DD268422B3

DD268422B3 - Verfahren zur herstellung von stahlfasern fuer hochgradient-magnetfelder

Info

Publication number: DD268422B3
Application number: DD88312292A
Authority: DD
Inventors: Hans-Juergen Claussen; Karlheinz Wunderling; Mathias Ruchholz; Rainer Stopp
Original assignee: ��@��@��@��k��
Priority date: 1988-01-19
Filing date: 1988-01-19
Publication date: 1991-10-02
Also published as: DE3826480A1; DD268422A1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Stahlfasern, die als Matrixmaterial für die Erzeugung von Hochgradient-Magnetfeldern, insbesondere für das Abschneiden von fein- bzw. feinstkörnigen Stoffen mit schwachparamagnetischen Eigenschaften, Verwendung finden.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Als eigentliche magnetisch aktive Substanz wird im Arbeitsraum von Hochgradient-Magnetscheidern ein Matrixmaterial eingesetzt, an dem sich durch die im Magnetfeld entstehenden Effekte die Anlagerung der abzuscheidenden ferro- bzw. paramagnetischen Teilchen vollzieht. Das Ziel der bekannten Verfahren zur Herstellung von Stahlfasern ist es, die als Matrixmaterial eingesetzten Stnhlfasern so auszubilden, daß eine Diskontinuität der Faseroberfläche, und zwar eine vergrößerte, in sich strukturierte und somit hoch wirksame Anlagerungsfläche, die entscheidend für die Eignung einer Matrix zur Fixierung magnetisierbarer Partikel ist, entsteht. Die Beschaffenheit der Einzelfaser hinsichtlich ihrer Ausbildung und Dimension, wie Faserbreite, Faserhöhe, Grate und Standschuppenbreite und -tiefe, wird im entscheidenden Maße vom Fertigungsprozeß beeinflußt.

Aus den Untersuchungen bekannter als Matrixmate, .'al verwendeter Stahlfasern konnte ermittelt werden, daß die derzeitigen Herstellungsverfahren nicht in der Lage sind, eine optimale Oberflächenstruktur der Stahlfaser zu erzeugen, und somit kann die eingesetzte Stah ^riser nicht maximal für den Effekt der magnetischen Anlagerung genutzt werden.

Besonders bei der HGM-Scheidung im Feinstkornbereich < 2m ist entsprechend den ermittelten und bekannten Berechnungen zwischen Kornd"';chmesser des zu schneidenden Rohstoffes mit dem für einen erfolgreichen Scheidungseffekt erforderlichen Matrixfaserdurchmesser eine feine Faser erforderlich. Die Herstellung der Faser kann dabei nach einem spanabhebenden Verfahren als auch nach einem Verfahren der Ründelziehtechnologie erfolgen. Jedoch muß festgestellt werden, daß — resultierend aus den Untersuchungen über die Oberflächenstruktur herkömmlich hergestellter Stahlfaser und ihr Vermögen, durch magnetische Gradientenbildung feinkörnige paramagnetische Partikel einzufangen — die Faserausbildung unzureichend ist.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Effektivität der Magnetscheidung zu erhöhen und wertvollen Werkstoff einzusparen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bisher bekannten Verfahrensparameter und den eingesetzten Werkstoff so zu optimieren, daß die Stahlfaserausbildung wesentlich verbessert wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Bandstahl aus ferritischem, korrosionsbeständigem Chromstahl, in

der Zusammensetzung von 0,08-0,1 % C, 16-18% Cr, Ti <0,01 % jowie einer Härte HV30 von 185-200kp/mm² und einer Bruchdehnung von 26-28% mit einer Schnittgeschwindigkeit von 15-18 m/min und einem Vorschub von 0,03-0,1 mm/ Umdrehung abgearbeitet wird.

Zu den bei der Realisierung des Verfahrens einzuhaltender, r-arametern gehört die Einhaltung des Werkzeugschnittwinkels in einem Bereich von 75-82°.

Die im erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Stahlfasern, deren Eigenschaften als magnetisch aktiver Teil in Hochgradient-Magnetscheidern deutlich sich gegenüber üblichen Fasern abgrenzen, zeigen eine ausgeprägte Stauchschuppenstruktur mit stark ausgebildeten Graten an den Außenrändern der Faser.

