Mittel für glühbeständige Überzüge. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Mittel, das, auf keramischen und me tallischen Oberflächen glühbeständige Über züge ergibt; es: kann unter anderem zum Schutze der Oberflachen von Gegenständen und Geräten, z. B. von Apparaten. und An lagen, sowie ArbelLgerätschaften aller Art gegen Verzund-erung und andere schädliche Einwirkungen höherer Temperaturen in üb licher 'reise durch Bestreichen, Aufspritzen oder ähnliche Massnahmen aufgebracht werden.
Unter Anlagen und Apparaten sollen da bei verstanden werden: Industrieöfen, wie, Schmelzöfen für Metalle., Glühöfen, Herde der metallurgischen Industrie, Härtungsöfen für Zementierarbeiten, Glühbehälter, wie Glühkisten und Teile solcher Anlagen, wie Rohrleitungen, Abdeckungen, auch. Luft umwäIzöfen, Glühöfen für Mes,singpressteile. Unter Arbeitsgerätsehaftensind zum Beispiel zu verstehen: S:
ohöp@fkellen, Feuerhaken, Schüreisen. Lie Gegenstände oder die durch das. neue Mittel: zu ,schützenden Oberflächen können sowohl aus Metallen jeder Artoder Legierungen als, auch aus feuerfesten Bau- steinen, wie Sehamotten, Silikaten, Magnesit, Dol:o@mit oder sonstigen Spezialsteinen be stehen; sie können von basischem oder sau rem Charakter sein.
Geräte oder Formsteine aus Graphit, aus gohleustoffpressmassenoder aus gorund werden mit dem Anstrich gegen schädliche Einwirkungen hoher Temperaturen geschützt. Für :den Schutz von keramischen Gegenstän den und Apparaten, z.
B. Öfen, gegen die Wirkung höherer Temperaturen oder die Einwirkung der Feuergase .sind an sich Schutzanstriche verschiedener Art bekannt, die unter dem Einfluss der herrschenden Tem peraturen durch Frittung oder Schmelzung die zu sehützeuden Oberflächen mit einer einheitlichen Schicht überziehen, und zum Beispiel bei Rissbildun@gen das Durchdringen schädlicher Gase verhindern oder Zerstörun- gen infolge von Wärmespannungen oder von Anfressungen ausschliessen sollen.
Es ist auch bekannt, für diese Zwecke Wasserglas oder Aufbereitungen von Wa:sser- glas mit Zusatzstoffen zu verwenden, doch haben sich derartige Anstrichmittel bisher nicht einwandfrei bewährt..
So erleiden zum Beispiel Zusammen setzungen. von Was.sergla,s mit Zinkoxyd, Gips, Kreide, Kalk, :die man als Schutzan striche gegen Verzunderung verwendet. hat, alsbald eine Zerstörung und Rissbildung, während schliesslich aus Mischungen von hochschmelzenden Oxyden, wie Zinkoxyd.
und Wasserglas hergestellte Schutzanstriche gerade in wesentlichen Temperaturbereichen, d. h. solchen, in denen sich die Mehrzahl in dustrieller Prozesse abwickelt und die zwi schen etwa 650 und 1200 liegen, noch nicht sintern und' fest werden, so dass von einem Schutz der überstrichenen Oberflächen keine Rede sein kann.
Die bekannten glüh- und feuerbeständi gen Mörtel, die Metalloxyde als Zusätze ver wenden, wie Zirkonoxyd, Eisenoxyd und Bleioxyd, die im wesentlichen die Aufgabe haben, die Temperaturhöhe der Glasuirbil- dung zu beeinflussen, haben sich gar nicht bewährt.
Eingehende Versuche haben gezeigt, dass bei Glühtemperaturen sieh bildende Me- ta-llee@iJ,ikate nicht zusammenhängende Schich- ten oder solche mit starker Haarrissbil.dung erzeugen. Bindefähige Massen, die sich für die -angegebenen Zwecke eignen würden, wer den ebenfalls auf diesem Wege ,nicht erhal ten.
