DE2551721A1 - Feuerfestes bauteil und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Feuerfestes bauteil und verfahren zu dessen herstellung

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DE2551721A1 DE19752551721 DE2551721A DE2551721A1 DE 2551721 A1 DE2551721 A1 DE 2551721A1 DE 19752551721 DE19752551721 DE 19752551721 DE 2551721 A DE2551721 A DE 2551721A DE 2551721 A1 DE2551721 A1 DE 2551721A1
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    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
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Description

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Augsburg, den 17. November 1975
Rolls-Royce (1971) Limited, Norfolk House, St« James »3 Square
London, England,
Feuerfestes Bauteil und Verfahren zu dessen Herstellung
Die Erfindung betrifft ein feuerfestes Bauteil, bestehend aus einem innigen Gemisch aus kristallinem Quarz und Quarzglas, und ein Verfahren zu dessen Herstellung,
Feuerfeste, Quarzglas enthaltende Werkstoffe werden zur Herstellung von Bauteilen verwendet, die auch bei hohen Temperaturen maßbeständig bleiben müssen. Derartige Bauteile sind beispielsweise Formkerne, die in der
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7 551721 ■-X.
Metallgießtechnik Anwendung finden.
Bei Bauteilen, die Quarzglas unter Ausschluß von kristallinem Quarz enthalten, zeigt sich bei hohen Temperaturen eine unerwünschte Biegeneigung. Es ist jedoch bekannt, daß diese Biegeneigung dadurch verringert werden kann, daß mindestens ein Teil des in dem Bauteil enthaltenen Quarzes in mindestens einer der kristallinen Quarzformen vorliegt, d.h, in Form von Cristobalit und/oder Tridymit. Es muß jedoch dafür Sorge getragen werden, daß der in kristalliner Form vorliegende Anteil eine bestimmte Menge, gewöhnlich etwa 70 Gewichtsprozent, nicht übersteigt. Oberhalb dieses Gehalts ist die Widerstandsfähigkeit des Bauteils gegen thermische Stöße gering.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein feuerfestes Bauteil der eingangs genannten Art im Sinne der Erhöhung der Biegefestigkeit bei hohen Temperaturen und einer Erhöhung der Widerstandsfähigkeit gegen thermische Stöße zu verbessern.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Anteil des kristallinen Quarzes in dem Gemisch 45 bis 60 Gewichtsprozent beträgt.
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Die größte Biegefestigkeit und die größte Widerstandsfähigkeit gegen thermische Stöße ergibt sich bei einem Anteil des kristallinen Quarzes von 50 Gewichtsprozente
Die Bildung der Kristallphase in Quarzglas wird gewöhnlich durch eine Wärmebehandlung herbeigeführt, während welcher das Quarzglasbauteil auf eine Temperatur von etwa 12000C erhitzt wird. Unglücklicherweise hängt jedoch die Geschwindigkeit der Kristallphasenbildung von einer sehr genauen Temperatursteuerung ab. Etwas unterhalb 12000C ist diese Geschwindigkeit sehr klein, jedoch ist diese Geschwindigkeit knapp oberhalb 12000C extrem groß, was oftmals zu einer vollständigen Kristallisation führt. Infolgedessen ist es nicht ungewöhnlich, bei den wärmebehandelten Bauteilen einen Anteil an kristallinem Quarz vorzufinden, der von Charge zu Charge innerhalb eines Bereiches von 5 % bis 20 % variiert.
Die Erfindung beinhaltet daher außerdem ein Verfahren zur Herstellung von Bauteilen aus Quarzglas und kristallinem Quarz, bei welchem der Anteil an kristallinem Quarz im wesentlichen genau einem vorgegebenen Maß entspricht.
Gemäß der Erfindung ist ein solches Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß zunächst fein zerkleinerte Teilchen von
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Quarzglas und kristallinem Quarz innig miteinander vermischt werden, und daß sodann das Gemisch in eine Form eingebracht und auf eine Temperatur erhitzt wird, die zwar die Sinterung der Quarzglas- und der kristallinen Quarzteilchen bewirkt, jedoch nicht ausreicht, um eine schnelle Kristallisation des Quarzglases hervorzurufen.
Das in der Form befindliche Gemisch wird vorzugsweise während einer Zeit von zwei bis vier Stunden auf der Sintertemperatur gehalten.
Die Erfindung beinhaltet also ein Verfahren zur Herstellung eines Quarz enthaltenden Bauteils, wobei das Quarzmaterial in jedem gewünschten Verhältnis aus Quarzglas und kristallinem Quarz bestehen kann. Je größer der Anteil an kristallinem Quarz ist, umso größer ist die Biegefestigkeit des Bauteils.
Wie bereits erwähnt, tritt die schnelle Umwandlung von Quarzglas in kristallines Quarz bei Temperaturen oberhalb von 12000C auf. Das bedeutet, daß die Temperatur, bei welcher die Sinterung stattfindet, 12000C nicht übersteigen soll. In der Praxis wird die Sinterung am zweckmäßigsten bei einer Temperatur im Bereich von 10000C bis 12000C ausgeführt.
