Das erhaltene, plattenförmige Produkt wurde bei 180° C getrocknet und Proben wurden bei den unterschiedll-

chen, bei der folgenden Tabelle IV angegebenen Temperaturen gebrannt. Anschließend wurde das getrocknete bzw. gebrannte Produkt auf eine maximale Korngröße von 3 mm zerkleinert.
Die erhaltene Körnung hatte die folgenden Eigenschaften:

5 Tabelle IV

Behandlungstemperatur (⁰C)	180	800	1200	1300	1500
Kornraumgewicht, R (g/cm³)	1,30	1,26	1,31	1,34	1,48
spezifisches Gewicht (g/cm³)	2,60	2,60	2,65	2,68	2,72
Pg (Vol.-%)	50,0	51,5	50,5	50,0	45,6

Beispiel 5

Die Arbeltswelse von Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch statt des Bindetons 10 Gew.-Teile feinst zerteiltes kolloidales Aluminium-Hydroxid verwendet wurde. Dieses Aluminiumhydroxid lag als hochviskose Lösung vor. Es wurden 8 Gew.-Teile 50 gew.-%ige Monoaluminlumphosphatlösung und 3 Gew.-Teile Wasser !n der Mischstufe zugesetzt.

Die Verdichtung in der Preßstufe erfolgte bei einem Preßdruck von 30 N/mm², dies ergab einen Volumenfaktor von 5,4 in dieser Verdichtungsstufe.

Die weitere Behandlung erfolgte wie in Beispiel 1, wobei die Trocknungstemperatur jedoch 12G¹C betrug und Proben des plattenförmigen Materials bei den in der folgenden Tabelle V angegebenen, unterschiedlichen Brenntemperaturen gebrannt wurden. Anschließend wurde das Material wie In Beispiel 1 gekörnt.

Die Faserkörnung hatte die folgenden Eigenschaften:

Tabelle V

Behandlungstemperatur (⁰C) Kornraumgewicht, R (g/cm³) spezifisches Gewicht (g/cm³) Pg (Vol.-%)

Beispiel 6

Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß statt der 50 gew.-%igen Monoaluminiumphosphatlösung in der Mischstufe 4,5 Gew.-Teile festes Natriumpolyphosphat zugesetzt wurden. Die verwendete Wassermenge betrug 9 Gew.-Teile.

Beim Verdichten mit einem Preßdruck von 30 N/mm² wurde eine Verdichtung um einen Volumenfaktor von 5,3 erzielt.

Die Welterbehandlung erfolgte wie zuvor, wobei die Trocknung bei 120° C durchgeführt wurde. In der folgenden Tabelle sind die Eigenschaften der entsprechend der Arbeitsweise von Beispiel 1 erhaltenen Faserkörnung aus dem getrockneten Produkt bzw. den bei unterschiedlichen Brenntemperaturen gebrannten Produkten angegeben.

Tabelle VI

120	800	1200	1300	1500
1,34	1,32	1,38	1,39	1,44
2,72	2,72	2,77	2,79	2,83
50,7	51,5	50,2	50,1	49,1

120	800	1200	1300	1500
1,22	1,19	1,32	1,38	1,41
2,60	2,61	2,65	2,69	2,73
53,1	54,4	50,1	48,6	48,4

Beispiel 7

In diesem Beispiel wurde die Verdichtung durch Strangpressen durchgeführt.

Zunächst wurden 100 Gew.-Teile keramische Fasern B) in einem Eirich-Mischer 10 bis 20 Minuten mit 1,5 Gew.-Teilen trockener Methylcellulose vermischt. Dann wurden in den laufenden Mischer 10 Gew.-Teile des In Beispiel 1 verwendeten Bindetons und 2 Gew.-Teile feinst zerteiltes Chromoxid mit einer maximalen Teilchengröße von 63 μπι eingegeben, kurz eingemischt, anschließend wurden 10 Gew.-Teile einer 50 gew.-ⁿi.lgen Lösung von Monoaluminiumphosphat und 80 Gew.-Teile Wasser aufgegeben und gründlich eingemischt. Das Strangpressen erfolgte In einer üblichen Strangpreßvorrichtung, wobei die Düse einen Querschnitt von 25Ox 190 mm besaß. Der bei der Verdichtung erzielte Volumenfaktor lag bei 3,9. Das aus der Düse austretende Material wurde auf geeignete Batzenlängen abgeschnitten, diese wurden zunächst 24 Stunden bei 110° C getrocknet und bei den in der Tabelle VIl angegebenen, unterschiedlichen Brenntemperaturen jeweils 24 Stunden gebrannt. Dann wurden diese behandelten Probebatzen zu einer Faserkörnung mit einer maximalen Korngröße von 6 mm zerkleinert.

