DE897073C

DE897073C - Korrosionsfeste keramische Koerper und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE897073C
Application number: DEH8A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr-Ing Harries
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1949-10-04
Filing date: 1949-10-04
Publication date: 1953-11-16

Description

Korrosionsfeste keramische Körper und Verfahren zu ihrer Herstellung In der Technik besteht ein großes Bedürfnis nach korrosionsfesten keramischen Körpern für ,die . verschiedensten. Verwendungszwecke. Als einigie: von. zahlreichen Beiispü@elen sehen lediglich ,das Problem der Wannensteine für Gdasischmelzöfen, ferner das .der Au-slrleiidiung von Behältern für korrodierende F:lüseigkeiüen für Zwecke edler chemischen Industrie erwähnt.
Bisher hat man die Aufgabe, die für solche Zwecke verwendeten keramischen Körper mög= ltichhst korrosionsfest zu machen, durch Verwendung .besonderer Mas.seniziuis:amimensetziungen zu lösen versucht und hierbei beträchtlscihe Erfolge ervieltt. Derartiige Massen sind aber wegen. der notwenr diigen Zusätze von wertvollen Stoffen einerseits teuer, andererseits auch ischwie,riiig und nur mit vergleichsweisse großem Proiduktionsausfall herzustellen. Trotzdem erfüllen ,sie ihren Zweck nur in beschränktem Maße. Feuerfeste Wannensteine z. B. Zum Gliasschmelzen, auch von bester Sonderqualdtät, verbrauchen sich, insbesondere s:n der gefähr-<deben Zone an. der Oberfläche der Schmelze schnell. Dies zwingt zu einer in mehr oder weniger kurzen Zeitaihschnitten notwendigen Erneuerung der ganzen Wanne. Ähnlich ist es bei den. chemischen Beanspruchungen ausgesetzten Auskleidung en von Gefäßen aus Spezialsteinzeug massen. Aus diesem Grunde verwendet man für diiese und andere Zwecke, bei .denen ähnliche Voraussetzungen vorkeigen, statt keramischer Massen vielfach das wesentlich teurere und hi:ns,ichtl(ich der Fommgebungsmöglichkeiten .schwieriger zu .behandelnde Quarzgut.
Die Erfindung schafft demgegenüber ein neues Erzeugnis, welches hinsichtlich der Korrosionsfestigkeit der gefährdeten Teile die vorteilhaften Eigenschaften des Quarzgutes bzw. Quarzglases besitzt, jedoch westentlich billiger herzustellen ist und eis dadurch ermöglicht, die vorzüglichen Eigenschaften des Quarzgutes #'bzw. Quarzglases in dieser Beziehung ;in einem weit größeren Anwendungsbereich nutzbar zu machen.
Dias neue Erzeugnis ist seinem Gnundged!anken nach dadurch gekennzeichnet, daß auf einen Grundkörper -aus keramischem Werkstoff ein Ü#berzug aus .geschmolzener Kieselsäure von je nach ,dem Verwen(d:ungszweck zu bürnessender Ducke aufgebracht wird, welchem lediglich die Aufgabe 'des Korrosionsschutzes zukommt,- wähtrend Träger der mechanischen Festigkeitseiigenschaften. der keramische Grundkörper (ist, der iderart nicht aus einer Speziialmasse zu besteh-en (braucht, bei deren Zusammensetzung auf die Korrosionsbeständigkeit ides Körpers Rücksicht zu nehmen ist.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, be!ispiielswei@se Porzellane reit Glas und auch mit Quarzgut zu verschmelzen. Hierbei handelt es sich um die ganz andere Aufgabe edier Verbindung von Werkstücken aus .dem einen und Iden (anderen Werkstoff miteinander zwecks Herstellung kombinierter Porzellan- und Glaskörper. Ferner ist versucht worden, auf einen keramischen Grundkörper eine dünne Quarzschicht mittels des elektrischen Lichtbogens aufzuschmelzen, rum so. eine o!berflächltiche Glasur zu erhalten. Auch diese Versuche beruhten auf einer ganz ;anderen Problemstellung; sie bezwecken nicht die Schaffung von den bekannten Quarzglutkörpern -hins!ichtlich ihrer Korrosionsbeständigkeit gleichwertiigen, jedoch wesentlich billlngere:n Erzeugnissen für industrielle Zwecke.
