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Verfahren zur Einführung von festen Stoffen in Schmelzen, z. B. von
Kohlepulver in Salzschmelzen Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von
Gemischen von festen Stoffen und Schmelzmassen und auf die Einführung fester Stoffe
in Schmelzmassen, die sich in der Schmelze verteilen bzw. auflösen, wobei in allen
Fällen eine möglichst gleichmäßige Verteilung der festen Stoffe in der Schmelze
erwünscht ist.
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Bekanntlich bereitet die Zufügung von festen Stoffen zu Schmelzen,
wie z. B. die Einführung von Kohlepulver in die Schmelze von Alkalichloriden, die
Einführung von Graphit in Metallschmelzen u. dgl., große Schwierigkeiten.
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Salzschmelzen der erwähnten Art, die zur Vergütung von Metallen und
Legierungen verwendet werden und denen bei verhältnismäßig hohen Temperaturen Kohlepulver,
Graphit o. dgl.-in größeren Mengen zugesetzt werden, um hierdurch den Kohlenstoffgehalt
der Legierungen zu erhöhen, schäumen beispielsweise sehr stark auf, wenn die Kohle
lediglich eingerührt wird. Es bilden sich Klumpen oder Deckenkrusten, ein großer
Teil der Kohle verbrennt nutzlos usf. In anderen Fällen müssen größere Mengen fester
Zusatzstoffe einverleibt werden, die sich zwecks Oxydation oder Desoxydation zersetzen
sollen oder in der Schmelze lösen sollen. In diesen Fällen ist es erforderlich,
daß die Zusatzstoffe in möglichst kurzer Zeit sich gleichmäßig in der Schmelze verteilen
und besondere Verteilungsmaßnahmen, wie Rühren u. dgl., vermieden werden, teils
weil die hohen Temperaturen, unter denen die Massen im Schmelzfluß gehalten werden,
umständliche Anordnungen erfordern oder die Wahl der geeigneten Werkstoffe für die
Rührer u. dgl.
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Schwierigkeiten bereitet.
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Es wurde nun gefunden, daß man die Einführung fester Stoffe in Schmelzen
wesentlich erleichtern, insbesondere beschleunigen kann, wenn man die zuzusetzenden
festen Stoffe mittels Siebkörper, gelochter Gefäße 0. dgl. in die Schmelzmasse eindrückt,
derart, daß durch die Lochungen oder Sieböffnungen durchdringenden Schmelzmassen
eine nach oben gerichtete Strömung entsteht, und wenn man gleichzeitig die Masse
einer Rüttelung unterwirft.
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Die Rüttelung kann man dadurch erreichen, daß man in die . Schmelzmasse
schwingungserzeugende Körper, wie sie als sog. Rüttler in der Bautechnik bereits
bekannt sind, in die Schmelzmasse einhängt, zweckmäßig aber werden die Behälter
selbst der Rüttelbewegung unterworfen. Wesentlich ist, daß die Schmelze Gelegenheit
findet, die Masse der festen Stoffe in möglichst gleichmäßigem Strome zu durchdringen,
während sich das Gesamte in der Rüttelbewegung befindet, bis ein gleichmäßig durchtränktes
Produkt entsteht.
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Es hat sich gezeigt, daß durch ein derartiges Einführen der festen
Stoffe sich verhältnismäßig große Mengen der letzteren zufügen lassen,
ohne
daß hierdurch Störungen, wie Bildungen harter Krusten, Klumpenbildungen o. dgl.,
entstehen, da die Massen von Schmelzgut und Zusatz verhältnismäßig schnell einen
gut. fließfähigen Zustand erlangen, wie sie ihn ohne die Rüttelbehandlung und Durchsetzung
; t Schmelze gemäß der Erfindung mit gleicr;en Mengen Schmelze bei Verteilung durch
Rührer, Knetarme 0. dgl. nur nadel verhältnismäßig langer Zeit erreichen würden.
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Es ist an sich auf einem anderen Gebiet der Technik bekannt, zum
Einbringen oder Einpressen von Flüssigkeiten in lose Massen diese während der Flüssigkeitseinführung
zu rütteln, um dadurch den therdruck für die Einführung zu vermindern und durch
die Verringerung des inneren \Viderstandes in der Masse, unter Wirkung des Strömungsdruckes,
eine möglichst gleichmäßige Durchtränkung zu erzielen. Man hat dieses Verfahren
insbesondere für bautechnische Arbeiten vorgeschlagen, z. B. für die Verdichtung
von Schüttungen oder frischem Beton, weil hierbei die durchtränkte Masse bei geringerer
Rüttelarbeit eine dichtere Lagerung erfährt. Auch hat man dieses Verfahren schon
vorgeschlagen für solche Fälle in der Bautechnik, in denen die Breiflüssigkeit des
gerüttelten und durchtränkten Gutes die Bewegung von Bauteilen im behandelten Boden
erleichtert, beispielsweise beim Ausziehen oder Einsenken von Pfählen, Spundbohlen
0. dgl.
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Durch die Anwendung dieses in der Bautechnik an sich bekannten Verfahrens
für die Einführung von festen Stoffen in Schmelzen werden jedoch neue Vorteile nach
verschiedenen Richtungen erzielt, insbesondere hat sich gezeigt, daß eine innige
Durchmischung von an ;sich sehr zähflüssigen Schmelzen mit teilweise latn'ßerst
fein verteilten festen Zusätzen, wie Kohlepulver, Graphit u. dgl., ereicht werden
kann. In Rücksicht auf die Feinkörnigkeit der Zusatzstoffe ist im allgemeinen eine
Steigerung der Rüttelfrequenzen und eine Verringerung der Geschwindigkeit des Aufsteigens
der Schmelze erforderlich, doch lassen sich durch Vorversuche leicht die geeigneten
Verhältnisse abstimmen.
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Da das fließfähige Material auch über längere Zeit, besonders bei
sehr feinkörnigen Zusätzen, seinen Fließzustand beibehält, ohne sich zu entmischen,
so läßt es sich leicht, ohne abzusetzen, umfüllen oder vergießen und ergibt hierbei
homogene Erstarrungsprodukte.