DE2725704A1 - PRODUCTION OF CORUNDUM-CONTAINING GRINDING GRAINS, FOR EXAMPLE FROM ZIRCONIUM CORUNDUM - Google Patents
PRODUCTION OF CORUNDUM-CONTAINING GRINDING GRAINS, FOR EXAMPLE FROM ZIRCONIUM CORUNDUMInfo
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Description
PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKERPATENT ADVOCATES A. GRÜNECKER
OTPL-INGOTPL-ING
. ■ . H. KINKELDEY. ■. H. KINKELDEY
W OR MGW OR MG
W. STOCKMAIRW. STOCKMAIR
K. SCHUMANNK. SCHUMANN
P. H. JAKOBP. H. JAKOB
OFV-INGOFV-ING
G. BEZOLDG. BEZOLD
MÜNCHENMUNICH
E. K. WEILE. K. WEIL
8 MÜNCHEN 228 MUNICH 22
LINDAULINDAU
7. Juni 1977June 7th 1977
TYEOLIT SCHLEIPIIITTELWERKE PH 11 732 - 60/co
SWAEOSVSKI KG
A-613O Schwaz, ÖsterreichTYEOLIT SCHLEIPIIITTELWERKE PH 11 732 - 60 / co SWAEOSVSKI KG
A-613O Schwaz, Austria
Herstellung von korundhältigen Schleifkörnern, beispielsweise aus Zirkonkorund.Production of abrasive grains containing corundum, for example made of zirconium corundum.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von korundhältigen Schleifkörnern, beispielsweise aus Zirkonkorund .The invention relates to a method of manufacture of abrasive grains containing corundum, for example zirconium corundum .
Nach dem herkömmlichen Verfahren zur Schleifkornherstellung werden die verschiedenen Korunde, wie Normalkorunde, Edelkorunde, Spezialkorunde durch einen Schmelzprozeß gewonnen, wobei der nach dem Schmelzen erstarrte blockförmige Kuchen mühsam durch Fallbirnen gespalten wird. Die erhaltenen Stücke werden anschließend mit Hämmern durch Muskelkraft weiter zerkleinert und schließlich wird in Brech-, Mahl- bzw. Walzwerken unter erheblichen Kosten, die sich insbesondere aus dem riesigen Verschleiß der Brech- und Mahlwerkzeuge ergeben, das Schleifkorn gewonnen.The various corundums, such as normal corundum, noble corundum, Special corundum obtained by a melting process, whereby the block-shaped cake solidified after melting is laboriously split by fall pears. The pieces obtained are then continued with hammering by muscle power crushed and finally in crushing, grinding or rolling mills at considerable costs, which are in particular from the enormous wear and tear of the crushing and grinding tools resulted in the abrasive grain recovered.
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21124 gh 21124 gh
Die anschließende Aussiebung auf die einzelnen Kornfraktionen ist ebenfalls zeitraubend und ebenfalls mit erheblichen Kosten verbunden, da das äußerst harte Material ganz besonders verschleißfördernd ist.The subsequent screening for the individual grain fractions is also time-consuming and also involves considerable costs connected, as the extremely hard material is particularly wear-promoting.
Speziell die Herstellung von zirkonhältigen Korunden bringt, wenn sie nach dem bekannten Verfahren erfolgt, für die Erzeuger große Schwierigkeiten, da sich dieses Material nicht nur durch hohe Härte, sondern auch ganz besonders durch eine enorme Zähigkeit auszeichnet, sodaß Brech- und Mahlwerkzeuge in unwirtschaftlicher V/ei se beansprucht werden.Especially the production of corundum containing zirconia brings if it is done according to the known method, great difficulties for the producer, since this material is not only characterized by high hardness, but also especially by enormous toughness, so that crushing and grinding tools be claimed in uneconomical ways.
