DE4215123A1 - Herstellung feuerfester, keramischer formteile zur anwendung in bereichen der fluessigmetallherstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft den Gegenstand der Patentansprüche.

Es ist bekannt, daß Formteile nach verschie­ denen Fertigungstechniken hergestellt werden können. Für die in den Patentansprüchen genannten feuerfesten Formteile kommen bisher überwiegend Preßverfahren, in einigen Fällen auch Vibrationstechniken zum Einsatz. Technologische Grenzen sind den genannten Form­ gebungsverfahren dadurch gesetzt, daß, beson­ ders bei der Produktion keramischer Formteile, die z. B. unterschiedliche Wandstärken aufweisen, aber als Einheit gefertigt werden müssen, eine akzeptable homogene Verdichtung nur schwer erreicht werden kann.

Texturen sind häufig und oftmals unvermeidbar. Weiterhin sind, für einen Teil der in den Ansprüchen genannten Formteile, u. U. aufwendige und lohnintensive Nachbearbeitungsmaßnahmen notwendig.

Für verschiedene Formteile schwieriger Geometrie ist das Preßverfahren nicht einsetzbar.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren aufzuzeigen, bei dem die genannten Nachteile nicht mehr in Erscheinung treten.

Es wurde nun gefunden, daß diese Probleme dadurch lösbar sind, wenn die, in den Patentansprüchen genannten keramischen Formteile, nach dem Schlickergußverfahren bzw. nach dem Druckgußverfahren hergestellt werden. Durch die geeignete Kombination unterschied­ licher Additive zur Verwendung als Verflüssi­ gungs- Stell- und Bindemittel mit geeigneten Körnungsvariationen, mit einem verhältnismäßig geringem Anteil an flüssigem Medium, ohne den sonst üblichen Zusatz von Sinteradditiven zum Erreichen der geforderten physikalischen Eigen­ schaften, ließ sich das Ziel erreichen.

Der Schlicker- bzw. Druckguß, wie in den Patentansprüchen genannt, ermöglicht über ein seit langem erprobtes Herstellungsverfahren, ein einfaches Fertigen komplizierter Formstücke in Serie.

Es kommt hierbei zu einer Qualitätssteigerung, da besonders die bei anderen Herstellungs­ verfahren auftretenden Texturen vermieden werden. Da das Verfahren als jederzeit reprodu­ zierbar angesehen werden kann, ist ein maß­ genaues Fertigen möglich.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Kombination aus einem Verflüssigungs­ mittel, auf Basis eines synthetischen Poly­ elektrolytes, einem Stellmittel, auf Basis eines modifizierten Polysaccharides und einem Bindemittel auf Basis einer PVA-Copolymerisat- Zubereitung verwendet.

Diese Kombination wird unter Verwendung von Wasser als flüssiges Medium mit einer geeigne­ ten Kombination verschiedener Rohstoffkörnungen vermischt und als Schlicker, wie in den Patentansprüchen genannt, verwendet.

Der Anteil an flüssigem Medium liegt bevorzugt unter 15% bezogen auf die Feststoffeinwaage bei Verwendung zweier Rohstoffkörnungen, die in einem Verhältnis von 1 : 1, besonders bevorzugt in einem Verhältnis von 1 : 2, stehen.

Als Rohstoffkörnungen kommen in dieser Aus­ führungsform zwei verschiedene Mehle mit unter­ schiedlichen durchschnittlichen Korn­ durchmessern zum Einsatz.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform können die o.g. Mehle in Kombination mit weiteren Roh­ stoffkörnungen verwendet werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist bei der Herstellung besonders komplizierter Form­ stücke die Verwendung von Trennhilfsmitteln notwendig.

Hierbei wird die Formenwandung teilweise oder ganz mit diesen Mitteln behandelt, wobei als Trennhilfsmittel artverwandte feinste Mehle oder bzw. und besonders bevorzugt eine Alginat­ lösung, deren Konzentration unter 2% liegen muß, verwendet werden.

Die Herstellung der genannten keramischern Formteile wird vorteilhaft so durchgeführt, daß das flüssige Medium mit den verschiedenen Additiven mit Hilfe einer geeigneten Rühr­ einrichtung genügend gemischt wird. Anschließend erfolgt schrittweise die Zugabe der verschiedenen Rohstoffe unterschiedlicher Körnungen, welche mit dem flüssigen Medium und den Additiven zu einem Schlicker aufbereitet werden.

Ein Absetzen des Schlickers läßt sich in einem Zeitraum von zwanzig Stunden optisch nicht nachweisen.

Anschließend erfolgt die Formgebung in, gegebe­ nenfalls vorbehandelte, Formen, wonach sich eine Standzeit zur Bildung des gewünschten Scherbens anschließt.

