DE610680C

DE610680C - Verfahren zur Herstellung von Gegenstaenden aus geschmolzenen Gesteinen

Info

Publication number: DE610680C
Application number: DEA62339D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1930-06-16
Filing date: 1931-06-17
Publication date: 1935-03-14

Description

Verfahren zur Herstellung von Gegenständen aus geschmolzenen Gesteinen Es ist bekannt, Gegenstände aus gewissen vulkanischen Gesteinen herzustellen und z. B._ Basalt zu schmelzen, Gegenstände daraus zu gießen und die Gußstücke in bestimmter Weise durch eine Wärmebehandlung zu entglasen. - Obwohl man die außerordentliche Bedeutung vollständiger Entglasung erkannt hat und obwohl man weiß, daß die hergestellten Körper gerade im entglasten Zustand die größte Festigkeit und die besten Isoliereigenschaften besitzen, so haben doch die bisherigen Verfahren nicht einwandfrei die Erreichung dieses Zieles und die Bildung einheitlicher Stoffe in jedem Falle gestattet.
Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, den Entglasungsprozeß durch genaue Beherrschung der Entglasungsbedingungen zu verbessern und vollkommen zuverlässig zu einwandfreien Gegenständen zu gelangen. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß je nach der Natur des beim Schmelzvorgang benutzten Gases ganz bestimmte Bedingungen beim nachfolgenden Entglasungsvorgang eingehalten werden müssen. Man hat bei den bisherigen Verfahren der Atriiosphäre, unter der der Schmelzprozeß vor sich geht, keine Beachtung geschenkt und deshalb auch übersehen, daß je nach der Art dieser Atmosphäre bei der nachfolgenden Rekristallisation oder Entglasung eine bestimmte Wärmebehandlung eingehalten werden muß, wenn man eine vollkommene Entglasung und gleichförmige Erzeugnisse erzielen will.
Gegenstände aus Basalt können z. B. entweder in einer reduzierenden oder in einer oxydierenden Atmosphäre hergestellt werden, und die Arbeitsweise ist in beiden Fällen eine verschiedene.
Beim Arbeiten in reduzierender Atmosphäre wird eine entsprechende Beschickung zunächst in einem Ofen, z. B. einem kippbaren offenen Herdofen, geschmolzen. Um die reduzierende Atmosphäre zu schaffen, kann man ein Gemisch aus gewöhnlichem Leuchtgas und Luft benutzen, und zwar mit einem Luftgehalt, daß bei der Rauchgasanalyse (Orsat) etwa 1/4 bis % °1o Kohlenoxyd nachgewiesen werden. An Stelle von Leuchtgas kann natürlich auch ein anderes Gas dienen, z. B. kann man Heizöl mit einer zur vollständigen Verbrennung ungenügenden Luftmenge verbrennen und die Luftwege so bemessen, daß die bestimmten- reduzierenden Eigenschaften der Verbrennungsprodukte sich ergeben.
Die Schmelze wird in entsprechend geformte, beispielsweise gußeiserne Formen, gegossen. Während die Gießlinge noch hoch erhitzt und im Innern möglicherweise nöch nicht erstarrt sind, werden sie in Behälter aus irgendeinem widerstandsfähigen Material gebracht, die größer sind als die Gießliege und die mit einer Mischung aus Sand und Graphit angefüllt sind. Die Aufgabe dieser Behälter ist es, die gegossenen Basaltgegenstände aufzunehmen und ihre Form während der nachfolgenden Behandlung vor Veränderung zu schützen. Statt Sand können andere inerte Stoffe, wie beispielsweise Zirkonsilikat, als Bestandteil der Mischung benutzt werden, und an Stelle von Graphit kann Kohlenstoff in anderer Form Anwendung finden. Die Aufgabe des Kohlenstoffes ist es, die Entglasung zu beschleunigen und auf die Bildung einer glänzenden Oberfläche hinzuwirken. Graphit dient diesem Zwecke am besten.
Die Behälter werden dann unmittelbar in den Ofen gebracht, dessen Temperatur etwa 725° beträgt, aber je nach der Größe der zu behandelnden Gegenstände und je nach der Zeitdauer etwas verändert werden kann, welche die Füllung des Ofens in Anspruch nimmt. Die Gegenstände werden bei der Ofentemperatur so lange belassen, bis sie eine Gleichgewichtstemperatur erreicht haben, die etwas höher liegen mag als die Ofentemperatur, und bei der die Gegenstände durch die Masse hindurch gleichförmig erhitzt sind. Unter gewöhnlichen Arbeitsbedingungen wird diese Zeit etwa i Stunde betragen. Alsdann werden die Gegenstände nochmals auf annähernd goo° erhitzt und etwa i Stunde bei dieser Temperatur behandelt. Denn werden sie auf gewöhnliche Temperatur abgekühlt, und zwar kann die Abkühlung innerhalb des Ofens oder außerhalb erfolgen und kann so schnell vorgenommen werden, wie es mit Rücksicht auf die Vermeidung von R_ issen und Sprüngen irgend möglich ist.
