DE865719C - Verfahren zur Herstellung von feuerfesten Graphitgegenstaenden, insbesondere Schmelztiegeln - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von feuerfesten Graphitgegenständen, insbesondere Schmelztiegeln Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von feuerfesten Graphitgegenständen, insbesondere Schmelztiegeln, unter Verwendung einer Formmasse, die neben Graphit, Ton: usw. noch feingemahlenes Silicium enthält.
• Der zur Herstellung von Graphitgegen tänden, insbesondere Schmelztiegeln, dienenden Formmasse aus Graphit, Ton usw. setzt man bekanntlich. eine gewisse Menge Silicium zu, das mit dem Graphitkohlenstoff beim Brand der Gegenstände, der im allgemeinen bei etwa 140o° C durchgeführt wird, siliciumkarbidartige Produkte bildet. Siliciumkarbide erhöhen nämlich in erheblichem Ausmaß die Feuerfestigkeit von Graphitgegenständen. Beim Brennen. der Graphitgegen.stände wird zwar die für die Bildung von Siliciumkarbid aus Silicium und Kohlenstoff erforderliche Reaktionstemperatur nicht ganz erreicht. Indessen entstehen. doch unterhalb dieser Temperatur bereits, gewissermaßen als Vorstufen, siliciumkarbidähnliche Verbindungen, die ebenso wie Siliciumkarbid die Feuerfestigkeit und chemische Beständigkeit der betreffenden Gegenstände außerordentlich erhöhen.
• Wenn man das Vermischen von Graphit, Ton und Silicium unter Verwendung von. Wasser als Anteigmittel in. der bisher üblichen Weise vornimmt, so läßt es sich nicht vermeiden, daß ein beträchtlicher Teil des Siliciums durch hydrolytische Zersetzung nach der Gleichung Si +aH20=Si02+2H2 in Kieselsäure übergeführt wird!. Die Bildung von Kieselsäure bedeutet nicht nur einen. Verlust an Silicium, sondern: sie stört auch die Bildung von Siliciumkarbid aus Silicium und Kohlenstoff.
• Es wurde nun gefunden, daß man bei der Verarbeitung von Formmassen, aus Graphit, Ton usw., die feinverteiltes Silicium enthalten, die hydrolytische Zersetzumg des Siliciums weitgehend ver-' hindern oder herabsetzen kann, wenn man der Mässe eine geringe Menge an dispergiertem Öl zufügt. Dabei genügen schon Zusätze von etwa i bis 2 %. Hierbei können mineralische und/oder vegetabilische Öle benutzt werden, sofern sie sich nur durch Zusatz von Emulgatoren dispergieren lassen. Als Ernulgatören kommen aromatische Sulfonsäuren in Frage. Durch den Zusatz von dispergiertem Öl wird nicht nur verhindert, daß das in der Formmasse vorhandene und zum Anteigen benutzte Wasser das Silicium mehr oder weniger in Kieselsäure verwandelt, sondern es wird auch die plastische Verformung der Graphit,. Ton, Silicium usw. enthaltenden. Ausgangsstoffe erleichtert: Beim Formen von Graphitgegenständen, insbesondere Schmelztiegeln, kommt es sehr auf die Verförmbarkeit der Masse an. Diese Verformbarkeit besteht darin, daß sich` die einzelnen Teilchen der Ausgangsstoffe ohne Verlust ihres Zusammenhanges verschieben lassen. Diese Verschiebbarkeit ist durch die zwischen. den festen Teilchen. vorhandene, zum Anteigen verwendete Flüssigkeit bedingt.
• Bei der Formung von, Schmelztiegeln aus einem Ton-Graphit-Gemisch werden die Ausgangsmaterialien mit Wasser zunächst zu einem plastischen Brei verarbeitet, : dem unelastische Stoffe, wie Quarz, Siliciumkarbid und Silicium, zugefügt werden. Um eine innige Verbindung dieser un plastischen Stoffe mit dem plastischen- Brei herbeizuführen, ist es erforderlich, sie einesteils fein zu mahlen und andererseits ihre Benetzbarkeit zu erhöhen.
• Wie-gefunden wurde; wird durch die erfindungsgemäß verwendeten dispergierten Öle die Benetzbarkeit in hohem Maße gesteigert. Je fester aber die zum Anteigen dienende Flüssigkeit an die festen Teilchen der Ausgangsstoffe gebunden wird, um so inniger hält die Formmass-e zusammen.
• Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren. vorbereitete Farmmasse liefert beim Brennen; der daraus erhaltenen Gegenstände, insbesondere Schmelztiegel, Erzeugnisse, die eine wesentlich größere Haltbarkeit als, die nach den bisherigen Verfahren erhälienen Graphitgegenstünde aufweisen. Während z. B. ein Graphitschmelztiegel üblicher Herstellung etwa 6omal zum Schmelzen von Messing verwendet" weiden kann, läßt sich der aus der erfindungsgemäß verarbeiteten Formmasse hergestellte Tiegel 8omal und mehr für den gleichen Zweck benutzen.
• Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens soll an Hand des folgenden Ausführungsbeispiels näher erläutert werden, ohne daß eine Beschränkung der Erfindung auf die in dem Beispiel angegebenen Ausgangsstoffe, Mengenverhältnisse u: dgl. beabsichtigt wäre. Aus:führu.ngsbeispiel In einer Mischvorrichtung wird ein Gemenge von quo Gewichtsteilen Graphit, 1,5! Gewichtsteilen Ton, 15, Gewichtsteilen, Siliciumkarbid und- 5; Gewichtsteilen Silicium trocken vermischt. Auf die Gesamtmenge bezogen, werden dann mit 25, Teilen Wasser i bis 2 °/o dispergiertes Öl zugesetzt und die Masse wie üblich bis zur Homogenität gemischt, zu Gegenständen verformt und anschließend durch Stehenlassen an der Luft getrocknet. Das Wasser wird dann bei 2od" C vollständig entfernt und die Gegenstände anschließend bei Temperaturen über i4;oo° C gebrannt. Die Gegenstände müssen zur Verhinderung der Entkohlung mit bei entsprechender Temperatur schmelzender Glasur versehen sein oder besser in Schutzgasatmosphäre oder in Kapseln vor dem Zutritt von: Luft beim Brennvorgang geschützt sein.

Claims (2)

1. PATENTANSPRüCHE: i. Verfahren zur Herstellung von feuerfesten Graphitgegenständen, insbesondere Schmelztiegeln, unter Verwendung einer Formmasse, die neben Graphit, Ton. üsw. noch feingemahlenes Silicium enthält, dadurch gekennzeichnet, daß man der Masse zwecks Verhinderung einer hydrolytischen Zersetzung des Siliciums eine geringe Menge von feindispergiertem Öl zusetzt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man der Masse, auf Naßgewicht berechnet, Mengen von etwa ii bis 2 % an dispergiertem Öl zusetzt. Angezogene Druckschriften:: Deutsche Patentschrift Nr. 181979.