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Verfahren und Vorrichtun- zum Herstellen feuerfester Gegenstände,
insbesondere von Schmelztiegeln Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum
Herstellen feuerfester Gegenstände, insbesondere von Schmelztiegeln. Bei derartigen
Gegenständen ist es erwünscht, eine möglichst große Dichtigkeit und auch eine große
Wärmedurchlässigkeit zu erzielen. Insbesondere soll die Wärmeleitfähigkeit durch
die Wandung hindurch die Wärmeleitfähigkeit in der senkrechten, axial zu dein Schmelztiegel
gehenden Richtung übertreffen.
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Bei der gewöhnlichen Herstellung solcher Gegenstände durch Drehen
ordnen sich die flockenartigen Teilchen, aus denen die Herstellung erfolgt, durcheinander
an. und es liegt sogar eine N7eigung vor, daß die Struktur in radialer Richtung
-blättrig ist. Eine solche Struktur stört aber die Wärmeeigenschaften des Schmelztiegels,
weil die Wärmeleit Fähigkeit in der Richtung durch die Wände hindurch verringert
wird. Es ist liun bereits vorgeschlagen worden, Schmelztiegel aus eineng flockigeil
Material durch Druck herzustellen. Hierbei erfolgt aber lediglich ein lZichten der
flockigen Teile innerhalb einer verhältnismäßig sehr geringen Tiefe, weil die zur
Herstellung dienenden Mischungen nicht genügend Plastizität haben, tun den Druck
über den ganzen Inhalt der Forin zu überfragen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung soll nun ein Parallelgichten .der
einzelnen Masseschichten und damit die gewünschte Wärme-Leitfähigkeit und Dichtigkeit
des herzustellenden Gegenstandes dadurch erreicht werden, daß die Teile von ausgesprochen
flockiger Beschaffenheit enthaltende Mischung in einer Form so geschüttelt wird,
daß die Wandungen des Gegenstandes in der Schüttelrichtung liegen und sich die flockigen
Teile rechtwinklig zu der Wandungsoberfläche einstellen.
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Vorzugsweise werden bei der Herstellung von Schmelztiegeln diedie
zu schüttelnde Masse aufnehmenden Formen beim Schütteln finit dein Kopf nach unten
gerichtet.
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Das Maß, in welchem die thermische Leitfähigkeit ihrer Richtung nach
geregelt werden kann, hängt von den Eigenschaften der einzelnen Bestandteile der
Mischung ab. Bei der Verwendung von natürlichem flockigem Graphit, welcher sowohl
Flockigkeit und verhältnismäßig hohe Wärmeleitfähigkeit in sich vereinigt, kann
die Wärine leichter in einer Richtung parallel zu den Ebenen der Flocken fließen
als in anderen Richtungen. Messungen, welche mit Mischungen vorgenommen wurden,
die im wesentlichen aus flockigem Graphit bestanden, haben eine thermische Wärmeleitfähigkeit
rechtwinklig zu der Schüttelrichtung ergeben, die mehrfach die Wärmeleitfähigkeit
parallel zur Schüttelrichtung übersteigt, und zwar ist sie etwa fünf- bis sechsanal
so groß. Auch wenn der Betrag an flockigem Graphit in einem selchen Mali abnimmt.
claß
er einen kleineren, aber noch wesentlichen Teil der Mischung ausmacht, ist die Richtung
der Wärmeleitfähigkeit noch ganz vorwiegend. Die Verwendung von flockigem Graphit
vermehrt sehr die der Richtung nach eingestellte thermische Leitfähigkeit gegenüber
derjenigen, «-elche man erzielen kann, wenn körnige oder nicht flockige Teile verwendet
werden. Die Einstellung der flockigen Teilchen in einer etwa waagerechten Lage ergibt
einen Schmelztiegel, welcher sich von dem gewöhnlichen, durch Drehen erzielten Produkt
auch noch in anderem als der Wärmeleitfähigkeit unterscheidet. Die Einstellung der
Flocken rechtwinklig zu der Wandfläche bewirkt, daß nur ihre Kanten an der Oberfläche
liegen,- während bei umgekehrter Einstellung, die beim Drehprozeß erzielt wird,
die ganze Oberfläche der Flocken der Tiegelfläche zugekehrt ist. Das Material, bei
welchem die Flocken waagerecht angeordnet sind, schuppt oder bröckelt deshalb auch
nicht so leicht beim Schleifen ab. In einem Schmelztiegel, bei welchem die Glasur
beim Gebrauch beschädigt ist, wird das Maß der OXYdatiori auch in einem gewissen
Grade von der Einstellung der Teilchen und davon abhängen, wie leicht sich die Schutzschicht
abschuppt.
