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Verfahren zur Herstellung von glasigen Elektroisolationskörpern aus Rohkupferschlacke
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von glasigen Elektroisolationskörpern aus Rohkupferschlacke, die aus dem Schmelzfluss vergossen werden.
Es ist bereits bekannt, glasige Isolatoren für elektrotechnische Zwecke aus geschmolzenen Gesteinen, insbesondere Basalt, herzustellen, indem man entweder die Gesteine in einer reduzierenden Atmosphäre schmilzt, vergiesst, die Formlinge einer Wärmebehandlung unterwirft und danach auf Raumtemperatur abkühlt oder in oxydierender Atmosphäre schmilzt, vergiesst, die Formlinge einer Wärmebehandlung in reduzierender Atmosphäre unterwirft und danach auf Raumtemperatur abkühlt.
Ferner ist bekannt, vorwiegend kristalline Formstücke mit hohem elektrischem Isoliervermögen aus
Phosphorofenschlacke herzustellen, indem man die mit einem Zusatz von Flussspat versehene Phosphorofenschlacke im schmelzflüssigen Zustand in Formen vergiesst und abkühlt.
Weiterhin ist bekannt, aus verschiedenen Rohstoffen, wie Quarzsand, Feldspat, Soda, Salpeter, Tonerde u. a., Gläser zu schmelzen und diese zu Elektroisolationskörpern zu verformen.
Elektroisolationskörper können bekanntlich auch aus keramischem Material durch Sintern hergestellt werden ; sie müssen aber mit einer Brennglasur versehen werden.
Die Herstellung von glasigen Elektroisolationskörpern aus Rohkupferschlacke ist bisher nicht bekanntgeworden.
Den bekannten Herstellungsverfahren haftet der sehr grosse Mangel an, dass sie vor allem mit sehr grossem technologische und energetischem Aufwand ablaufen. Auch wird in den meisten Fällen entweder von Rohstoffen ausgegangen, die erst zu dem eigentlichen Ausgangsmaterial erschmolzen werden müssen, oder es werden Materialien verwendet, die letztlich mit einer Brennglasur versehen werden müssen, von deren elektromechanischer Güte die Qualität des Isolators abhängig ist. In den seltensten Fällen aber wird von Industrieabfa listoffen ausgegangen, die jedoch auch nur zu Elektroisolationskörpern mit unterschiedlicher Qualität führen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dessen Hilfe es möglich ist, aus Industrieabfallstoffen ohne grossen technologischen und energetischen Aufwand Formkörper mit guten Elektroisolationseigenschaften herzustellen.
Es wurde nun überraschend gefunden, dass man aus Rohkupferschlacke, einem billigen Abfallprodukt der Buntmetallurgie, glasige Elektroisolationskörper herstellen kann, indem man schmelzflüssige Rohkupferschlacke bei einer Temperatur von mindestens 12500C in Metallformen vergiesst, die vorzugsweise eine Temperatur von 450 bis 8200C aufweisen, den gebildeten glasigen Formkörper entformt und in einem Kühlofen in maximal 5 h auf Raumtemperatur abkühlt.
Das erfindungsgemässe Verfahren lässt sich besonders vorteilhaft dadurch gestalten, dass man bereits die in dem Vorherd anfallende schmelzflüssige Rohkupferschlacke verwenden kann. Man kann natürlich auch die von der Halde stammende Rohkupferschlacke verwenden, indem man sie vorher wieder aufschmilzt.
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Die erfindungsgemäss bearbeitete Rohkupferschlacke weist überraschenderweise ausserordentlich günstige elektrische Isolations- und dielektrische Werte auf.
Tabelle I zeigt den elektrischen Gleichstromwiderstand in Abhängigkeit von der Temperatur :
Tabelle I
EMI2.1
<tb>
<tb> Temperatur <SEP> Spezifischer
<tb> Gleichstromwiderstand
<tb> Raumtemperatur <SEP> > <SEP> 1016 <SEP> Ohm <SEP> cm <SEP>
<tb> 2000C <SEP> > <SEP> 1016 <SEP> Ohm <SEP> cm
<tb> 4000C <SEP> > <SEP> 1012 <SEP> Ohm <SEP> cm
<tb> 600 C <SEP> > <SEP> Ohm <SEP> cm
<tb>
EMI2.2
Tabelle II
EMI2.3
<tb>
<tb> Dielektrizitätskonstante <SEP> (e <SEP> ) <SEP> tgo <SEP> = <SEP> 8, <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 7, <SEP> 5 <SEP> bei
<tb> 50 <SEP> Hz <SEP> - <SEP> 30 <SEP> MHz <SEP>
<tb> Dielektrischer <SEP> Verlustfaktor <SEP> = <SEP> 4 <SEP> - <SEP> 1 <SEP> x <SEP> 10a <SEP> bei
<tb> 50Hz-30MHz
<tb> Absolut <SEP> kriechstromfest <SEP> bei <SEP> 200 <SEP> Tauchungen <SEP> nach
<tb> dem <SEP> Nekal-Tauchverfahren,
<tb> Durchschlagfestigkeit-30,
<SEP> 0 <SEP> kV/mm
<tb>
Den gefundenen elektrischen Eigenschaften stehen die Erfahrungen der Fachleute entgegen, wonach die Elektroisolationseigenschaften bei einem Material wie Rohkupferschlacke, das hohe Lichtabsorption aufweist (schwarze Farbe) und ein Vielkomponentenmaterial darstellt (mindestens 22 Komponenten), nicht ohne weiteres zu erwarten waren.
Es ist somit erstmalig gelungen, glasige Elektroisolationskörper aus Rohkupferschlacke herzustellen.
Während vor allem Elektroisolationskörper aus Keramik einer gesonderten Behandlung zur Erreichung der nötigen Qualität bedürfen und mit einer Brennglasur versehen werden müssen, die wesentlich zur elektromechanischenGüte des Isolators beiträgt, benötigen die erfindungsgemäss hergestellten Körper diese Sonderbehandlung nicht.