Bei Benützung einer oxydierenden Atmosphäre im Schmelzofen ist` das Verfahren in folgender Weise abzuändern. Die Beschickung wird genau so geschmolzen, wie es im ersten Beispiel beschrieben ist. Zur Erzielung der oxydierenden Atmosphäre können beliebige Mittel angewandt werden, z. B. ein Gemisch von Leuchtgas mit einer solchen Luftmenge, daß bei der Rauchgasanalyse (Orsat) sich rd. 1/4 bis 1j?/" Sauerstoff ergeben. Die Schmelze wird in passende Formen gegossen, genau wie oben in Behälter eingesetzt, und diese Behälter werden in einem Ofen bei etwa goo° eingesetzt. Es ist zweckmäßig, bei dieser Arbeitsweise den Ofen so schnell wie möglich zu füllen und Abschreckwirkungen zu vermeiden. Die Temperatur- wird, nachdem der fetzte Gegenstand in den Ofen eingebracht ist, etwa i Stunde lang beibehalten.. Schließlieh werden die Stücke unter Beobachtung der gleichen Vorsicht, wie im ersten Falle, auf die gewöhnliche Temperatur abgekühlt.
Dieses Verfahren besitzt eine etwas geringere Zuverlässigkeit als. das erste, hat aber den Vorteil eines geringeren Wärmebedarfs für die Entglasung. Das nach dem ersten Verfahren hergestellte Erzeugnis ist gleichmäßiger und hat eine dünnere glasige Schicht an der Oberfläche. Beide Arbeitsweisen führen unfehlbar zu vollständig entglasten Gegenständen.
Ein hervorragendes Kennzeichen der vorliegenden Erfindung ist es, daß .die dargestellte Regelung des Entglasungsvorganges in gewisser Hinsicht Änderungen zuläßt, so daß glasige Schmelzgegenstände je nach Wunsch entstehen. Es ist z. B. nur notwendig, die Wärmebehandlung der zweiten Arbeitsweise auf die Gießliege zu übertragen, die nach dem ersten Schmelzverfahren hergestellt sind, wenn man ein glasiges Erzeugnis an Stelle eines entglasten erhalten will. Wenn andererseits die Wärmebehandlung, die der Entglasung von Gießliegen dient, die in reduzierender Atmosphäre hergestellt sind, auf solche Gießliege angewandt wird, die in oxydierender Atmosphäre erschmolzen -sind, so entsteht in jedem Falle ein glasiges Erzeugnis. Daraus ergibt sich mit besonderer Deutlichkeit, daß die oben beschriebenen Arbeitsweisen durchaus wesentlich für die erfolgreiche Herstellung vollkommen entglaster Basaltgegenstände sind, und es ergibt sich, daß eine bestimmte Wärmebehandlung in jedem Fälle notwendig ist, welche von der Atmosphäre abhängt, unter der der Schmelzvorgang erfolgt ist. Irgendwelche Abweichungen ergeben abweichende Erzeugnisse.
Es ist ferner ein Merkmal der Erfindung, daß Basalt, der zuvor in reduzierender Atmosphäre behandelt und wesentlich unter 700° oder sogar auf gewöhnliche Temperatur ab- j gekühlt ist, in einfacher Weise dadurch entglast werden kann, daß man ihn genügend lange auf Temperaturen von etwa goo° erhitzt, so daß sich Kristalle durch die ganze Masse bilden, und ihn dann abkühlt. Bei allen- beschriebenen Verfahren ist selbstverständlich die Behandlungszeit von der Größe der Stücke abhängig.
Das Verfahren bietet besondere Vorteile bei der Herstellung von Isolatoren für 1 elektrotechnische Zwecke.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: z. Verfahren zurHerstellung von Kunststeinen und -Isoliergegenständen durch Schmelzen von Gesteinen, insbesondere Basält, Formen der Schmelzen durch Gießen und Tempern der Formlinge, dadurch gekennzeichnet, daß die Art der - Wärmenachbehandlung der gegossenen Formlinge von der oxydierenden oder reduzierenden Reaktion der zum Schmelzen der Gesteine verwendeten Heizgase in der Weise gemacht wird, daß die Gießlinge zweckmäßig in kohlenstoffhaltige Gemenge eingesetzt werden und aus reduzierend geschmolzenen Massen erzeugte Formlinge nach einer Abkühlung, vorzugsweise bei 725' und anschließend bei etwa 9oo°, getempert werden, während aus oxydierend geschmolzenen Massen erzeugte Formlinge direkt bei goo° getempert werden. a. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die reduzierende Atmosphäre etwa 1/4 bis 1/2°/o Kohlenoxyd enthält. 3.- Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die in reduzierender Atmosphäre erschmolzenen Formlinge auf gewöhnliche Temperatur abgekühlt und in mit Sand und Graphit gefüllten Behältern auf etwa goo° erhitzt werden.