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Die elektrischen Eigenschaften eines Gegenstandes, welcher aus einer
Mischung hergestellt ist, die flockigen Graphit enthält, zeigen ausgesprochene,
von der Richtung der Teilchen abhängige, Wirkungen, wenn die Mischung nach dem Verfahren
gemägi der Erfindung festgemacht ist. Die Größe der Wirkung kann in weitem Maße
dadurch geregelt werden, daß man den Betrag des verhältnismäßig nicht leitenden
Materials, der in die Mischung eingefügt ist, regelt. So ist z. B. das Verhältnis
der elektrischen Leitfähigkeit in einer Richtung senkrecht zu der Schüttelrichtung
im Vergleich zu der Richtung parallel zur-Schüttelrichtung etwa ein Verhältnis von
:2 : r, für den Fall einer Mischung, die aus flockigen Graphitteilchen und einem
kohlenstoffhaltigen Bindemittel, z. B. Teer oder Pech, besteht, welches bei der
Verkohlung ein hinreichend guter elektrischer Leiter wird. Bei einer Mischung, welche
70 °/o flockigen natürlichen Graphit und 30 °/o Ton enthält, bei welchen
(las Bindematerial verhältnismäßig nicht leitfähig ist, wird (las angegebene Verhältnis
etwa 6 : r. Wenn die Art der Mischung bekannt ist, so kann das Maß der elektrischen
Leitfähigkeit des Gegenstandes in den verschiedenen Richtungen einen gewissen Anhaltspunkt
für die relative therinische Leitfähigkeit in diesen -Richtungen geben.
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Uni ein genügend hohes Ilaß der Einstellung der Teilchen zu erzielen
und gleichzeitig eine möglichst dichte Härtung der Mischung, ist es vorzuziehen,
die Mischung in Verbindung mit einem Kolben zu schütteln, welcher die Mischung auf
(las geringste Volumen beschränkt, welches sie während des Schüttelprozesses erreicht.
Dieses Volumen kann durch die Anwendung von hydraulischem Druck auf die Mischung
in Verhindung mit einem plötzlich wirkenden Rückschlagventil erzielt werden, welches
das Zurückweichen des Kolbens verhindert, oder durch andere plötzlich wirkende Mittel.
Die vollständige Verhinderung des Zurückweichens des Kolbens und der Mischung während
des Schüttelns verstärkt die durch die Einstellung der flockigen Teile durch das
Schütteln erzielten Eigenschaften.
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Die Zeichnung zeigt. eine beispielsweise Ausführungsform einer Vorrichtung.
«-elche zum Schütteln eines Schmelztiegels verwendet werden kann.
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Fig. r ist ein senkrechter Schnitt durch eine zum Formen eines Schmelztiegels
dienende Form, welche in eine Schüttelmaschine eingebaut ist.
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Fig. 2 ist ein waagerechter Schnitt in Richtung der Linie II-II in
Fig. r.
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Fig. 3 ist ein senkrechter Schnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform
der Vorrichtung, bei welcher eine mechanische Kupplung zur Verhinderung des Zurückschlagens
beim Schütteln vorgesehen ist: Bei der Herstellung eines Schmelztopfes wird eine
geeignete Mischung, welche vorzugsweise aus flockigem Material besteht, durchmischt
und in die Form gebracht, welche auf der Schüttelmaschine angeordnet ist. Man kann
die übliche Graphitmischung- (Pluinbago) verwenden, welche aus flockigem Graphit
und einem Tonbindemittel besteht, oder auch Mischungen, welche aus natürlichem flockigem
Graphit, Siliciumcarbid, einem mineralischen Flußmittel und einem bituminösen Binder
bestehen. Falls ein bituminöser Binder, z. B. Pech oder Teer, verwendet wird, wird
die Mischung mit einem durch einen Dampfmantel geheizten Kessel oder einem sonstigen
Heizapparat erhitzt auf eine Temperatur, bei welcher das Bindemittel hinreichend
flüssig ist, urn der Mischung einverleibt zu werden und dabei alle Teilchen einzuhüllen.