Die an dieser Faserkörnung erhaltenen Eigenschaften waren wie folgt:

Tabelle VII

110	900	1100	1300	1500
0,90	0,87	0,92	1,00	1,27
2,60	2,61	2,63	2,65	2,73
65,4	66,6	65,0	62,2	53,5
Beispiel 8

Behandiungstemperatur (⁰C) Kornraumgewicht, R (g/cm³) spezifisches Gewicht (g/cm³) Pg (Vol.-%)

Es wurden zunächst 100 Gew.-Telle Fasern mit 1,5 Gew.-Teilen trockener Methylcellulose während 20 Minuten in einem Turbo-Mischer aufgeschlossen, anschließend wurden 10 Gew.-Teile kolloidale SiOj in fester Form zugesetzt, mit den Fasern vermischt. Anschil· bend wurden 8 Gew.-Teile festes, pulverförmiges Monoaluminiumphosf/hat und 8 Gew.-Teile Wasser aufgegeben, und für weitere 12 Minulen gemischt.

Das erhaltene, krümeiförmige Gemisch wurde in einer Brikettiereinrichtung mit einem Volumenfaktor von 4,9 verdichtet, anschließend wurde 24 Stunden bei 120° C getrocknet, eine weitere Probe wurde bei 400° C ohne vorheriges Trocknen 24 Stunden wärmebehandelt und eine weitere Probe wurde ebenfalls ohne vorheriges Trocknen bei 1000° C 24 Stunden gebrannt.

Die erhaltenen, behandelten Proben wurden auf eine maximale Korngröße von 4 mm zerkleinert, an der erhaltenen Faserkörnung wurden folgende Eigenschaften gemessen:

Tabelle VIII

Behandlungstemperatur (⁰C)	120	400	1000
Kornraumgewicht, R (g/cm³)	1,15	1,10	1,13
spezifisches Gewicht (g/cm³)	2,58	2,57	2,65
Pg (Vol.-%)	55,4	57,2	57,3

Herstellung von Faserkörnung O₂)

Bei dieser Herstellung wurden ebenfalls die zuvor sei üer Faserkörnung bi) genannten keramischen Fasern A bzw. B verwendet.

Beispiele 9 bis Ii
Es wurden die folgenden Ansätze verwendet, die Angaben beziehen sich auf Gewichtsteile:

Beispiele

11

Fasern A H₂O

Bentonit Al₂O₃ TiO₂

Methylcellulose fest Sulfitablauge fest Sulfitablauge-Lösung, 10 Gew.-°/< Methylcellulose-Lösung, 5 Gew.-Monoaluminiumphosphat fest Natriumpolyphosphat fest

100

100
40
15

3,5

0,5

2,5

Zunächst wurden die keramischen Fasern in einen Elrlch-Mlscher eingegeben und hierauf die angegebenen Wassermengen aufgesprüht und 10 Minuten vermischt. Anschließend wurde auf dieses Gemisch der Bentonit, das AhOi bzw. TlOj, und die feste Methylcellulose bzw. die feste Sulfitablauge aufgegeben und weitere 8 Minuten eingemischt. Danach wurden In den Mischer die angegebenen Lösungen an Sulfitablauge bzw. Methylcellulose, zu denen die fein zerteilten, festen Phosphatbindemittel zugesetzt worden waren, aufgesprüht und noch weitere 10 Minuten vermischt.

Das erhaltene, krümelige Gemisch wurde aus dem Mischer herausgenommen.

Das krümelige Gemisch der Beispiele 9 bis 11 wurde 6 Stunden bei 120° C getrocknet und anschließend in einem Walzenbrecher auf eine maximale Korngröße von 4 mm zerkleinert.

Die an den Produkten ermittelten Eigenschaften waren wie folgt:

Beispiel 9 10 11

Raumgewicht, g/crr/ 0,22 0,14 0,40

Beispiele 12 bis 14

Die Arbeltswelse der Beispiele 9 bis 11 wurde wiederholt, wobei hler jedoch aufgeschlossene, keramische Fasern B verwendet wurden. Das Aufschließen der Fasern erfolgte In einem Turbo-Mischer, hierzu wurden die ίο Fasern in diesem mit Messerköpfen ausgerüsteten, schnellaufenden Mischer 5 Minuten behandelt. Diese aufgeschlossenen Fasern B wurden dann in einen Elrlch-Mischer überführt, in welchen die weiteren Bestandteile entsprechend den Ansätzen der Beispiele 9 bis 11 zugesetzt wurden.

