DE1471331A1

DE1471331A1 - Bauxit-Schleifkornmaterial und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE1471331A1
Application number: DE19601471331
Authority: DE
Inventors: Ueltz Herbert Frank Georges
Original assignee: Norton Co
Current assignee: Saint Gobain Abrasives Inc
Priority date: 1959-10-19
Filing date: 1960-10-13
Publication date: 1969-01-23
Also published as: DE1471331B2; GB965231A; US3079243A; SE301107B; BE596068A; ES261215A1

Description

* 9, Alia loae Peienfanwatt·

"^Ua ^1OfiÖ Dr.-lng, HANS RÜSCHKE

DipL-lng. HEiMZ ÄOUUR i Mönchen 27₁ Pieiuenouer Sfr.2

14 7t 33UB

C 19 o56TO/8ob) '

unser Zeichen H 6565/ -K 235

Horton Company» foroester 6, Massachusetts, V. St*. A*.

'•Bauxit-Sohleifkornmaterial und Verfahren zu dessen Herstellung"

Die Erfindung betrifft ein Bauxit-Schleifkornmaterial mit Siög enthaltenden Verunreinigungen und ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Schleifkornmateriais* in dem eäleinierter natürlicher Bauxit sm einem Pulver zerkleinert wird und die Eulverpartikel dann zusammengedruckt werden*

Es wurdin frtOifir vtrsehiedenö Behandlungen für das Verarbeiten von in der Natur vorkommenden Bauxiten irorge»

das Sinter» solöh©r Materialien isweeks

und abrie df ester Gegenstands und gthört©* Alle diese

befassten sich jedoch mit der Herstellung eines geformten Körpers relativ erheblicher Grosse, der für spezielle Zwecke brauchbar war oder in Form von Steinen oder Ziegeln vorlag, die zum Zerkleinern (Grobzerkleinern) nach dem Sintervorgang zwecks Gewinnung der gewünschten Schleifkörner bestimmt warenο

I ■ -

Wenn auch Schleifmittelkörner, wie ζ .Bo solche nach dem USA-Patent 2 725 286,. Vorteile für bestimmte Arten von Schleifarbeiten aufzeigten, wurde doch die Entdeckung unter Einhaltung der hier gegebenen Lehren gemacht, daß man ein noch besseres Schleifmittelprodukt herstellen kann« Wie nach dem USA-Patent ist das Schleifmittel gemäss der Erfindung gut geeignet für Gebrauch bei mit starken Beanspruchungen verknüpften Grobschleifarbeitsvorgängenj und in SchleifPrüfungen wurde bewiesen» daß das nach der Erfindung erzeugte Korn ein weitgehend verbessertes SohXeifvermögen (Schleifwirkung) gegenüber allen bisher bekannten Schleifmitteln besitzt* Grobschleifen (snagging) ist ein Ausdruck für die Schilderung eines mit schwerer leanspruöhung verbundenen Schleifarbeitsvorganges, der sich gegen die Oberfläche eines Blockes oder Barrens, euB» von einem rostfreien Stahl vollzieht» der zum Var* ader Bearbeiten in Walzwerken in den richtigen Zustand gebracht wird*

#Οθΐ04/-Ο7θ-1

Es ist ein Verfahren zum' herstellen von Sohle if körpern bekannt (DBP 939 377), dessen Herstellung durch Auftreiben des Oxydschlickers, vorzugsweise mit Wasserstoffperoxyd und anschliessendeiirBrennen erfolgt· Dies ergibt jedoch Schleifkörper mit porösem Korn.

Es ist die der Erfindung zu G-runde liegende Aufgabe, ein Sohleifmaterial zu schaffen, das eine sehr grosse

Dichte und eine besonders harte Oberfläche der Einzelkörner

aufweist.

Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß jedes Korn eine gegenüber seinem Inneren härtete Oberfläche aufweint, die einzelnen Kristalle jedes Korns vollständig selbstgebunden sind und eine Grosse von unter T/u bis nicht über 30 / /u aufweisen, und daß die SiOp-Phase in den Zwischenräumen zwischen den wahllos orientierten Kristallen jedes Korns gleichmässig verteilt ist.