Zwar hat man auch zur Herstellung von Kitten Gemische aus Wasserglas mit Zu sätzen an Schmirgel, Eisenglanz und auch Braunstein empfohlen. Diese Kitte sollen aber lediglich als "wärmewiderstehende Kitt massen" zum Kitten von Gegenständen aller Art verwendet werden, wobei auf die lang same Erhärtung dieser Kitte besonders hin gewiesen wird.
Das. Mittel nach der vorliegenden Erfin dung ist. demgegenüber dadurch gekennzeich net, dass es aus einem Gemisch besteht, das Wasserglas von 40-42 B6 und bis zu 20 Gewichtsprozent, bezogen auf das Wasser glas, an. Dlangansauerstoffverbindungen ent hält.
Zweckmässig bewegt sich der Gehalt an Ma.ngansauerstoffverbindunggen zwischen 3 und 12= Gewichtsprozent. Als Mangansauer- stoffverbindungen kommen in Betracht: Manganoxyd, Manganperoxyde und derglei chen oder auch Erze, wie z. B. Pyrolusit mit.
zirka. 9$-99 % Manganeuperoxydgehalt, oder Braunstein oder andere Erze, die geringere Mengen an Mangansauenstoffverbindungen, z. B. Mang-amoxyde, enthalten, ferner Rück stände solcher Erze.
In diesen Fällen muss der Zusatz selbstverständlich entsprechend erhöht werden, uni aliquote Mengen an Ma.n- ganoxyden zii erhalten.
Als Wasserglas eig net sich besonders Natriumwasser,glas, aber auch Kaliuni- oder sogenanntes Doppelwas- #serglas ist geeignet.. E.s hat sich gezeigt, dass diese Mittel nach dem Auftragen unter dem Einwirken höherer Temperaturen zu gleich mässigen Überzügen durch Sinterung bezw. durch chemische Wechselwirkung führen,
die frei sind von jeder Porenbildung oder Haar- rissbil@dung und sich vorzüblich in den über strichenen Oberflächen verankern und somit einen Schutz sowohl gegen chemische wie mechanische Einwirkungen bieten.
Ganz be sonders gute Ergebnisse werden im allgemei nen erzielt bei Venvendunag vom Zusätzen an Mangansa ierstoffverbindungen, die etwa 8 bis 12% des Gewichtes des ver\vendeten W'a:sserglases ausmachen.
Für Anwendungsfälle, bei denen die Tem peraturen wesentlich unter 1000 liegen, zum Beispiel bei Temperaturen von 650-900 , kann man noch Zusätze verwenden, die den Sinterpunkt herabsetzen, die jedoch in ge ringeren Mengen gehalten werden müssen, da sie sonst die Haarrissbildungen begünstigen. Bewährt.
hat sich beispielsweise ein Zusatz an chemisch reinem Bleioxyd in Mengen von 0.5--1,5 Gewichtsprozenten oder einer ent sprechend höheren Menge technischen, d. h. nicht reinen Bleioxydes, ebenfalls bezogen auf Wasserglas von etwa 40-42 Beaume.
Zur Erhöhung der Viskosität der Mischung ist es, besonders wenn ein Zusatz von Blei- Oxyd Verwendung findet, vorteilhaft, noch zirka 3-5 % Kreide oder quellfähige Kol loide, wie Bentoni;t, oder mehrere solcher mineralischer, in die Schmelze des Anstrich- mittels übergehender Stoffe zu verwenden.
Für Anwendungsfälle, bei denen höhere Temperaturen als etwa. 900 in Frage kom- m-en, haben sich an Stelle von Bleioxyd oder ähnlichen niedriger schmelzenden Stoffen hochschmelzende Oxyde in, geringen Mengen, und zwar um etwa. 1-2 %, bewährt, z. B. bie 2 % Chromoxyd, vorzugsweise aber 1/2 bis 11/2 % Zirkonoxyd. In allen Fällen soll die Summe aller Beimischungsmengen zur Was serglaslösung nicht mehr alsi 20 % betragen, zweckmässig geringer sein als 20%.
