DE1621409B2 - Verfahren zum Herstellen eines eristobalithaltigen Emailüberzuges auf einem Gegenstand aus Eisen oder Stahl - Google Patents

Verfahren zum Herstellen eines eristobalithaltigen Emailüberzuges auf einem Gegenstand aus Eisen oder Stahl

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines cristobalithaltigen Emailüberzuges auf einem Gegenstand aus Eisen oder Stahl. Solche Überzüge werden oftmals aufgebracht, um Korrosion des Eisens oder Stahles zu verhindern. Bei einem üblichen Verfahren dieser Art (USA.-Patentschrift 051 589) wird Glasfritte zusammen mit feinzerteilten Partikeln auf die Oberfläche des Stahls oder Eisens in Form eines Schlammes od. dgl. aufgebracht. Nach dem Trocknen des Schlammes wird der überzogene Gegenstand gebrannt, und zwar bei einer Temperatur, die allgemein im Bereich von 816 bis 982° C liegt, um das Glas zu schmelzen.
Eisen oder Stahl hat einen höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten als das Glas, und beim Abkühlen von der Brenntemperatur zieht sich der Stahl schneller zusammen oder schrumpft schneller als das Glas, wodurch das Glas unter Druck gesetzt wird. Eine hohe Druckbeanspruchung in dem Glas führt zu dem Bestreben, ein Absplittern des Glases zufolge Wärmeschocks zu verringern, jedoch wird das Bestreben zum Absplittern an scharfen Radien oder Kanten vergrößert. Wenn umgekehrt ein Glas eine verhältnismäßig niedrige Druckbeanspruchung erfährt, wird das Bestreben für Absplittern zufolge Wärmeschocks vergrößert, während das Absplittern an Radien und Kanten verringert wird.
Siliciumdioxid ist der Hauptbestandteil der meisten üblichen Glassorten, und wenn der glasüberzogene Gegenstand im Gebrauch hochkorrosiven Medien ausgesetzt wird, ist ein hoher Gehalt an Siliciumdioxid allgemein im Bereich von 70 bis 85% erwünscht, weil die Kieselerde den Widerstand des Glases gegen chemischen Angriff vergrößert. Während ein großer Siliciumdioxidgehalt den chemischen Widerstand des Glases verbessert, wird durch ihn die Druckbeanspruchung in dem Glas beträchtlich erhöht, so daß es gegenüber Absplittern an Radien und Kanten sehr
ίο empfindlich wird. Als ein zusätzliches Problem tritt oftmals Entglasung in einem Glas mit hohem Siliciumdioxidgehalt auf, wobei der Hauptbestandteil der Entglasung Cristobalit ist. Es ist bekannt, daß das Vorhandensein von Cristobalit im Glas schädlich ist, weil es Anlaß zu niedrigeren Druckbeanspruchungen in dem abgekühlten Glas und der sich ergebenden Verringerung des Widerstandes gegen Wärmeschocks gibt. Es wird angenommen, daß dies durch die Umwandlung von Cristobalit hervorgerufen wird, die bei einer Temperatur von etwa 2320C erfolgt und von einer plötzlichen Kontraktion und einer Vergrößerung der Dichte begleitet ist. Bisher sind Versuche gemacht worden, eine Entglasung zu verhindern, indem dem ί Glas mit hohem Siliciumdioxidgehalt Bestandteile wie Tonerde und Magnesia u. dgl. zugegeben wurden, welche die Fließfähigkeit des Glases herabsetzen. Jedoch wird durch Zugabe dieser Oxide das Absplittern an Radien oder Krümmungen nicht verbessert. Oxide hoher Ausdehnung, beispielsweise Natrium-, Kalium- und Lithiumoxide verbessern das Absplittern an Radien, jedoch haben sie nachteilige Wirkungen auf andere Eigenschaften, beispielsweise auf den chemischen Widerstand des Glases.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der einleitend genannten Art zu schaffen, bei welchem der erhaltene Überzug hohen Widerstand gegen Absplittern an Radien und Kanten hat, wobei gleichzeitig der Widerstand gegen Wärmeschocks sowie mechanische und chemische Beanspruchungen auf einem annehmbaren Wert gehalten ist. Zur Lösung ist ein Verfahren der genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß feinzerteilte Cristobalitpartikeln einem Email zugegeben werden, das mit den Partikeln versetzte Email auf den Gegenstand aufgebracht wird und der Gegenstand bei einer Temperatur gebrannt wird, die ausreichend hoch ist, um das Email zu schmelzen, während einer Zeit, die nicht ausreicht, um die Cristobalitpartikeln aufzulösen.
