DE719052C - Verfahren zur Gestaltung magerer keramischer Massen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Gestaltung magerer keramischer Massen Die bisher bekannten Verfahren zur Formgebung keramischer Arbeitsmassen sind bedingt durch die innere Reibung der zu verformenden Masse. Die innere Reibung ist ihrerseits ,abhängig vom Wassergehalt und dann Gehalt der Masse an bildsamen Bestandteilen wie Ton oder Kaolin. Höherer Tonsubstanz- und mäßiger Wassergehalt bedingen die üblichen, auf der Bildsamkeit des Tons beruhenden Formgebungsverfahren, wie Drehen, Eindrücken in Formen, Pressen im endlosen Strang usw. Erhöhter Wasserzusatz oder Zusatz alkalischer Elektrolyte zu bildsamten verformbaren Massen verleihen .diesen eine so starke Beweglichkeit, .daß sie selbst fließen und wie ;alle Flüssigkeiten den zu ihrer Verfügung stehenden Raum ausfüllen und sich dadurch von selbst den Feinheiten einer Hilfsform. anschmiegen. Hierauf beruht bekanntlich das keramische Gießverfahren.
• In. den Fällen jedoch, in denen sowohl die Feuchtigkeit der Massen wie ihr Gehalt an bildsamen Bestandteilen ,gering ist, sind derartige, keramische Massen auf den geschilderten üblichen Wegen nicht mehr verformbar. Die innere Reibung der Massen wird so groß, daß es der Anwendung erheblicher, meist mechanischer Kräfte bedarf, um das Kennzeichen der Flüssigkeit, nämlich das Ineinanderflneßen der Einzelteilchen, hervorzurufen. In der Regel tritt dies bei Massen mit weniger Aals 2o bis 300/0 Bindemittel ein. Die Verformung ruß dann gewöhnlich bei kleineren Körpern im Wege des Pressens und Stanzens, bei größeren, wie sie insbesondere in der Schamotteindustrie vorkommen, durch Schlagen, Einstampfen oder gar durch hydraulisches Pressen bewirkt werden, wenn man nicht, wie dies bereits vorgeschlagen wurde, die gewöhnlichen Bindemittel Ton oder Kaolin durch solche mit besonders hohen. Kolloi:dgehaiten, beispielsweise Bentonit ioder ähnliche Mineralien, wie Ehrenhergit, Damonterollth und Montmiorillonit, ersetzt.
• Derartige magere Massen haben. in neuerer Zeit !eine besonders große Bedeutung erlangt, weil bei ihnen die .besonderen. Eigenschaften ,der Magermittel naturgemäß besser zur Auswirkung gebracht werden können, als ,lies bei Massen. reit höheren Tonsubstanzgehalten möglich ist. Es braucht nur an die Herstellung höchstfeuerfester Masseen mit Mullit, Siliciwmcarbid, Korund; Zirkonoxyd oder ähnlichen Stoffen, ferner an die mechanisch hochwertigen Massen mit großem Specksteingehalt, und nicht zuletzt an die raumbeständigen, nicht nachschwindenden Schafmottemassen mit 8o bis 95 % Schamottekern erinnert zu werden. Bei diesen Massen kann beispielsweise das Bindemittel (Kaolin oder Ton) mit Hilfe alkalisch wirkender Elektrolyte bei verhältnismäßig geringem Wassergehalt in .den Zustand einer tropfbar flüssigen Aufschwe:mmung überführt werden.
• Indessen ist die Verformung so mageren, Massen außerordentlich schwierig, und. es.. kann insbesondere bei mageren Massen mit grobkörnigem Magermittel kaum erreicht werden, Mager- und Bindemittel vollständig gleichmäßig zu, durchmischen; zumal beispielsweise Alkalizusatz die Bildsamk eit des Bindetons bekanntlich stark herabsetzt. Ungleichmäßige Verteilung beider Mischungsbestandteile b:ewfirkt aber ungleichartige, Zusammensetzung und damit ungleichartige Eigenschaften an den verschiedenen Stellen des Erzeugrässes. So ist häufig eine beträchtliche Unsicherheit bei derartigen Erzeugnissen gegenüber (elektrischen, thermischen und mechanischen Beanspruchungen die Folge.
• Die vorliegende Erfindung betrifft ein von den bisher bekannten verschiedenes Verfahren zur Gestaltung magerer keramischer Massen .mit über 8 5 % Magermitteln, durch das die geschilderte innere Ungleichartigkeit solcher Massen vermieden wird. Dies wird erreicht durch Ausnutzung einer ,an sich bebekannten Erscheinung, der sog. Thixotropie, wodurch eine außerordentlich leichte Verformung erzielbar ist unter Erreichung von Erzeugnissen mit überragenden Eigenschaftswerten.
• Unter Thixotropie versteht man eine kolloidchemische Erscheinung, die sich darin äußert, daß bestimmte gelartige Systeme, beispielsweise Eisenoxydhydratgel. und Aluminiumoxydhydratgtl, Gelatine, Bentonit u. a., durch heftiges Schütteln und Rühren in den Solzustand, bei Aufhören- dieser Bewegung aber wieder zurück in den Gelzustand überführt werden.
