DE410175C

DE410175C - Process for the production of objects with a high silica content from quartz u. like

Info

Publication number: DE410175C
Application number: DEQ1127D
Authority: DE
Original assignee: Quarzplattenwerk Rastatt G M B
Current assignee: Quarzplattenwerk Rastatt G M B
Priority date: 1920-10-01
Filing date: 1920-10-01
Publication date: 1925-02-25

Description

Verfahren zur Herstellung von Gegenständen mit-hohem Kieselsäuregehalt aus Quarz u. dgl. In den letzten Jahrzehnten hat sich in der Industrie das bei etwa zooo° C verschmolzene Quarzglas und auch das weniger durchgeschmolzene Quarzgut einen wichtigen Platz errungen. Einer noch weiteren Ausdehnung steht in der Hauptsache die Kostspieligkeit der Schmelze, die fast nur auf elektrischem Wege geschieht, entgegen.Process for the manufacture of articles with a high silica content made of quartz and the like. In the last few decades this has increased to about zooo ° C fused quartz glass and also the less fused quartz gained an important place. The main thing is still further expansion the cost of the melt, which is almost entirely electrical, opposite.

Es ist bekannt, Quarz in Sand- oder Mehlform mit Bindemitteln zu mischen, welche sich bei geringen Temperaturen verflüchtigen und keinerlei Verbindungen mit dem Rohstoff eingehen, und die aus diesem Mischgut herzustellenden Formlinge durch Brennen bei einer Temperatur von iaoo bis 40o° C im. feste widerstandsfähige Körper überzuführen.It is known to mix quartz in sand or flour form with binders, which volatilize at low temperatures and have no compounds whatsoever enter the raw material, and the briquettes to be produced from this mixed material through Firing at a temperature of iaoo to 40o ° C im. solid resilient body convict.

Demgegenüber zeigt das den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende Verfahren den Unterschied, daß der körnigen Quarzmasse Flußmittel verschiedener Schmelzfähigkeit in feinster Verteilung beigemischt werden.In contrast, shows that forming the subject of the present invention Process the difference that the granular quartz mass fluxes different Meltability can be added in finest distribution.

Durch diese Maßnahme wird gegenüber den bisherigen Verfahren der Herstellung von Quarzglasgegenständen insbesondere der Vorteil erreicht, daß die Formlinge ohne Form frei stehend gebrannt werden können.This measure is compared to the previous method of production of quartz glass objects in particular achieved the advantage that the moldings without Form can be fired free-standing.

Das neue Verfahren wird in der Weise ausgeführt, daß dem körnigen, aus möglichst reiner Kieselsäure bestehenden Rohgut die Flußmittel verschiedener Schmelzfähigkeit, beispielsweise, Porphyrkonglomerate, die bei iooo bis i ioo° C schmelzen, gemahlenes Glaspulver, kalz. Soda in kleinen Mengen und in fein gemahlenem Zustande innigst beigemischt werden. Vor der Formgebung wird der so hergestellten Mischung in an sich bekannter Weise ein in der Hitze verdampfendes Bindemittel (Wasserglas) oder ein anderes Bindemittel, z. B. hydraulischer Kalk, mit Wasser in so geringer Menge beigefügt, daß es beim Brenn- und Sinterungsvorgang und im fertigen Gegenstande einen Einfluß nicht ausübt. Aus der so hergestellten Mischung wird der Gegenstand geformt, der nach einiger Zeit völlig erhärtet.The new process is carried out in such a way that the granular, The fluxes of various raw materials, consisting of as pure silica as possible, are used Meltability, for example, porphyry conglomerates at 100 to 100 ° C melt, ground glass powder, calc. Soda in small quantities and in finely ground Conditions are intimately mixed. Before shaping, the is produced in this way Mixture in a manner known per se, a binder that evaporates in the heat (water glass) or another binder, e.g. B. hydraulic lime, with water in as little Amount attached that it is in the firing and sintering process and in the finished item does not exert an influence. The object is made from the mixture produced in this way shaped, which hardens completely after a while.

Der so geformte und erhärtete Gegenstand wird, .ohne in eine Form eingeschlossen zu werden, bei Scharffeuer so lange gebrannt, bis die Binde- und Flußmittel verdampft sind. Während dieses Brennvorganges beginnt zunächst das leichtest schmelzende Flu.ßmittel, z. B. die kalz. Soda, zu schmelzen und leitet zugleich die Schmelze des nächst schwerer schmelzenden Mittels ein, so daß bei etwa iooo bis iioo° C die Kieselsäurekörner von einem erweichten und flüssig gewordenen glühenden Mantel umgeben sind, dem sie. zugleich so viel '%GTärme entziehen, daß ein Fortfließen dieser weichen Masse - geeignete Zusammensetzung vorausgesetzt - vermieden wird. Die Kieselsäurekörner als solche schmelzen nicht, bilden vielmehr in ihrem inneren Kern gleichsam das feste Gerippe oder Gerüst des Gegenstandes und verhindern im Verein mit der teigartigen Schmelzmasse sein Zusammensinken, denn am Ende dieses ganzen Vorganges, der zunächst immer im Schmelzen des am wenigsten feuerbeständigen Flußmittels und, sobald es die Schmelze des beständigeren Mittels eingeleitet hat, im Verdampfen desselben besteht, beginnt ihre äußere Oberfläche ebenfalls zu erweichen und zusammenzusintern. Es leuchtet ein, daß die Flußmittel bei richtiger Wahl der Art und Menge nach vollzogenem Sinterungsvorgang restlos verdampft sein werden oder in so geringer Menge vorhanden sind, daß das Produkt im wesentlichen aus reiner Kieselsäure besteht.The object thus formed and hardened becomes, without, in a mold to be enclosed, burned in sharp fire until the binding and Flux have evaporated. During this burning process, the easiest part begins melting fluids, e.g. B. the kalz. Soda, to melt and direct at the same time the melt of the next heavier melting agent, so that at about iooo The silicic acid grains of a glowing softened and liquidized one up to 10o ° C Coat are surrounded by them. at the same time withdraw so much heat that it flows away this soft mass - assuming a suitable composition - is avoided. The silica grains as such do not melt, but rather form inside them Core, as it were, the solid framework or framework of the object and prevent in the Association with the dough-like melting mass its collapse, because at the end of this whole process, which initially always results in the melting of the least fire-resistant Flux and, once it has initiated the melt of the more permanent agent, consists in its evaporation, its outer surface also begins to soften and to sinter together. It stands to reason that the flux with correct Choice of type and quantity must be completely evaporated after the sintering process has been completed or are present in such a small amount that the product is essentially consists of pure silica.

