DE1496570C - Verfahren zur Herstellung glasknstal liner Korper auf der Grundlage metallur gischer Schlacke - Google Patents

Description

DIo Erfindung betrifft ein Vorfahren zur Herstellung feinstruktureller gluskrlstullinor Körper, bcispiolswelso zur Herstellung verschiedenartiger Bauelemente, die auch mittels Glasformupparuten bzw. -maschinen herstellbar sind.

Peinstrukturelle glaskristalline Körper zeichnen sich durch Vielfältigkeit ihrer physikalischen und chemischen Eigenschuften aus und finden Verwendung bei der Herstellung einer Vielzahl von technischen und Baumaterialien sowie von Erzeugnissen und Bauteilen, die durch Formen mittels Glasformupparaten und -maschinen erzeugt werden. Glnskristullines Material wird auch als Glaskeramik bezeichnet und enthält neben der Kristallphase eine glasartige Phase. Dieses Material weist hohe mechanische Festigkeit, chemische Beständigkeit, thermische Beständigkeit und hohen elektrischen Widerstand auf. Oft werden diese glaskristallinen Materialien auf Grund ihrer Eigenschaften als Baumaterialien verwendet.

Die obenerwähnten Eigenschaften der Körper aus glaskristallinen Materialien könnten eine noch weitere Anwendung finden, wenn nicht die Verwendung teurer Rohstoffe dem entgegenstehen würde.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, gluskristalline Körper auf vereinfachte Weise as und unter Verwendung billiger chemischer Rohstoffe herzustellen.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient ein Verfahren zur Herstellung glaskristalliner Körper durch Erzeugung einer glasigen Schmelze auf der Grundlage metallurgischer Schlacke (Hüttenschlacke), Homogenisierung und Läuterung der Schmelze, Bildung der Körper und Kristallisation durch Wärmebehandlung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß feuerflüssiger metallurgischer Schlacke saure Zusätze in Form von Quarzsand oder ähnlichen, nichtmetallischen, SiO₂-haltigen Mineralien in Mengen bis zu 47,3 Gewichtsprozent des Gesamtgewichtes der Schmelze unter intensivem Mischen zugefügt und in ihr aufgelöst werden.

Der Schmelze können mit Vorteil als Flußmittel Alkali- und Erdalkaliverbindungen, insbesondere Oxide, in Mengen bis zu 15 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der Schlacke, zugefügt werden.

Ferner ist es vorteilhaft, daß der Schmelze ein als Keimmittel wirkendes Gemisch von Sulfiden und Chloriden in Mengen bis zu 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der Schlacke, zugefügt wird.

Die Verwendung von Schlacken für die Herstellung glaskristalliner Körper ist an sich bekannt, jedoch wird bei diesem bekannten Verfahren die Schlacke in abgekühlter Form als Ausgangskomponente dem Glasversatz zugefügt. Die Verwendung feuerflüssiger Schlacke gemäß der vorliegenden Erfindung ergibt den Vorteil, daß einerseits ein sehr billiger Rohstoff zur Anwendung gelangt und daß andererseits Energie für die Erhitzung eines Glasversatzes eingespart wird. Saure Zugaben, wie Quarzsand oder ähnliche nichtmetallische, Si()₂-haltige Mineralien, sind ebenfalls kostensparend, so daß im Ergebnis die angestrebten Ziele der Erfindung vollauf erreicht werden.

Die relativ hohen Mengen Schlacke (wenigstens 52,7% vom Gewicht der Schmelze) sind ebenfalls als Vorteil zu werten und ergeben sich nicht aus den bekannten Verfahren oder Glasversätzen.

Gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren können verschiedene feuerflüssige metallurgische Schlacken (Hüttenschlacken) benutzt werden. An sich übliche fouerflUssige Schlucken der nachfolgenden Zusammen' setzung (in Gewichtsprozent) sind besonders geeignet: 36,1 -I- 3SiU₁₁, 11,9 :h IAI₁O,, 45,4 :h ICuO, 1,5 ± 0,5MnO, 2,7 hO,5 MgO, 0,5 h 0,2 Fe₁O,, 0,3 :L- 0,1 NuA 1.6 :b 0,5 S·-.

Die Auflösung der siiuren Zugaben in der feuerflüssigen HUttenschlucke erfolgt bei einer Schmelztemperatur, die den Bedingungen zur völligen Lösung entspricht, wobei die der feuerflüssigen Schlucke innewohnende Wärmeenergie zu berücksichtigen ist. Die Möglichkeit der nachfolgenden Formgebung auf Glasforinunßsupparulen und -maschinen, d. h. mit Methoden, die in der Ginstechnik angewendet werden (Walzen, Ausblusen, Pressen, Gießen usw.) ist gegeben, weil nach dem vorgeschlagenen Verfahren ein für solche Formgebungsverfahren notwendiges Glas entsteht, denn die sauren Zusätze werden in der Schmelze völlig aufgelöst. Die aus der Glasschmelze erhaltenen Körper können geformt, abgekühlt und auskristallisiert werden.

Intensives Mischen der Schmelze, z. B. mittels Feineindüsens von Gasen, bewirkt die erforderliche Schmelzhomogenität der später in einen glaskristallinen Körper zu überführenden Masse. Dies stellt einen der entscheidenden Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens dar.

Je nach dem Bestimmungszweck der glaskristallinen Körper sowie nach den gewünschten Werten für Raumgewicht, Viskosität und Erstarrungsgeschwindigkeit und der nachfolgenden Bearbeitung können die Mengen der sauren Zugaben bestimmt werden und zugleich Mittel zur Entfärbung, Trübung bzw. Fäibung eingesetzt werden. Um erforderlichenfalls die Formbarkeit zu erhöhen, werden in die Schmelze Flußmittel in der oben angegebenen Menge eingeführt. Zur Erleichterung der nachfolgenden katalytischen Kristallisation wird die Schmelze, falls erforderlich, mit einer feindispersen Gasphase gesättigt, um das Raumgewicht der glaskristallinen Masse herabzusetzen. Sollen demgegenüber Raumgewicht und Festigkeit erhöht werden, so wird die resultierende Schmelze teilweise oder völlig entgast.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung glaskristalliner Körper durch Erzeugung einer glasigen Schmelze auf der Grundlage metallurgischer Schlacke, Homogenisierung und Läuterung der Schmelze, Bildung der Körper und Kristallisation durch Wärmebehandlung, dadurch gekennzeichnet, daß feuerflüssiger metallurgischer Schlacke saure Zusätze in Form von Quarzsand oder ähnlichen, nichtmetallischen, SiO₂-haltigen Mineralien in Mengen bis zu 47,3 Gewichtsprozent des Gesamtgewichtes der Schmelze unter intensivem Mischen zugefügt und in ihr aufgelöst werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelze als Flußmittel Alkali- und Erdalkaliverbindungen, insbesondere Oxide, in Mengen bis zu 15 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der Schlacke, zugefügt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelze ein als Keimmittel wirkendes Gemisch von Sulfiden und Chloriden in Mengen bis zu 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der Schlacke, zugefügt wird.