Es ist jedoch manchmal wünschenswert, Quarzglas und
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kristallines Quarz enthaltende Bauteile bei Temperaturen oberhalb von 1200°C wärme zubehandeln, um sie hitzebeständiger zu machen. Unter normalen Umständen würde diese Wärmebehandlung zu der unerwünschten schnellen Umwandlung des Quarzglases in kristallines Quarz führen. Durcn Zugabe von 1 bis 10 Gewichtsprozent eines oder mehrerer Oxide der Elemente der Gruppe IHb des periodischen Systems der Elemente zu dem Gemisch aus Quarzglas und kristallinem Quarz kann die Neigung des Quarzglases, sich bei Temperaturen oberhalb von 12000C in die kristalline Phase umzuwandeln, jedoch beträchtlich herabgesetzt werden.
Um das Gemisch aus Quarzglas, kristallinem Quarz und gegebenenfalls Oxiden der Elemente der Gruppe IHb leicht in die gewünschte Form bringen zu können, wird vorzugsweise eine Suspension des Gemisches in einem thermisch zersetzbaren Kunstharzbinder hergestellt. Das suspendierte Gemisch kann dann mittels eines zweckmäßigen Verfahrens, beispielsweise durch Spritzgießen, in eine Form gegossen werden.
Bei Verwendung eines Kunstharzbinders wird das in die Form gegossene suspendierte Gemisch vor dem Erhitzen auf die Sintertemperatur vorzugsweise auf eine Temperatur erhitzt, die ausreichend hoch ist, um den Binder zu zersetzen und zu verbrennen.
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Die genannten Quarzglastexlchen und die kristallinen Quarzteilchen sowie gegebenenfalls die Oxide von Elementen der Gruppe IHb weisen vorzugsweise eine Teilchengröße
im Bereich von 75 U-m bis 150 um auf«
Nachstehend werden zur Erläuterung der Erfindung einige Beispiele angegeben.
Beispiel 1
Es wurde ein Gemisch mit folgenden Bestandteilen
hergestellt:
Silikonharz 110 g
Aluminiumstearat (Preigabemittel) 6 g
Acetatkatalysator für das Kunstharz 4 g Aluminiumoxyd mit einer Teilchengröße
bis 75 /ULm 18 g Quarzglas mit einer Teilchengröße
bis 150 um 255 g Cristobalit mit einer Teilchengröße
bis 150 am 145 g
Das Gemisch wurde mit Ausnahme des Katalysators während Minuten bei 850C heiß gemischt» Nach der Mischungszeit
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von 10 Minuten wurde der Katalysator zugegeben und die Mischung wurde während weiterer 5 Minuten fortgesetzt. Sodann wurde das Gemisch abgekühlt und granuliert, bevor es kalt in Tabletten geeigneter Größe gepreßt wurde.
Die Tabletten wurden dann bei l80°C zur Bildung eines quaderförmigen Versuchskörpers mit den Maßen 100 mm χ 10 mm χ 4 mm spritzgepreßt.
Der Versuchskörper wurde langsam in Luft während eines Zeitraumes von etwa 5 Stunden auf 400 C erwärmt, um den Kunstharzbinder wegzubrennen. Danach wurde der Versuchskörper während eines Zeitraums von 15 Stunden langsam von 400 C auf 600°C und während eines Zeitraums von 20 Stunden von 600°C auf HOO0C erwärmt.
Der Versuchskörper wurde während 3 Stunden auf 11000C gehalten, damit die Sinterung stattfinden konnte, und wurde dann ofengekühlt .
Sodann wurde der Versuchskörper auf zwei einen Abstand von 75 mm aufweisende Messerkanten gelegt und in einem Ofen auf 11000C gehalten. Danach wurde der Versuchskörper in der Mitte mittels einer Messerkante belastet, die eine Kraft von 700 ρ ausübte. Dabei wurde die Durchbiegung überwacht.
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Es wurde festgestellt, daß die Mitte des Versuchskörpers mit einer Geschwindigkeit von 0,025 mm pro Minute mit
Bezug auf die beiden tragenden Messerkanten verformt wurde,
Beispiel 2
Es wurde ein Gemisch mit folgenden Bestandteilen
hergestellt:
Silikonharz 120 g
Aluminiumstearat (Preigabemittel) 6 g
Acetatkatalysator für das Kunstharz 4 g
Aluminiumoxyd mit einer Teilchengröße
bis 75xt.ni 12 g
Quarzglas mit einer Teilchengröße
bis 150 Atm 120 g
Cristobalit mit einer Teilchengröße
bis 150 um 280 g
Das Gemisch wurde tablettiert und zur Bildung eines
Versuchskörpers mit den Maßen 100 mm χ 10 mm χ 4 mm wie im oben beschriebenen Beispiel spritzgepreßt·
Der Versuchskörper wurde dann langsam während eines
Zeitraums von 36 Stunden auf 700°C erwärmt, um den Kunstharz-
— 8 —
R Π 9 8 ?? I 0927
? .S R 1 7
binder wegzubrennen, und sodann langsam während eines Zeitraums von 24 Stunden auf eine Temperatur von 1450 C erhitzt. Danach wurde der Versuchskörper während 4 Stunden auf 1450 C gehalten und anschließend ofengekühlt.
Der Versuchskorper wurde dann auf zwei Messerkanten gelegt und seine Durchbiegung wurde ebenso wie beim vorhergehenden Beispiel gemessen,, Die Mitte des Versuchskörpers verformte sich mit einer Geschwindigkeit von 0,0125 mm pro Minute mit Bezug auf die beiden tragenden Messerkanten.
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Claims (7)