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Die Mischung, welche plastisch ist, wird vorzugslveise in die Gießform
gebracht, während die letztere geschüttelt wird, weil hierdurch die aufeinanderfolgenden
Lagen der Mischung der Gießformhülle entsprechen und das Dichtungsverfahren wirksamer
ist, als wenn die ganze Masse vor dem Beginn des Schüttelprozesses eingefügt wird.
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In den Zeichnungen bedeutet I allgemein die Forin des Schmelztiegels,
welche vorzugsweise
aus Metall hergestellt und aus einzelnen "feilen
zusammengesetzt ist. Die Form ruht auf einer Bodenplatte 2, und Form und Bodenplatte
werden von einer Grundplatte 3 getragen, die in eine Schüttelmaschine -,irrgebracht
werden kann. Letztere führt als Ganzes die Bezeichnung q.. Die Schüttelinaschine
d. bestellt aus einer Grundplatte 5 finit den Seitenwandungen 6 und dein Tisch 7.
All letzterem sind nach abwärts gerichtete Führungen 8 vorgesehen, welche die oberen
Enden der Seiten 6 teleskopartig umfassen. Die Grundplatte ist mit einem Zylinder
g versehen, in dein sich ein Kolben io bewegt, der mit dem Tisch 7 verbunden ist.
Zum Heben des Tisches wird Druckflüssigkeit in einem Rohr i i dein Zylinder zugeführt,
und zum Senken und Schütteln der Form wird die Flüssigkeit aus dein Zylinder durch
das Rohr 12 abgelassen. Man kann natürlich die Schüttelmaschine auch in anderer
Weise ausbildet. Innerhalb der Form i liegt der Kern 13, welcher dem Innern des
Gießtiegels Form und Größe gibt. Der Kern 13 ist auf der Grundplatte 2 befestigt.
Alsdann werden die Teile i der Form an Ort und Stelle gebracht und durch herumgelegte
Ringe 1:I gehalten.
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Die Gießforinteile- i sind finit Hilfe von Bolzen 15 all der Grundplatte
2 angeklemmt, lind zwar gellen die Bolzen 15 durch Ohren 16 -in den Gießformteilen
hindurch und sind mit Muttern 17 versehen.
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ach dem Zusammenbau der Fornl wird die 'Mischung 18, aus der der Gießtiegel
hergestellt werden soll, in die obere Öffnung der Form eingefüllt und diese während
der Einführung der Mischung geschüttelt. Der obere Teil der Form bildet einen zylindrischen
Rauen zur Aufnahme von loser, noch nicht zusammengedrückter Mischung, und sobald
eine genügende Menge der Mischung eingefügt ist, wird ein Gewicht oder Kolben ig
in den Zylinder eingeführt. Der Kolben dient dazu, die Mischung zu halten und bei
der Verhärtung mitzuwirken.
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Nachdem der Kolben ig eingefügt ist, wird ein hydraulischer Kopf 2o
auf die Foren mit I-Iilfe von Bolzen :2i aufgekleinmt. Die Bolzen gellen voll der
Grundplatte 3 aus und sind finit Kleinmuttern 22 versehen. Es wird dann ein Hydraulischer
Druck auf die Oberfläche des Kolbens ausgeübt, indem Druckwasser, Druckül oder eine
sonstige Druckflüssigkeit durch eile Rohr 23 zugeführt und die Luft durch ein Rohr
2.1. abgeführt wird. bis der lZauill des Zylinders oberhalb des Kolbens ig finit
Flüssigkeit angefüllt ist. Das Ventil 26
wird darin geschlossen, und die Mischung
wird his zum Festwerden geschüttelt.
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Ein großer hydraulischer Druck ist nicht erforderlich, und der der
üblichen städtischen Wasserleitungen, der etwa 3,5 bis 7 kg[cm= beträgt, ist ausreichend.