Daß durch das Verfahren gemäß der Erfindung die gestellte Aufgabe gelöst wird, ist überraschend, weil die bisherige Praxis darin besteht, die Bildung von Cristobalit zu verhindern. Der Mechanismus der Struktur ist nicht vollständig klar, es wird jedoch angenommen, daß die Cristobalitpartikeln sich schneller zusammenziehen bzw. schneller schrumpfen als die Glasmatrix mit dem Ergebnis, daß die Cristobalitpartikeln das Bestreben haben, die Glasmatrix mit den schrumpfenden Partikeln zu ziehen. Diese Wirkung führt zu dem Bestreben, das Glas unter Zugspannung zu setzen, wobei die Zugspannung der Druckbeanspruchung entgegenwirkt, die in der Glasmatrix zufolge des schnelleren Schrumpfens des Stahles gegenüber Glas hervorgerufen ist. Die sich ergebende zusammengesetzte Struktur hat daher eine geringere Druckbeanspruchung, durch welche der Widerstand gegen Absplittern an Radien und Kanten verbessert wird, wobei dennoch die nicht aufgelösten Cristobalitpartikeln als Widerlager in der Glasmatrix dienen,
um das Fortschreiten von Rissen zum Stillstand zu bringen, so daß weiterhin der Widerstand gegen Wärmeabsplittern verbessert ist.
Der Glasüberzug gemäß der Erfindung kann für Behälter bzw. Gefäße für chemische Behandlungen, für Zubehör, Ventile, Bleche, Bahnen oder Tafeln, die zur Herstellung von Lagerbehältern und Kaminen verwendet werden, und für ähnliche Ausrüstung verwendet werden.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen unter Schutz gestellt.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert.
F i g. 1 ist eine graphische Darstellung der Ausdehnung von Cristobalit mit der Temperatur.
F i g. 2 ist eine graphische Darstellung, in welcher die Wirkung verschiedener Formen von Siliciumdioxid auf die Beanspruchung in einem auf Stahl aufgebrachten Glasüberzug dargestellt ist.
Das mit Glas zu überziehende Grundmaterial ist ein Eisenmetall, beispielsweise Kohlenstoffstahl od. dgl. Das Email, das beim Überziehen verwendet werden soll, kann irgendein übliches Email sein, das gewöhnlich verwendet wird, um Stahl oder andere Eisenmaterialien zu überziehen. Beispiele verschiedener Glasfritten, die bei der Bereitung der Glaszusammensetzung gemäß der Erfindung verwendet werden können, sind nachstehend in Gewichtsprozenten angegeben:
Allgemeine Besondere 1 2 3 4 .
Zusammen 77 61 44 28,5
setzung Zusammensetzung 9 15 11 10
SiO2 28 bis 80 3 2 2 1
Na2O 8 bis 18 1 2 3 5
Li2O O bis 5 5 10 12 15
K2O O bis 8 2 4 3 5
B2O3 5 bis 15 2 — 3 5
ZrO2 O bis 6 _ 5 7 8
MgO O bis 6 0,7 0,7 0,7 0,1
CaO O bis 10 0,3 0,3 0,3 0,5
CoO O bis 1,5 — 8 12
MnO2 O bis 1,0 3 4
Al2O3 O bis 15 — — 3 5
BaO O bis 5
ZnO O bis 7
Die Glasfritte wird gewöhnlich mit einem gemahlenen Zusatz gemahlen und als Schlamm durch Aufsprühen, Aufbürsten oder Eintauchen auf die Stahlbasis aufgebracht Ein typischer Schlamm hat die folgende Zusammensetzung in Gewichtsteilen:
Glasfritte 100
Ton 6,0
Bentonit 0,4
NaNO3 .. 0,7
Wasser 45
In einigen Fällen kann es jedoch vorgezogen werden, die Glasfritte als trockenen Staubüberzug auf die Stahlbasis aufzubringen, in welchem Fall der gemahlene Zusatz fortgelassen werden kann.
