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Verfahren zur Herstellung dichten Formgusses aus geschmolzenen Schlacken,
Aschen u. dgl. Vorliegende Erfindung bezweckt, Schlacken oder Aschen, auch diejenigen,
die bisher als minderwertig ,oder als Abfallprodukt betrachtet wurden, für die Gewinnung
dichter und bruchsicherer Steine nutzbar zu machen.
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Bisher trat beim Abstich der Schlacken und Auffangen derselben im
Schmelztiegel oder in den Formen eine mehr oder minder starke Abkühlung .der jeweilig
obersten Schicht ein. Hierdurch wurde der Fluß wesentlich beeinträchtigt, und die
obere albgekühlte Schicht erhielt eine glasige Struktur. Diese glasige Schicht wird
überdeckt durch die weiterfließende Schlacke. Wenn diese glasige Schicht hierbei
auch nur haarfein war, so verhinderte sie doch den innigen Zusammenhang der einzelnen
Schlackenmoleküle, wodurch die Festigkeit des Schlackenmaterials, wenn nicht ganz
unterbunden, so doch bedeutend herabgesetzt wurde. Des weiteren bildeten sich aber
auch infolge von zähem Fluß und der von oben eindringenden Schmelzmassen sowie durch
die noch in Wallung befindliche Glutmasse Blasen und Luftkapseln innerhalb der Steinformen,
we'.che ebenfalls die Festigkeit und Haltbarkeit außerordentlich beeinflußten. Diese
Blasen oder Poren entstanden zumeist dadurch, daß für eine richtige stetige Luftentweichung
aus dem Innern der Formen nicht gesorgt war. Des weiteren war der Ausdehnung der
Masse innerhalb der Formen nur bestimmte Grenzen gesetzt, und so entstand ein Schlackenstein,
der je nach .der Art der Schlacken und dem Flusse mehr oder weniger porös, blasig
oder glasig war und eingekapselte Luftstellen enthielt; selbst im innersten Kern
dieser Schlackenblöcke befanden sich solche Luftblasen und glasige Strukturen. Um
einigermaßen gute Steine aus Schlacken zu erhalten, wurden möglichst große Schlackenblöcke
gegossen, um,dann aus dem inneren Kern dieser Blöcke die besten. Stücke als Schlackenstein
zuzubereiten. Diese Zubereitung erforderte selbstverständlich viel Mühe und Arbeit
und ist für die heutige Zeit infolge der hohen Kosten an Arbeitslöhnen unmöglich
geworden.
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Vorliegende Erfindung vermeidet die genannten Übelstände, indem die
glühende Schlackenmasse den Farmkästen an. der tiefsten Stelle der Form zugeleitet
wird, demzufolge alle Teile der Formen, welche zellenartig in mehreren Etagen übereinander
geschichtet sind, sich unter Druck von unten vollpressen, wobei ferner der Schmelzfluß
während des Erkaltens unter Druck gehalten wird. Die Zellen selbst erfahren während
der Füllung eine Rüttelung, so daß ein gleichmäßiges Verteilen, sowie Fließen der
Schlacken eintreten und die Form sich gleichmäßig füllen muß.
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Hierdurch wird zunächst erreicht, daß alle Luftteile entweichen und
die Masse gleichmäßig alle Formzellen füllt. Die im Formkasten herrschende hohe
Temperatur erhält die Masse glühflüssig und können dadurch vorzeitige Erkaltungen
überhaupt nicht eintreten. Ebenso können aber in, den nun heißen Formen keinerlei
schädliche Luftblasen sich bilden, da .die glühende Masse die warme Luft leicht
von unten verdrängt. Die ganze Form wird .also durchaus dicht und voll, da die Schmelzmasse
unter dem Drucke ihrer Fallhöhe in die Formen eindringt.
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Die Formzellen selbst können durch einzelne
armierte
Platten gebildet sein, welche durch Schrauben oder Keile zu verbinden sind,.so daß
eine feste geschlossene Form entsteht, welche ihrerseits meinem zweiten Formkasten
eingebaut ist. Der Zwischenraum zwischen den beiden Kästen wird mit einer Isoliermasse
vollgefüllt. je nach Bau der Formzellen lassen sich nun ohne weiteres Platten, Würfel,
Schwellen, überhaupt alle möglichen Fassonstücke .herstellen.