Ein geeignetes, Gemisch für eine Fertig masse, die für Anstriche und dergleichen in Frage kommt, welche Temperaturen zwischen etwa 650-900 ausgesetzt werden, ist zum. Beispiel folgendes:
100 Gewichtsteile Natron-Waseerglas in einer Konzentration von etwa 40 Beaume (spezifisches Gewicht zirka 1.4/l5 C) werden mit 10,3 Gewichtsteilen Mangansuperoxyd, 1,4 Gewichtsteilen Bleioxyd und 4,2 Ge wichtsteilen Kreide innigst vermischt.
Überraschenderweise hat sich ;gezeigt, dass beider Anwendung der Mittel nach der vorliegenden Erfindung zur Herstellung von Schutzanstrichen für metallische Oberflächen noch weitere Vorteile in verschiedener Rich tung erzielt werden.
Beispielsweise werden Rohre und RohAeitungen, Eisenarmaturen von Ofenanlagen, Rostflächen und dergd@ei- chen nicht nur vor Verzunderumg, sondern auch vor andern Angriffen, vor allem durch die Gegenwart von schädlichen Gasen, wie schwefliger Säure und dergleichen, die der Feuerung oder dem Behandlungsgurt ent stammen können, geschützt.
Als weitere. Beispiele für metallische An lagenteile kommen in Betracht Anlagen und Geräte für die Leichtmetallherstellung, -gie- sserei und -bearbeitung, unter anderem z. B. Schöpfkellen und Umfüllbehälter, schliesslich Ausrüstungen für Verzinkereien und ähn liche.
Anlagen, z.)3, Aniskleidungen für die Wannen in Verzinkereien, um Hartzinkbil. dungen auszuschliessen.
In vielen Fällen war man bisher genötigt. für dis genannten Anlageteile und derglei chen besonders hochwertige Werkstoffe, wie Sonderstahl, zu verwenden oder besonders umständliche Konstruktionen oder schliess- lnpch einen erhöhten Verschleiss in Kauf zu nehmen.
Durch verhältnismässig einfach anzubrin gende Überzüge bezw. Anstriche mit dem Mittel nach der Erfindung können besonders gefährdete metallische Oberflächen, z. B. Glühheizrohre, ausreichend gegen die Gefahr der Verzunderung oder andere Angriffe der genannten Art gesichert werden, auch wenn sie -dabei aus einfachen Walzrohren herge stellt werden.
Besondere Vorteile gewähren mit dem Mittel nach der Erfindung herge- stellte Schutzanstriche unter anderem zum Schutze gegen Wasserstoffdiffusion und Stahlinkohlung bei Temperaturen oberhalb 1000 C. Es hat sich beispielsweise geoe%.,t, dass. Platindrähte in Stahlschutzrohr.en bei Verwendung in wasiserstaffreichen Ofenatmo sphären, wie @sie in;
Hydrieranlägen und Schwelereien vorhanden sind, nach verhält nismässig kurzer Zeit durch Was"erstoffdif- fwsion brüchig und damit unbrauchbar wur den, dagegen die Gefährdung .derartiger Mess- drähte durch Schutzanstriche mit dem Mittel gemäss,
der Erfindung auf den Schutzrohren völlig beseitigt werden konnte. Gleiche Er- gebnisse wurden bei InkohlungserscUeinun- gen von Stahl erzielt: Die vorgenannten neu artigen Mittel können schdiessäch auch als Mörtel für die Herstellung feuerfester Au±- bauten und Mauerungen, Verwendung finden.
