DE570148C

DE570148C - Process for regulating the devitrification of melts

Info

Publication number: DE570148C
Application number: DES94417D
Authority: DE
Original assignee: FELIX SINGER DR ING DR
Current assignee: FELIX SINGER DR ING DR
Priority date: 1929-10-18
Filing date: 1929-10-18
Publication date: 1933-02-11

Description

Verfahren zur Regelung der Entglasung von Schmelzen In gewissen Fällen, sowohl bei hüttenmännischen Schmelzprozessen als auch beispielsweise in der Glas- und Emailfabrikation, ist eine möglichst beschleunigte teilweise oder vollkommene Entglasung der anfallenden Schlacke bzw. glasartigen Schmelze erwünscht, sei es bei Schlacken, um beispielsweise bei der Herstellung von Spezialhochofenzementen die hydraulischen Eigenschaften der Schlacke in gewisser Richtung: zu beeinflussen, sei es bei der Herstellung entglaster Schmelzen in keramischen Massen oder zur Beschleunigung des Kühlvorganges.Procedure for regulating the devitrification of melts In certain cases, both in metallurgical melting processes and, for example, in glass and enamel production is a partial or complete one that is as accelerated as possible Devitrification of the resulting slag or vitreous melt is desirable, be it in the case of slag, for example in the production of special blast furnace cements the hydraulic properties of the slag in a certain direction: to influence, be it for the production of devitrified melts in ceramic masses or for acceleration of the cooling process.

Es ist bekannt, daß die Entglasungsgeschwindigkeit solcher Schmelzen durch Zusatz sogenannter Kristallisatoren beeinflußt werden kann: als solche Fremdstoffe, welche die Eigenschaft besitzen, die Kristallkeimzahl der Gläser außerordentlich zu erhöhen und hierdurch den Entglasungsvorgang entsprechend zu entwickeln und einheitlich durchzuführen, sind beispielsweise Verbindungen des Chroms, Mangans, Zirkons, Cers, Titans, Vanadins, Eisens u. a. geeignet. Diese Metalle können in ihren verschiedensten Verbindungsformen, beispielsweise sowohl als Oxyde als auch als Carbonate, Silicate, Borgte und Aluminate verwendet werden.It is known that the devitrification rate of such melts can be influenced by adding so-called crystallizers: as such foreign substances, which have the property that the number of nuclei of the glasses is extraordinary and thereby to develop the devitrification process accordingly and uniformly carry out, for example, compounds of chromium, manganese, zirconium, cerium, Titans, vanadins, iron and others suitable. These metals can be in their most varied Compound forms, for example both as oxides and as carbonates, silicates, Boron and aluminates are used.

Diese Mineralisatoren, welche die Kristallkeimzahl der Gläser außerordentlich erhöhen, nehmen als echte Mineralisationskatalysatoren an dem Kristallisationsprozeß keinen eigenen Anteil. Im Gegensatz hierzu gibt es auch Zusätze zu Gläsern und glasartigen Schmelzen, die nicht als Katalysatoren lediglich reaktionsanregend und beschleunigend wirken, sondern an der Reaktion quantitativ oder annähernd vollkommen teilnehmen und selbst ausgeschieden werden. bzw. in die Kristallisationsprodukte unverändert oder in Verbindung eintreten. Im allgemeinen sind derartige Kristallausscheidungen schon äußerlich dadurch erkennbar, daß sie nicht durch eine Erhöhung der Kristallkeimzahl charakterisiert sind, sondern durch die Ausscheidung der dem Glase oder der glasigen Schmelze zugesetzten Stoffe. Zwei typische Beispiele veranschaulichen diese bekannten Erzeugnisse: i. Milchglas, welches durch zugesetztes oder in der glasigen Schmelze entstandenes, Aluminiumfluorid getrübt wird, - 2. Kristallglasuren mit relativ wenigen Kristallzentren und schönen, großen Kristallsternen, die aus den den Gläsern oder glasigen Schmelzen besonders zugesetzten Stoffen, wie Rutil, Wolframsäure, Molybdänsäure, Zinksilicaten usw., bestehen.These mineralizers which the crystal nuclei of the glasses extraordinarily increase, take part in the crystallization process as real mineralization catalysts no own share. In contrast, there are also additives to glasses and vitreous Melts that are not used as catalysts, merely stimulating and accelerating reactions act, but participate in the reaction quantitatively or almost completely and be eliminated yourself. or unchanged in the crystallization products or get in touch. In general, such crystal precipitates are even externally recognizable by the fact that they are not due to an increase in the number of nuclei are characterized, but by the excretion of the glass or the vitreous Melt added substances. Two typical examples illustrate these known ones Products: i. Frosted glass, which by added or in the glassy melt The resulting aluminum fluoride is clouded, - 2. Crystal glazes with relatively few Crystal centers and beautiful, large crystal stars emerging from the glasses or vitreous melts particularly added substances such as rutile, tungstic acid, molybdic acid, Zinc silicates, etc. exist.