Beim Zirkonkorund kommt darüber hinaus noch ein äußerst gravierender Nachteil hinzu, nämlich daß nur grobe Körnungen beim Schleif raittelher steller Verwendung finden, wie dies die Fertigung von Hochdruckscheiben und deren Einsatz eben bedingt.With zirconium corundum there is also an extremely serious disadvantage, namely that only coarse grains are used by the abrasive manufacturers, as is the case with the manufacture of high-pressure disks and their use conditionally.
Aus diesem Grund muß ein Großteil der Schmelze, welche beim Zerkleinern in den Korngrößen von unter Kr. 20 (ca.800 m) anfällt, wieder eingeschmolzen werden. Diese Menge liegt in der Größenordnung von ca 70% der Ausgangsmenge. Bei diesem enormen Abfall ist selbstverständlich die Wirtschaftlichkeit bald in Frage gestellt.For this reason, a large part of the melt, which is produced during crushing in grain sizes below Kr. 20 (about 800 m), has to be melted down again. This amount is around 70% of the original amount. With this enormous amount of waste, of course, economic viability will soon be called into question.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zu schaffen, bei dem ohne Brechen und Zerkleinern des harten Korundmaterials Schleifkörner einer vorgewählten Größe erhalten werden können und wobei sämtliche erhaltenen Schleifkörner bis auf einen eventuellen minimalen Ausschuß (Gratbildung beim V.alzvorgang usw.) der Schleifscbäbenerzeugung zugeführt v/erden können.The object of the invention is therefore to create a method in which the hard corundum material is not broken and comminuted Abrasive grains of a preselected size can be obtained and all but one of the abrasive grains obtained Any minimal scrap (burr formation during the rolling process, etc.) can be fed to the grinding scrap production.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die zur Durchführung des erfindungsgeraäßen Verfahrens geeignet ist.Another object of the invention is to create a device that can be used to carry out the method according to the invention suitable is.
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Das erfindungsgenäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß k das Gut, beispielsweise Bauxit oder Zirkonkorund beispielsweise durch Schmelzen oder Mahlen in forabaren Zustand gebracht v/ird v/orauf es auf mindestens eine Form aufgetragen wird, die Einbuchtungen aufweist, die in Form und Größe dem herzustellenden Schleifkorn oder einem Teil des herzustellenden Schleifkornes entsprechen.The erfindungsgenäße method is characterized in that brought k the material, such as bauxite or zirconia, for example by melting or grinding in forabaren state v / ith v / orauf it is applied to at least one mold having indentations in shape and size to be produced Abrasive grain or a part of the abrasive grain to be produced correspond.
Vorteilhaft ist vorgesehen, daß zwei sich ergänzende und während des Formvorganges mit der Formfläche aneinander anliegende Formen Verwendung finden, wobei einander gegenüberliegende Einbuchtungen der beiden Formen zusammen einen Hohlraum einschließen, der dem herzustellenden Schleifkorn entspricht.It is advantageously provided that two complementary and during the molding process with the molding surface against each other Adjacent forms are used, with opposing indentations of the two forms together Include cavity that corresponds to the abrasive grain to be produced.
Die erfindungsgemaße Vorrichtung ist durch zwei nebeneinander gelagerte drehbare Formtrommeln bzw. Druckwalzen, deren Mantelflächen, die Einbuchtungen aufweisen, sich in einer gemeinsamen Berührungsebene treffen oder eng aneinander liegen, gekennzeichnet. Die Einbuchtungen können natürlich auch durch Kanäle miteinander verbunden sein, d.h. daß herstellungstechnisch die Formtrommeln bzw. Druckwalzen mit Erhebungen versehen sind, welche zwischen sich die Form für das herzustellende Schleifkorn bilden. Die dabei entstehenden, die einzelnen Schleifkörner miteinander verbindenden, dünnen Stege können dabei beispielsweise bereits beim Herabfallen der Schleifkörner aus der Form brechen.The inventive device is by two side by side mounted rotatable forming drums or pressure rollers, their outer surfaces, which have indentations, meet in a common plane of contact or are close to one another, marked. The indentations can of course also be connected to one another by channels, i.e. that the Forming drums or pressure rollers are provided with elevations, which between them form the mold for the abrasive grain to be produced. The resulting, the individual abrasive grains with each other connecting, thin webs can break when the abrasive grains fall out of the mold, for example.