In Fällen, in denen hinsichtlich des Aus- kleidungsanstriches für Ofenräume oder der gleichen eine hohe Reflektionawirkung und ,damit Wärmeisolierungswirkung erwünscht ist, verwendet man höhere Gehalte an Man- gansauerstoffverbindungen, als sie oben als vorteilhaft erwähnt sind, d. h. ,grössere Men gen als 12-%, bezogen :
auf das Wasserglas. Es hat sich ,nämlich gezeigt, dassi durch Man- ganoxydgehalte zwischen etwa 15-18 %, bezogen auf das Wasserglas, bei Eintritt der Glasurbildung (Sinterung)
ein gewisser Überschuss an Manganoxyd kristallin in den Polymangansilikaten in eine feste Lösung eingeht und dadurch die Glasurflächen durch die Sinterung ein metallähnliche Aussehen in grauer Krista.llisations-form erhalten.
Die damit erzeugte Silberfarbe der An striche ist gegenüber den bisher auf diesem Gebiet versuchten Anstrichmassen durch ihre hohe Feuerfestigkeit ausgezeichnet; :gegen über reinen Metallüberzügen besitzt sie den Vorteil, auch bei längerer Glühung nicht wie diese Überzüge zu oxydieren und dadurch ihren Silberglanz zu verlieren.
Es, ist beacht lich, -da.ss auch diese Überzugsmasssen die gleichen Eigenschaften wie die weniger man- ganhaltigen Massen gemäss der Erfindung hinsichtlich Bindung in kaltem und vor allem im geglühten Zustand besitzen. In Rücksicht auf die im Betrieb in Betracht kommenden Arbeitstemperaturen oder die bei der Errich tung des Mauerwerks oder dergleichen er ss-ünschten Verfestigungstemperaturen kann man schliesslich den Überzugs- und Binde massen noch Zusätze beifügen, die, wie z. B.
Bleioxyd, die Sinterungstemperatur herab setzen oder, wie Zirkonoxyd, die Glühbestän digkeit erhöhen oder, wie Bentonit, Kreide und dergleichen, die Zähigkeit der Masse zu rebeln gestatten. Die Mengen dieser weiteren Zusätze halten sieh jedoch in. -sehr geringen Grenzen.
Sie betragen im Regelfall nicht mehr als etwa 5 % und, sofern es sich nicht um Massen handelt, von denen die Ausbil dung einer silbrigglä.nzenden '.,#langansilikat- glasur verlangt wird, betragen sie zusammen mit Mangansauerstoffverbindungen keines- fas. mehr als 15 % .
In,dem oben erwähnten Fall jedoch kön nen sie gegebenenfalls im einzelnen auch hö her liegen.
Für Verwendungszwecke, bei denen Ar beitstemperaturen von etwa 650-900 in Frage kommen, setzt man beispielsweise etwa 0,5-2,5 Gewichtsprozent, ebenfalls bezogen auf Wasserglas, an Bleioxyd zu; für Anwen- dungsfälle mit höheren Temperaturen als etwa 900 etwa. die gleichen Mengen, z. B.
bis -% Chromoxyd oder<B>1-92,5%</B> Zirkon- oxyd. Als Mittel zur Erhöhung der Zähig keit zuzusetzende Stoffe, wie Kreide, Bento- nt und dergleichen, können dagegen bis 3-5 %, gegebenenfalls etwas mehr, zugesetzt werden.
Die Massen sind streichbar, gestal- ten aber auch im Regelfall eine Überziehung durch Tauchbehandlung und trocknen gut an der Luft, so dass im allgemeinen eine beson dere Trocknungsbehandlung durch Warmluft oder dergleichen entbehrlich ist. Der luftge trocknete, überzogene oder an entsprechenden Bindeflächen behandelte Stein oder derglei chen isst alsbald verwendungsfähig, aber auch längere Zeit lagerbar.
Um eine bessere Kaltbindung zu erreichen, hat es sich schliessi- lich als zweckmässig erwiesen, die Bauteile unmittelbar vor der AufschRehtung in Wasser zu tauchen und nach ausreichender Benetzung zu verlegen..