SE452001B

SE452001B - Eldfast material samt anvendning av detsamma som konstruktionsmaterial i verdeforvarande enheter

Info

Publication number: SE452001B
Application number: SE8404002A
Authority: SE
Inventors: L Ivarsson; R Lundqvist
Original assignee: Hoeganaes Ab; Nordsec Security Ab
Priority date: 1984-08-07
Filing date: 1984-08-07
Publication date: 1987-11-09
Also published as: SE8404002L; JPS6183683A; ZA855135B; SE8404002D0

Description

15 20 25 30 35 452 001 Genom inslaget av hård karbid anordnad i den eldfasta matrisen i in- dividuella, i huvudsak jämnt fördelade stycken erhålles hög skär- resistens hos materialet. e ~ .Uppfinningen innefattar även ett sådant eldfast materials användning som konstruktionsmaterial f värdeförvarande enheter, såsom bankvalv, värdeskäp, bankserviceboxar och liknande enheter.

Såsom tidigare antytts är den eldfasta matrisens uppbyggnad av s.k. grogg och bindemedel i och för sig konventionell till sin - karaktär, Groggen kan på traditionellt sätt utgöras av gryn eller korn av eldfasta material, såsom aluminiumoxid, bauxit, kaolin, a- åluminiumsilikat, kromit, zirkon, zirkoniumoxid, olivin, o.d. Ett speciellt föredraget material är a-korund, s.k. tabular aluminium- oxid. Som bindemedel kan med fördel användas kalciumaluminatcement, fosforsyrareller fosfat, silikatcement eller knlloidal kiselsyra el- ler blandningar av ett eller flera av dessa.

Den i det eldfasta materialet enligt uppfinningen ingående värmeresistenta fiberarmeringen kan utgöras av stålfibrer, eller kolfibrer. Fiberarmeringen ingår i materialet i en mängd av lämp- ligen upp till ca 10 viktprocent och den utgöres företrädesvis av fibrer med en längd av upp till ca 10 cm, ex.vis från ca 2 till ca 5 cm, och en grovlek av ca 0,1 till ca 0,5 mm, ex.vis ca 0,2-0,3 mm. Såsom tidigare nämnts har denna fiberarmering till funktion att . förläna det eldfasta materialet tillfredsställande draghållfasthet så att det kan motstå åverkan genom ex.vis slag, sprängning eller fall från hög höjd. Materialet i fiberarmeringen skall uppvisa er- forderlig värmeresistens, vilket betyder att det bör tåla en tempe- ratur av flera hundra grader Celsius. På grund av den eldfasta matri- sens låga värmeledningsförmåga behöver fiberarmeringen för uppnående av värmeresistens ej tåla en väsentligt högre temperatur.

Den i det eldfasta materialet fördelade hårda karbiden kan utgöras av vilken som helst icke reaktiv karbid, såsom kiselkarbid, borkarbid, zirkoniumkarbid, hafniumkarbid, tantalkarbíd, kromkarbid, volframkarbid, vanadinkarbid eller mobbdenkarbid, Samtliga dessa karbíder är mycket högsmâltande och mycket hårda. Tänkbar är även en blandad karbid, såsom volfram-titankarbid, känd under namnet Kennametall, vilken även användes som hårdmetall i skärverktyg.

Speciellt föredragna är emellertid kiselkarbid och borkarbid, i synnerhet den förra.

LO 15 20 35 3 452 0o1l Såsom tidigare nämnts föreligger karbiden i form av individ- uella stycken, i huvudsak jämnt fördelade i den eldfasta matrisen.

Dessa karbidstycken har lämpligen en genomsnittlig tvärdimension av minst ca 5 mm, och tvärdimensionen ligger lämpligen inom intervallet ca 5-20 mm och speciellt ca 10-15 mm. Mängden i materialet ingående karbid är icke särskilt kritisk men den bör vara tillräckligt stor för att ge erforderlig inbrottssäkerhet mot ex.vis skärning. Dock bör karbidmaterialet ingå i det eldfasta materialet i en mängd som .är volymmässigt mindre än materialet som helhet. En lämplig mängd är upp till ca 20 viktprocent och är företrädesvis ej mindre än ca 5 viktprocent. d Ett tänkbart praktiskt exempel på framställning av en värde- förvarande enhet, ex.vis ett Värdeskåp, av ett eldfast material en- ligt föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas. Detta exempel får emellertid icke betraktas såsom inskränkande.