Es entstehen auf diesem Wege Gegenstände, wie Tiegel, Röhren, Platten usw., die zwar nicht durchsichtig sind, aber in ihrer chemischen Zusammensetzung fast genau dem Quarzglas und Quarzgut gleichen und ihm in ihrer Verwendung, da sie in beliebig großen Ausmaßen hergestellt werden können, und in ihrer Anwendungsmöglichkeit überlegen sind.Objects such as crucibles, tubes, plates are created in this way etc., which are not transparent, but in their chemical composition almost exactly the same as quartz glass and quartz material and their use since they can be produced in any size, and in their application are superior.

Auch in anderer Beziehung besteht eine Überlegenheit. Quarzglas sowohl wie Quarzgut besitzen zwar eine sehr hohe Feuer- und Säurebeständigkeit, aber eine gewisse Dilatation und damit zusammenhängende Sprödigkeit, wenn auch nur in geringem Maße, verbleibt ihnen immer, da sie sich bei verschiedenen Temperaturgraden ausdehnen oder zusammenziehen. Die nach der Erfindung erhaltenen Körper können aber vollständig dilatationslos hergestellt werden, wenn man dem Schmelzmittel gewisse Kompensations-° mineralien, z. B. Feldspat, beifügt, die ebenfalls mit hohem Kieselsäuregehalt begabt sind und sich bei hohen Hitzegraden umgekehrt verhalten wie der den Hauptbestandteil bildende Quarz.There is also a superiority in other respects. Quartz glass both like quartz, they have a very high fire and acid resistance, but one some dilatation and associated brittleness, if only to a slight extent Dimensions always remain with them, as they expand at different degrees of temperature or move in together. The body obtained according to the invention can, however, completely Can be produced without dilatation if the flux is given certain compensation degrees minerals, e.g. B. feldspar, which is also gifted with high silica content and behave in the opposite way to the main component at high heat levels forming quartz.

Da ein Schmelzen der gesamten Masse nicht erforderlich ist, sondern nur ein Erweichen der äußersten Schicht jedes Quarzkornes notwendig wird, ist mit diesem.neuen Verfahren ein hoher technischer Fortschritt auch insofern verbunden, als bei der beschriebenen Herstellung der Gegenstände gegenüber den aus Quarz hergestellten eine sehr erhebliche Wärmeersparnis eintritt, Es ist bereits vorgeschlagen worden, geformte widerstandsfähige Blöcke dadurch herzustellen, daß Kieselerde in den Tridymitzustand übergeführt, das so erhaltene Produkt mit Si 02-haltigem Wasser zu einer plastischen Masse gemischt, in Formen gepreßt und der Glühhitze eines Porzellanofens ausgesetzt wird.Since melting the entire mass is not required, but rather only a softening of the outermost layer of each quartz grain is necessary this new process is associated with a high level of technical progress, than in the described production of the objects compared to those made of quartz a very considerable heat saving occurs, it has already been proposed manufacture shaped resilient blocks by tridymite silica transferred, the product thus obtained with Si 02 -containing water to a plastic The mass is mixed, pressed into molds and exposed to the glowing heat of a porcelain oven will.

Weiter hat man auch sogenannte Dinasste.ine aus durch einen glasartigen Kitt zusammengehaltenen Sandkörnchen hergestellt.One also has so-called Dinasse.ine through a glass-like one Putty made of grains of sand held together.

Derartige Steine können feuerfest sein, in geringem- -Grade auch als säurefest angesprochen werden, .irgendwelchen Temperaturschwankungen aber vermögen sie nicht standzuhalten. Die nach vorliegendem Verfahren erhaltenen Produkte dagegen können wiederholt bis zu ihrer Erweichungsgrenze erhitzt und dann sofort in kaltem Wasser abgeschreckt werden, ohne daß sie ihre Festigkeit verlieren.Such stones can be refractory, to a lesser degree than acid-resistant, but capable of any temperature fluctuations not to withstand them. In contrast, the products obtained by the present process can be repeatedly heated to their softening limit and then immediately in cold Water can be quenched without losing their strength.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of objects -with high silica content from quartz or the like, by mixing the raw material with at low Temperatures evaporate and no connection is made with the quartz Binders as well as by molding and firing the hardened moldings in sharp Fire, characterized in that the granular pipe wet flux of different Meltability can be added in finest distribution.

2. The method according to claim i, characterized in that the mixture in order to cancel the dilatation a appropriate amount of compensation minerals such as feldspar is added.