Für die Herstellung ider neuen ,E;rz!ewgnis,se können die gnu ids,ätzlich bekannten Schmelzverfahren der (warzgutinid!wstrde tim: sinngemäßer Anpassung @angewendet werden. Beiepielsweise kann hierfür ein Rohrschmelzofen verwendet wenden, .in welchem der :Qharzs!and, in !den ein. oder mehrere Kohlestäbe vom geeignetem Querschnitt eingebettet sind, von ;den keramischen Körpern., auf welche der Überzeug aufgebracht werden ;soll, beispidlsweJise Gliaswannensteinen üblicher Form, in solchem Abstand umgeben wird, daß beim Schmelzen (er Quarzsand bis zu :der Schamotte durchschmilzt und so, @mit dieser eine feste unlösbare Verbindung eingeht. Die Dicke tder Quarzschicht, die anschließend. gegebenenfalls bearbeitet wird, kann so entsprechend den technischen Anforderungen gewählt werden. Im Fall von Wannenstefen wird sie zweckmäßig verhältnismäßig dick, in: der Größenordnung von etwa 5 cm sein., um einen mag-Eichst langen Gebraluch der Steine zu .ermöglichen, deren Quarzüberzug sich in ;der Oberflächenzone ider Schmelze, wenn auch wesentlich langsamer als idie Zerstörung keramischer Wanmensttene, auch höchster Qualität, erfolgt, allmählich auflöst.
In ähnlicher Weise können Hohlkörper aus keramischem Werkstoff beispielsweise in: einem rotierenden Ofen auf der Innenseite mit einer aufgeschmolzenen Quarzschicht überzogen werden. !und gegebenenfalls anschließend, wie bei der Hersitel!lung von Gegenständen aus Quarzgut üblich, in die herzustellenden Formstücke zerschnitten werden.
Bei Körpern, idie für Zwecke verwendet werden sollen, bei denen die Gefahr der Korrosion durch Flüssigkeiten besteht, wie Beh:ältern für die chemische Industrie" kann die Quarzgutschdcht natürlich erheblich dünner sein.
In allen Fällen bist es !selbstverständlich notwencEg, daß ein kemmischer Grundkörper verwendet -wird, der .den beim Azfschmel:zvorgang auftretenden thermi.schenBeanspnu.chungen genügt; ferner, daß ,die Znisam@mensetzung dies Grundkörpers eine @derartige :ist, idaß die Unterschiede in bezug auf die Wärrneaus:dehnungslzoeffrziienten des Grundkörpers und der Quarzgutsohicht möglichst gering gehalten werden. Der Gefahr von Albplatzengen, die sich infolge dieser Unterschiede C@ngibt, kann weitgehend -dad!urch vorgebeugt werden, daß die Querschnitte bzw. Größenabmessungen der einze#lne-n Körper nicht zu groß gewählt wenden.
Man kann, auch .gegebenenfalls die Quarzgutschicht durch Schnitte in kleinere Flächen unterteilen und @damitt die Beanspeuchun!gen, idie is!ich als Folge der unterschiedlichen Wärmeauisidehnungsk oleffiz,ienten ergeben, auf ein tragbares Maß verringern. Die sich ergebenden Spalten werden zweckmäßig durch einem. geeigneten, notfalls vom Zeit zu Zeit zu erneuernden Kitt ausgefüllt.
Um ein dichtes Aneinanderpassen der zusamm@engeibauten Körper bei ,der Verwendung zu ermöglichen, werden die Randflächen zweckmäßig ,geschliffen. Im F.gll von Behälterauskleiidungen kann: ,die Quarzschicht etwas überstehen, :damit man sie planschleifen und so aufeinanderpassen kann und dann das Verkitten der einzelnen Körper miteinander lediglich in dem keramischen Teil vornimmt, weil idann auf einen besonderen, hinsichtlich seiner Korrosionsbeständigkeit adern Quarzgut entsprechendem säurefesten Kitt verzichtet werden kann.