  1. 5 517
    Patent ansprüche
    . IJ. Feuerfestes Bauteil, bestehend aus einem innigen Gemisch aus kristallinem Quarz und Quarzglas, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des kristallinen Quarzes in dem Gemisch 45 bis 60 Gewichtsprozent beträgt.
  2. 2. Feuerfestes Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des kristallinen Quarzes 50 Gewichtsprozent beträgt.
  3. 3. Feuerfestes Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch außerdem 1 bis 10 Gewichtsprozent eines oder mehrerer Oxide von Elementen der Gruppe IHb des periodischen Systems enthält.
  4. 4. Verfahren zur Herstellung eines feuerfesten Bauteils nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst fein zerteilte Teilchen von Quarzglas und kristallinem Quarz innig miteinander vermischt werden und daß sodann das Gemisch in eine Form eingebracht und auf eine Temperatur erhitzt wird, die zwar die Sinterung der Quarzglasteilchen und der kristallinen Quarzteilchen bewirkt, jedoch nicht ausreicht, um eine schnelle Kristallisation
    - 10 609822/09 2 7
    des Quarzglases hervorzurufen,
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch während einer Zeit von 2 bis 4 Stunden auf der Sintertemperatur gehalten wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch bei einer Temperatur im Bereich von 10000C bis 12000C gesintert wird.
  7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6 zur Herstellung eines feuerfesten Bauteils nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxide eine Teilchengröße im Bereich von 75 Mikrometer bis 150 Mikrometer aufweisen.
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DE2551721A 1974-11-20 1975-11-18 Verfahren zur Herstellung feuerfester Bauteile, die Quarz sowohl in kristalliner als auch in amorpher Form enthalten Expired DE2551721C2 (de)