Die Flüssigkeit, welche Wasser oder öl sein kann, wird unter hydraulischem Druck
durch das Rohr 23 zugeführt, welches mit einem Rückschlagventil 2 7 ausgerüstet
ist, welches zwar zuläßt, daß die Flüssigkeit nach dem Raum 25 hinfließt, aber nicht
in umgekehrter Richtung. Ein Kugelrückschlagventil der in der Zeichnung dargestellten
Art bat sich als zuverlässig erwiesen. Es wirkt praktisch plötzlich, ermöglicht
also das Fließen in einer Richtung. schließt aber augenblicklich ab, sobald eine
Neigung des Frießens in umgekehrter Richtung vorhanden ist.
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Bei dem Schütteln bestellt die Hauptaufgabe in der Verhinderung des
Zurückschlagens sowohl des Kolbens als auch der Mischung. Das Schütteln erfolgt
mit großer Gewalt, und da die nach abwärts gerichtete Geschwindigkeit der Form der
darin enthaltenen Mischung des Kolbens beim Schütteln plötzlich abgebremst wird,
werden die Teilchen für einen Augenblick auf ein geringeres Volumen gebracht. Infolge
des Bestrebens der Massen und der Mischung, zurückzuprallen, kann das erzielte geringste
Volumen nur beibehalten werden, wenn plötzlich wirkende Mittel vorgesehen sind,
die das Zurückschlagen des Kolbens und der Mischung verhindern. Die hydraulische
Anordnung, wie sie in der Zeichnung dargestellt ist, hat sich als zufriedenstellend
für diese Zwecke gezeigt. Die Druckflüssigkeit folgt der Abwärtsbewegung des Kolbens
ig in dem Moment des Zusammenpressens; das Rückschlagventil27 verhindert aber sofort
das Zurückfließen nach dem erfolgten Schüttelvorgang.
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Das Zurückfedern des Kolbens würde nicht nur die Dichte des sich ergebenden
Gegenstandes beeinflussen, sondern auch den Grad der Einstellung der flockigen Teilchen.
Der Grad, bis zu welchem die Teilchen sich innerhalb einer gewissen Zeit einstellen,
hängt sowohl von der Stärke des Schütteens als auch von der Freiheit der Bewegung
der Teilchen in der Mischung ab. Wenn ein hydraulischer Druck in Verbindung mit
dein plötzlich wirkenden Rückschlagventil verwendet wird, dann braucht der hydraulische
Druck nicht hoch zu sein, und die Freiheit der Bewegung der Teilchen wird entsprechend
größer als bei Anwendung eines außerordentlich hohen Preßdruckes. Gleichzeitig wird
ja die Volumenabliahnie, die bei jeder Neuanordnung der Teilchen unter dein Druck
erfolgt, durch das wirksame Rückschlagventil sichergestellt. Durch Verhinderung
des Zurückschlagens oder Zurückfließens und durch die Frhaltung des jeweils geringsten
Volumens, das die 'lischtilig bei jedem einzelnen Schlag erreicht,
ergibt
sich ein Produkt von außerordentlicher Dichtheit und ein-holier Grad der Einstellung
der flockigen Teilchen.
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An Stelle des erwähnten Rückschlagventils und der hydraulischen Bewegung
des Kolbens ig kann man auch mechanische Mittel anwenden, welche veranlassen, daß
der Kolben der Mischung beim Festwerden folgt, aber sofort eine Rückwärtsbewegung
verhindern. Solche mechanische Vorrichtung ist in Fig. 3 dargestellt. Hier sind
Form und Schütteltisch in gleicher Weise ausgebildet wie in Fig. i; es ist aber
eine mechanische Kupplung vorhanden, welche im ganzen das Bezugszeichen
30 trägt. Die Kupplung 30 wird von einem Kopf 31 getragen, der durch
die Stange 32 an der Grundplatte 3 gehalten ,wird. Die Kupplung besteht aus einem
Kopf 33, der an dein Kolben ig sitzt und eine Stange 34. umfaßt. Die Stange 34 erstreckt
sich von dein Joch oder Kopf 31 aus nach abwärts. Die Stange 34. besteht aus gehärtetem
Stahl und ist von quadratischem oder rechteckigem Ouerschnitt mit ebenen Seiten.