Derartige Stoffe, speziell die Alkalisalze der Fluorwasserstoffsäure, der Wolframsäure, Molybdänsäure usw. werden als wasserlösliche Salze auch für mineralsynthetische Zwecke benutzt. In diesem Falle stellen diese Mineralisatoren die Schmelzmittel an sich dar, in welchen die mineralsynthetisch herzustellenden Stoffe derartig eingeschmolzen werden, daß sie im Schmelzfluß oder bei Abkühlung auskristallisieren. Durch die verschiedene Löslichkeit oder andere physikalische Mittel werden dann die gewonnenen Einzelkristallindividuen vont der nur als Hilfsmittel dienenden Schmelze isoliert.Such substances, especially the alkali salts of hydrofluoric acid, The tungstic acid, molybdic acid etc. are used as water-soluble salts also for mineral synthetic Purposes. In this case, these mineralizers provide the flux per se, in which the substances to be produced by mineral synthesis are melted down in this way that they crystallize in the melt flow or on cooling. Through the different Solubility or other physical means then the individual crystal individuals obtained from those only serving as aids Melt isolated.

Gegenstand der Erfindung ist eine neue und besonders vorteilhafte Ausbildung des Verfahrens, durch Zusatz von Kristallisatoren eine beschleunigte bzw. planmäßig geregelte Entglasung durch Kristallkeimzahlerhöhung zu erzielen. Es lassen sich besonders günstige Wirkungen erreichen, wenn dem Schmelzgemisch nicht, wie bisher üblich, systemlos der eine oder andere der obengenannten Kristallisatoren zugesetzt wird, sondern bestimmte Kombinationen derartiger Mineralisatoren, und zwar von solchen, deren einzelne Kombinationselemente verschiedenen Gruppen des periodischen Systems der Elemente angehören. Besonders vorteilhaft erweist sich beispielsweise eine Kombination von Titan, Wolfram und Mangan bzw. ihrer Verbindungen, also von Mineralisatoren, welche den Gruppen 4, 6 und 7 des. periodischen Systems angehören, ebenso aber sämtliche bisher untersuchten Kombinationen, welche- der Forderung genügen, daß ihre einzelnen Elemente verschiedenen Gruppen des periodischen Systems angehören.The invention relates to a new and particularly advantageous one Formation of the process accelerated by the addition of crystallizers or to achieve systematically regulated devitrification by increasing the number of nuclei. Particularly beneficial effects can be achieved if the melt mixture does not as usual, one or the other of the above-mentioned crystallizers without a system is added, but certain combinations of such mineralizers, and of those whose individual combination elements are different groups of the belong to the periodic table of elements. It proves to be particularly advantageous for example a combination of titanium, tungsten and manganese or their compounds, that is, of mineralizers belonging to groups 4, 6 and 7 of the periodic system belong, but also all combinations examined so far, which of the Suffice it to say that their individual elements belong to different groups of the periodic System.

Eine noch günstigere Wirkung läßt sich in vielen Fällen dadurch erzielen, daß man mehrere Mineralisatoren benutzt, die nicht nur verschiedenen Gruppen des periodischen Systems angehören, sondern die einzelnen Iiineralisatoren so auswählt, daß von ihnen unter sich wiederum wenigstens zwei Kombinationselemente derselben Periode des Systems angehören. Ein Beispiel für eine solche Kombination ist die Verwendung von Titan und Mangan bzw. ihren Verbindungen, noch günstiger Titan, Mangan und Chrom, bei der alle beide bzw. drei Kombinationselemente der gleichen Periode des periodischen Systems angehören.In many cases, an even more beneficial effect can be achieved by that one uses several mineralizers, not only different groups of the belong to the periodic system, but select the individual mineralizers in such a way that that of them in turn at least two combination elements of the same Belong to the period of the system. An example of such a combination is the Use of titanium and manganese or their compounds, even cheaper titanium, manganese and chromium, each of which has both or three combination elements of the same period belong to the periodic table.