Aus den Produkten der Beispiele 12 bis 14 wurde ebenfalls eine Faserkörnung hergestellt

Die an den Produkten ermittelten Eigenschaften waren wie folgt:

Beispiel 12 13 14

Raumgewicht (g/cm³) 0,25 0,17 0,45

Herstellung von Faserkörnung bi)

Ebenso wie bei der Herstellung der Faserkörnung bi) wurden hier keramische Fasern A bzw. B mit den zuvor angegebenen Zusammensetzungen verwendet.

Beispiele 15 bis 19
Es wurden folgende Ansätze verwendet:

Beispiele 15 16 17 18 19

100 100 100 50

Bindeion (mit 35% Al₂O₃) 15 6 ·- 4

4 4 - -

6 2 4

"« »*■ j 1... 1 . _ 11 _ _ t _ ._ _ 1* i Z" /11

_. 10 15 12 25

In einem Elrlch-Mischer wurden die keramischen Fasern mit Bindeton bzw. den anderen Bestandteilen 5 Minuten vermischt, dann wurde das organische Bindemittel bzw. Bindemittelgemisch aufgegeben und zuletzt das Wasser zugesetzt. Es wurde Insgesamt 20 Minuten gemischt.

so Diese Mischung wurde in einer Brikettlereinrichtung um die angegebenen Volumenfaktoren verdichtet, dann 12 Stunden bei 120⁰C getrocknet und abschließend auf eine maximale Korngröße von etwa 6 mm zerkleinert. An den erhaltenen Faserkörnungen wurden die folgenden Eigenschaften bestimmt:

_5J Beispiele 15 16 17 18 19

keramische Fasern A	100	6	-	2
keramische Fasern B	-	25
Bindeion (mit 35% Al₂O₃)	15
Chromoxid, < 63 μηι	-
kolloid. SiO₂	-
kolloid. Al₂O₃	-
Methylcellulose, fest
Sulfitablauge, fest
Schamottemehl
Waser

Raumgewicht, R (g/cm³)	1,25	1,09	1,15	1,20	1,23
Verdichtungsfaktor	5,4	7,2	6,8	6,0	6,5
Porenvolumen, Pg (Vol.-%)	49,5	69,7	68,0	53,8	62,6

Beispiele 20 bis 24

Es wurden die Ansätze der Beispiele 15 bis 19 wiederholt, wobei hler jedoch aufgeschlossene Fasern verwendet wurden. Das Aufschließen der Fasern erfolgte In einem Turbo-Mischer wahrend 5 Minuten. Anschließend wurden die übrigen Zusätze eingegeben und während 2 Minuten eingemischt.

Das Verdichten erfolgte In einer hydraulischen Presse zu Steinen von 250 χ 125 χ 30 mm, diese wurden 12 Stunden bei 12O⁰C getrocknet und anschließend auf eine maximale Korngröße von 6 mm zerkleinert. An den erhaltenen Faserkörnungen wurden folgende Eigenschaften bestimmt:

Beispiele 20 21 22 23 24

1,10	0,95	1,01
6,0	7,9	7,2
56,0	73,5	71,7
	Delspiel 25

R(g/cm3) 1,10 0,95 1,01 1,04 1.09

Verciichtungsfaktor 6,0 7,9 7,2 6,9 7,3

Pg(VoL-¹¹A) 56,0 73,5 71,7 59,9 66,6

Es wurde der Ansatz von Beispiel 20 mit der Ausnahme verwendet, daß 80 Gew.-Teile Wasser eingemischt wurden. Die Verdichtung erfolgte in einer Strangpresse, wobei hier der Querschnitt der Düse 250 χ 190 mm betrug. Die aus der Strangpresse austretenden Rohbatzen wurden auf geeignete Längen abgeschnitten und 24 Stunden bei 120⁰C getrocknet. Anschließend wurden die erhaltenen, getrockneten Batzen auf eine maximale Korngröße von 3 mm zerkleinert. An der erhaltenen Fa^erkörnung wurden folgende Eigenschaften bestimmt:

R (g/cm³) 0,95

Verdichtungsfaktor 3,2

Pg (Vol.-%) 62,7

Im folgenden wird die Herstellung von erfindungsgemäßen Verbundbauteilen anhand von Beispielen näher erläutert.