Der Kopf 33 besteht aus einem Stück mit geneigten, gehärteten Keilflächen 35. Zwischen
den Flächen der Stange 34. und den geneigten keilförmigen Flächen 35 sind gehärtete
Stahlrollen 36 angeordnet, die durch ihr Ge"#icht nach unten fallen und außerdem
noch durch Federn 37 zusätzlich nach abwärts gedrängt ,werden. Zum Halten der Rollen
36 in der ausgelösten Stellung können Finger 38 vorgesehen werden. Diese Kupplung,
welche als Horton-Kupplung bekannt ist, wirkt in folgender Weise: Die mit den Keilflächen
zusammenwirkenden Rollen gestatten dem Kopf 33, sich gegenüber der Stange-34 nach
abwärts zu bewegen; sie verhindern aber gut eine Aufwärtsbewegung. Wenn die Abwärtsbewegung
der Uorm und der mit ihr zusammenhängenden Teile plötzlich angehalten wird, so setzt
die Mischung, ,welche dabei hartgemacht ,wird, und der Kolben ig eine Abwärtsbewegung
infolge der Trägheit fort. Die Trägheit der Rollen 36 ,wird auch dazu beitragen,
diese nach unten in dichten Eingriff mit den Keilflächen zu bringen, so daß sie.
sofort den Kopf 33 verriegeln und jedes Aufwärtsschwingen verhindern.
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Das Schütteln ,wird fortgesetzt, bis die gewünschte Festigkeit der
Mischung erzielt ist. Alsdann ,wird der hydraulische Kolben oder die Horton-Kupplung
ausgelöst und entfernt, die Form auseinandergenommen, der Schmelztiegel darüber
entfernt und in der üblichen Weise gebrannt. Wenn eine thermoplastische Mischung
verwendet wird, z. B. eine solche mit Teer oder Pech, kann die Form ,während des
Schütteln-; geheizt ,werden und dann vorzugsweise, bevor die Foren entfernt wird,
abgekühlt werden.
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Der Gießtiegel wird vorzugsweise in umgekehrter Lage geschüttelt,
wie in der Zeichnung dargestellt. Wenn er in solch umgekehrter Lage geformt wird,
erhält der Rand, also der obere Teil des Tiegels, welcher bei der umgekehrten Lage
in der Zeichnung zu unterst liegt, eine erhöhte Dichtigkeit und Festigkeit, die
gerade für diesen Teil des Gießtiegels sehr erwünscht ist.
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Um eine ausgesprochen gerichtete Wärmeleitfähigkeit und sonstige Vorteile
zu erzielen, z. B. die Verminderung des Abblätterns oder Abschälens, soll die Mischung
für den Gießtiegel vorzugsweise einen erheblichen Anteil an Teilchen von ausgesprochen
flockigem Charakter enthalten. Natürlicher Graphit ist ein solcher Stoff, da er
aus Flocken oder Blättchen besteht. Ein Gießtiegel, welcher aus der üblichen Graphitinischung
(Plumbago) hergestellt wird, bei ,welcher der flockige natürliche Graphit mit 25
bis 5o °J, Ton vermischt ist, zeigt diese wünschenswerten Eigenschaften in ausgesprochener
Weise. Man kann indessen auch andere Schmelztopfmischungen verwenden, z. B. Mischungen,
welche Graphit, einen körnigen feuerfesten Stoff, ein Flußmittel und einen plastischen,
kohlenstoffhaltigen Binder enthalten. Als Beispiel einer solchen Mischung diene
folgendes:
| 21 % natürlicher flockiger Graphit, |
| 450/0 gestoßenes Siliciumcarbidkorn, |
| I i % Flint, |
| 5% Borax als mineralisches Flußmittel, |
| 18 % Teer als plastisches, kohlenstoff- |
| haltiges Bindemittel. |
Das Siliciuincarbid kann von der üblichen gestoßenen Art sein, ,welche sowohl Flocken
als auch unregelmäßige Teile enthält, die durch das gewöhnliche Stoßen oder- Zerkleinern
entstehen. Ein Siliciumcarbid jedoch, welches hauptsächlich aus flockigen oder plattenartigen
Teilen besteht, kann inan dadurch erhalten, daß man gewöhnliches gestoßenes Siliciumcarbid
einem Luftsicht-(Trenn-) Verfahren unterzieht, ,welches die tatsächlich flockigen
Teile von dem übrigen Teil des Materials trennt. Durch die Einverleibung eines solchen
durch die Luftsichtung gewonnenen, hauptsächlich aus flockigen oder plattenförmigen
Teilen bestehenden Siliciumcarbids kann die gewünschte Wärmeleitfähigkeit des Töpfes
noch ,weiter vergrößert werden.
