DE410175C

DE410175C - Verfahren zur Herstellung von Gegenstaenden mit hohem Kieselsaeuregehalt aus Quarz u. dgl.

Info

Publication number: DE410175C
Application number: DEQ1127D
Authority: DE
Original assignee: Quarzplattenwerk Rastatt G M B
Current assignee: Quarzplattenwerk Rastatt G M B
Priority date: 1920-10-01
Filing date: 1920-10-01
Publication date: 1925-02-25

Description

Verfahren zur Herstellung von Gegenständen mit-hohem Kieselsäuregehalt aus Quarz u. dgl. In den letzten Jahrzehnten hat sich in der Industrie das bei etwa zooo° C verschmolzene Quarzglas und auch das weniger durchgeschmolzene Quarzgut einen wichtigen Platz errungen. Einer noch weiteren Ausdehnung steht in der Hauptsache die Kostspieligkeit der Schmelze, die fast nur auf elektrischem Wege geschieht, entgegen.
Es ist bekannt, Quarz in Sand- oder Mehlform mit Bindemitteln zu mischen, welche sich bei geringen Temperaturen verflüchtigen und keinerlei Verbindungen mit dem Rohstoff eingehen, und die aus diesem Mischgut herzustellenden Formlinge durch Brennen bei einer Temperatur von iaoo bis 40o° C im. feste widerstandsfähige Körper überzuführen.
Demgegenüber zeigt das den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende Verfahren den Unterschied, daß der körnigen Quarzmasse Flußmittel verschiedener Schmelzfähigkeit in feinster Verteilung beigemischt werden.
Durch diese Maßnahme wird gegenüber den bisherigen Verfahren der Herstellung von Quarzglasgegenständen insbesondere der Vorteil erreicht, daß die Formlinge ohne Form frei stehend gebrannt werden können.
Das neue Verfahren wird in der Weise ausgeführt, daß dem körnigen, aus möglichst reiner Kieselsäure bestehenden Rohgut die Flußmittel verschiedener Schmelzfähigkeit, beispielsweise, Porphyrkonglomerate, die bei iooo bis i ioo° C schmelzen, gemahlenes Glaspulver, kalz. Soda in kleinen Mengen und in fein gemahlenem Zustande innigst beigemischt werden. Vor der Formgebung wird der so hergestellten Mischung in an sich bekannter Weise ein in der Hitze verdampfendes Bindemittel (Wasserglas) oder ein anderes Bindemittel, z. B. hydraulischer Kalk, mit Wasser in so geringer Menge beigefügt, daß es beim Brenn- und Sinterungsvorgang und im fertigen Gegenstande einen Einfluß nicht ausübt. Aus der so hergestellten Mischung wird der Gegenstand geformt, der nach einiger Zeit völlig erhärtet.
Der so geformte und erhärtete Gegenstand wird, .ohne in eine Form eingeschlossen zu werden, bei Scharffeuer so lange gebrannt, bis die Binde- und Flußmittel verdampft sind. Während dieses Brennvorganges beginnt zunächst das leichtest schmelzende Flu.ßmittel, z. B. die kalz. Soda, zu schmelzen und leitet zugleich die Schmelze des nächst schwerer schmelzenden Mittels ein, so daß bei etwa iooo bis iioo° C die Kieselsäurekörner von einem erweichten und flüssig gewordenen glühenden Mantel umgeben sind, dem sie. zugleich so viel '%GTärme entziehen, daß ein Fortfließen dieser weichen Masse - geeignete Zusammensetzung vorausgesetzt - vermieden wird. Die Kieselsäurekörner als solche schmelzen nicht, bilden vielmehr in ihrem inneren Kern gleichsam das feste Gerippe oder Gerüst des Gegenstandes und verhindern im Verein mit der teigartigen Schmelzmasse sein Zusammensinken, denn am Ende dieses ganzen Vorganges, der zunächst immer im Schmelzen des am wenigsten feuerbeständigen Flußmittels und, sobald es die Schmelze des beständigeren Mittels eingeleitet hat, im Verdampfen desselben besteht, beginnt ihre äußere Oberfläche ebenfalls zu erweichen und zusammenzusintern. Es leuchtet ein, daß die Flußmittel bei richtiger Wahl der Art und Menge nach vollzogenem Sinterungsvorgang restlos verdampft sein werden oder in so geringer Menge vorhanden sind, daß das Produkt im wesentlichen aus reiner Kieselsäure besteht.