Beispiel 26

Es wurde eine Fasermasse unter Verwendung der folgenden Bestandteile hergestellt: ^2:i

Die zuvor genannten Bestandteile wurden in einen Zwangsmischer eingegeben, 2 Minuten miteinander vermischt, anschließend wurden 25 Gew.-Teile Wasser aufgegeben und für weitere 15 Minuten gemischt.

In einen oben offenen Formkasten aus Blech v/urde ein gebranntes Rohr aus Tonerde senkrecht angeordnet, so daß zwischen der Außenseite dieses Rohres und der Innenseite des Blechformkastens ein Zwischenraum blieb. In diesem Raum wurde die zuvor hergestellte Fasermasse eingefüllt und mit einem Preßlufthammer eingestampft. Anschließend wurde die Rohroberkante bündig abgestrichen.

Das so erhaltene Verbundbauteil wurde 24 Stunden bei 120°C getrocknet und anschließend 5 Stunden bei 1350" C gebrannt.

Ein solches Verbundbauteil kann als Isolierte Gasleitung verwendet werden, und zwar bei Gasen, die mit hohen Temperaturen von beispielsweise 1100 bis 115O⁰C und/oder hoher Gasgeschwindigkeit geführt werden sollen. Unter solchen Bedingungen würde ein Isoliermaterial ohne ein Innenrohr aus feuerfestem Material, in diesem Falle ein Slliziumcarbldrohr, nicht verwendet werden können.

Beispiel 27

50 Es wurde eine Fasermasse unter Verwendung der folgenden Bestandteile hergestellt:

	Gew.-Teile
keramische Fasern A	100
Bindeton mit 35⁰AAI₂O₃	10
Schamotternehl, < 63 μηη	10
Monoaluminiumphosphat, fest	6

Gew.-Teile

keramische Fasern B 100

Ton (ca. 40 Gew.-% Al₂O₃) 4

Al₂O₃ unter 0,064 mm 6

Monoaluminiumphosphat, fest 6

Die keramischen Fasern B wurden zuvor In einem Turbo-Mischer während 4 Minuten aufgeschlossen. Die Weiterverarbeitung der Masse erfolgte wie in Beispiel 26.

Als Innenrohr wurde ein Rohr aus Sillziumcarbid mit einem Durchmesser von 25 cm verwendet. Anschließend an das Einstampfen wurde der erhaltene Grünling bei 300⁰C für 24 Stunden getrocknet. Dann wurde er mitiels eines Im Innenrohr eingebauten elektrischen Heizelementes auf 1000⁰C erhitzt. Es wurden zahlreiche Tcmperaturzyklen durchgeführt, d. h. das Verbundbauteil wurde auf Umgebungstemperatur abkühlen gelassen und dann erneut auf 1000⁰C aufgeheizt. Das Verbundbautcil besaß eine ausgezeichnete Lebensdauer, und die

fest aufsitzende Isolierschicht zeigte keine Risse oder Abblätterungen. Dies bedeutet, daii die die Isolierschicht bildende Fasermasse trotz hoher Festigkeit elastisch genug ist. um unterschiedliche Wärmedehnungen von Siliziumcarbid vom Innenrohr einerseits und der die Isolierschicht bildenden Fasertrasse andererseits aul/ulangen.

Beispiele 28 bis 33

Es wurde der in Beispiel 26 verwendete Ansatz hergestellt, zu 100 Gew.-Teilen dieses Ansatzes wurden die in dtr folgenden Tabelle IX aufgeführten Faserkörnungen in den angegebenen Mengen sowie weitere Wassermen-"i gen zugesetzt und für 2 Minuten Im Mischer eingemischt. Im Beispiel 29, 31, 33 wurden jedoch abweichend vom Ansatz In Beispiel 26 7,5 Gew.-Teile Monoaluminlumphosphat eingesetzt. Mit diesen Massen konnten entsprechend der Arbeitsweise von Beispiel 26 Verbundbauteile mit ausgezeichneten Eigenschaften hergestellt werden

'5 Tabelle IX

Beispiele 28 29 30 31 32 33

Faserkörnung, Typ b.) b|) b₂) b₂) D3J D3)

~" Faserkörnung v. Beisp. 1 5 11 12 18 19

Menge (Gew.-Teile) 50 200 40 300 20 400

Beispiel 34

25

Es wurde der in Beispiel 27 verwendete Ansatz hergestellt, dieser wurde in einer Plattenpresse unter einer Verdichtung um einen Volumenfaktor von 5,2 zu Platten mit einer Dicke von 3 mm verpreßt. Die Platten wurden 5 Stunden bei 12O⁰C getrocknet. Aus diesen Platten wurden Stücke mit Steinmaßen (405 χ 135 mm) ausgeschnitten, und auf eine Seite von Schamottesteinen mit einem feuerfesten Kitt aufgekittet. Die erhaltenen JO Verbundbauteile besaßen auf diese Weise eine Dehnungsausgleichsschicht.