Gemäß der Erfindung werden fein zerteilte Cristobalitpartikeln dem Schlamm vor und/oder nach dem Mahlen zugegeben. Cristobalit ist eine Modifikation einer Anzahl von verschiedenen Modifikationen von Siliciumdioxid. Die verschiedenen Modifikationen von Siliciumdioxid haben Dichten im Bereich von 1,98 bis 2,65 g/cm3, wobei die Dichte von Cristobalit 2,32 g/cm3 beträgt. Die Wärmeausdehnungskoeffizienten der verschiedenen Modifikationen von Siliciumdioxid ändern sich ebenfalls in weitem Ausmaß. Cristobalit ist durch eine plötzliche Längenänderung gekennzeichnet, die im Bereich von 204 bis 2600C auftritt, wie es aus F i g. 1 der Zeichnung ersichtlich
ίο ist, wo a-Cristobalit beim Abkühlen sich in ß-Cnstobalit umwandelt.
Die Menge an Cristobalit, welche der Glasfritte zugegeben werden muß, kann sich in weitem Ausmaß ändern, und zwar in Abhängigkeit von dem Siliciumdioxidgehalt der Fritte, der Partikelgröße des Cristobalits, der Zeit und der Temperatur des Brennens und der Menge ungelösten Cristobalits, die in dem endgültigen Gegenstand erwünscht ist, Wenigstens ein Teil des Cristobalits geht in dem Glas während des Brennens in Lösung, und der Siliciumdioxidgehalt der Fritte bestimmt teilweise die Menge des Cristobalits, die aufgelöst wird. Beispielsweise kann ein Glas mit niedrigem Siliciumdioxidgehalt einen hohen Anteil an Cristobalit bei gegebener Zeit und Temperatur auflösen, während ein Glas mit hohem Siliciumdioxidgehalt einen beträchtlich kleineren Anteil Cristobalit bei gleicher Zeit und Temperatur auflöst. In ähnlicher Weise ist die Menge an Cristobalit, die innerhalb einer gegebenen Zeit und bei gegebener Temperatur in Lösung geht, desto kleiner, je gröber die Cristobalitpartikeln sind.
Allgemein gesagt, beträgt die Menge an der Glasfritte zugegebenem Cristobalit mehr als 1,0 Gewichtsprozent der Kombination aus Glasfritte und Cristobalit. Außerdem soll die Kombination aus Cristobalit und Siliciumdioxid in der Glasfritte etwa 50 bis 85 Gewichtsprozent des kombinierten Gewichts von Glasfritte und Cristobalit betragen. Dies bedeutet, daß, wenn eine Fritte mit niedrigem Siliciumdioxidgehalt verwendet wird, beispielsweise eine solche, die durch die Zusammensetzung 4 aus der obengenannten Tabelle gebildet ist, eine verhältnismäßig große Menge an Cristobalit zugegeben wird, um den kombinierten Siliciumdioxid- und Cristobalitgehalt in einen Bereich von 50 bis 85 Gewichtsprozent zu bringen. Wenn umgekehrt eine Fritte mit hohem Siliciumdioxidgehalt verwendet wird, beispielsweise eine Fritte, wie sie durch die obengenannte Zusammensetzung 1 dargestellt ist, wird eine verhältnismäßig kleine Menge an Cristobalit zugegeben, um den kombinierten Siliciumdioxid- und Cristobalitgehalt in dem Bereich von 50 bis 85% zu halten.
Wie oben erwähnt, befindet sich der normale Glasüberzug auf Stahl unter Druckbeanspruchung, und durch den Cristobalitzusatz ergibt sich das Bestreben, die Druckbeanspruchung auszugleichen, indem das Glas unter Zugbeanspruchung gesetzt wird. Jedoch ist ein Glasüberzug unter Zugbeanspruchung nicht erwünscht, so daß die der Glasfritte zugegebene Cristobalitmenge mit dem Siliciumdioxidgehalt der Fritte in Beziehung gebracht werden muß sowie mit der Zeit und der Temperatur des Brennens, um einen Glasüberzug zu erzeugen, der bei 37,8°C eine Druckbeanspruchung von etwa 105 bis 560 kg/cm2 aufweist.