G-emäss der Erfindung wird ein Schleifkornmatörial geschaffen, das gesinterte Körner von Bauxit- aufweist, wobei jedes Korn-das Kennseichen einer all-gemein glatten Oberfläche von seiner -Sinterung her 'besitzt iühd in^isiich; «"ine regellxj^e- _; (nichtbevorzugt'e)^c 'Kristallorientievfeung' außKeässdl^,;. wq>b'ei -ein.·.>-..;^. grosser Anteil der Kristalle eine G-rösse von etwa 5 Mikron

bis 30 Llikroii hat«

• -4-

90980A/0791_hftrAv ...._ BAD OfUQWAL.

-A-

Auch wird gemäss der Erfindung ein Arbeitsverfahren
für die Herstellung des genannten Schleifkornmaterials+ vorgeschlagen, das aus folgenden Stufen besteht«
Die Bauxitteilchen werden in Anpassung auf die endgültige Schleifkorngrösse agglomeriert und.bei einer Temperatur von etwa 1370 bis 1570 C während eines Zeitraums von
etwa 4 Stunden bis 15 Minuten gesintert, wobei die Zeit umso kürzer ist, Je höher die Temperatur ist»

Dabei kann man die Sinterung durch kontinuierliches Einbringen der in Anpassung auf die endgültige Schleifkorngrösse agglomerierten Bauxit teilchen in einen Drehrohrofen durchführen ο

Zum Unterschied zu den bekannten lehren und unter Befolgen der Erfindung wird Haturbauxitmaterial nach Unterwerfen einer Vorbehandlung zu agglomerierten (zusammengeballten) Partikelmassen ausgebildet, die den gewünschten Korngrössenbereich für das Schleifmittel nach der Erfindung aufweiseno Dann werden die zusammengeballten Massen zwecks Erzeugen des fertigen Schleifkornes einer Sinterungsstufe unterworfen«.

Wie in dem USA-Patent 2 725 286 angeführt wird, wurde es früher als notwendig gelehrt, eine gebrannte Schleifmittel-

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zusammensetzung zu zerkleinern ("brechen) und dieses zerkleinerte Material für Gebrauch' in Schleifscheiben auf Feinheit (des Kornes) abzusieheno Bei diesem bekannten Arbeitsverfahren ergibt sich ein Abfall an Feingut, der nicht leicht wieder in den Kreislauf geführt werden kann, und weiterhin scheint der reine Vorgang eines Zerkleinerns eines gehärteten Kornes schwächere Gestaltungsformen von Körnern zu erzeugen»

Die Körner gemäss der Erfindung werden unmittelbar auf ihre Grosse ausgebildet und erhalten vorzugsweise vor der Brennoder Sinterungsstufe eine feste Gestalt; sie können nicht nur ohne Durchführung des schwierigen Brechens und Siebens eines hartgewordenen Schleifmittels, wie dies bisher typisch war, gefertigt werden; sondern es wurde festgestellt, daß die Schleifmittelkörner gemäss der Erfindung in eine harzfÖrmige Grobschleifscheibe (Vorsohleifscheibe) eingearbeitet oder einverleibt werden können, um ZoB. eine viel grössere Menge von Werkstoffentfernung im Verhältnis zur Scheiben-^ abnutzung zu bewirken, im Vergleich mit irgendeinem der bekannten Grobschleifmittel, die bisher benutzt wurdeno

Kürz gesagt wird bei Durchführung der Erfindung vorzugsweise Gebrauch von einem calcinierten ijaturbauxit als Ausgangsmaterial gemacht <» Ein solcher Bauxit wird auf Pulverform kleinert, die ein© sehr kleine durchschnittliche

aufweist· Vor dem Sintern wird der gepulverte Bauxit zusammengedrängt oder verdichtet (kompaktiert) und zu agglomerierten Massen aus Partikeln ausgebildet, wobei jede einzelne Masse von solchen Partikeln auf eine Grosse so klassiert wird, daß diese innerhalb eines Bereiches fällt, der annähernd der-

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selbe oder etwas grosser als der gewünschte Grössenbereich und der Grössenverteilung ist, die im fertigen Schleifkorn verlangt sein mag.

