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Graphittiegel und Verfahren zu seiner Herstellung. Bei den Graphittiegeln,
welche gewöhnlich zum Schmelzen von Metallen oder Erzen dienen, werden bekanntlich
große Anforderungen an die Widerstandskraft gestellt gegenüber sehr hohen Hitzegraden
und an die Haltbarkeit, insbesondere bei langdauernder und wiederholter Benutzung.
Diesen Anforderungen genügen die bisher gebräuchlichen Graphittieg e1 nur unvollkommen,
weil ihre Wandung aus völlig ebenen, wagerecht oder senkrecht gerichteten Materialschichten
besteht, zwischen denen, da sie nicht unter großem Druck vereinigt sind, sich stellenweise
geringe Mengen Luft befinden. Infolgedessen bekommen die gebräuchlichen Tiegel bei
größeren Temperaturschwankungen, z. B. durch Ausdehnung der eingeschlossenen Luftreste,
oder bei Stoßwirkungen, wie sie z. B. die Entnahme des heißen geschmolzenen Metalls
oder die Einbringung der neuen Beschickung oder des Kokses verursacht, leicht Sprünge;
denn ihre Wandung ist nicht fähig, einer ungleichmäßigen Zusammenziehung oder Ausdehnung
oder plötzlich auftretenden Schubkräften den erforderlichen mechanischen Widerstand
zu leisten.
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Diese Nachteile werden, wie Abb. 3 der beiliegenden Zeichnung zeigt,
nach der vorliegenden Erfindung dadurch völlig beseitigt, daß die Wandung
D des Tiegels A ganz oder nur teilweise aus V-förmigen, übereinanderliegenden
Schichten C hergestellt ist. Bekommt beim Gebrauch eines solchen Tiegels die Wandung
an einer Stelle Risse oder Sprünge, so können sich dieselben innerhalb der Wandung
nicht fort-' setzen, weil nach j eder Richtung eine ganze Reihe von vollen Graphitschichten
gegen solche Beschädigungen Widerstand leisten. Außerdem verleiht die V-förmige
Schichtung der Wand eine große Nachgiebigkeit gegen größere Temperaturschwankungen,
da gleichmäßige Ausdehnung oder Zusammenziehung nach drei Richtungen möglich ist,
während die bisher gebräuchliche ebene Schichtung Formänderungen nur nach zwei Richtungen
gestatten.
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Wesentlich ist, daß bei der Herstellung des Tiegels nach vorliegender
Erfindung die Tiegelwandung einem großen Druck unterworfen wird, umbei derÜberführungderGraphitblätter
in die gewünschte V-Form die zwischen den einzelnen Blättern befindliche Luft zu
verdrängen, so daß deren zerstörende Einflüsse fortfallen.
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DerverwandteGraphit muß blättrigeBeschaff enheit besitzen, und zwar
kann diese Eigenschaft von Natur vorhanden oder künstlich erzeugt sein. Die Herstellung,des
neuen Tiegels kann auf irgend geeigneter Weise erfolgen.
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Die in der beiliegenden Skizze angegebene Form des Verfahrens ist
nur ein Ausführungsbeispiel. Wie Abb. r zeigt, werden die natürlichen
oder
künstlichen Graphitblätter a in wagerechter Lage in die äußere Form b gebracht,
die aus einem Stück oder auch aus verschiedenen Teilen hergestellt sein kann, die
durch beliebige Mittel, z. B. Schrauben, übergelegte Ringe, magnetische Anziehung
usw., derart miteinander verbunden sind, daß sie einen erheblichen, von innen wirkenden
Druck aufnehmen können. Die Aufeinanderschichtung derGraphitblätter kann zwecksAusfüllung
kleiner Hohlräume auch unter Verwendung eines Zusatz- oder Füllmaterials (z. B.