Die Form der Einbuchtungen kann erfindungsgemäß als mehrseitige Pyramide bzw. als Pyramidenstumpf gewählt werden, wobei vorteilhaft die Schleifkante der einen Hälfte in der Mitte der Seitenkante der Grundfläche der anderen Hälfte, d.h. der Einbuchtung auf der gegenüberliegenden Formtrommel zu liegen kommt, sodaß die daraus geformte Doppelpyramide bzw. der Doppelpyramidenstumpf zusätzlich eine Erhöhung der Schneidenanzahl erfährt.According to the invention, the shape of the indentations can be selected as a multi-sided pyramid or as a truncated pyramid, which is advantageous the grinding edge of one half in the middle of the side edge of the base of the other half, i.e. the indentation comes to rest on the opposite forming drum, so that the double pyramid or truncated double pyramid formed therefrom also experiences an increase in the number of cutting edges.
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Erfindungsgemäß ist in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorgesehen, daß die Formtrommeln horizontal und/oder vertikal zueinander verstellbar sind um beispielsweise bei geschmolzenem Gut gegebenenfalls Temperatur bzw. Viskositätsschwankungen der Schmelze ausgleichen zu können.According to the invention is in a preferred embodiment provided that the forming drums are horizontally and / or vertically adjustable to each other, for example when molten Good, if necessary, to be able to compensate for temperature or viscosity fluctuations of the melt.
Der Hauptvorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt einerseits in der gezielten Formung des Schleifkorns und andererseits in der fast abfallfreien Fertigung. Es entfällt dabei die zeitraubende Zerkleinerung des Korundkuchens und vor allem die äußerst kostspMige Vermahlung des Korunds in die geforderten Kornfraktionen. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Methode kann jede Korngröße im groben Bereich definiert und in jeder beliebigen Menge hergestellt werden.The main advantage of the method according to the invention lies on the one hand in the targeted shaping of the abrasive grain and on the other hand in the almost waste-free production. The time-consuming comminution of the corundum cake is no longer necessary especially the extremely costly grinding of the corundum into the required grain fractions. With the help of the invention Method, any grain size can be roughly defined and produced in any quantity.
Ein weiterer wesentliche Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Kornform definiert und einheitlich ist, sodaß die unterschiedlichen Leistungen gleichgefertigter Scheiben besser ausgeglichen werden können. Auch die bei den nach dem herkömmlichen Verfahren erzielten Schleifkörnern auftretenden großen Streuungen in der Korngröße und deren Anteil v/erden vermieden. Durch den Preßvorgang während des Walzens werden sämtliche Gaseinschlüsse ausgetrieben, sodaß gegenüber dem herkömmlichen Verfahren ein völlig kompaktes lunkerfreies Schleifkorn entsteht, welches daher noch verschleißfester ist. Das heißt, daß das erfindungsgemäße Verfahren einen weiteren großen Schritt zur Herstellung von qualitativ gleichmäßigen Scheiben bedeutet.Another major advantage of the invention is therein too see that the grain shape is defined and uniform, so that the different performances of identically manufactured discs can be better balanced. Also those occurring with the abrasive grains obtained by the conventional method large variations in the grain size and their proportion are avoided. Due to the pressing process during rolling all gas inclusions driven out, so that compared to the conventional method a completely compact void-free Abrasive grain is created, which is therefore even more wear-resistant. That is, the method according to the invention is a further means a big step towards the production of qualitatively uniform slices.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens eingehend beschrieben, ohne daß jedoch die Erfindung auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt sein soll.The following is an embodiment of the invention Device and two embodiments of the method according to the invention described in detail, but without the Invention should be limited to the embodiments shown.