En lämplig gjutmassa för framställning av ett eldfast mate- rial försättes med en för gjutning lämplig mängd vatten, ex.vis 5-8 viktprocent. Gjutmassan kan ex.vis som eldfast matris bestå av ca 70 viktprocent u-korund som grogg och ca 30 viktprocent kalciumalu- mínatcement som bindemedel, jämte fiberarmering och lämpliga karbid- stycken jämnt fördelade i matrisen. Som gjutform användes en metall- låda motsvarande skäpets utseende, varvid själva skåpet framställes för sig, eventuellt även locket för sig och dörren för sig. Skåpets båda delar placeras på ett vibratorbord påverkat av högfrekvensvib- ratorer. Den fuktade gjutmassan ínföres sedan kontinuerligt på lämp- ligt ställe i skåpets delar, så att luften förtränges från skåpets inre utrymmen och luftfickor undvikes. När massan helt fyller upp skåpdelarnas inre utföres vibrering ytterligare under några minuter för fullständigt avlägsnande av luften och för uppnående av maximal densitet hos gjutmassan.

Skâpdelarna kan sedan torkas vid förhöjd temperatur,ex.vis vid 110°C i 24 timmar, varvid det eldfasta materialet hårdnar till erfor- derlig hållfasthet.

Efter det eldfasta materialets hårdnande kan sedan gjutformen d.v.s. metallmanteln avlägsnas, men ur estetisk synpunkt och för ex.vis målningsändamål kan metallmanteln bibehållas i samband med skäpets användning. _ Uppfínningen kommer i det följande att beskrivas närmare i anslutning till icke inskränkande konkreta exempel. 10 20 25 452 001 EXEMPEL 1 Gjutmassa med fysikokemisk bindning.

En gjutmassa av LCC-typen ("low cement content") bereddes ge~ nom torrblandning av följande beståndsdelar: 5-0 mmd Tabular alumíniumoxid 55 viktdelar (högsíntrad Al203) "_ " < 1,41 mm 17 " " " < 0,32 mm 10 " _Ka1cínerad aluminiumoxid < 0,062 mm 15 " Secar 7Q (kalcíumaluminat- 3 " cement) Kolloidal kiselsyra (Ludox HS40) 11 " I den genom mekanisk blandning av ovanstående beståndsdelar bildade gjutmassan inblandas sedan 11 viktdelar kiselkarbidstyck- en med en tvärdimension liggande inom intervallet ca S-10 mm samt 5,5 viktdelar stålfibrer med en längd av ca S0 mm och en grovlek av ca 0,2 mm. Dessa båda senare beståndsdelar fördelades jämnt i den beredda gjutmassan.d Den erhållna torrblandningen tillsättes sedan en för gjutning lämplig mängd vatten, vanligen ca 5-8 viktprocent, och användes för framställning av ett eldfast värdeskåp, varvid som gjutform användes en låda av stålplåt motsvarande värdeskåpets utseende.

Gjutmassan tillföres gjutformen på tidigare angivet sätt och skåp- delarna torkas vid ca 110°C under en tidrymd av ett dygn, och det eldfasta materialet hårdnar därvid och uppnår hög hållfashhet.

Värdeskåpets inbrottssäkerhet beträffande åverkan genom slag, borrning, skärning, sprängning, mejsling visar att höggradig in- brottssäkerhet uppnås jämte erforderligt brandskydd.

Gjutmassa med konventionell bindning.

.På samma sätt som i Exempel 1 bereddes en gjutmassa innehållande följande beståndsdelar: 5 . 452 001 _ Tahular alumíniumoxid 5-0 mm 45 viktdelar “" " < 1,041 m 11 " " " < 0,32 mm 10 " " ~ Kalcinerad aluminiumoxid < 0,062 mm 10 " CA-25-cement (Alcoa) I 18 " Kiseikarbiastycken s-1o 'mm 10 " Stâlfibrer med en längd av 30 mm och en 5 0 10 15 20 25 tjocklek av 0,2 mm Ett med denna gjutmassa framställt eldfast värdeskåp uppvi- sar samma höggradiga inbrottssäkerhet och brandskyddsegenskaper som värdeskåpet enligt Exempel 1.