"Die"grünen" aus Partikeln zusammengeballten (agglomerierdien) Massen werden vorzugsweise vor dem Sintern gebildet, um die festeste Korngestaltsform zu haben, die vereinbar ist mit dem Gebrauch, dem das Fertigprodukt zugeführt vrerden sollo Diese Gestalt soll der Lehre nach allgemein kugelförmig sein, muss aber eine hinreichende knollige Oberflächenausbildungsform haben, um eine feste Bindung mit dem Harz oder einem anderen

gewählten Binder zu ermöglichen<■ Die ausgeformten und zugerich- -

teten (sized) Körner werden dann bei einer Höchsttemperatur·

unterhalb der Schmelztemperatur des Bauxits gesintert, um einen geregelten Grad an ITmkristallisation innerhalb der Körner hervorzurufen, wobei das Sintern so genügend lange fortgesetzt wird, daß die Bildung (formung) der erfindungsgemässen Körner vollendet wirdt Die fertigen Körner können dann erneut gesiebt und klassiert werden, wie dies für die einzelne besondere Benutzung, für die das Korn bestimmt ist, erfqrderlich ist. $un folgt eine ausführlichere Beschreibung d§r vorliegenden Erfindung ο

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—Υ—

Bei der Herstellung des Schleifmittelproduktes der Erfindung v/ird Naturbauxit, so wie er von der Abbaus teile herkommt, vorzugsweise Calcinierungs- und Vorzerkleinerungsstufen (Brechen) ausgesetzte Gewöhnlich erfolgt die Caleinierung an der Abbausteile, und dort wird der dehydratisierte Bauxit auf einen Grossenbereich von roh 25,4 nun. -Stücken oder feiner zerkleinert· Hierzu dienten mit Erfolg Demerara, Surinam-Bauxites wie auch ein heimische und Metallsorten von Arkansas-Bauxit ο Ihre Erze sind leicht verfügbar und unter Hinweis auf die Beschreibung, in der die einschränkenden Faktoren durch einfache Versuche heraus bestimmt werden, ist zu ersehen, daß ein geschulter Chemiker imstande sein wird, andere benutzbare Bauxite im voraus zu nennen oder einzuplanen.

Die folgenden Zahlenwerte zeigen die Bereiche von Analysen von Bauxiten, die denen ähnlich oder gleich sind, mit denen in der Erfindung gearbeitet wird. Bekanntlich weichen Zusammensetzungen natürlich vorkommender Bauxite voneinander sogar mit Unterschieden innerhalb verschiedener Bereiche an derselben Abbaustelle ab, hinsichtlich ihres Anteilverhältnisses samt den anderen Verbindungen; und daher soll die folgende tabellenmässige Aufstellung nur als allgemein typisch für die Zusammensetzungen derjenigen Bauxitsorten angesehen v/erden, die für die Erzeugung zufriedenstellender Schleifmittelkörner benutzt sind ο · . ,

-8-

909804/0791 _At „ _f

* <-; v 8 \ a Q 8 $ o ■;

Analysen vom calcinierten Bauxit

TiO,

H₉O Glühverlust * b.etwa 1000⁰C

MgO

	. 4,16 5,49	bis	2,68 8,65	bis
em erara	5,65 •6,14	bis	1,41 1,65	bis
	.3,o6 :4,O1	bis	2,26 4,85	bis

2,24 bis 79j98 bis o,1o bis 2,66 92,82 o,34

2,75 bis 89,o1 bis o,16 bis 3,o9 89,17 1,32

3,18 bis 87,17 bis o,34 bis 3,5o 89,44 1,61

o,12 bis 0,09 bis o,o1 bis o,25 o,24 0,06

o,21

o,o5

o,28

o,23

. 0,08

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CO CO

Der calcin.ie.rte. Haturbauxit wird dann einer weiteren Grobzerkleinerung oder einem anderen geeigneten Arbeitsvorgang unterworfen, um seine Größe auf eine annähernd solche zu verringern, daß er beim Sieben durch ein Sieb von etwa 1,19 Bim lichter Maschenwexte (16 mesh) oder feiner hindurchgehen würde. Das Material braucht in diesem Stadium nicht abgesiebt zu werden und eine annähernde Sortierung der Größe nach in der Größenordnung des Siebes mit einer i lichten Maschenweite von 1,19 nun kann mit einem Durchgang durch eine geeignete Walzenmühle vollendet werden, in der die Walzen zueinander dicht eingesetzt sind.