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Eine ,weitere geeignete Mischung besteht aus etwa 58 °/o Siliciumcarbid,
gemahlen und durch ein Sieb von-40 Maschen pro 7_o11 gesiebt, etwa 21° /o natürlichem
kristallinischem, flockigem Graphit, etwa 5 °/o mineralischem
Fl.ußinittel,
z. B. niedrig schmelzendem Ton, Borax oder Feldspat, etwa 16 % eines plastischen,
kohlenstoffhaltigen oder bituminösen Binders, z. B. ein Gemenge, «-elches vorzugsweise
eine Dichte von etwa 17'/_ 3e bei 15o" C besitzt. Wenn Mischungen mit solchen thermoplastischen
Bindemitteln verwendet werden, so inula man sie innig durchmischen und erwärmen,
z. B. in einer mit einem Dampfmantel versehenen Mischung bis zu einer Temperatur,
bei welcher- das Bindemittel flüssig genug ist, um sich vollkommen zu durchmischen
und alle Teilchen der Mischung zu umhüllen, bevor die Mischung in die Schüttelform
gebracht wird.
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Vorzugsweise wird auch die Form selbst während des Schüttelas erwärmt.
Nach dem Schütteln wird die Gießform vorzugsweise gekühlt, bevor sie auseinandergenommen
und der Schmelztiegel entfernt wird.
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Die große Dichtigkeit der nach diesem Verfahren hergestellten Schmelztöpfe
zeigt sich durch eine Bestimmung des Verhältnisses der scheinbaren Dichtigkeit zu
dem tatsächlichen spezifischen Gewicht der Mischung, aus welchem sich der Prozentsatz
an leeren Stellen oder Poren berechnen läßt. In der nachfolgenden Tafel wird d,ie
Dichtigkeit von Schmelztöpfen, welche nach dein Verfahren g äß der Erfindung hergestellt
sind, mit ern.
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solchen Schmelztöpfen zusammengestellt. welche nach dein bisherigen
Drehverfahren hergestellt wurden. Die nach dem Drehverfahren hergestellten Schmelztöpfe
stammen aus zwei bekannten amerikanischen Fabriken und sind ein erstklassiges Produkt.
| Anschei- Tatsäch- Porosi- |
| liches |
| nende Spezi- tät in |
| Dichti- hsches Prozen- |
| keit Gewicht ten |
| Durch Schütteln her- |
| gestellter Schmelz- |
| topf .. .. .. .. . ... . 1199 2,67 25.3 |
| Durch Drehen her- |
| gestellter Schmelz- |
| topf NTr. 1 ....... 1,53 2,69 31,9 |
| Durch Drehen her- |
| gestellter Schmelz- |
| topf 1`Ir.... ....... 1,;1 2,65 35,5 |
Die obigen Ergebnisse wurden mit gewöhnlichen Schmelztopfmischungen erzielt, damit
111a11 die Werte auch mit Schmelztöpfen, die nach anderen Verfahren hergestellt
sind, vergleichen konnte. Wenn eine sorgfältige Auswahl der Teilchengrößen getroffen
wird und die verschiedenen Verhältnisse von feinen, mittleren und größeren Teilchen
so geregelt werden, daß das feste Material den größtmöglichsten Teil des vorhandenen
Raumes' ausfüllt, kann die Porosität bis auf io und 15 °i, herabgesetzt werden,
wenn man den Schüttelprozeß gemäß der Erfindung anwendet.
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Die ausgesprochen gerichtete thermische Leitfähigkeit durch die Wandungen
des Schmelztopfes im Vergleich zu derjenigen in senkrechter Richtung ist durch folgende
Messungen mit einem Schmelztiegel festgestellt worden, der aus gewöhnlicher Graphitmischung
(Plumbago) angefertigt wurde, die 70 °/o natürlichen flockigen Graphit mit Ton gebunden
enthielt.
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Es betrug die thermische Leitfähigkeit in cal/cnlIi°CISek. durch die
Wandung, also senkrecht zu der Schüttelrichtung, o.o46:I, dagegen parallel zu der
Wandung, also parallel zu der Schüttelrichtung, 0,0107.
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Die thermische Leitfähigkeit durch die Wandung ist etwa vier- bis
fünfmal so hoch wie die in senkrechter Richtung.
