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Üherzugsmasse für mit geschmolzenem Aluminium in Berührung kommende
Schmelzgeräte Die Erfindung bezieht sich auf eine Überzugsmasse, die bei Geräten
zur Behandlung von geschmolzenem Aluminium verwendet werden soll, um. die Oberfläche
dieser Geräte zu schützen.
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Bei der Behandlung von Aluminium und seinen Legierungen in geschmolzenem
Zustand werden im allgemeinen Pfannen, Schmelztiegel undWerkzeuge aus Stahl und
Eisen verwendet. Es treten jedoch Schwierigkeiten auf, sobald eisenhaltige Geräte
zum Behandeln von geschmolzenem Aluminium verwendet werden, weil Aluminium das Eisen
aus den Geräten herauslöst und weil eisenhaltige Stoffe bei holten Temperaturen
zum Oxydieren neigen und eine ziemlich lose Schlacke bilden, die sich ablöst und
in das geschmolzene Metall eintritt, wobei Fehler in dem aus dem Metall hergestellten
Gegenstand entstehen können. Wegen dieser Schwierigkeiten ist es fast allgemein
in der Industrie üblich, die verschiedenen Werkzeuge und Geräte, die beim Behandeln
des geschmolzenen Metalls verwendet werden,-mit einem dünnenÜberzug eines verhältnismäßig
unschädlichen Materials zu schützen.
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Allgemein ist es üblich, einen dünnen Schlamm aus feinverteiltem Calciumcarbonat,
z. B. in der als Schlämmkreide bekannten Form, in Wasser anzurühren, wobei die Schlämmkreide
für gewöhnlich zu kochendem Wasser unter Rühren zugesetzt und dann die Mischung
abgekühlt wird. Natriumsilicat wird gewöhnlich dem Schlamm zusammen mit dem Calciumcarbonat
zugegeben, um eine gute Bindung
zwischen dem Schlamm und der zu
überziehenden Oberfläche zu schaffen, obgleich (las Vorhandensein von Natriumsilicat
in der Überzugsmasse nicht wesentlich ist. Die Überzugsmasse wird dann dadurch aufgebracht,
daß die Geräte erwärmt und mit dem Schlamm z. B. durch Eintauchen, Einrühren oder
Aufbürsten bedeckt werden. Diese Art der Behandlung ist nur für eine verhältnismäßig
kurze Zeit wirksam, und der Überzug muß periodisch erneuert werden. Verschiedene
andere Überzüge, ähnlich der obigen, die aber an Stelle von Calciumcarbonat Graphit,
Glimmer und ähnliche Stoffe enthalten, sind leicht verfügbar. Jedoch hat sich keine
der obigen Überzugsmassen als vollständig zufriedenstellend erwiesen; sie blättern
oft von der Eisenoberfläche ab und führen Eisenschlacke in das geschmolzene Aluminium
und detngemäß in das Gießerzeugnis. Überzugsmassen dieser Art sind nicht immer für
Aluminium undurchdringlich, so daß sie oft dem Aluminium gestatten, die Eisenoberfläche
anzugreifen. Sie verhindern auch nicht das Zusammenbacken des Eisens und des Aluminiums,
so daß Schwierigkeiten beim Abkratzen der Aluminiumhaut von der Eisenoberfläche
nach Beendigung des Behandlungsvorganges auftreten.
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Es wurde gefunden, daß eine wesentlich verbesserte Überzugsmasse erzeugt
wird, wenn feinverteilte Tonerde als Hauptbestandteil an Stelle von Caiciumcarbonat
oder anderen zuvor benutzten Materialien verwendet wird. Der erhaltene Überzug von
feiner Tonerde auf der Oberfläche der Schmelztiegel, Gießlöffel u. dgl. bietet einen
unerwartet besseren und länger benutzbaren Schutzüberzug gegen Verunreinigung des
geschmolzenen Aluminiums und ergibt auch eine größere Benutzungsmöglichkeit der
behandelten Ausrüstung.
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Gemäß der Erfindung wird eine Überzugsmasse hergestellt (es wurde
gefunden, daß die für andere Stoffe bisherige Art der Aufbereitung genügt), indem
eine sehr fein verteilte Tonerde verwendet wird, dieeinendurchschnittlichenmittlerenTeilchendurchmesser
von weniger als annähernd 5 Mikron und vorzugsweise etwa 0,75 Mikron hat.
Für die beste Wirkung sollten nach der jetzigen Erkenntnis im wesentlichen alle
Teilchen eine Größe, d. h. einen mittleren Durchmesser, von weniger als etwa io
Mikron und vorzugsweise weniger als 5 Mikron haben. Etwas allgemeiner ausgedrückt:
Die obere Grenze für die Größe der Tonerdeteilchen des IIauptteiles sollte vorzugsweise
nicht größer als 5 Mikron sein. Eine kleine Menge von Teilchen, die aber wenige
Prozent nicht überschreitet, kann größer als die größte der obenerwähnten Abmessungen
sein, vorausgesetzt, daß die Hauptmasse der Teilchen in dem genannten Bereich oder
den Bereichen liegt. Beispielsweisewurde einbemerkenswert wirkungsvolles überzugsmaterial
dadurch hergestellt, daß gefällte und calcinierte Tonerde (:11.,O;3), die nach dem
Bayer-Verfahren gewonnen wurde, fein zerteilt wurde, z. B. in einer Kolloidmühle,
in der und durch die die Größenverminderung mittels eines schnell umlaufenden Luftstromes
efolgte, so daß die gewünschten außerordentlich feinen Teilchengrößen erhalten wurden.