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Die Figur der Zeichnung zeigt schaubildlich und schematisch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung.The figure of the drawing shows diagrammatically and schematically an embodiment of the device according to the invention.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht im wesentlichen aus zwei Formtrommeln bzw. Druckwalzen 1, die auf einem Rahmen gelagert sind.The device according to the invention consists essentially of two forming drums or pressure rollers 1, which are mounted on a frame are stored.
Die Formtrommeln 1 können auf den Horizontalbalken 2' des Rahmens 2 in der Waagrechten und auf den Vertikalbalken 2", vertikal versetzt werden, sodaß die Lage der Formtrommeln 1 zueinander regulierbar ist. Jede Formtrommel 1 ist an ihrem Mantel mit einer Vielzahl von Einbuchtungen 3 versehen, die im Ausführungsbeispiel jeweils die Form und das Volumen der Hälfte des herzustellenden Schleifkorns 5 haben.The forming drums 1 can be on the horizontal bar 2 'of the frame 2 in the horizontal and on the vertical bar 2 ", are vertically offset so that the position of the forming drums 1 to each other can be regulated. Each molding drum 1 is on its Sheath provided with a plurality of indentations 3, each having the shape and volume of the Have half of the abrasive grain 5 to be produced.
In der Berührungsebene 4, die in der Figur der Zeichnung strichpunktiert angedeutet ist, ergänzen sich die einander gegenüberliegenden Einbuchtungen 3 der Formtrommeln 1 zur geschlossenen Form für das herzustellende Schleifkorn 5.In the contact plane 4, the dash-dotted line in the figure of the drawing is indicated, the opposing indentations 3 of the forming drums 1 complement each other to form a closed one Shape for the abrasive grain to be produced 5.
Bei der Verwendung von kaltem Gut wird das Grundmaterial auf herkömmliche Art gemischt und im teigigen Zustand, beispielsweise über einen Trichter 6 oberhalb der Formtrommeln 1 der Formtrommel.\1 zugeführt. Das Korundmaterial wird vorzugsweise mit einem keramischen Bindemittel beispielsweise Feldspatton und einem organischen Binder, als Kleber, beispielsweise Dextrinlauge vermischt. Das Gut fließt nun zwischen die beiden Formtrommeln 1 und wird in der Berührungsebene 4 von den Formtrommeln 1 in die Form des Schleifkörnes gebracht und unterhalb der Formtrommeln 1 ausgestoßen. Da die Formtrommeln 1 in Richtung der Pfeile A gleichmäßig gedreht werden, erfolgt die Erzeugung der Schleifkörner 5 kontinuierlich.When using cold goods, the base material is mixed in the conventional way and in a doughy state, for example via a funnel 6 above the forming drums 1 of the forming drum. \ 1. The corundum material is preferred with a ceramic binder, for example feldspatton, and an organic binder, as an adhesive, for example Dextrin liquor mixed. The material now flows between the two forming drums 1 and is in the contact plane 4 of the forming drums 1 brought into the shape of the abrasive grain and below of the molding drums 1 ejected. Since the molding drums 1 are rotated smoothly in the direction of the arrows A, the generation takes place the abrasive grain 5 continuously.
Um den Vorgang zu beschleunigen und ein sicheres Verfestigen des Korunds, während er sich in den seine eigentliche Form bildenden Einbuchtungen 3 befindet zu erzielen, werden die Formtrommeln erfindungsgemäß erwärmt, wobei die Leitungen beispielsweise für eine elektrische Heizung durch die Achse und die Radialstreben 8 in den Formmantel 9 führen.In order to speed up the process and secure solidification of the corundum while it is in its actual shape forming indentations 3 is located, the molding drums are heated according to the invention, wherein the lines for example for electrical heating through the axle and the radial struts 8 in the mold jacket 9.
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Das erfindungsgemäß hergestellte Schleifkorn 5 wird unterhalb der Formtrommel 1 in einem Behälter 10 aufgefangen.The abrasive grain 5 produced according to the invention is collected in a container 10 below the forming drum 1.