Unter Verwendung des Schlickergusses in porösen Formen, als bevorzugtes Formgebungsverfahren, beträgt die Standzeit, bei einer zu bildenden Scherbendicke von beispielsweise etwa 30 mm, weniger als zwei Stunden, wobei bevorzugt Gips­ formen, mit einem Wasser zu Gipsverhältnis von 1 : 1,8, verwendet werden.

Die Art eines eventuell verwendeten Trennhilfs­ mittels und die Art und Weise seiner Anwendung bei der Vorbehandlung der Formenwandungen, hat einen wesentlichen Einfluß auf die Dauer der benötigten Standzeit.

Nach Erlangen der gewünschten Scherbendicke und einer ausreichenden Grünbruchfestigkeit, welche durch die Zugabemenge an Additiven zu beein­ flussen ist, wird der Formling ausgeformt.

Durch die Verwendung spezieller Additive, insbesondere langkettiger, temporärer Binde­ mittel, hat sich der Formling bereits minimal von der Formenwandung gelöst, so daß ein zerstörungsfreies Ausformen möglich ist.

Es schließt sich eine Trockenzeit an, die, je nach Größe des Formteiles und Scherbendicke und einer damit verbundenen Trock­ nungsempfindlichkeit, verschieden ist.

Bei einem anschließenden Brand geeigneter Temperatur, mit einer Haltezeit von nicht weniger als drei Stunden, wird dem Formling mittels keramischer Bindung eine hohe Festigkeit verliehen.

Auf Grund des Einsatzes der vorher genannten Additive und der unterschiedlichen Rohstoff­ körnungen, verbunden mit diesem Verfahren der Formgebung, weist der Scherben eine besonders niedrige Oberflächenrauhigkeit sowie das Fehlen jeglicher Textur gegenüber anderen Formgebungs­ verfahren, z. B. der Preßtechnologie, auf. Mikroskopische Untersuchungen zeigen ein homogenes Gefüge an allen Stellen des Scherbens.

Der Anspruch der vorliegenden Erfindung liegt darin begründet, daß es unter Anwendung des Gießverfahrens möglich ist, die, in den Patentansprüchen genannten feuerfesten, keramischen Formteile, mit hoher Fertigungs­ sicherheit herstellen zu können, diese mindestens die gleichen physikalischen: und technologischen Eigenschaften besitzen wie die nach dem Preßverfahren bzw. anderen technischen Formgebungsverfahren hergestellten Formteile, gleichzeitig jedoch Qualitätsstufen ausweisen, die es erlauben auf eine spätere Nachbear­ beitung/Konfektionierung, zur Erzielung der Gebrauchsfähigkeit, nahezu vollständig verzichten zu können.

Claims (13)

1. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung keramischer Formteile zur Anwendung in der Technologie der Flüssigmetallherstellung unter Verwendung verschiedener Körnungen, einem flüssigem Medium, geeigneten Verflüssigungs-, Stell- und Bindemitteln anorganischer oder organischer Basis, Verformung zu keramischen Formteilen mittels Schlickerguß und Brennen bei geeigneten Temperaturen, um eine keramische Bindung zu erhalten. Gemäß der Erfindung wird die Formgebung in saugenden oder nichtsaugenden porösen Formen durchgeführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Formgebungsverfahren der Druckguß unter Verwendung poröser Formen­ werkstoffe jeglicher Art dient.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß saure, neutrale oder bzw. und basische oxidische oder bzw. und nicht­ oxidische Rohstoffe verwendet werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß ein flüssiges Medium auf organischer oder bzw. und anorganischer Basis verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß Trenn­ hilfsmittel auf organisch- und bzw. oder anorganisch- chemischer Grundlage verwendet werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß organische und bzw. oder anorganische Faser­ stoffe oder Füllstoffe verwendet werden

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß organische Hilfstoffe zur Kohlenstoffbildung verwendet werden oder bzw. und daß elementarer Kohlenstoff jeglicher Modifikation dem Schlicker zugegeben wird.

8. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Schieberplattenoberteile oder Schieberplattenunterteile jeder geometrischen Form gefertigt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 3, und der vorher­ gehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß Ausgußhülsen jeder Formgebung gefertigt werden.

10. Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß einteilige Kombinationen aus Schieberplatten­ unterteilen und Ausgußhülsen gefertigt werden.

11. Verfahren nach Anspruch 3 und der vorher­ gehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß Lochsteine oder Sicherheitslochsteine gefertigt werden.

12. Verfahren nach Anspruch 3 und der vorher­ gehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß Spüllochsteine gefertigt werden.

13. Verfahren nach Anspruch 3 und der vorher­ gehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß Schwimmkörper für Konverter-Schlackerückhaltung gefertigt werden.