Beispiele 35 bis 40

Es wurden die in der folgenden Tabelle X angegebenen Mengen (In Gewichtstellen) an Faserkörnung/en der angegebenen Typen, die in den ebenfalls In der Tabelle X angegebenen Beispielen hergestellt worden waren, in einen Mischer eingegeben, auf 100 Gew.-Teile der Faserkömung/bzw. des Gemisches aus Faserkörnungen wurden jeweils 5 Gew.-Teile einer 50 gew.-%lgen Monoaluminiumphosphatlösung und 10 Gew.-Teile Wasser aufgegeben, dann wurden weitere 3 Minuten vermischt. Die erhaltenen Massen wurden ebenfalls um ein inncnrohr aus feuerfestem Material eingestampft, wobei Verbundbautellc mit ausgezeichneten Eigenschaften erhalten wurden.

Tabelle X

Beispiele 35 36 37 38 39 40

' ' -—

Faserkörnung, Typ bi) 100 - 50 25 25

v. Beisp. 4 3 6 7

Faserkörnung, Typ bj) - 100 50 50 25

v. Beisp. 12 12 13 14

50

Faserkörnung, Typ b₃) - - - 25 50

v. Beisp. 17 18

Beim Aufbau der Gemische aus Faserkörnungen wurde ein Kornaufbau mit 3 mm Maximalkorn und einem Anteil unter 1 mm von etwa 30 Gew.-°o eingehalten.

(.11

Claims

Patentansprüche:

L Feuerfestes oder feuerbeständiges Verbundbauteil mit tinem Formteil aus beliebigem, feuerfesten oder feuerbeständigen Werkstoff und einer Isolierschicht mit höherer Wärmedämmung bzw. einer Dehnungsausgleichsschlcht, die ein anorganisches Fasermaterial und gegebenenfalls weitere Zusätze enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht bzw. Dehnungsausgleichsschicht mit dem Formteil fest verbunden ist und hergestellt ist aus:

a) 100 Gew.-Tellen keramischen Fasern, 2 bis 15 Gew.-Tellen Ton und/oder feinst zerteiltem Al₂O₃ und/oder feinst zerteiltem SiOa und/oder Aluminiumhydroxiden und/oder feinst zerteilter Magnesia und/oder feinst zerteiltem Titandloxid und/oder feinst zerteiltem Chromoxid, gegebenenfalls '■•is zu 10 Gew.-Teilen anderen Feuerfestzusätzen und 1 bis 8 Gew.-Tellen Phosphatbindemittel, berechnet als P₂O₅, und gegebenenfalls einem Zusatz an Plastifizierungsmittel, oder

b) gegebenenfalls unter weiterem Zusatz eines Bindemittels aus einer der folgenden Faserkömungen oder einem Gemisch solcher Faserkömungen

bi) einer ersten Faserkörnung hergestellt durch Vermischen von 100 Gew.-Teilen keramischer Fasern, 2 bis 15 Gew.-Teilen Ton und/oder feinst zerteiltem Al₂O₃ und/oder feinst zerteiltem SlO₂ und/oder Alumlnlumhydroxlden und/oder feinst zerteilter Magnesia und/oder feinst zerteiltem Titandloxid und/oder feinst zerteiltem Chromoxid, gegebenenfalls bis zu 10 Gew.-Tellen anderer Feuerfestzu-Sätze, 1 bis 8 Gew.-Teilen Phosphatbindemittel, berechnet als P₂Os gegebenenfalls unter Zusatz von Plastifizierungsmittel mit 2 bis 100 Gew.-Tellen Wasser, Verdichten dieser erhaltenen Mischung um einen Volumenfaktor von wenigstens 3, Trocknen und/oder Wärmebehandeln bei 250° C bis 600° C und/oder Brennen bei höheren Temperaturen des erhaltenen Produkts und anschließendes Zerkleinern hlervcp. bis auf die gewünschte Körnung,

