DE1185974B - Verfahren zum Herstellen von Fasern aus feuerfestem oxydischem Material - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: C 04 b

Deutsche Kl.: 80 b-5/07

Nummer: 1185 974

Aktenzeichen: C6630VIb/80b

Anmeldetag: 6. November 1952

Auslegetag: 21. Januar 1965

Anorganische künstliche silikatische Fasern, wie Schlacken-, Gesteins- oder Glaswolle, werden üblicherweise nach dem Schmelzen in geeigneten öfen, wie Schachtöfen oder Glasschmelzwannen, z. B. durch Zerblasen des aus einer Düse austretenden Schmelzflusses hergestellt. Da die Schmelzpunkte dieser Ausgangsstoffe verhältnismäßig niedrig liegen, gelingen das Schmelzen und die Zerfaserung leicht.

Bei der Herstellung von Glaswolle ist es bekannt, das in der Wanne geschmolzene Glas durch den Ausguß eines Vorherdes der Verblasevorrichtung zuzuführen.

Bei Stoffen, welche den Anforderungen an hochwertige anorganische, feuerfeste Fasern entsprechen sollen, treten erhebliche Schwierigkeiten auf, so daß ihre Herstellung nach den für Schlacken-, Gesteinsund Glaswolle bekannten Verfahren nicht angängig ist. Die Faserherstellung aus feuerfesten und hochfeuerfesten oxydischen Stoffen hat deswegen bis heute keine wesentliche Bedeutung erlangt.

Es ist bekannt, hochfeuerfeste oxydische Stoffe zu schmelzen, um sie in Blockformen gießen zu können. Dabei wird das Schmelzen der Beschickung durch innere Elektrodenbeheizung so ausgeführt, daß es beendet und das geschmolzene Material vergossen wird, bevor die Schmelze die Auskleidung des Ofens erreicht, so daß der im Ofen ungeschmolzen bleibende Rest der Beschickung die Auskleidung des Ofens schützt. Die damit erzeugten Gußstücke sollen poren- und rißfrei sein.

Die Aufgabe, feuerfeste und hochfeuerfeste Stoffe in geeignetem schmelzflüssigem Zustand zur Zerfaserung zu bringen, ist noch ungelöst. Die Herstellung von Fasern aus feuerfestem oxydischem Material stellt insofern eine Bereicherung der Technik dar, als sie infolge ihrer Beständigkeit gegen hohe Temperaturen und die meisten Chemikalien den bekannten Silikatfasern überlegen sind.

Erfindungsgemäß wird zur Lösung dieser Aufgabe so verfahren, daß das feuerfeste oder hochfeuerfeste oxydische Material zunächst auf die vorstehend beschriebene bekannte Art in einem Tiegelofen mit Hilfe hineinhängender Elektroden derart geschmolzen wird, daß der mit den Ofenwandungen in Berührung stehende Teil des Rohmaterials in festem Zustand verbleibt. Dann wird das geschmolzene Material in an sich bekannter Weise in einen Vorherd übergeführt. In diesem wird durch Beheizung mittels hineinhängender Elektroden der flüssige Zustand der Schmelze aufrechterhalten. Abschließend wird die Schmelze in an sich bekannter Weise nach dem Düsenblasverfahren zerfasert.

Verfahren zum Herstellen von Fasern aus
feuerfestem oxydischem Material

Anmelder:

The Carborundum Company,

Niagara Falls, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. W. Cohausz, Dipl.-Ing. W. Florack
und Dipl.-Ing. K.-H. Eissei, Patentanwälte,
Düsseldorf, Schumannstr. 97

Als Erfinder benannt:
John Charles McMullen,
Niagara Falls, N. Y. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 8. November 1951
(255 387)

Durch die zusätzliche Erwärmung im Vorherd wird die Bildung von Oberflächenhäuten, welche die Faserbildung erheblich stören würden, verhindert. Im Vorherd wird zweckmäßig wesentlich weniger Wärme zugeführt als im Tiegelofen.

Die Anlage zur Durchführung des Verfahrens besteht dementsprechend aus einem Tiegelofen mit hineinhängenden Elektroden, einem Vorherd, in den ebenfalls Elektroden hineinhängen, und einer nachgeschalteten Blaseinrichtung. Die in den Vorherd hineinhängenden Elektroden werden zweckmäßig an einen gesonderten Stromkreis angeschlossen. Man kann dann die elektrische Belastung der Elektroden des Vorherdes geringer halten als bei den Schmelzelektroden des Tiegels. Diese sind bevorzugt so angeordnet, daß sie die Schmelzzone auf die unmittelbare Nachbarschaft des Vorherdes beschränken.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer solchen Anlage dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht im Schnitt,

F i g. 2 einen senkrechten Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1

F i g. 3 einen senkrechten Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 1.

Der Ofen besteht im wesentlichen aus einem starkwandigen, um Drehzapfen? kippbaren Stahltiegel 6, in den ein Dreiphasensatz Graphitelektro-

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den 8, 9,10 hineinhängt; jedoch kann auch ein Einphasensystem, also zwei Elektroden, vorgesehen sein. Der Tiegel 6 ist von einem Kühlmantel 15 umgeben und wird von einer Ringbrause 17 mit Kühlwasser beaufschlagt, welches durch den Abfluß 16 ablaufen kann.