Es ist weiterhin wichtig, daß diese Faktoren mit der Partikelgröße des Cristobalits in Beziehung gesetzt werden, so daß der Cristobalit in der Glasmatrix während des Brennens nicht vollständig aufgelöst
wird und nicht gelöste Cristobalitpartikeln in dem verfestigten Glasüberzug verbleiben.
Die Cristobalitpartikeln sollten eine mittlere Größe von etwa 5 bis 175 /im haben, wobei ein Bereich von 20 bis 74μΐη bevorzugt wird. Partikeln, die gröber als 175 μτα sind, erzeugen eine rauhe Oberfläche und führen zu dem Bestreben, den chemischen Widerstand zu verringern. Feine Partikeln mit einer Partikelgröße unter 20 μτα. tragen zu dem Widerstand gegen Wärmeabsplittern nicht wirksam bei, trotzdem die feinen Partikeln den Widerstand gegen Radiusabsplittern verbessern können, und merkbare Mengen der feinen Partikeln können den Fehler hervorrufen, der beim Glasüberziehen mit »Reißen« bezeichnet wird.
Der Cristobalit wird in der Glasfritte gleichmäßig verteilt, und zwar durch Mahlen oder Mischen mit dem gemahlenen Zusatz. Der Glasschlamm wird dann durch Sprühen, Eintauchen oder Einschmieren oder Schlämmen od. dgl. auf die Stahlbasis aufgebracht. Der glasüberzogene Gegenstand wird dann auf eine ao Temperatur von etwa 149° C während einer Zeitperiode erhitzt, die ausreicht, um das Wasser des Schlamms zu verdampfen. Danach wird der überzogene Stahlgegenstand bei einer Temperatur gebrannt, die allgemein in dem Bereich von 816 bis 982° C liegt, um den Überzug an den Stahl anzuschmelzen. Bei dieser erhöhten Temperatur wird ein Teil des Cristobalits in dem Glas aufgelöst, während ein zweiter Teil des Cristobalits als feinzerteilte Partikeln verbleibt. Beim Abkühlen von der hohen Temperatur ergibt sich eine halbkristalline Struktur, welche eine Matrix aufweist, die hauptsächlich aus amorphem Glas besteht, welches fein zerteilte ungelöste Cristobalitpartikeln enthält, die in der ganzen Glasmatrix gleichmäßig verteilt sind. In einigen Fällen können ebenfalls entglaste Cristobalitpartikeln in der Glasmatrix vorhanden sein. Die entglasten Partikeln, die aus der Lösung herauskristallisiert sind, haben eine kleinere Größe als die ungelösten Cristobalitpartikeln, und während die entglasten Partikeln zur Verbesserung des Widerstandes gegen Radiusabsplittern beitragen können, können sie nicht zur Erhöhung des Widerstands gegen Wärmeabsplittern beitragen. Die ungelösten Cristobalitpartikeln in dem verfestigten Überzug machen allgemein etwa 2 bis 20 Gewichtsprozent des amorphen Glases aus.