Ausführungsbeispiel Anhand eines Beispieles soll die Herstellung der Stahlfaser und ihre Anwendung in einem Hochgradient-Magnetfeld dargestellt

werden.

Die Herstellung der Stahlfaser erfolgt dabei in einer Einrichtung, wie sie in Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Ein Bund aus dünnem Bandstahl 2, das auf einem Dorn 3 fest verspannt ist, wird stirnseitig durch Drehmeißel 4; 5 bearbeitet. Von der glatten Stirnseite des Bundes wird zunächst durch den Drehmeißel 4 mit feinverzahntem Profil ein Faserbündel

abgearbeitet, durch den in Drehrichtung des Bundes folgenden, jedoch auf der Schneidfläche glatten Drehmeißel 5 die geriffelte

Oberfläche der Bundstirnseite geglättet und ein zweites Faserbündel 6 gewonnen. Beide Faserbündel 6 werden zusammengeführt und für eine weitere Verarbeitung zweckmäßig gebündelt bzw. aufgehaspelt. Im Vergleich der erfindungsgemäß hergestellten Stahlfasern mit herkömmlichen Stahlfasern wurden die Ergebnisse von Versuchen zur Absicherung von Eisen- und Titanoxiden in einer Kaolinsuspension, die in einem Hochgradient-Labor- Magnetscheider durchgeführt wurden, tabellarisch zusammengefaßt. Zum Einsatz als Matrixmaterial l;am eine herkömmliche Stahlfaser (Faserdurchmesser 0,05-0,15mm), in der nachfolgenden Darstellung als Matrix A bezeichnet, konfektioniert in Mattenform und eine erfindungsgemäß hergestellte Stahlfaser mit gleichem Faserdurchmesser, ebenfalls verarbeitet zu Matten

(Matrix S). Die verfahrenstechnischen Randbedingungen, wie magnetische Feldstärke, Suspensions-Fließgeschwindigkeit,

Feststoffgehalt der Suspension usw., waren in beiden Fällen gleich. Die Wertung der Wirksamkeit der Fasermatrixen zeigt sich

im Vergleich der Durchschnittsgehalte mehrerer Versuche sowie des mit dem Magnetprodukt ausgeschiedenen Anteils des

Gesamteisens bzw. -titans. Dabei muß berücksichtigt werden, daß bei derart geringen Fe₂O₃- bzw. TiO₂-Gehalten in der

gereinigten Suspension bereits Verbesserungen um Zehntel % eine bedeutende Qualitätssteigerung der behandelten Produktebewirken.

Reduzierung des Fe₂Oa-Gehaltes:

Matrix	Fe₂O₃-Gehalt d. Aufgabe	TiOj-Gehalt d. Aufgabe	Fe₂O₃-Gehalt !.gereinigter Suspension	Anteil d. Gesamt schadstoffes i.d. magn. Abgängen
A B	6,87%	2,98	1,42% 1,26%	71,3% 75,5%
Reduzierung des TiO₂-Gehaltes:
Matrix	TiO₂-Gehalt !.gereinigter Suspension	Anteil d. Gesamt schadstoffes i. d. magn.Abgängen
A B	1,48% 1,40%	27,2% 31,8%

Aus der tabellarischen Übersicht ist die vorte^:lhaftere Wirkung der erfindungsgemäß hergestellten Stahlfaser ersichtlich. Mikroskopische Untersuchungen an den erfindungsgemäß hergestellten Stahlfasern zeigen, daß die Verbesserung auf die besondere Oberflächenstruktur der Fasern zurückzuführen ist.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Stahlfasern für Hochgradient-Magnetfelder, unter Einsatz von Drehmeißeln mit feinverzahntem und glattem Schneidflächenprofil, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bandstahl aus fei ritischem, korrosionsbeständigem Chromstahl, in der Zusammensetzung von 0,08-0,1% C, 16-18% Cr, ΤΊ < 0,01 % sowie einer Härte HV 30 von 185-200kp/mm² und einer B. uchdehnung von 26-28%, mit einer Schnittgeschwindigkeit von 15-20 m/min und einem Vorschub von 0,03-0,1 mm/Umdrehung sowie einem Werkzeugschnittwinkel von 75-82° abgearbeitet wird.

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