b₂) einer zweiten FaerkOrnung hergestellt durch Vermischen von 100 Gew.-Teilen keramischen Fasern mit 10 bis 40 Gew.-Tellen Wasser, Zugabe und Einmischen von 5 bis 20 Gew.-Teilen Ton und/oder feinst zerteiltem A1₂O3 und/oder feinst zerteiltem SiO₂ und/oder Aluminiumhydroxiden und/oder feinst zerteilter Magnesia und/oder feinst zerteiltem Titandioxid und/oder feinst zerteiltem Chromoxid sowie 0 bis 10 Gew.-Tellen festem, organischem Bindemittel, Aufgeben und Einmischen von 0,5 bis 4 Gew.-Teilen organischem Bindemittel In Lösung sowie 1 bis 8 Gew.-Tellen eines Phosphatbindemittels, berechnet als P₂O₅, Trocknen des erhaltenen Produkts und Zerkleinern auf die gewünschte Körnung,

oder einem Gemisch aus einer der Faserkömungen b,) und/oder b₂) mit ein« dritten Faserkörnung
b₃) hergestellt durch Vermischen von 100 Gew.-Tellen keramischen Fasern mit 2 bis 15 Gew.-Teilen »,

Ton und/oder feinst zerteiltem Al₂O₃ und/oder feinst zerteiltem SIO₃ und/oder Alumlniumhydroxl- |

den und/oder feinst zerteilter Magnesia und/oder feinst zerteiltem Titandloxid und/oder feinst |' zerteiltem Chromoxid, gegebenenfalls bis zu 10 Gew.-Teilen anderer Feuerfestzusätze, 1 bis 10 Gew.-Teilen organischem Bindemittel, berechnet In fester Form, und 5 bis 100 Gew.-Tellen Wasser, Verdichten der erhaltenen Mischung um einen Volumenfaktor von wenigstens 3, Trocknen des

■«ι Produkts und Zerkleinern auf die gewünschte Körnung, oder

c) aus einer Mischung von a) und einer oder mehreren der Faserkömungen bi), b₂) und b₃).
2. Verbundbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es in der Isolierschicht als Tonbestandteil Betonlt enthält. u
3. Verbundbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es In der Isolierschicht als weiteren Feuerfestzusatz Porzellanmehl. Schamotte oder Hohlkugelkorund enthält.
4. Verbundbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht als Phosphatbtndemlttel Natriumpolyphosphat enthält. |
5. Verbundbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht als Phosphatbinde- | so mittel, Monoaluminlumphosphat enthält.
6. Verbundbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es In der Isolierschicht als Plastifizierungsmittel oder organisches Bindemittel Methylcellulose enthält.
7. Verbundbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als organisches Bindemittel Melasse oder Sulfitablauge enthält.
•^S5 8. Verbundbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es als keramische Fasern aufgeschlossene keramische Fasern enthält.
9. Verbundbautell nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es ein rohrförmiger Körper mit außenliegender Isolierschicht Ist.
10. Verbundbautell nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der ⁶⁽¹ Isolierschicht Hohlräume, insbesondere Leitungswege, oder Hohlräume zur Aufnahme von Leitungen oder Verstärkungen vorhanden sind.
11. Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

a) 100 Gew.-Teile keramische Fasern, 2 bis 15 Gew.-Teile Ton und/oder feinst zerteiltes Al₂O₃ und/oder feinst zerteiltes SIO₂ und/oder Aluminiumhydroxide und/oder feinst zerteilte Magnesia und/oder feinst zerteiltes Titandioxid und/oder feinst zerteiltes Chromoxid, gegebenenfalls bis zu 10 Gew.-Teile andere Feuerfestzusätze, 1 bis 8 Gew.-Teile Phosphatblndemlttel, berechnet als P₂Oj, gegebenenfalls unter Zusatz von Plastifizierungsmittel, mit 2 bis 25 Gew.-Tellen Wasser In einem Mischer gründlich

vermischt werden,

b) die In Stufe a) erhaltene Mischung auf wenigstens eine Seite eines Formteils aus beliebigem feuerfesten oder feuerbeständigen Werkstoff unter Verdichtung um einen Volumenfaktor von wenigstens 3 aufgepreßt wird, und

c) der In Stufe b) erhaltene Grünling des Verbundbauteils getrocknet und/oder bei Temperaturen von 250 bis 600° C getempert und/oder bei Temperaturen von 600 bis 1600° C gebrannt wird.