In F i g. 1 ist die Wärmeausdehnung von Cristobalit mit der Temperatur wiedergegeben. Wenn a-Cristobalit abgekühlt wird, wandelt er sich bei einer Temperatur von etwa 232° C in /3-Cristobalit um, und die Umwandlung ist von einer abrupten Kontraktion begleitet, wie es durch die Kurve in F i g. 1 dargestellt ist. Diese außerordentlich plötzliche Kontraktion oder Schrumpfung der Cristobalitpartikeln bei dieser Umwandlungstemperatur führt zu dem Bestreben, die Glasmatrix in die Richtung der Partikelschrumpfung zu ziehen, mit dem Ergebnis, daß bei der Glasmatrix das Bestreben besteht, sie unter Zugspannung zu setzen. Dieses Bestreben, der Glasmatrix eine Beanspruchung zu erteilen, führt zu teilweisem Ausgleich der Druckbeanspruchung, die in der Glasmatrix zufolge des größeren bzw. schnelleren Schrumpfens bzw. Zusammenziehens der Stahlbasis beim Abkühlen aufgebaut! st, mit dem Ergebnis, daß die Beanspruchung in dem Glasüberzug, welcher die ungelösten Cristobalitpartikeln enthält, einem neuartigen und unerwarteten Verlauf während des Abkühlens folgt, welcher in F i g. 2 dargestellt ist. F i g. 2 ist eine graphische Darstellung,.in welcher die Beanspruchung in dem Glasüberzug über der Temperatur aufgezeichnet ist. Die Beanspruchung in dem Glasüberzug ist durch das übliche Tangentialbiegeverfahren bestimmt, welches in der britischen Patentschrift 984 446 beschrieben ist. Die Kurve A in F i g. 2 gibt das Beanspruchungsmuster wieder, das in einem Glasüberzug aufgebaut ist, der dadurch hergestellt ist, daß 10 Gewichtsteile Cristobalitpartikeln 100 Teilen üblicher Glasfritte zugegeben sind, die 71% Siliciumdioxid enthält. Wenn die Temperatur von einem Wert von etwa 482° C herabgesetzt wird, ist die Beanspruchung des die Cristobalitpartikeln enthaltenden Glases eine geradlinige Funktion und geht von Zug auf Druck über. Wenn die Temperatur sinkt, sinkt die Druckbeanspruchung, die einen Wert von etwa 393 kg/cm2 bei etwa 245° C hat, plötzlich auf einen Wert von etwa 351 kg/cm2 bei etwa 190,5° C ab, und zwar zufolge des großen Ausmaßes an Kontraktion des Cristobalits, wenn er sich zur /?-Phase umwandelt. Dadurch wird ein ausgeprägter Buckel in der Kurve A erzeugt. Wenn die Temperatur weiter absinkt, nimmt die Druckbeanspruchung wiederum zu und erreicht einen Wert von etwa 544 kg/cm2 bei 37,8° C.
Die Kurve B gibt die Beanspruchungscharakteristiken von einem Glas wieder, welches dem Glas gemäß Kurve A identisch ist, jedoch 10 Teile geschmolzener Quarzpartikeln an Stelle der Cristobalitpartikeln enthält. Die Druckbeanspruchung dieses die geschmolzenen Quarzpartikeln enthaltenden Glases ist eine geradlinige bzw. lineare Funktion durch den gesamten Kühlbereich von 482 bis 37,80C. Die Kurve C in F i g. 2 entspricht identischem Glas, welches 10 Gewichtsteile /5-Quarzpartikeln enthält. Die Beanspruchung dieses die jß-Quarzpartikeln enthaltenden Glases ist eine geradlinige Funktion beim Abkühlen von 482 auf 37,80C.
Die Kurve D gibt die Beanspruchungscharakteristiken eines identischen Glases wieder, welches 10 Teile aufgelösten Cristobalits an Stelle ungelöster Cristobalitpartikeln enthält, und die Beanspruchung ist eine geradlinige Funktion, wenn die Temperatur von 482 auf 37,80C gesenkt wird.
Die Kurven in F i g. 2 zeigen, daß andere Formen von Siliciumdioxid, beispielsweise geschmolzenes Quarz, /9-Quarz und gelöster Cristobalit die besondere Umwandlung der Druckbeanspruchung nicht erzeugen, die bei dem Glas gemäß der Erfindung auftritt, welches ungelöste Cristobalitpartikeln enthält.
Die ungelösten Cristobalitpartikeln dienen dazu, eine niedrigere Druckbeanspruchung in dem Glasüberzug zu schaffen, so daß das Bestreben des Glases verringert wird, an scharfen Kanten oder Radien abzusplittern. Weiterhin dienen die in der Glasmatrix vorhandenen ungelösten Cristobalitpartikeln als Widerlager, welche das Weiterlaufen oder Fortpflanzen kleiner Risse verhindern und dadurch zur Erhöhung des Widerstandes des Glases gegen Wärmeabsplittern beitragen.