Im Fall !der Verwendung derartiger Erzeugnisse unter Temperaturen wie denen, tdenen Wannenstedne bzw. Auskleidungen für !andere Glasschmelzöfen u. @dgl. .,ausgesetzt .sind:, sind die Schwierigkeiten, die in ibezug .auf tdie unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten andernfalls. auftreten können, vom. ;geringerer Beideutun!g, weil bei der Verwendung die Spannungen sich ja wieder ausgleichen und, hei kontinuierlich :betriebenen Anlagen: Temperaturwechselbeanspruchungen nicht auftreten.
Die vorstehend erläuterten Anwendungsmöglichkeiten !der neuen Erzeugnisse sind nur einüge von zahlreichen denkbaren und insbesondere im Zeuge der fortschreitenden Entwicklung ider Technik in immer größerem Umfang gegeben. Die Erfindung ,isst daher keineswegs auf diese Ausführungsbedspiele beschränkt, sondern die neuen Einzeugnisse sind in allen, Iden Fällen verwendbar, in denen,die eingangs gekennzeichnete Aufgabe eintritt, und ermöglicht es, die vorteilhaften. Eigenschaften ides Qiuarzgutes in vielen Fällen nutz!b;ar zu machen, in denen dieses bisher aus wirtischafüllichen Gründen. nicht möglich war.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Mit einer gliasiurartigen Schutzschicht überzogener feuerfester keramischer Körper, dadurch gekennzeichnet, @daß idie Schutzschicht aus anf dien @Grundkörper aufgeschm@olzenem Qiu:a,rzgrnwt besteht.
2. Keramischer Körper nach Anspruch, i, @dadurch gekennzeichnet, idaß der Olwarzgwtüberzug in einzelne Flächen von je so geringer Größe aufgeteilt Ist, daß die Einfolge der unterschied l,ichen Wär:meausde'hnungskoeffizienten auftretenden Spannungen auf ein, unigefährliches Maß begrenzt. wind.
3. Keramischer Körper nach Anspruch i Und. 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufteilung des Quarzgutüberzubes in kleine EinzelfeIder durch Schnitte erfoligt ist.
Körper nach Anspruch i bis 3, dadnrch ge@kennz@eiiohnet, daß die ,durch die Schnitte entstandenen Spalten durch einen korrosionsbeständigen Kitt ausgefüllt sind.
5. Verwendung @korro,sionsibieständiiger keramischer Körper nach Anspruch i bis .4, dadurch gekennzeichnet, daß ,die Endflächen der Quarzgutüberzüige plangeschliffen, und ohne Verkittung miteinander aufednandergestoßen wenden.
6. Keramiischer Körper zur Verwendung nach Anspruch 5, @dadurch gekennzeichnet, daß der Quarzigoutüberzug -an den Kanten etwas über den. keramischen Körper übersteht -und, unter Aufeinantders,toßen (der pdanaaschldffenen Kanten des Überzugs eine Verkittung ider Körper miteinander nur im Bereich ider keramischen Grundkörper erfoligt.
7. Keramischer Körper nach. Anspruch i -bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Quarziguts,ch.icht von vergledchsweisie großer D:ickcin der Größenordnung von etwa 5 cm aufweist. B. Verfahren .zttir Herstellung von korrosdon@sfesten keramischen Körpern nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Quarzgut zu überziehenden keramischen Körper :in, einer mittels darin, eingebetteter Widerstände zu schmelzenden Quarzsandmasse angeondnrot werden, Zum die herum die mit Quarzgut zu überziehenden keramischen. Grundkörper ,angeo-ridnet sind, worauf .durch die Widerstände ,der Qluarzisand bis zu Iden keramischen. Körpern @du.rchgeschmolzen wird. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 687 997, 35 904.