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Form für das Gießen feuerfester Hohlkörper aus geschmolzenem Tonerdesilikat
Die seit mehreren Jahren bekannte Herstellung von Formkörpern oder Blöcken aus geschmolzenen
Tonerdesilikaten durch Gießen wurde bisher mittels Formen durchgeführt, die aus
Sand und Leinöl als Bindemittel, bestehen.
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Bisher war es schwierig, wenn nicht ausgeschlossen, feuerfeste Formkörper
dieser Art mit einem zentralen Loch oder mit einer Höhlung oder Ausnehmung in einer
ihrer Seitenflächen zu gießen, obgleich derartig gestaltete Gußkörper sehr erwünscht
wären. Sobald man nämlich derartige Gußkörper mit Hilfe von Kernen aus Sand herzustellen
versuchte, entstanden in den meisten, wenn schon nicht in allen gewonnenen Stücken
beim Erstarren Risse. Durch das Studium von solchen auf die angegebene Weise erhaltenen
fehlerhaften Stücken wurde festgestellt, däß diese Mängel von den thermischen Eigenschaften
des Kernes herrühren und daß man sie vermeiden und fehlerfreie Hohlkörper dann erreichen
kann, wenn man zur Herstellung des Kernes Teilchen oder Körner eines Werkstoffes
verwendet, welcher im Vergleich zu Sand einen geringeren Ausdehnungskoeffizienten
als dieser besitzt, beispielsweise einen Werkstoff, der dem gegossenen Tonerdesilikat
ähnlich, vorzugsweise ihm identisch ist.
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In der Zeichnung ist Fig. i eine schaubildliche Darstellung eines
feuerfesten Gußstückes der erwähnten Art, welches unter Anwendung der vorliegenden
Erfindung ohne weiteres gegossen werden kann, welches man aber bisher auf diese
Weise nicht erfolgreich erzeugen konnte. Fig. a ist ein Querschnitt durch die Form,
in welcher der Formkörper gemäß Fig. i gegossen werden kann.
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Die in Fig. 2 veranschaulichte Gießform hat die seit mehreren Jahren
verwendete gebräuchliche Ausbildung für das Gießen von U-förmigen Körpern oder Blöcken
der in Fig. i dargestellten Art. Die Gießform besteht aus den die sechs Seiten des
Formkörpers bestimmenden Platten a und aus Platten b, welche den Kern bilden und
auf der unteren Gießformplatte aufruhen, derart, daß sie auf dieser eine Überhöhung
bilden und beim Gießen den Kanal oder die Ausnehmung c des Blockes ergeben.
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Wie eingangs erwähnt, pflegte man sämtliche Platten aus Sand mit Leinöl
als Bindemittel herzustellen. Hierbei entstanden bei der Abkühlung des Blockes Sprünge
oder Risse, wie sie in Fig. i durch gestrichelte Linien bei d angedeutet sind.
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Es wurde festgestellt, daß diese Risse oder Sprünge nicht entstehen,
sobald man die Platten b des Kernes durch Verformen eines Werkstoffes herstellt,
welcher aus Körnern besteht, die durch Brechen oder Mahlen von Stücken
des
zu gießenden feuerfesten Tonerdesilikats erhalten und mit einem entsprechenden Bindemittel,
beispielsweise 01, geformt wurden.
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Wenn man die Verhältnisse ins Auge faßt, unter denen das Gießen von
Formkörpern oder Blöcken dieser Art erfolgt, so ist anzunehmen, daß der erfindungsgemäß
erzielte Fortschritt auf den im Verhältnis zu Platten aus Formsand kleinen Ausdehnungskoeffizienten
der Kernplatten aus Tonerdesilikat zurückzuführen ist. Es besteht der zu gießende
Werkstoff im wesentlichen aus Tonerde und Kieselsäure, und zwar ist der Anteil an
Tonerde größer als jener von Kieselsäure, und dieser Werkstoff wird bei einer Temperatur
von ungefähr i8oo ° C gegossen. Es bildet sich in wenigen Augenblicken an seiner
Oberfläche ein dünnes Häutchen aus erstarrtem Material, Tonerdesilikat, gegebenenfalls
mit glasigen Einschlüssen, und dieses Häutchen hat im Augenblick seiner Bildung
wahrscheinlich eine Temperatur von ungefähr i5oo ° C. Vom Block oder Formkörper
geht die Wärme durch dieses Häutchen hindurch auf die Kernplatten über, so daß während
der Zeit des Zusammenziehens des Blockes durch Abkühlung sich der Kern infolge seiner
Erhitzung ausdehnt. Wegen der verhältnismäßig geringen Wärmeleitfähigkeit von aus
Formsand hergestellten Platten geht ihre Erwärmung nur langsam vor sich, so daß
die maximale Temperatur und die maximale Ausdehnung erst nach dem Zeitpunkt auftreten,
in welchem der Block schon ziemlich erstarrt und hart geworden ist. Während also
der Block bereits erhärtet, dehnt sich der Kern aus, wodurch auf den Kern Druck-und
auf den Block Zugkräfte zur Einwirkung kommen, die bestrebt sind, im Block Risse
zu erzeugen. Da der Ausdehnungskoeffizient der Gußmasse beträchtlich kleiner ist
als jener von Quarz, so werden durch die Verwendung von aus Körnern der Gußmasse
bestehenden Platten die einwirkenden Kräfte vermindert.
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Statt Körner zu verwenden, die von Gußstücken aus Tonerdesilikat stammen,
kann man auch Körner anderer Tonerdesilikate und Körner kristallinischer, künstlicher
oder natürlicher Tonerde verwenden, sofern nur ihr Ausdehnungskoeffizient kleiner
ist als bei Quarz.