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Ein typisches Beispiel einer Vberzugsmasse gemäß der Erfindung enthält
2,71;h sehr fein verteilteTonerde und o,i i kg Natriumsilicat auf je q,5 1 Wasser.
Das Wasser wird bis zum Kochen erhitzt, Tonerde und das Natriumsilicat werden unter
Rühren zugesetzt und der Schlamm abgekühlt. Die Überzugsmasse wird vorteilhaft auf
die zu schützenden Geräte durch Aufsprühen oder durch Aufbürsten aufgebracht.
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Das obige Beispiel dient nur der Erläuterung, und es können viele
Änderungen in den Relativmengen der in der Überzugsmasse vorhandenen Stoffe innerhalb
des Bereiches der Erfindung gemacht werden, ebenso wie verschiedene andere in der
Technik bekannte Zusätze zu der Überzugsmasse für besondere Zwecke zugegeben werden
können. Allgemein sollte jedes andere oder zusätzliche Binde- oder Zusatzmittel,
das verwendet wird und an der behandelten Oberfläche bleiben soll, ein anorganisches
und mehr oder weniger feuerfestes und inertes Mittel sein, um unerwünschte Wirkungen,
die bei der Temperatur von geschmolzenem Aluminium auftreten, zu vermeiden. In allen
Fällen jedoch ist der Hauptbestandteil oder wenigstens die wirksame Komponente des
festen Stoffes, der auf die unter Behandlung stehenden Geräte aufgebracht wird,
und zwar als Überzugsmasse oder in mehr oder weniger flüssiger Form in Wasser oder
einer anderen flüchtigen Flüssigkeit oder sonstwie, die feinverteilte Tonerde, die,
wie vorerwähnt, eine außerordentlich feine Teilchengröße hat.
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Die oben beschriebene überzugsmasse hat gegenüber den älteren Arten
von überzugsmasse beträchtliche wirtschaftliche Vorteile. So fällt die Masse bei
Verschleiß oder Reibung in Form eines sehr feinen Pulvers und nicht eines Kesselsteins
an, so daß die Bildung von harten Stellen in dem Aluniinium durch abgespaltene Eisenschlacken
wesentlich vermindert wird. Der Überzug ist außerdem sehr viel undurchlässiger gegenüber
der Einwirkung von geschmolzenem Aluminium, so daß er nicht nur länger benutzt werden
kann, ehe eine Erneuerung notwendig ist, sondern er schützt auch die Geräte und
verlängert deren Verwendungsdauer. Die Geräte können nach Gebrauch leichter gereinigt
werden, und das Entfernen von Aluminiumhäuten und Gekrätz wird wesentlich vereinfacht,
d. h. das Abnehmen der Schichten von verfestigtem Aluminium, die auf der Innenwandung
der Gefäße und noch öfter dick am Boden verbleiben, nachdem das geschmolzene Metall
ausgegossen worden ist, geht leichter vonstatten.
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Die Ursache für die günstige Wirkung der sehr fein verteilten Tonerde
ist nicht voll bekannt, es scheint aber, daß sie spezifisch für diesen Stoff ist,
da verschiedene andere, früher für überzugsmassen verwendete Stoffe auf eine ähnliche
mittlere Teilchengröße wie die der hier benutzten Tonerde gemahlen wurden, ohne
daß irgendeine zusätzliche günstigere Wirkung hei den aus diesen Stoffen bereiteten
Vberzugsmassen bemerkt wurde. Mit anderen
Worten: sobald die Oberfläche
der Schmelzpfannen, Forme», Schmelztiegel, Gießlöffel und anderen Werkzeuge mit
der beschriebenen äußerst feinen Tonerde überzogen werden, wird, wie oben erklärt,
ein seilt- merkbar verbesserter Schutz gegenüber früher verlven(leten Stoffen, wie
Calciumcarbonat, Glinnner od. dgl., erhalten, bei denen selbst bei Zerkleinerung
auf genau die gleiche Größe der Teilchen, die viel kleiner als die Größe der früher
verwendeten überzugsbestandteile ist, keine solche Verbesserung bemerkt wurde. F?s
scheint demnach. (laß die L:rgebnisse der Tonerde eigentümlich sind, was zum Teil
wenigstens auf (;rund ihrer chemischen Natur denkbar ist, und zwar zum Unterschied
von gewissen natürlich vorkonlinenden alaunhaltigen Stoffen, die nicht eigentlich
als Tonerde anzusprechen sind.