Ton, Kaolin, Pech, körnigen oder pulverförmigen Graphit usw.) erfolgen. Der in die
äußere Form eingefüllte, aus wagerechten Schichten bestehende Graphitkörper kann
darauf zweckmäßig einem senkrechten Druck, z. B. mit Hilfe des Kolbens c, ausgesetzt
werden, um die Graphitblätter dichter aneinanderzupressen. Nachdem der Graphitkörper
in der äußeren Form hergestellt ist, wird, wie Abb. 2 zeigt, ein Teil der inneren
Graphitmasse derart entfernt, daß ein Graphithohlkörper d zurückbleibt, der jetzt
also aus Zeagerecht geschichteten ringförmigen Graphitblättern besteht.
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Um die ringförmigen Graphitblätter in solche mit V-förmigen Querschnitt
überzuführen, walzt man z. B. den in der äußeren Form befindlichen Graphitkörper,
wie Abb. 3 zeigt, vermittels einer Walze e, die z. B. mit Hilfe eines Planetengetriebes
angetrieben werden, sich also gleichzeitig um zwei verschiedene Achsen Eirehen kann.
Beim Walzen wird die den Graphitringkörper enthaltende äußere Form der Walze gegenüber
festgehalten, z. B. indem sie auf einem Untergestell oder Tisch durch beliebige
Mittel, z. B. durch eine mechanische oder magnetische Aufspannvorrichtung befestigt
wird. Zweckmäßig werden die Walze oder die Aufspannvorrichtung oder das Untergestell
oder auch beliebige dieser Teile gegeneinander verstellbar angeordnet, so daß der
Walzdruck verändert werden und die Walze, nachdem sie die Graphitschicht zusammengepreßt
hat, nachgestellt werden kann. Der Walzenkörper wird zweckmäßig auswechselbar angeordnet,
so daß man z. B. bei dem fortschreitenden Walzvorgang und entsprechend dem sich
erweiternden Hohlraum des Graphitkörperl Walzenkörper von größerem Durchmesser verwenden
kann.
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Beim Walzen wird auf die Graphitwandung cies Hohlkörpers ein wagerecht
gerichteter Druck ausgeübt, dem die Graphitblätter auszuweichen bestrebt sind. Das
Ausweichen bzw. die Formänderung der Graphitblätter erfolgt in der Richtung des
kleinsten Widerstands-, moments. Da nun das am Boden sitzende -Material ein Ouellen
des Graphits nach unten vermeidet, können die Graphitblätter nur die nach oben offene
V-Form annehmen. Das oben überquellende Graphit f wird abgenommen.
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Für den Formhergang ist es nicht notweidig, den Druck von Walzen anzuwenden,
sondern der Druck kann mit Hilfe beliebiger anderer geeigneter Mittel erzeugt werden,
z. B. kann man eine geteilte innere Form anwenden, deren Teile durch ruhenden Druck
(z. B. hydraulisch) gegen die Graphitwandung gepreßt werden. Auch kann man die innere
Form fest anordnen und eine geteilte äußere Form gegen den auf der inneren Form
sitzenden Graphitmantel pressen. Auch kann man Walz- und Formdruck in beliebiger
Weise vereinen, z. B. auch die Walze außen anstatt innen anordnen, oder endlich
auch die Tiegelmasse zwischen zwei Walzen durchlaufen lassen.
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In der Zeichnung ist jede wagerechte Schicht, als nur aus einem einzigen
Graphitblatt bestehend, dargestellt. Es müßten in diesem Falle die Graphitblätter
vor dem Einlegen in die äußere Form in ihrer äußeren Umrandung dieser angepaßt werden.
Ebensogut kann man nach dem vorliegenden Verfahren auch kleine Graphitblätter von
unregelmäßiger Umrandung in der äußeren Form wagerecht aufeinanderlegen, so daß
alsdann jede Schicht aus einer sehr großen Zahl solcher einzelnen Graphitblätter
besteht. Die in Abb. 3 dargestellten V-förmigen einzelnen Schichtend können nicht
nur aus einem einzigen Graphitblatt, sondern auch einer großen Zahl kleiner Graphitblätter
bestehen. Die für das Verfahren wesentliche Wirkung der Luftverdrängung und die
größere Haltbarkeit des Tiegels infolge der V-förmigen Schichtung wird auch bei
dieser Ausführungsform des Verfahrens erreicht.