167018. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 1550 C-ig használható tűzálló hőszigetelő anyagok előállítására
3 167018 4 ennél kisebb térfogatsúlyú terméknél, akár kiégő adalékkal készítik azokat plasztikus formázással, akár habosításos technológia alkalmazásával, számolni kell az alábbi hátrányos tényezőkkel: hosszú szárítási idő, nem küszöbölhető ki az égetés utáni méretre vágás, amely költséges és nagy hulladékveszteséggel, jár, alakos idomok előállítására nem alkalmas, a termékek alkalmazási hőmérséklet maximuma 1200 C°. Felismerésünk szerint lehetőség nyílik 0,7-1,2 g/cm3 térfogatsúlyú 50-70% A1 2 0 3 tartalmú, legfeljebb 1550 C°-ig alkalmazható, 20-60 kp/cm2 nyomószilárdságú égetett hőszigetelő anyagok előállítására, ha perlitet vagy más duzzasztott vulkáni üvegfélét, továbbá timföldhidrátot vagy bauxitot, valamint tűzálló agyagot és kívánt esetben szerves ragasztóanyagot tartalmazó nyerskeveréket a nyerskeverék szárazsúlyára vonatkoztatva 1,5-8 súly% foszfor (V)-oxidot biztosító, legalább 1,55 g/cm3 fajsúlyú és legalább 35 súly% foszfor(V)-oxidot tartalmazó vízoldható alumínium-foszfáttal és/vagy legalább 60%-os vizes foszforsav-oldattal nedvesítünk, majd a kapott keveréket formázás és szárítás után legalább 2 órás tűzkitartás mellett legalább 1200C0 , előnyösen 1400 C° és 1550 C° közötti hőmérsékleten kiégetjük. Feltételezéseink szerint ugyanis a nedvesítéskor a nyerskeverékbe bevitt foszfortartalmú adalékanyagok először a timföldhidrát vagy bauxit formájában bevitt alumínium-hidroxidot a kiégetés hőmérsékletén igen aktív alumínium-oxiddá alakítják, amely viszont feltárja a perlitet vagy az alkalmazott más duzzasztott vulkáni üvegfélét, miáltal az A12 0 3 mátrixban nagy viszkozitású, alumínium-oxidban dús olvadékfázis képződik. Az így kialakított vázszerkezet biztosítja nagy hőmérsékleten is a késztermék szilárdságát, a felszívódott vulkáni üvegféle-szemcsék helyén maradó köztes üregek pedig a hőszigeteléshez szükséges pórusok rendszerét. Más szavakkal, a vízoldható alumínium-foszfát vagy foszforsav (az utóbbi vegyület a szárítási, illetve kiégetési művelet során alumínium-hidroxiddal reakcióba lép alumínium-foszfátot képezve) adagolása útján biztosítani lehet a vulkáni üvegféle szemcséinek feltáródását és alumíniumoxidban dús tűzálló üvegfázis képződését. így tehát az alumínium-hidroxid — duzzasztott vulkáni üvegféle-alumínium-foszfát rendszerű hőszigetelő téglában az égetés során a duzzasztott vulkáni üvegféle szemcséinek feltáródása következtében a szemcséket körülvevő mátrixban nagy viszkozitású, alumínium-oxidban dús olvadékfázis képződik, a vulkáni üvegféle szemcséinek helyén pedig üregek maradnak vissza, biztosítva a hőálló tégla alacsony térfogatsúlyát és nagy hőszigetelő képességét. A fentiekben használt „vízoldható alumíniumfoszfát" kifejezés alatt olyan, foszforsav és alumínium-hidroxid vizes közegben végzett reagáltatása útján kapott, főleg alumínium-dihidrogénfoszfátot tartalmazó oldatot értünk, amelynek foszfor(V)-oxid tartalma legalább 35%. A fentiek alapján a találmány tárgya eljárás 50—70 