DE1196823B

DE1196823B - Protective layer for precious metal components of glass ovens, such as spinnerets and the like. like

Info

Publication number: DE1196823B
Application number: DEG35615A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Adalbert Wittmoser
Original assignee: Gruenzweig und Hartmann AG
Current assignee: Saint Gobain Isover G+H AG
Priority date: 1962-08-01
Filing date: 1962-08-01
Publication date: 1965-07-15

Description

Schutzschicht für Edelmetall-Bauteile von Glasöfen, wie Spinndüsen u. dgl. Edelmetalle der Platingruppe werden trotz ihres hohen Preises in steigendem Maße in der Glasindustrie verwendet, z. B. zur Auskleidung von Schmelzgefäßen, als Werkstoff für Rühreinrichtungen oder Spinndüsen und ähnliche Zwecke, da die Platinmetalle nicht nur gegen Glas- und Silikatschmelzen, sondern auch gegen den Angriff heißer Brenngase oder Luft sehr beständig sind.Protective layer for precious metal components of glass furnaces, such as spinnerets and the like platinum group precious metals are in increasing price despite their high price Dimensions used in the glass industry, e.g. B. for lining melting vessels, as Material for stirring devices or spinnerets and similar purposes, since the platinum metals not only against glass and silicate melts, but also against attack from hotter ones Fuel gases or air are very stable.

Jedoch haben die Platinmetalle auch nachteilige Eigenschaften, die ihre Verwendung bisher begrenzt oder unwirtschaftlich gemacht haben. So enthalten Silikatschmelzen mitunter Verunreinigungen, die die Edelmetall-Bauteile eines Schmelzofens angreifen. Bei unsauberer Einstellung der Flammen, die den Schmelzofen heizen, kann insbesondere bei dem heute viel verwendeten Heizöl Kohlenstoff in Form von Ruß in die Schmelze gelangen. Besonders dann, wenn die Schmelze arm an oxydierenden Bestandteilen, wie Na.,SO4 u. dgl., ist, kommt der Kohlenstoff mit den Edämetall-Bauteilen in Berührung und macht sie durch Carbidbildung unbrauchbar.However, the platinum metals also have adverse properties that have limited or made their use uneconomical. So included Silicate melts sometimes contaminate the precious metal components of a melting furnace attack. Incorrect setting of the flames that heat the furnace can especially with the fuel oil, which is widely used today, carbon in the form of soot in get the melt. Especially when the melt is low in oxidizing components, like Na., SO4 and the like, the carbon comes into contact with the edemetallic components and makes them unusable through the formation of carbides.

Bei z. B. aus Platin bestehenden Spinndüsen läßt sich häufig beobachten, daß sie durch Wechselwirkung mit der feuerfesten Ofenauskleidung in ihrer Festigkeit beeinträchtigt werden, vermutlich durch die Bildung von Siliciden. Schließlich können gelegentlich auch kleine Eisenstücke in die Schmelze geraten, die ebenfalls zu vorzeitiger Zerstörung der Platinmetalle führen.At z. B. spinnerets made of platinum can often be observed that they interact with the refractory furnace lining in their strength are affected, presumably by the formation of silicides. Finally you can Occasionally also small pieces of iron get into the melt, which too prematurely Lead to destruction of the platinum metals.

Ein weiterer Nachteil der Platinmetalle ist der starke Rückgang ihrer Festigkeit bei hoher Temperatur, also etwa oberhalb von 15001 C. Um der mangelnden Warmfestigkeit abzuhelfen, ist es bereits bekannt, in Glasöfen verwendete Bauteile, wie z. B. die Wellen von Rühreinrichtungen, mit einem Kräfte übertragenden Kein aus Molybdän oder einem ähnlich hochwarmfesten Metall zu versehen. Mindestens im Gasraum des Ofens muß man diesen Kern der Welle mit einem Platimnetall-überzug versehen, da Molybdän, Wolfram u. dgl. zwar gegen die üblichen Glasschmelzen beständig sind, von Luft oder Ab- gasen jedoch bereits bei etwa 600' C lebhaft oxydiert werden. Bei der als Beispiel angeführten, in bekannter Weise ausgebildeten Rührerwelle ergänzen sich unedle und edle Metalle zwar bestens, das edlere bleibt jedoch dem Angriff der erwähnten Verunreinigungen, wie Kohlenstoff und Silicium, ausgesetzt.Another disadvantage of the platinum metals is the sharp decrease in their strength at high temperatures, i.e. above 15001 C. To remedy the lack of heat resistance, it is already known to use components used in glass furnaces, such as B. the shafts of stirring devices, to be provided with a force-transmitting no made of molybdenum or a similar high-temperature metal. At least in the gas space of the furnace, this core of the shaft must be provided with a platinum metal coating, since molybdenum, tungsten and the like are resistant to the usual glass melts, but are vigorously oxidized by air or exhaust gases at around 600 ° C . In the case of the stirrer shaft cited as an example and designed in a known manner, base and noble metals complement each other perfectly, but the noble metals remain exposed to the attack of the impurities mentioned, such as carbon and silicon.

Es ist nun der Gedanke der Erfindung, gerade die meist nachteilige hohe Reaktionsfähigkeit hochschmelzender Metalle, wie Molybdän, Wolfram u. dgl.,. zu benutzen, um Edelmetalle vor einem Angriff zu schützen, indem die Verunreinigungen vor Erreichen des Edelmetalls von der Schutzschicht abgefangen und durch Reaktion gebunden werden.It is now the idea of the invention, precisely the mostly disadvantageous one high reactivity of refractory metals such as molybdenum, tungsten and the like. to use to protect precious metals from attack by the impurities caught by the protective layer before reaching the precious metal and by reaction be bound.