• Erfindungsgemäß wird nun bei mageren Massen, beispielsweise bei hochfewerfesterf Scham.ottemassen, so vorgegangen, daß die bildsamen Bestandteile der Masse mit so viel Wasser versetzt werden, daß eine tropfbar flüssige Aufschwemmung entsteht. Dieser Aufschwemmung werden nunmehr Stoffe, wie Bentonit, Aluminium- oder Eisenhydroxydgel a.dgl., zugesetzt, die eine thixotropie Ansteistenfung des Schlickers bewirken, die durch heftige mechanische Erschütterung jederzeit wieder aufhebbar ist. Diese Stoffe brauchen in nur so, kleiner Menge angewandt zu werden, daß sie die chemische Zusammensetzung des keramischen Erzeugnisses kaum beeinflussen. Gelegentlich ist zwar schon sein Zusatz kleiner Mengen Bento,nit empfohlen worden. Indessen bezweckt dieser eine Ausnutzung des großen Wasserbindungsvermögens des Bentonits zur Schwindungserhöhu@ng, nicht aber thixotroper Erscheinungen zur Gestaltung keramischer Massen.
• Die versteifte Aufschm-emmung des plasti-.schen Bindemittels wird ;nun mit dem Mager-;Ä44ittel ;auf trockenem Wege vermischt. Die rüttelnde Bewegung der Mischmaschine bewirkt eine Wiederverflüssigung des versteiften gelartigen Bindemittels, wobei während der Dauer .dieses auf diese Weise hervorgerufenen Solzustandes die einzelnen Teilchen des Magermittel:s von dem Bindemittel vollständig gleichmäßig eingehüllt werden. Nach dem Entfernen aus der Mischmaschine, also nach Aufhören der heftigen mechanischen Bewegung, wird die Masse wieder steif; sie hat krümelige oder bröckelige Beschaffenheit und. läßt sich nur noch durch Rütteln, Schlagen, Stampfen oder ähnliche Erschütterungen verursachende ,gebräuchliche Verfahren verformen. Zweckmäßig erfolgt die Verformung unter gleichzeitiger Anwendung einer zweiten, andersartigen Erschütterung. Bringt man diese Masse nunmehr in die Form ein und setzt die Form bzw. die Masse starken mechanischen Erschütterungen aus, beispielsweise indem man die Form rüttelt oder die Masse mit einem schnellschlagenden Preßluftstampfereinstampft, so erfolgt wieder genau wie bei dem Mischvorgang eine thixotrope Verflüssigung des versteiften Bindemittelgels. Beim Rüttelverfahren schmiegt sich die Masse von selbst den Feinheiten der Hilfsform an, während beim Stampfverfahren durch die Verflüssigung der versteiften Bindemittelaufschwemmungeine völlig dichte Lagerung der Magermittel in dem Farmling stattfindet, daneben aber auch das Bindemittel in vollkommener Weise in die Poren, Ecken und Vorsprünge des Magermittels eindringt und auf diese Weise eine mit anderen Mitteln nichterreichbare völlig gleichartige Verbindung vorn Magermttel und Bindemittel hervorruft. In dem Zeitpunkt, in dem die Stoßbewegung des Stampfers oder die Rüttelbewegung der Form wieder zum Stillstand kommt, erfolgt wiederum das thixotrope Ansteifen des Breies; und der Formling kann sofort aus der Form entfernt werden.
• Die Vorteile des Verfahrens liegen in der bedeutenden Zeitersparnis und der dadurch bedingten Herstellungsbeschleunigung, ferner in der Unabhängigkeit der Fertigung von gelernten Hilfskräften. Durch dieses Verfahren wird bei mageren Massen -eine vollständig gleichmäßige Umhüllung jedes Magermittelteilchens mit einer Bindemittelschicht selbst bei: Anwendung sehr geringer Bindemittelmengen und damit -eine auf anderem Wege nicht in gleichem Maße zu erreichende Gleichförmigkeit in chemischer, mechanischer, thermischet und gegebenenfalls auch elektrischer Hinsicht gewährleistet. Die Formlinge benötigen infolge ihres ;geringen Wassergehaltes keiner besonderen Trocknung, auch überhaupt keiner Vorsichtsmaßregeln beim Brennen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Gestaltung magerer keramischer Massen mit mehr als 85 0/0 Magermittel und bildsamen Bestandteile ,n ,als Bindemittel für die Herstellung gebrannter oder ungebrannter kerumd!schex Erzeugnisse, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks überführung der bildsamen Bestandteile in den Zustand thixotroper Ansteifung -die mageren Massen mit geringen Mengen Bentonit, Alumimumhydroxydgel, Eisenhydroxydgel o. dgl. vermischt wer-,den, ohne @daß hierdurch ihre chemische Zusammensetzung wesentlich beein$ußt wird, worauf die Verformung der Masse durch: Rütteln, Schlagen, Stampfen. adex ähnliche Erschütterungen verursachende gebräuchliche Verfommungsverfahren; gegebenenfalls unter gleichzeitiger Anwendung einer zweiten, andersartigen Erschütterung erfolgt.