DE1508460A1 - Schmelztiegel,insbesondere fuer Induktionsoefen - Google Patents

Schmelztiegel,insbesondere fuer Induktionsoefen

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DE1508460A1 DE19661508460 DE1508460A DE1508460A1 DE 1508460 A1 DE1508460 A1 DE 1508460A1 DE 19661508460 DE19661508460 DE 19661508460 DE 1508460 A DE1508460 A DE 1508460A DE 1508460 A1 DE1508460 A1 DE 1508460A1
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Johannes Giger
Karl-Heinz Gorsler
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Description

BBC
BROWN, BOVERI & CIE · AKTIENGESELLSCHAFT MANNHEIM BROWN BOVERI
Hp.-Hr. 609/66 Mannheim, den 26.3.1969
Pat/Kh/W Akten:;.: P 15 Oq 4bü.3
11 Schmelztiegel, insbesondere für Induktionsöfen"
Die Erfindung betrifft einen Schmelztiegel, insbesondere für Induktionsöfen, bestehend aus einer nicht gesinterten Stampfmasse.
Schmelztiegel für flüssige Metalle werden gewöhnlich aus keramischen Massen hergestellt, die durch Stampfen in die geeignete J?orm gebracht und danach durch Erhitzen zum Sintern gebracht werden. Durch Sintern wird die Tiegelmasse vollständig dicht, so daß kein flüssiges Metall eindringen kann.
Die Sintertemperatur der hasse kann zwar durch geeignete Zusätze verändert werden, jedoch sind dabei den erreichbaren niedrigsten Temperaturen durch die erforderlichen höchsten Betriebstemperaturen Grenzen gesetzt. Dadurch kommt es oft vor, daß die Sintertemperatur höher liegen muß, als die Schmelztemperatur desjenigen Metalls, für das der Tiegel bestimmt ist. Die an sich recht einfache Durchführung des Sintervorganges durch das Einfüllen flüssigen Metalls oder durch erstmaliges Einschmelzen von Metall in den Tiegel ist dann nicht möglich, da das flüssige Metall vor Eintritt der Sinterung in die in diesem Zustand noch poröse Stampfmasse eindringen würde, was zu erheblichen Unzuträglichkeiten führen müßte.
Es ist bereits bekannt, die innere Oberfläche von Tiegeln für Aluminium mit einer Auskleidungsmasse zu versehen, die bei der Temperatur des geschmolzenen Aluminiums flüssig wird. Dabei besteht die Gefahr, daß die Auskleidungsmasse sich von der Tiegelwandung abhebt . Um das zu vermeiden, müßte eine Auskleidungsmasse gewählt werden, die annähernd dasselbe
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Neue Unteriagen ia«. 7 * ι ai* a Nr. ι sau 3 des Ändarucwaift- * * * & «m AL-
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spezifische Gewicht hat wie das geschmolzene Aluminium.Durch diese Bedingung ist die Auswahl der Bestandteile der Hasae sehr beschränkt.
Bekannt ist auch für die Aluminium-Öfen den Tiegel mit einer schmelzflüssigen Mischung von natriumchlorid und Natrium-Al uminiumfluorid zu tränken. Nachteilig ist, daß einerseits dieses Material recht aggressiv ist und seine Dämpfe auf die Spule sehr korrodierend wirken, andererseits, daß diese Behandlung im schmelzflüssigen Zustand bei Temperaturen von etwa 800 C durchgeführt werden muß.
Bei einem Verfahren zum Auskleiden von Schmelzofen für niedrige Betriebstemperaturen unter 1 400°0 nach der deutschen Auslegeschrift 1 006 528 werden den nicht gebrannten, feuerfesten basischen Steinen oder Massen 5 - 25>» gepulvertes Glas, das bei 600° G zu schmelzen beginnt, zugesetzt. Damit soll die Kaltdruckfestigkeit der Steine oder i-iassen erhöht werden, da letztere einerseits im Temperaturbereich von etwa 800 - 1400 die durch grüne Bindung erzielte Festigkeit bereits verloren haben, andererseits aber in diesem Temperaturbereich noch kein Zusammensintern ihrer Körnung eintritt.
Durch die deutsche Patentschrift 710 058, insbesondere den 2.Absatz der Seite 2 ist die Verwendung metallischen Eisens als Sintermetall in keramischen Massen bekannt sowie auch die Herstellung feuerfester Massen und Gegenstände aus feuerfesten Grundstoffen mit metallischen Bestandteilen, wobei ein glasartiger Überzug an der Oberfläche der Massen oder Gegenstände gebildet wird nach vorhergehender oxidationsfreier,der Bildung von Rückstandskohle aus den organischen Bestandteile dienender Erhitzung.
Bei allen bisherigen Verfahren sind den keramischen Massen Zusätze beigefügt worden, um die Sintertemperaturen der Massen herabzusetzen oder deren Kaltdruckfestigkeit zu erhöhen.
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BAD
Pat 4 F 1 (868 5000/EA)