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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4135939A (en) * 1976-12-08 1979-01-23 Campana Patsie C Refractory article and method of making the same
US4236568A (en) * 1978-12-04 1980-12-02 Sherwood Refractories, Inc. Method of casting steel and iron alloys with precision cristobalite cores
DE3248537C2 (de) * 1982-12-29 1986-10-23 Erich 8500 Nürnberg Rabe Sinterformkörper auf der Basis von Quarzsand sowie Verfahren und Vorrichtung zu ihrer Herstellung
JPH0325951Y2 (de) * 1985-09-30 1991-06-05
JPH01282049A (ja) * 1988-05-09 1989-11-13 Kanto Kasei Kogyo Kk 車輛用立体薄型マーク
JPH01320270A (ja) * 1988-06-21 1989-12-26 Mitsubishi Electric Corp 溶融酸化珪素成形体の焼成方法
US4929579A (en) * 1988-06-29 1990-05-29 Premier Refractories & Chemicals Inc. Method of manufacturing cast fused silica articles
US5147834A (en) * 1989-08-15 1992-09-15 Magneco/Metrel, Inc. Gunning composition
US5147830A (en) * 1989-10-23 1992-09-15 Magneco/Metrel, Inc. Composition and method for manufacturing steel-containment equipment
US5064787A (en) * 1989-11-20 1991-11-12 Magneco/Metrel, Inc. Ramming compositions
US5418198A (en) * 1993-08-23 1995-05-23 Magneco/Metrel, Inc. Pelletizable gunning composition
US5422323A (en) * 1994-04-15 1995-06-06 Magneco/Metrel, Inc. Nonhazardous pumpable refractory insulating composition
US5494267A (en) * 1994-07-26 1996-02-27 Magneco/Metrel, Inc. Pumpable casting composition and method of use
DE69600781T2 (de) * 1995-02-28 1999-05-20 Heraeus Quarzglas Verfahren zur herstellung eines cristobalit enthaltenden quarzglases
DE19943103A1 (de) 1999-09-09 2001-03-15 Wacker Chemie Gmbh Hochgefüllte SiO2-Dispersion, Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung
DE10044163A1 (de) * 2000-09-07 2002-04-04 Wacker Chemie Gmbh Elektrophoretisch nachverdichtete SiO2-Formkörper, Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung
DE10156137B4 (de) * 2001-11-15 2004-08-19 Wacker-Chemie Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Kieselglastiegels mit kristallinen Bereichen aus einem porösen Kieselglasgrünkörper
US7871702B2 (en) * 2003-07-30 2011-01-18 Halliburton Energy Services, Inc. Particulates comprising silica and alumina, and methods of utilizing these particulates in subterranean applications
US20060135342A1 (en) * 2004-12-21 2006-06-22 Anderson James G Method of making alkali metal silicate glass, feedstock, and glass article formed therefrom
DE102007004243B4 (de) 2007-01-23 2015-02-12 Schott Ag Verfahren zum Herstellen eines Verbundkörpers und Verbundkörper

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE481472C (de) * 1925-12-24 1929-08-21 Quartz & Silice Sa Masse fuer keramische Gegenstaende

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3463650A (en) * 1967-02-13 1969-08-26 Dresser Ind Vitreous silica refractories
US3684538A (en) * 1970-10-28 1972-08-15 Gen Motors Corp Production of silica brick

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE481472C (de) * 1925-12-24 1929-08-21 Quartz & Silice Sa Masse fuer keramische Gegenstaende

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5173509A (en) 1976-06-25
DE2551721C2 (de) 1984-08-30
GB1466801A (en) 1977-03-09
US4018615A (en) 1977-04-19
JPS5722911B2 (de) 1982-05-15
FR2291953B1 (de) 1981-06-19
SE7512959L (sv) 1976-05-20
FR2291953A1 (fr) 1976-06-18
IT1048734B (it) 1980-12-20
SE417194B (sv) 1981-03-02

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