súly% alumínium-oxid tartalmú 0,7-1,2 g/cm3 térfogatsúlyú, 20-60 kp/cm 2 nyomószilárdságú, 1550 C°-ig használható tűzálló hőszigetelőanyagok előállítására, ahol 8—25 súlyrész duzzasztott vulkáni üvegféleséget, célszerűen 70-120 kg/m3 halmaztérfogatsúlyú, 0,5-3,0 mm 5 szemcseméretű duzzasztott perlitet, továbbá 50-70 súlyrész legfeljebb 0,2 mm szemcseméretű timföldhidrátot vagy legfeljebb 3% vas(III)-oxidot tartalmazó bauxitot, kívánt esetben 0,5—2,5 súlyrész szerves ragasztóanyagot, célszerűen szulfít-10 lúgot és 18-29 súlyrész, legfeljebb 0,5 mm szemcseméretű tűzálló agyagot szárazon homogenizálunk, a kapott keveréket nedvesítjük, 10-50 kp/cm2 fajlagos nyomással formázzuk, legfeljebb 1,5 súly% maradó nedvességtartalomig 15 szárítjuk és legalább 2 órás tűzkitartás mellett égetjük. A találmány értelmében úgy járunk el, hogy a nedvesítést a kiindulási nyerskeverék szárazsúlyára vonatkoztatva 1,5—8 súly% foszfor(V)-oxidot biztosító, legalább 1,55 g/cm3 faj-20 súlyú és legalább 35 súly% foszfor(V)-oxid tartalmazó vízoldható alumínium-foszfáttal és/vagy legalább 60%-os vizes foszforsav-oldattal, a kiégetést pedig legalább 1200C0 , előnyösen 1400 C° és 1550 C° közötti hőmérsékleten végezzük. 25 A kiégetés hőmérsékletét tehát előnyösen 1400 C° és 1550 C° között választjuk meg. Minthogy az alumínium-hidroxid hevítés során elveszíti víztartalmát, a keverék 400-1300 C° hőfok tartományban csekély szilárdsággal rendelkezik, ezért 30 szükséges valamilyen tűzálló agyag kis mennyiségben való alkalmazása. így használhatunk például ülitet vagy bentonitott, kaolint. Tapasztalataink szerint az alacsony térfogatsúly biztosításához legalább 8 súly% duzzasztott vulkáni 35 üveget, célszerűen perlitet, vermikulitot, vagy pumicitet kell a nyerskeverékhez adni, azonban 25%-nál nagyobb mennyiség a sajtolhatóság romlása és az alkalmazási hőmérséklet csökkenése miatt már nem kedvező. Alumínium-hidroxidként 40 kereskedelmi minőségű timföldhidrát, vagy úgynevezett vasszegény (legfeljebb 3% vas(III)-oxidot tartalmazó) bauxit alkalmazható. A hevítés során bekövetkező alumínium-hidroxid-elbomlás hőmérséklettartományában szükséges szilárdság biztosí-45 tásához adagolandó tűzálló agyag mennyisége 18—28 súly% között tartandó, ennél kisebb mennyiség fokozott selejtképződéshez, nagyobb mennyiség pedig nemkivánt tértfogatsúly-növekedéshez vezet. A tégla nyers szilárdságának fo-50 kozása és a technológiai kezelhetőség javítása céljából előnyös kívánt esetben száraz szerves ragasztóanyagok (célszerűen dextrin vagy szulfitlúg adagolása). A szárazon homogenizált nyerskeverék ned-55 vesítése vízoldható alumínium-foszfáttal, foszforsavval, vagy ezek keverékével történik. A vulkáni üveg feltáródásának biztosításához szükséges, hogy a nyerskeverék legalább 1,5 súly% foszfor(V)-oxidot tartalmazzon. 60 A nedves nyerskeveréket tetszés szerinti rendszerű sajtoló présen formázzuk, és csupán arra kell ügyelnünk, hogy a sajtolási nyomás ne haladja meg a 50 kp/cm2 értéket, hiszen ellenkező esetben a téglák térfogatsúlya megnő. Tapasztala-65 taink szerint már 10 kp/cm2 sajtolási nyomással 2