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Mit diesen Methoden konnte aber nicht verhindert werden, daß in den Fällen, "bei denen der Schmelzpunkt des flüssigen Metalles in der Nähe der Sinter-Temperatur der keramischen Massen liegt, in diese Schmelze infiltriert, bevor der Sinterprozeß beendet ist. Dies hat aber zur Folge, daß in größerem Umfang Abtragungen durch das Schmelzgut erfolgen, als wenn die Oberfläche der Keramik nach ihrer Aushärtung dicht geschlossen ist.
Stärkere Erosionen werden weiterhin auch noch durch Sinterzusätze wie (ilas oder Metall/begünstigt, durch welche die Widerstandsfähigkeit der gesinterten keramischen Massen gegenüber der Schmelze herabgesetzt wird.
Außerdem verringert sich noch mit zunehmenden Anteilen von Fremdzusätzen die Temperaturwechselbeständigkeit der keramischen Zustellungen. Dies führt beim Abkühlen derselben zu Rissen und damit zum Unbrauonbarwerden der Schmelzofen.
Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Anmeldung die Aufgabe zugrunde, die noch nicht gesinterten keramischen Massen durch eine spezielle Schutzschicht vollkommen gegenüber den metallischen Schmelzen abzuschirmen und dabei außerdem auch noch die Nachteile zu beseitigen, die bisher aufgetreten sind, wenn den keramischen Massen öinterzusätze beigegeben waren.
Diese Aufgabe wird erfindunggemäß dadurch gelöst, daßauf der Innenfläche der kalten, gestampften Masse ein aufgeschlämmtes Silikat-Gemisch aufgetragen ist, dessen Schmelztemperatur niedriger ist als diejenige des im Tiegel zu behandelnden Metalls.
Für Schmelztiegel, in denen Aluminium behandelt wird, wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß das aufgeschlämmte Silikat-Gemisch aus einem Mischox^d auf der Basis von Natrium - Kalium-Silikat oder Natrium - Kalium - Bor-Silikat mit einer Schmelz-
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temperatur von etwa 500 - 600° 0 besteht.
Für Buntmetall-Schmelztiegel wird erfindungsgemäß empfohlen, daß das aufgeschlämmte Silikatgemisch aus einem Mischoxyd auf der Basis von natrium - Kalium - Silikat oder Natrium- Kalium Bor - Silikat mit einer Schmelztemperatur von 800 - 1000° G besteht, dem Oxyde eines oder mehrerer Metalle: Kupfer, Zinn, Zink, Blei, Nickel zugesetzt sind.
Bei Schmelztiegeln für Eisen oder dessen Legierungen kann nach der Erfindung das aufgeschlämmte Silikatgemisch aus einem Mischoxyd auf der Basis von Natrium - Kalium - Silikat oder Natrium-Kalium-Bor-Silikat bestehen, dem Oxyde der im Tiegel zu schmelzenden Metalle zugesetzt sind.
Weiterhin können erfindungsgemäß dem aufgeschlämmten Silikat-Gemisoh weitere Zusätze von je etwa 5 -10$ Fluoride der Alkalioder Erdalkaligruppe und/oder eines Stellmittels beigefügt sein·
Außerdem können nach der Erfindung dem aufgeschlämmten Silikatgemisch auch noch Zusätze aus Lithiumfluorid und Ton beigegeben werden.
Hat die Stampfmasse durch ihren Feuchtigkeitsgehalt eine solche Stabfestigkeit, daß nach dem Stampfen die innere Stampfform entfernt werden kann, so kann die aufgeschwämmte Glasurfritte in beliebiger Weise, z.B. mit Pinsel, Spachtel oder auch mit einer Spritzpistole auf die in Luft vorgetrocknete Stampfmasse aufgetragen werden. Dabei genügen Mengen der Glasurfritte, die von der Stampfmasse aufgesogen werden können, also keinen ausgesprochenen Belag bilden.
Wird die Stampfmasse in völlig trockenem Zustand eingestampft, so daß die innere Stampfform bis zum Sintern der Masse im ι Tiegel bleiben muß, so kann die Glasurfritte auf die innere
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Stampfform aufgebracht werden, von wo sie dann von der Stampfmasse beim Einfüllen und Stampfen derselben aufgenommen wird. Natürlich ist dies Verfahren auch bei feucht eingestampften Massen anwendbar.
Das erste Erhitzen des Tiegels, bei dem die Glasurfritte flüssig wird, und durch Eindringen in die Stampfmasse diese abdichtet bzw. versiegelt, kann ausser durch das Einfüllen flüssigen Metalles oder erstmaliges Schmelzen derselben im Tiegel auch durch Erhitzen der Stampfmasse mit Hilfe von offenen flammen oder von Heizwiaerständen erfolgen.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die auf die gestampfte kalte keramische Masse aufgebrachte und in diese oberflächlich eingedrungene, ausgehärtete Glasurfritte die Ofenzustellung so lange gegen die Infiltration der Metallschmelze geschützt wird bis die Stampfmasse versintert ist und danach, wenn die Glasurfritte durch das Schmelzgut abgetragen worden ist, eine bedeutend langsamere Zerstörung der Zustellung erfolgt, als wenn dieser wie bisher üblich - Sintermittel zugesetzt sind.
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Pn: * Fl (868 5000/EA)