EXEMPEL 3 Exempel 1 upprepas men med användning av kolfibrer i stället för stålfibrer, varvid samma högvärdiga egenskaper hos värdeskå- pet uppnås. 1 EXBMPEL 4 Exempel 2 upprepas men med användning av borkarbid i stället för kiselkarbíd, varvid ett värdeskåp med likvärdig inbrottssäker- het och likvärdigt brandskydd erhålles jämfört med egenskaperna för värdeskåpet enligt exempel 2.

Det bör observeras att uppfinningen icke är inskränkt till an- vändning av det material som redovisas i ovanstående exempel. Så- lunda kan varje typ av groggmaterial med framgång användas och bin- demedlets karaktär är icke kritiskt. Vidare kan alla typer av skär- resistenta karbider användas i det eldfasta materialet enlígtuppfin- ningen, liksom även alternativa fibrer uppvisande erforderlig värme- resistens.

Claims

452 001 PATENTKRAV

1. Eldfast material baserat på grogg och hydrauliskt eller kemiskt bindemedel, fördelat innehåll av en värmeresistent fiberarmering och skärre- sístent karbid i individuella stycken.

2. k ä n'n e t e c k n a t därav, att karbidstyckena har en tvärdimension av minst ca 5 mm, lämpli- gen inom intervallet ca 5-20 mm och speciellt ca 10-15 mm.

3. -Material enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t därav, att karbíden består av kiselkarbid, Ö

4. Material enligt något av föregående krav, t e c k n a t därav, att fiberarmeringen ingår i en mängd av högst ca 10 viktprocent.

5. S. Material enligt krav 4, k ä n n e t e cik n a t därav, att fiberarmeringen utgöres av stål- eller kolfibrer.

6. n a t därav, att fiberarmeríngen utgöres av fibrer med en längd av upp till ca 10 cm och med en grovlek av ca 0,1-0,5 mm.

7. , Material enligt krav 1, vari groggen är utvald bland alu- miniumoxid, bauxit, kaolin, aluminiumsilikat, kromit, zirkon, sir- koniumoxíd, olivin, o.dyl.

8. Material enligt krav 1, vari bindemedlet är utvalt bland kalciumaluminatcement, fosforsyra och fosfater, silikatcement och kolloidal kiselsyra. 1

9. Material enligt krav 1 baserat på u-korund som grogg och kalcíumaluminatcement som bindemedel, k ä n n e t e c k n a t av stàlfibrer med en längd av ca 2-5 cm och en grovlek av ca 0,2-0,3 mm som fiberarmering och av kiselkarbidstycken med en genomsnitt- k ä n n e t e c k n a t av i huvudsak jämnt Material enligt krav 1, k ä n n e - Material enligt något av föregående krav, lig tvärdimension av ca 10-15 mm som skärresistent karbid.

10. Användning av det eldfasta materialet enligt något av föregående krav som konstruktíonsmaterial i värdeförvarande en- heter, såsom bankvalv, värdeskåp, o.dyl., varvid materialet är baserat på grogg och hydrauliskt eller kemiskt bindemedel och k ä n n e t e c k n a s av ett i huvudsak jämnt_fördelat in- nehåll av en värmeresistent fiberarmering och skärresistent karbid i individuella stycken. k ä n n e t e c k- 452 001

11. Värdeförvarande enhet utförd av ett material som inne- fattar det eldfasta materialet enligt något av kraven 1-9, var- vid materialet är baserat på grogg och hydrauliskt eller kemiskt bindemedel och k ä n n e t e c k n a s av ett i huvudsak jämnt fördelat innehåll av en värmeresístvent fiberarmering och skär- resistent karbíd i individuella stycken.

12. Värdeförvarande enhet enligt krav 11 i form av bank- valv, Värdeskåp e1.dyl.