Auf der Vorderseite 18 des Schmelztiegels 6 befindet sich ein Vorherd 19, der unmittelbar mit der Hauptschmelzzone 20 (in F i g. 1 gestrichelt gezeichnet) zusammenhängt. Er ist wesentlich flacher als der Schmelztiegel 6 und ebenfalls außen vom Kühlmantel 15 umschlossen. Über dem Vorherd sind in Fassungen 26, 27 zwei Hilfselektroden 24, 25 befestigt und mit Kabeln 28 an die Stromschiene 29 angeschlossen. Die Hilfselektroden 24 und 25 sind wie die Elektroden 8, 9,10 senkrecht beweglich und zur Regelung unabhängig vom Stromkreis der Elektroden 8, 9,10 an einen gesonderten Stromkreis angeschlossen. Die beiden Seitenwände 21, 22 des Vorherdes 19 besitzen Nuten 33, in die eine Vorderwand 34 aus Graphit eingeschoben ist. Die Kerbe 35 der Graphitwand 34 bildet die Gießlippe.

Um die Schmelze im Vorherd hochflüssig zu halten, kann man auch eine andere Erhitzung erwählen. Man kann z. B. nur eine einzelne Elektrode in die Schmelze des Vorherdes tauchen lassen und die Graphit-Vorderwand als Gegenelektrode benutzen. In diesem Falle muß die Graphit-Vorderwand vom Schmelztiegel und den metallenen Wandungen des Vorherdes isoliert sein. Diese Erhitzung der Schmelze im Vorherd hat den Vorteil, daß die Gießlippe eine verhältnismäßig hohe Temperatur hat, so daß feuerfester Stoff sich dort nicht ansetzt.

Die Blaseinrichtung besteht aus einer mit Dampf oder Luft beschickten Düse 38 an Stützen 37. Diese Stützen 37 sind in den Punkten 41 und 42 gegenüber einer weiteren Stütze 40 schwenkbar, damit man die Düse 38 hinter die von der Gießlippe 35 ablaufende Schmelze schwenken kann.

Die Herstellung der feuerfesten Fasern wird nun folgendermaßen durchgeführt:

Zunächst füllt man den Schmelztiegel 6 mit einer Mischung der einzelnen Faser-Rohstoffe, und zwar so hoch, daß die Füllung im wesentlichen in einer Ebene mit dem Boden des Vorherdes liegt. Nach dem Starten mit Hilfe von Graphit-Startstücken werden die Elektroden 8, 9,10 so weit auf die Charge abgesenkt, daß sie mit ihren Spitzen gerade das geschmolzene Material berühren und vorzugsweise ein wenig darin eintauchen. Von Zeit zu Zeit füllt man dann weitere Rohstoffe in den Schmelztiegel entweder von Hand oder mit selbsttätigen Einrichtungen nach und setzt das Schmelzen so lange fort, bis sich unterhalb der Elektroden 8, 9, 10 ein ausreichendes Schmelzbad gebildet hat. Die gestrichelte Linie 20 in der F i g. 1 zeigt die Begrenzung dieses Schmelzbades im Tiegel von oben her gesehen.

Fig. 1 zeigt auch, daß das Schmelzbad aus dem Haupt-Schmelztiegel zungenförmig gegen den Vorherd vorspringt. Wenn der Schmelztiegel nicht kippbar ist, sondern feststeht, wird das Schmelzen so lange fortgesetzt, bis das Schmelzbad den Vorherd füllt. Bei kippbarem Tiegelofen dagegen kann man durch Kippen genügend Schmelze in den Vorherd einlaufen lassen, worauf die Hilfselektroden 24 und 25 in den Vorherd abgesenkt werden und der Strom eingeschaltet wird. Die dabei zugeführte elektrische Leistung muß so bemessen sein, daß die entstehende Wärme die Schmelze im Vorherd in hochflüssigem Zustand hält. Unter Nachsetzen von Rohstoff in den Haupttiegel wird dann das Schmelzen so lange fortgesetzt, bis sich im Vorherd so viel hochflüssige Schmelze angesammelt hat, daß die über die Gießlippe 35 auslaufen und vor die Düse 38 fließen kann, welche Dampf oder Luft gegen den Gießstrahl bläst, so daß eine faserige Masse anfällt. Das geschmolzene und abgegossene Material wird nun fortlaufend durch neuen Rohstoff ersetzt. Beim Kipp-Tiegelofen kann man den Gießbeginn durch leichtes Kippen des Schmelztiegels nach vorne einleiten; die Neigung des Schmelztiegels bestimmt dann zugleich auch die Ablaufmenge. Die Graphit-Vorderwand des Vorherdes kann ohne Unterbrechung des Schmelzvorganges im Hauptschmelztiegel ausgewechselt werden, indem man den Schmelztiegel so weit zurückkippt, bis die Schmelze des Vorherdes in den Tiegel zurückläuft, danach die Graphitwand heraushebt und eine neue einsetzt. Danach kann das Gießen fortgesetzt werden.

Claims (3)

Patentanspruch: Verfahren zum Herstellen von Fasern aus feuerfestem oxydischem Material, dadurch gekennzeichnet, daß

1. dieses in bekannter Weise in einem Tiegelofen mit Hilfe hineinhängender Elektroden derart geschmolzen wird, daß der mit den Ofenwandungen in Berührung stehende Teil des Rohmaterials in festem Zustand verbleibt, daß

2. das geschmolzene Material in an sich bekannter Weise in einen Vorherd übergeführt und in diesem durch Beheizung mittels hineinhängender Elektroden der flüssige Zustand der Schmelze aufrechterhalten wird, worauf

3. die Schmelze in an sich bekannter Weise nach dem Düsenblasverfahren zerfasert wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 123 123;
USA.-Patentschrift Nr. 2133 235.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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ι Bundesdruckerei Berlin