Es entstehen auf diesem Wege Gegenstände, wie Tiegel, Röhren, Platten usw., die zwar nicht durchsichtig sind, aber in ihrer chemischen Zusammensetzung fast genau dem Quarzglas und Quarzgut gleichen und ihm in ihrer Verwendung, da sie in beliebig großen Ausmaßen hergestellt werden können, und in ihrer Anwendungsmöglichkeit überlegen sind.
Auch in anderer Beziehung besteht eine Überlegenheit. Quarzglas sowohl wie Quarzgut besitzen zwar eine sehr hohe Feuer- und Säurebeständigkeit, aber eine gewisse Dilatation und damit zusammenhängende Sprödigkeit, wenn auch nur in geringem Maße, verbleibt ihnen immer, da sie sich bei verschiedenen Temperaturgraden ausdehnen oder zusammenziehen. Die nach der Erfindung erhaltenen Körper können aber vollständig dilatationslos hergestellt werden, wenn man dem Schmelzmittel gewisse Kompensations-° mineralien, z. B. Feldspat, beifügt, die ebenfalls mit hohem Kieselsäuregehalt begabt sind und sich bei hohen Hitzegraden umgekehrt verhalten wie der den Hauptbestandteil bildende Quarz.
Da ein Schmelzen der gesamten Masse nicht erforderlich ist, sondern nur ein Erweichen der äußersten Schicht jedes Quarzkornes notwendig wird, ist mit diesem.neuen Verfahren ein hoher technischer Fortschritt auch insofern verbunden, als bei der beschriebenen Herstellung der Gegenstände gegenüber den aus Quarz hergestellten eine sehr erhebliche Wärmeersparnis eintritt, Es ist bereits vorgeschlagen worden, geformte widerstandsfähige Blöcke dadurch herzustellen, daß Kieselerde in den Tridymitzustand übergeführt, das so erhaltene Produkt mit Si 02-haltigem Wasser zu einer plastischen Masse gemischt, in Formen gepreßt und der Glühhitze eines Porzellanofens ausgesetzt wird.
Weiter hat man auch sogenannte Dinasste.ine aus durch einen glasartigen Kitt zusammengehaltenen Sandkörnchen hergestellt.
Derartige Steine können feuerfest sein, in geringem- -Grade auch als säurefest angesprochen werden, .irgendwelchen Temperaturschwankungen aber vermögen sie nicht standzuhalten. Die nach vorliegendem Verfahren erhaltenen Produkte dagegen können wiederholt bis zu ihrer Erweichungsgrenze erhitzt und dann sofort in kaltem Wasser abgeschreckt werden, ohne daß sie ihre Festigkeit verlieren.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Gegenständen -mit hohem Kieselsäuregehalt aus Quarz o. dgl, durch Mischen des Rohstoffes mit bei geringen Temperaturen sich verflüchtigenden und mit dem Quarz keine Verbindung eingehenden Bindemitteln sowie durch Formen und Brennen der erhärteten Formlinge in scharfem Feuer, dadurch gekennzeichnet, daß der körnigen Rohrnasse Flußmittel verschiedener Schmelzfähigkeit in feinster Verteilung beigemischt werden.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischung zwecks Aufhebung der Dilatation eine geeignete Menge Kompensierungsmineralien, wie Feldspat, beigemengt wird.