Besondere Beispiele der Herstellung von glasüberzogenen Stahlgegenständen gemäß der Erfindung sind wie folgt:
Beispiel 1
Eine Glasfritte wurde bereitet mit folgender Zusammensetzung in Gewichtsteilen:
SiO2 71,5
ZrO2 + TiO2 6,1
B2O3 2,5
LiO2 + K2O + Na2O 17,1
Ein Glasschlamm wurde bereitet mit folgender Zusammensetzung in Gewichtsteilen und unter Verwendung der obengenannten Glasfritte:
Glasfritte 100
Ton 6,0
Bentonit 0,4
NaNO2 0,7
Wasser 45
Der Glasschlamm wurde auf einen Kohlenstoffstahlstab mit einem Durchmesser von 6,35 mm gesprüht, und ein trockener Staubüberzug der Fritte wurde dann auf den Schlamm aufgebracht, um einen zusammengesetzten Überzug mit einer Dicke von 0,254 mm zu schaffen. Der Überzug wurde bei einer Temperatur von 177° C getrocknet und dann bei einer Temperatur von 8380C während 10 Minuten gebrannt. Beim Abkühlen von der Brenntemperatur wurde kein Absplittern des Glasüberzugs beobachtet. Zusätzliche Lagen von Glas wurden auf den Stahlstab in kleinen Dicken von etwa 0,203 bis 0,254 mm aufgebracht. Nach dem Aufbringen jedes zusätzlichen Überzuges wurde der Stab getrocknet und gebrannt, wie es oben beschrieben ist. Es ist gefunden worden, daß, wenn eine Gesamtdicke von 1,03 mm an Glas auf den Stahlstab aufgebracht worden ist, der Glasüberzug beim Abkühlen von der Brenntemperatur absplitterte.
Ein zweiter Test wurde unter Verwendung der gleichen Glasfritte durchgeführt mit der Ausnahme, daß der Fritte 20 Teile Cristobalit zugegeben wurde. Der Glasüberzug wurde auf einen Stahlstab mit einem Durchmesser von 6,35 mm in einer Dicke von etwa 0,254 mm aufgesprüht, wonach der Glasstab getrocknet und gebrannt wurde, und zwar mittels eines Verfahrens, welches dem vorbeschriebenen Verfahren identisch war. Während des Abkühlens wurde kein Absplittern des Glasüberzugs beobachtet. Zusätzliche Überzüge aus Glas wurden auf den Glasstab in Dicken von etwa 0,203 bis 0,254 mm aufgebracht, und der Stab wurde nach jedem zusätzlichen Überzug gemäß vorstehender Beschreibung getrocknet und gebrannt. Es wurde gefunden, daß, wenn der Glasüberzug eine Dicke von 2,54 mm erreichte, beim Abkühlen ein Absplittern auftrat. Die Zugabe von 20 Teilen Cristobalits zu der Glasfritte ermöglichte einen Aufbau der Dicke des Glases bis zu etwa 2,54mm auf dem Stab vor Auftreten von Absplittern, im Vergleich zu lediglich einer Dicke von 1,015 mm vor Absplittern bei einem üblichen Glas. Hierdurch ist die beträchtliche Verbesserung beim Radiusabsplittern dargestellt, die durch die Erfindung erhalten wird.
Das obengenannte Glas hatte ohne den Zusatz von Cristobalit eine Druckbeanspruchung von 555 kg/cm2 gemessen durch die Tangentialbiegetechnik, während das gleiche Glas, welches 20 Teile Cristobalit enthält, eine Druckbeanspruchung von lediglich 244 kg/cm2 aufwies, wodurch die beträchtliche Verringerung der Druckbeanspruchung erläutert ist, die sich aus der Zugabe von Cristobalit ergibt.
Die Glasschlammzusammensetziing ohne Zugabe von Cristobalit wurde auf eine Kohlenstoffstahlplatte mit einer Abmessung von 7,5 · 10 · 1 cm als ein Überzug mit einer Dicke von 1,525 mm aufgebracht. Nach dem Trocknen und Brennen bei den obengenannten Temperaturen zum Anschmelzen des Glases an den Stahl wurde die glasüberzogene Platte aufeinanderfolgend auf eine Reihe erhöhter Temperaturen erhitzt und durch Wasser einer Temperatur von 21,1° C
ίο schnell abgeschreckt. Es wurde bemerkt, daß der Glasüberzug absplitterte, wenn die Platte von einer Temperatur von 1990C abgeschreckt wurde. Eine ähnliche Platte wurde mit dem gleichen Glas, welches jedoch 20 Teile Cristobalit enthielt, überzogen. Die Platte wurde auf ähnliche Weise getestet, und es wurde bemerkt, daß kein Absplittern des Glasüberzuges beim Abschrecken von Temperaturen bis zu 3490C auftrat. Dieser Test stellt die Verbesserung beim Wärmeabsplittern dar, die sich aus der Zugabe von Cristobalit ergibt.