Claims (6)

Mp.-Nr. 609/66 Patentansprüche
1. Schmelztiegel, insbesondere für Induktionsöfen, bestehend aus einer nicht gesinterten Stampfmasse, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innenfläche der kalten, gestampften Masse ein aufgeschlämmtes Silikat-Gemisch aufgetragen ist, dessen Schmelztemperatur niedriger ist als diejenige des im Tiegel zu behandelnden Metalls.
2. Schmelztiegel nach Anspruch 1 für Aluminium, dadurch gekennzeichnet, daß das aufgeschlämmte Silikat—Gemisch aus einem Mischoxyd auf der Basis von Natrium - Kalium - Silikat oder Natrium - Kalium - Bor-Silikat mit einer Schmelztemperatur von etwa 500 - 600° C besteht.
3. Schmelztiegel nach Anspruch 1 für Buntmetalle, dadurch gekennzeichnet, daß das aufgeschlämmte Silikatgemisch aus einem Mischoxyd auf der Basis von Natrium - Kalium - Silikat oder Natrium - Kalium - Bor-Silikat mit einer Schmelztemperatur von 800 - 1000° C besteht, dem Oxyde eines ader mehrerer Metalle ι Kupfer, Zinn, Zink, Blei, Nickel zugesetzt sind.
4. Schmelztiegel nach Anspruch 1 für Eisen oder dessen Legierungen, dadurch gekennzeichnet, daß das aufgeschlämmte Silikatgemisch aus einem Mischoxyd auf der Basis von Natrium - Kalium - Silikat oder Natrium - Kalium - Bor-
' Silikat besteht, dem Oxyde dezftm Tiegel zu schmelzenden Metalle zugesetzt sind.
ι
5. Schmelztiegel nach Anspruch 1-4» dadurch gekennzeichnet, ! daß dem aufgeschlämmten Silikatgemisch weitere Zusätze von je etwa 5 - 10 i* Fluoride der Alkali- oder Erdalkali gruppe ' . und/oder eines Stellmittels beigefügt sind.
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-009811/0562 Neue Unterlagen <a* j j ι Atm, 2 Nr. 1
Pat 4 F 1 368. 5000/EA)
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6. Schmelztiegel nach einem der Yorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem aufgeschlämmten Silikatgemisch auch noch Zusätze aus Lithiumfluorid und Ton beigegeben sind·
ΓΓ7Τ562"
■4FI C8L.8 5000/EA)
DE19661508460 1966-07-23 1966-07-23 Schmelztiegel,insbesondere fuer Induktionsoefen Pending DE1508460A1 (de)

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