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Nach dem Füllen der Zellen können die Schrauben und Keile weiter angezogen
oder angetrieben werden, wodurch die armierten Formwandungen einen, starken Druck
auf die glühende und in Erkaltung befindliche Masse ausüben. Hierdurch wird einzweiter
Druck auf die Schmelzmasse ausgeübt. Der erste Druck ist entstanden beim Einfüllen
durch die Füllhöhe und die Rüttelung, während der zweite Druck durd#die erwähnte
äußere Einwirkung auf die Formwandungen erfolgt. Es vollzieht sich also sowohl der
Schmelzprozeß wie der Erstarrungsprozeß unter Druck.
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Nachdem die Form gefüllt ist und man die Masse langsam erkalten ließ,
wird der innere Formkasten herausgehoben. Hierdurch tritt ein schnelleres Erkalten
der Formwandungen ein, wodurch die Wandungen der Zelle sich jetzt wieder zusammenziehen.
und erneut auf den inneren Kern, also auf die geschmolzene und in. Erstarrung und
Formung .befindliche Masse ein Druck ausgeübt wird. Hierdurch erfolgt somit zum
dritten Male ein starker Druck auf ,die langsam erkaltende Masse.
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Die beschriebenen Vorgänge haben zur Folge, daß ein dem Eruptivgestein
ähnlicher dichter, fester und harter Schmelzstein entsteht.
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Je nach. Wunsch kann -man den von außen einwirkenden Druck noch erhöhen,
indem man z. B. durch ,hydraulische Pressen während. des Erstarrens den. Druck ausübt.
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Nachdem Erkalten werden die Schrauben oder Keile gelöst, die Zellenplatten
können jetzt einzeln abgenommen und jeder einzelne Stein kann aus seiner Form entfernt
-werden.
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Im ,nachstehenden ist eine Ausführungsform näher beschrieben und in
den Abb. r und 2 im senkrechten und im wagerechten Schnitt zeichnerisch dargestellt.
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a bezeichnet den äußeren Formkörper, der von den Wänden a1, d, a3,
ca4 begrenzt ist. Der Raum zwischen diesen Wänden al bis a4 ist mit Isolierstoff
f gefüllt. b bezeichnet den inneren. Formkörper, der sich aus Platten
b1, b2, b$, b4 und den von diesen umschlossenen senkrechten Blechen f1 und wagerechten
Blechen f 2 zusammensetzt, welche Bleche f11, f 2
die Zellen. bilden.
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In den Blechen. f2 sind die öffnungen g angeordnet. i bezeichnet einen
Druckknopf und h den Füllschacht, während j eine Rüttelvorrichtung
bezeichnet.
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Der Formvorgang findet .bei dieser Ausführungsform in folgender Weise
statt: Durch den. Druckknopf i und den Füllschacht h wird die Masse in den unteren.
Teil der Form geleitet, um nun entsprechend der Ausdehnung durch die Füllöcher g
in die Form von unten einzudringen. Die Luft entweicht hierbei nach oben und vermittels
Rüttelvorrichtung j -wird die ganze Form während des Forrnprozesses hin, und her
.gerüttelt, sio daß die Masse gleichmäßig in alle Formen eindringt.
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Wenn die Formen gefüllt sind, wird der Druckkopf i entfernt, die Öffnung
im Deckel b11 :geschlossen, der Deckel. selbst mit Isolierstoff bedeckt, und nun
-werden vermittels der Schrauben und Keile d1 die Formplatten b2 und b4 und der
Deckel b6 nach innen gedrückt. Hierdurch -wird die Masse zusammengepreßt. Alsdann
werden die Formplatten b1, b2, b$, b4, b5, b6 zuerst abgekühlt. Diese ziehen sich.
um das: Maß ihrer infolge der Wärme eingetretenen Ausdehnung wieder zusammen, wodurch
ein weiterer starker Druck auf die innere glühflüssige Masse ausgeübt -wird. Die
Schrauben und Keile werden nun nachmals angezogen und alsdann die Formen entweder
im Temperraum oder in sonst geeigneter Weise langsam zum Erkalten gebracht.
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Nach dem Erkalten werden zuerst die Formbleche entfernt und danach
die einzelnen Formsteinstücke aus der Farm herausgeholt. Ebenso ist es möglich,
daß in anderer Ausführungsform der äußere Druck durch hydraulische Pressen oder
nur von der einen oder anderen Seite aus erfolgt.
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Auch kann die Verformung nur nach der einen oder anderen Art erfolgen,
je nach der Qualität des gewünschten. Materials.