Beispiel 2
Eine Glasfritte wurde bereitet mit folgender Zusammensetzung :
SiO2 + TiO2 + ZrO2 72 Teile
B2O3 5 Teile
Li2O + NaO2 +F2 22,5 Teile
Farbe 0,5 Teile
Ein Kohlenstoffstahlstreifen mit den Abmessungen 25 · 150 · 1,75 mm wurde auf eine Temperatur von etwa 8270C erhitzt. Der Streifen wurde dann aus dem Ofen genommen, und die Glasfritte wurde auf den heißen Streifen aufgestäubt, der für weitere 3 Minuten bei Brenntemperatur in den Ofen zurückgeführt wurde. Danach wurde die glasüberzogene Platte auf Raumtemperatur abgekühlt, und die Druckbeanspruchung des Glasüberzuges wurde durch die übliche Tangentialbiegetechnik gemessen und mit etwa 350 kg/cm2 bei 37,8° C bestimmt.
Ein zweiter Test wurde durchgeführt unter Verwendung der gleichen Glasfritte, jedoch mit einem Gehalt von 10 Teilen Cristobalit. Die Glasfritte wurde auf den Kohlenstoffstahlstreifen gemäß vorstehender Beschreibung aufgestäubt. Nach dem Brennen wurde gefunden, daß der Glasüberzug bei 37,8° C eine Druckbeanspruchung von etwa 280 kg/cm2 aufwies. Eine dritte Probe wurde hergestellt, indem 15 Teile Cristobalit der obengenannten Glasfritte zugegeben wurde. Der erhaltene Glasüberzug hatte nach dem Brennen eine Druckbeanspruchung von etwa 168 kg je cm2 bei 37,8° C.
Der Glasüberzug gemäß der Erfindung, der durch die Zugabe von Cristobalitpartikeln erzeugt ist, hat ausgezeichneten Widerstand gegen Radiumabsplittern, Wärmeabsplittern, Abrieb und chemischen Angriff, und die Verbesserung der physikalischen Eigenschaften wird ohne die Notwendigkeit für teure Wärmebehandlung erzielt. Durch die richtige Zugabe von Cristobalit zu irgendeinem üblichen Glas ist es möglich, die sich ergebende Druckbeanspruchung des Glasüberzuges zu steuern, um die optimale Beanspruchung für verschiedene Grundmetallzusammensetzungen und verschiedene Grundmetalldicken und Umrisse zu schaffen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
409 682/277

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Herstellen eines cristobalithaltigen Emailüberzuges auf einem Gegenstand aus Eisen oder Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß feinzerteilte Cristobalitpartikeln einem Email zugegeben werden, das mit den Partikeln versetzte Email auf den Gegenstand aufgebracht wird und der Gegenstand bei einer Temperatur gebrannt wird, die ausreichend hoch ist, um das Email zu schmelzen, während eir»r Zeit, die nicht ausreicht, um die Cristobalitpartikeln aufzulösen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Email verwendet wird, das einen beträchtlichen Anteil Siliciumdioxid enthält, und daß der Cristobalit in einer Menge von wenigstens 1 Gewichtsprozent des kombinierten Gewichts des Emails und des Cristobalits zugegeben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Emailüberzug so hergestellt wird, daß er bei einer Temperatur von 37,8"C eine Druckspannung zwischen 105 bis 561 kg/cm2 aufweist.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Cristobalit mit einer mittleren Partikelgröße von 5 bis 175 μτη, insbesondere von 20 bis 74 μνα, verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit Cristobalitpartikeln versetztes Email verwendet wird, das 50 bis 85 Gewichtsprozent an Siliciumdioxid einschließlich Cristobalit enthält.
DE1621409A 1966-03-09 1967-04-18 Verfahren zum Herstellen eines cristobalithaltlgen Emailüberzuges auf einem Gegenstand aus Eisen oder Stahl Expired DE1621409C3 (de)

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