DEP0038980DA - Verfahren zur Herstellung feuerfester Graphitgegenstände - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von feuerfesten Graphitgegenständen, insbesondere Schmelztiegeln, durch Erhitzen der aus einer Mischung von Graphit und Ton, die gegebenenfalls noch Aluminiumoxyd enthalten kann, geformten und getrockneten Gegenstände.

Bei der Herstellung dieser Gegenstände kommt es darauf an, den Sinterungsvorgang bei möglichst hohen Temperaturen einzuleiten, da die Festigkeit der fertigen Erzeugnisse, wie Druck- und Zerreissfähigkeit von dem Sinterungsgrad abhängig ist. Bei dem üblichen Verfahren zur Herstellung feuerfester Graphitgegenstände, wie Schmelztiegel, bedient man sich Öfen, die es im allgemeinen nicht gestatten, über eine Temperatur von 1500°C, bei der noch keine erhebliche Sinterung erfolgt, hinauszugehen.

Es wurde nun gefunden, dass man graphithaltige, feuerfeste Gegenstände bei wesentlich höheren Temperaturen brennen kann, wenn man in üblicher Weise geformte und zuvor getrocknete Gegenstände mittels Gleich- oder Wechselstrom erhitzt, indem man die betreffenden Gegenstände mit wassergekühlten Elek- troden zu Zuführen von elektrischem Strom versieht. Auf diese Weise ist es möglich, sie auf über 1600°C gelegene Temperaturen zu erhitzen und damit die zur Einleitung der Sinterung erforderlichen Temperaturen zu erreichen. Bei dem neuen Verfahren handelt es sich um eine Art von Widerstandserhitzung nach dem Prinzip des Tammann-Ofens. Die wassergekühlten und zur Stromleitung dienenden Elektroden werden bei der Verarbeitung von Graphitschmelztiegeln beispielsweise am Boden und am oberen Rand des Tiegels angebracht. Mit sehr einfachen Mitteln gelingt es, auf diese Weise hohe Temperaturen zu erzeugen.

Es kann sich empfehlen, die zu erhitzenden Graphitgegenstände, insbesondere Schmelztiegel, in eine Masse einzubetten, deren Schmelzpunkt oberhalb 1500°C liegt. Dies geschieht zweckmässig in der Weise, dass man die Gegenstände in ein Gefäss bringt und dasselbe durch trockenes Einstampfen mit Sintertonerde, gemahlenem Koks o.dgl. ausfüllt. Zweckmässig ist es, das Erhitzen im Vakuum oder in einer Schutzgasatmosphäre vorzunehmen.

Den Erhitzungsgrad kann man durch Regulierung der Spannung und der Stromstärke des angewandten Gleich- oder Wechselstromes in weiten Grenzen beeinflussen. Da man bei zu hohen Strömen Transformatoren von erheblichen Abmessungen benötigt und damit mit hohen Stromverlusten zu rechnen hat, empfiehlt es sich, die elektrische Leitfähigkeit der Tiegelmasse dadurch herabzusetzen, dass man ihr besondere Zusätze wie Silicium, Siliciumkarbid, Sintertonerde u.dgl. zufügt.

Auch bereits bei niedrigen Temperaturen glasierte Tiegel kann man in der erfindungsgemässen Weise behandeln.

Die bei dem erfindungsgemässen Verfahren erhaltenen Gegenstände, insbesondere Tiegel, zeichnen sich durch eine erheblich gesteigerte Festigkeit aus und im Gebrauch, z.B. zum Schmelzen von Metallen, weisen sie eine wesentlich grössere Lebensdauer als die nach den bisher üblichen Verfahren erhaltenen Tiegel auf.

Die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens soll im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden, ohne dass die Erfindung auf die in dem Beispiel genannten Ausgangsstoffe, Temperaturbedingungen etc. beschränkt wäre.

Ausführungsbeispiel:

Ein auf der Töpferdrehscheibe hergestellter Tiegel mit einer Zusammensetzung von 60% Graphit, 35% Ton und 5% Aluminiumoxyd - Ton- Wasserschlicker wird, nachdem er an der Luft vorgetrocknet wurde, bei 200°C vollständig getrocknet. Der Boden und der obere Rand des Tiegels werden dann mit wassergekühlten Stromanschlüssen versehen und der Tiegel wird in einem Gefäss in feingemahlene Sintertonerde eingebettet, sodass er innen und aussen völlig bedeckt ist. Im Verlauf von etwa 24 Stunden wird er mittels eines aus einem Transformator entnommenen Wechselstromes von etwa 120 Volt auf 800°C erhitzt und dann wird allmählich die Temperatur auf über 1600°C gesteigert und der Tiegel mehrere Stunden auf dieser Temperatur belassen.

Claims (4)

1.) Verfahren zur Herstellung von feuerfesten Graphitgegenständen, insbesondere Schmelztiegeln, durch Erhitzen der aus einer Mischung von Graphit und Ton, die gegebenenfalls noch Aluminiumoxyd enthält, geformten und getrockneten Gegenstände, dadurch gekennzeichnet, dass man sie mittels Gleich- oder Wechselstrom auf über 1600°C gelegene Temperaturen erhitzt, indem man sie mit wassergekühlten Elektroden zum Zuführen des elektrischen Stromes versieht.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zu behandelnden Gegenstände, eingepackt in eine über 1500°C schmelzende Stampfmasse, der Erhitzung unterworfen werden.

3.) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Erhitzen im Vakuum oder in einer Schutzgasatmosphäre vorgenommen wird.

4.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Tiegelmasse Substanzen, die die elektrische Leitfähigkeit herabsetzen, wie Silicium, Siliciumkarbid oder Sintertonerde, zugesetzt werden.