Die Erfindung sieht daher eine Schutzschicht für Edelmetall-Bauteile von Glasöfen, wie Spinndüsen u. dgl., vor, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie aus einem höher als das Edelmetall schmelzenden und chemisch reaktionsfähigeren Metall, wie Molybdän, Wolfram u. dgl. oder Legierungen solcher Metalle besteht und zwischen Edelmetall und Glas- bzw. Silikatschmelze gegebenenfalls im Abstand zum Edelmetall-Bauteil angeordnet ist, wobei der Raum zwischen Edelmetall und Schutzschicht mit einer an sich bekannten, etwa keramischen Diffusionssperrschicht ausgefüllt sein kann.The invention therefore provides a protective layer for precious metal components of glass furnaces, such as spinnerets and the like., Which is characterized in that it from a material that melts higher than the precious metal and is more chemically reactive Metal such as molybdenum, tungsten and the like or alloys of such metals and between precious metal and glass or silicate melt, possibly at a distance from Precious metal component is arranged, wherein the space between precious metal and protective layer filled with a known, for example ceramic diffusion barrier layer can be.

Die Löslichkeit von Molybdän oder Wolfram in Platin oder platinreichen Legierungen ist verhältnismäßig gering. Man kann daher die erfindungsgemäße Schutzschicht unmittelbar auf das Edelmetall aufbringen. Um die Diffusion zu hemmen, kann man die Schutzschicht auch im Abstand zum Edelmetall anordnen. Weiterhin läßt sich der dabei entstehende Raum zwischen Schutzschicht und Edelmetall mit einer der an sich bekannten Diffusionssperrschichten ausfüllen, z. B. Al#O 33 Keramik u. dgl. Bei Spinndüsen, wo die Schdtzschicht im Bereich der Ausflußöffnungen gleichfalls durchbohrt sein muß, kann die Schmelze die keramischen Sperrschichten nach und nach auflösen und verdrängen. Im Falle von Spinndüsen kann man daher auf eine keramische Sperrschicht verzichten und den Raum zwischen überzug und Spinndüse von der Schmelze selbst ausfüllen lassen. Selbstverständlich darf dabei der Abstand nur so gering sein, daß die darin befindliche Schmelzschicht stagniert und keine Verunreinigungen eindringen können, also bis etwa 1 mm.The solubility of molybdenum or tungsten in platinum or platinum-rich alloys is relatively low. The protective layer according to the invention can therefore be applied directly to the noble metal. In order to inhibit diffusion, the protective layer can also be arranged at a distance from the precious metal. Furthermore, the resulting space between the protective layer and precious metal can be filled with one of the diffusion barrier layers known per se, e.g. B. Al # O 33 ceramic and the like. In the case of spinnerets, where the protective layer must also be drilled through in the area of the outflow openings, the melt can gradually dissolve and displace the ceramic barrier layers. In the case of spinnerets, a ceramic barrier layer can therefore be dispensed with and the space between the coating and the spinneret can be filled by the melt itself. Of course, the distance may only be so small that the enamel layer located therein stagnates and no impurities can penetrate, that is to say up to about 1 mm.

Da die erfindungsgemäß geschützten Bauteile, etwa beim Anfahren eines neu aufgemauerten Ofens usw., mitunter bereits erhitzt werden müssen, bevor sie von Schmelze bedeckt sind, kann man für diesen Fall die der Schmelze zugewandte Fläche der Schutzschicht nüt einem der für diesen Zweck bekannten Überzüge, z. B. Email, Glas, insbesondere Quarzglas, u. dgl. versehen, um für kurze Zeit Luft oder Gase von ihr fernzuhalten.Since the components protected according to the invention, for example when starting a newly built stove, etc., sometimes have to be heated, before they are covered by the melt, the one facing the melt can be used in this case The surface of the protective layer uses one of the coatings known for this purpose, e.g. B. Enamel, glass, in particular quartz glass, and the like. Provided to air or for a short time To keep gases away from it.

Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit, die die Erfindung bietet, liegt darin, die Schutzschicht und/oder die z. B. keramische Diffusionssperrschicht so dick auszubilden, daß sie in der Lage ist bzw. sind, auf den Bauteil einwirkende Kräfte wenigstens teilweise aufzunehmen. Auf diese Weise läßt sich das Edelmetall in seiner tragenden Funktion durch billigere Werkstoffe zum Teil ersetzen.Another advantageous possibility that the invention offers lies therein, the protective layer and / or the z. B. ceramic diffusion barrier layer so to train thick that it is or are able to act on the component To absorb forces at least partially. In this way the precious metal Replace some of its load-bearing function with cheaper materials.

Claims

Claims: 1. Protective layer for precious metal components of glass furnaces, such as spinnerets and the like. D a d urch g e - indicates that they are made of a higher melting point than the precious metal and chemically more reactive metal, such as molybdenum, tungsten and the like. or alloys of such metals, and is arranged between the noble metal and the glass or silicate melt, optionally at a distance from the noble metal component, wherein the space between noble metal and protective layer can be filled with a known, for example ceramic diffusion barrier layer.

2. Protective layer according to claim 1, characterized in that its thickness and / or the thickness of the diffusion barrier layer is or are selected so that they at least partially absorb or absorb the forces acting on the noble metal component. 3. Protective layer according to claim 1 or 2, characterized in that the space between it and the noble metal component is filled by the silicate melt.