Nachfolgend verschiedene Beispiele für die mögliche Ausbeute bei der Kornherstellung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren:The following are various examples of the possible yield in grain production using the process according to the invention:
Eine Druckwalze vom Durchmesser 160 mm und nutzbarer Breite von ca. 60 mm besitzt am Umfang 2.160 Vertiefungen mit einem Durchmesser von ca. 3 1/2 mm, was einer Korngröße von ca. 8 entspricht. Es ergeben sich nun folgende Ausbeuten:A pressure roller with a diameter of 160 mm and a usable width of approx. 60 mm has 2,160 depressions on the circumference with a Diameter of approx. 3 1/2 mm, which corresponds to a grain size of approx. 8. The following yields now result:
Erzielte Ausbeute in kgAchieved yield in kg
0.1275 1.275 5.100 306,— 2.443,— 4.896,— 7.344,—0.1275 1.275 5.100 306 .-- 2.443 .-- 4,896 .-- 7,344 .--
Korn 7Grain 7
UmdrehungenRevolutions
ZeitTime
Erzielte Ausbeute in kgAchieved yield in kg
10 40 40 40 40 4010 40 40 40 40 40
1 Min.1 min.
1 h1 h
8 h 16 h 24 h8 h 16 h 24 h
0.1925 1.925 7.700 402,— 3.696,— 7.392,— 11.083,—0.1925 1.925 7.700 402, - 3,696, - 7,392, - 11,083.00
Die Ausbeute kann durch Verbreiterung der V/alzen oder durch Vergrößerung des Durchmessers entsprechend gesteigert v/erden.The yield can be increased by widening the V / alzen or by The enlargement of the diameter should be increased accordingly.
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Ein anderes Ausführungsbeispiel des Verfahrens sieht vor, daß das Grundmaterial auf herkömmliche Art Lichtbogen geschmolzen wird und ir/zühflüssigen Zustand, beispielsweise über den Trichter 6 oberhalb der Formtronimeln 1 ausgegossen wird. Das Schinelzgut fließt nuryanalog zum vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel zwischen die beiden Formtrommeln 1 und wird in der Berührungsebene 4 von den Formtrommeln 1 in die Form des Schleifkornes gebracht und unterhalb der Formtrommeln ausgestoßen. Da die Formtrommeln 1 wie erwähnt in Richtung der Pfeile A gleichmäßig gedreht werden, erfolgt die Erzeugung der Schleifkörner 5 kontinuierlich.Another embodiment of the method provides that the base material is melted in a conventional arc becomes and ir / viscous state, for example Poured out via the funnel 6 above the form drum 1 will. The Schinelzgut flows only analogously to the previously described Embodiment between the two molding drums 1 and is in the contact plane 4 of the molding drums 1 in the mold of the abrasive grain and ejected below the forming drums. Since the molding drums 1 as mentioned in the direction the arrows A are rotated uniformly, the generation of the abrasive grains 5 takes place continuously.
Um den Vorgang zu beschleunigen und ein sicheres Verfestigen des Korunds, während er sich in den seine eigentliche Form bildenden Einbuchtungen 3 befindet, zu erzielen, werden bei diesem Verfahrensbeispiel die Formtrommeln gekühlt, wobei die Leitungen für das Kühlmedium durch die Achse 7 und die Radialstreben 8 in den Formmantel 9 führen.In order to speed up the process and secure solidification of the corundum while it is in its actual shape forming indentations 3 is to achieve, the molding drums are cooled in this method example, wherein Lead the lines for the cooling medium through the axis 7 and the radial struts 8 into the mold jacket 9.
Das erfindungsgemäß hergestellte Schleifkorn 5 wird unterhalb der Formtrommel 1 wiederum in dem Behälter 10 aufgefangen. The abrasive grain 5 produced according to the invention is again collected in the container 10 below the forming drum 1.
Die mögliche Ausbeute bei der Kornherstellung entspricht dem vorherbeschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren.The possible yield in the production of grain corresponds to the previously described process according to the invention.
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