Die Verwendung der genannten Mineralisatoren kann sowohl in der Weise erfolgen, daß man sie dem Reaktionsgemisch in Form der entsprechenden Verbindungen zusetzt, oder auch so, daß man für die Durchführung der Reaktion bereits Ausgangsmaterialien verwendet, welche die entsprechenden Kristallisatoren in der. benötigten Menge enthalten, wie Wolframerze, '-'\fonazitsand u. dgl. Dagegen ist nicht an die Gruppe der gasförmigen bzw. bei höheren Temperaturen gasförmigen Stoffe, wie Chlor, Brom, Jod, Fluor, gedacht. Die Durchführung des Verfahrens erfolgt in der Weise, daß bei der Schmelzung des Reaktionsgemisches unter Zusatz der Kristallisatoren die Schmelztemperatur eine gewisse Zeit, im allgemeinen wenigstens eine Stunde, annähernd konstant aufrechterhalten wird, wobei die Zeitdauer von dem gewünschten Grade der Entglasung abhängig ist.The use of the said mineralizers can be done both in the way take place that they are the reaction mixture in the form of the corresponding compounds adds, or in such a way that starting materials are already available for carrying out the reaction used, which the corresponding crystallizers in the. required amount included, such as tungsten ores, '-' \ fonazitsand and the like. The group of gaseous forms is not on the other hand or at higher temperatures gaseous substances such as chlorine, bromine, iodine, fluorine. The process is carried out in such a way that when the Reaction mixture with the addition of the crystallizers the melting temperature for a certain time, generally at least one hour, maintained approximately constant the length of time depending on the degree of devitrification desired.

Es lassen sich durch die Benutzung der auf Grund der vorliegenden Erfindung als die günstigsten festgestellten Kombinationen gegenüber den bdkannten Verfahren erhebliche Ersparnisse erzielen, weil die Mengen der teilweise recht teuren zuzusetzendenKristallisatoren wesentlich verringert werden können und gleichzeitig auch eine nachteilige Beeinflussung der chemischen und physikalischen Eigenschaften der Schmelze, die sonst, wenn man große Mengen an Kristallisatoren zuzusetzen gezwungen ist, leicht eintreten kann, mit Sicherheit vermieden wird. Das neue Verfahren stellt daher dem Bekannten gegenüber einen bedeutenden technischen und wirtschaftlichen Fortschritt dar. Außer in den in der Einleitung genannten Fällen der Anwendung auf homogen erschmolzene Gläser kann das neue Verfahren selbstverständlich auch auf heterogen bzw. nur teilweise erschmolzene Gemische von glasig-amorphen Lösungen mit Kristalliten, wie Zementklinker, keramische Massen, Straßenbaustoffe usw., angewandt werden.It can be made by using the due to the present Invention as the most favorable combinations found compared to the bdknoten Process achieve considerable savings because the quantities of the sometimes quite expensive to be added crystallizers can be significantly reduced and at the same time also adversely affect the chemical and physical properties of the melt, which would otherwise, if one were forced to add large amounts of crystallizers is, can easily occur, is certainly avoided. The new procedure represents therefore an important technical and economic factor compared to the known Except in the cases of application mentioned in the introduction The new process can of course also be applied to homogeneously melted glasses heterogeneous or only partially melted mixtures of glassy-amorphous solutions with crystallites such as cement clinker, ceramic masses, road building materials, etc. applied will.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for regulating the devitrification of melts, Glasses, slags, etc. with the exception of in thin layers on ceramic and crystal glazes applied to other masses by adding crystallizers, characterized in that several (at least two) mineralizers are added to the reaction mixture that belong to different groups of the periodic table.

2. The method according to claim i, characterized in that of the added mineralizers at least two belong to the same period of the periodic table of elements.

3. The method according to claim i, characterized in that the melting temperature Maintained as constant as possible or approximately for a period of at least one hour will.