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Obwohl das vorliegende Verfahren besonders für Mischung-In geeignet
ist, welche flockigen Graphit enthalten, kann man auch andere Teile von ausgesprochen
flockiger. Form an Stelle von Graphit anwenden, und man kann eine gerichtete thermische
Leitfähigkeit auch durch den Gebrauch von derartigen Teilchen erreichen, wenn sie
nicht Graphit sind. Als Beispiel von flockigen Teilen. «-elche in feuerfesten Mischungen
gebraucht werden können, sei flockige Tonerde, flockiger Anthrazit, flockiges Siliciumcarbid
oder flockiges Material genannt, welches in der Natur vorkommt, so wie Glimmer,
gewisse Arten von Gips. Talk, Schiefer usw. Unter einem flockigen Material ist ein
Material zu verstehen, dessen Teilchen zwei Dimensionen haben, die erheblich größer
sind als die dritte. und aus diesem Grunde ist flockig oder plattenförmig ein Gegensatz
zu unregelmäßig geformten Teilchen, welche bei der gewöhnlichen Zerkleinerung-einer
Substanz, wie Koks oder eines nicht flockigen lliiierals, hervorgebracht werden.
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Es ist möglich, die flockigen Bestandteile von Materialien, deren
Teile ini allgemeinen unregelmäßig, also nicht alle von flockiger Form sind, zu
sichten. X\'enn z. 13. Tonerde einem Luftstrom ausgesetzt wird, so entfernt der
Luftstrom die dünneren oder plattenförmigen Teile von denjenigen, welche eine im
allgemeinen unregelmäßige Form haben. aber nicht flockig sind. In ähnlicher Weise
kann man flockiges Siliciumcarbid durch Luftsichtung erhalten. Solch flockige Tonerde
oder flockiges Siliciumcarbid unterscheidet sich von der iiblichen gestoßenen Tonerde
oder
Siliciumcarbid dadurch, daß die Teilchen nahezu alle flockig oder plattenförmig
sind. also eine Stärke haben, die erheblich geringer ist als die Länge oder Breite
der einzelnen Flocken.
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Es gibt auch eine Anzahl von Stoffen, welche eine stangen- oder nadelförmige
Struktur haben und welche man ebenfalls in der oben beschriebenen Weise richten
kann, so daß sich die Teile in einer bestimmten Richtung einstellen und, wenn sie
durch den Schüttelvorgang in dieser Weise gerichtet sind, eine ausgesprochen gerichtete
Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Die Richtung der flockigen Teilchen und besonders
des flockigen Graphits durch das beschriebene Verfahren hat sich auch für andere
Gegenstände als für Schmelztiegel zweckmäßig erwiesen. z. l3. für Muffeln. wenn
es erwünscht ist, eine möglichst große Wärmeleitfähigkeit durch die Wandung zu haben.
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Das Verfahren hat sich 'auch besonders zweckmäßig bei der Herstellung
von Elektroden erwiesen, bei denen es erwünscht ist, den ZVärmeverlust durch den
Elektrodenhalter zu verringern. Die bei Elektroden durch das Verfahren gemäß der
Erfindung erzielte hohe Dichtigkeit ergibt nachfolgende Zusammenstellung
| Scheinbare |
| Dichtigkeit |
| Durch Schütteln hergestellte Elek- |
| troden, welche natürlichen Gra- |
| phit enthalten............... 1,83 |
| Gewöhnliche Kohlenelektroden .. 1356 |
| Graphitierte Elektroden .. . . ... . 1,54 |
Wenn Graphit von ausgesprochen flockiger Art bei dem vorliegenden Verfahren verwendet
wird, ist es möglich. eine Elektrode zu erzeugen. bei welcher die thermische Leitfähigkeit
in der Längsrichtung nur etwa derjenigen in der Querrichtung beträgt. Eine solche
gerichtete Leitfähigkeit hat die größte Wirkung in der Verringerung des Zuschärfens
der Elektrode, die sich aus der Oxydation während des Gebrauchs ergibt. Auch vermindert
sie zum großen Teil die Wärmeverluste, welche sich aus der Leitung der Wärme nach
dem oberen Teil der Elektrode und zu dem als Träger gebrauchten Metallteil ergeben.
-Natürlich läßt sich die Erfindung auch noch für eine große Anzahl weiterer Zwecke
anwenden.