Der (grob) zerkleinerte Bauxit kann dann weiterhin hinsichtlich seiner Partikelgröße, wie z. B. durch Behandeln in einer Kugelmünle größenmaßig vermindert werden. Zu diesem Zweck wird der zerkleinerte Bauxit vorzugsweise in. eine Aufschlämmung annähhernd mit gleichen Gewichten

von Wasser und Bauxit übergeführt, um eine passende Konsistenz in der dem Arbeitsgang in der Kugelmühle eingebrachten Beschickung zu erzeugen. Die Bauxite der oben aufgezählten Art können dieser Kugelmühlenbehandlung in einer herkömmlichen Mühlenart, wie a. B. einer 76,20 cm χ 76,20 ' -· cm (3O'' χ 30'') mit Porzellan ausgekleideten Mühle, unterworfen werden, die auf etwa 35 U/Min, angetrieben ist. Bine-derartige Mühle kann mit 272,16 kg von Tonerdekugeln, 72,57 kg Wasser und 68,04 kg mittels Walzen grobzerkleiner- ,

" ¹⁰ " 147133t

ten Bauxits· beschickt und bis zu 24 Std. betrieben werden; im Verlauf dieser Zeit werden die vorzerkleiner ten Bauxitpartikel weiterhin in ihrer Größe bis zu einem Durchschnitt vermindert, die in der Größenordnung von 4-5 Mikron angenommen wird. Diese Kugelmühlenbearbeitung wird nur solange wie nötig fortgesetzt, was von dem Endgebrauch des Produktes abhängt. Für bestimmte Verwendungen mag die Partike !größenverteilung nicht zu entscheidend sein, während für andere Benutzungen die Mühlenbehandlung solange fortgesetzt -werden muß, bis die wirkliche Partikelgrößenverteilung im Bereich von unter einem Mikron bis zu 10-12 Mikron mit einem beträchtlichen Anteil unter 4 Mikron größenmäßig liegt. Zum Herstellen von Grobschleifmitteln wurde festgestellt, daß, wenn ein wesentlicher Anteil an Partikeln größer als 12 Mikron vorliegt, die Körner, die aus einem Pulver mit einem überschüssigen Gehalt an solchen Partikeln erzeugt sind, nicht die beste Schleifleistung geben. Die Größe der Partikel in der Größenordnung derjenigen, die durch einen wie oben beschriebenen Arbeitsvorgang in einer Kugelmühle erzeugt wurde, kann man in einem Reichert Projektionsmikroskop sehen und' annähernd auf ihren Wert messen, das ein Objektiv von 100 Power hat, so daß sich ein 1000-fach vergrößertes Bild ergibt.

Bs wird zu verstehen gegeben, daß andere Methoden oder Mittel für das Reduzieren des grobzerkleinerten {cru

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Bauxitiaaterial zu den "benötigten Partikeln sehr feiner Größe angewenuet werden können. Es kann ein 'Behandeln in einer Strahlmühle (Jet-Mühle) unter Pressluftanschluß vorgenommen werden, um das vorzerkleinerte (gebrochene) Produkt in bekannter Weise zu zerkleinern. Es können Kugeltrockenaufbereitungs- und möglicherweise andere 'Vermahlungssysteme verknüpft mit geeignetem Bewegen und Eontrolle vorgesehen werden, die der Erzeugung eines passenden Bereiches der Partikelgrößen und Gestaltungsformen gleich den Partikeln angepaßt werden können, die durch Naßvermaiilen in der Kugelmühle erzeugt sindj derartige andere Systeme werden in dieser Erfindung mit in Betracht gezogen.

Dort, wo eine Naßaufbereitung in der Kugelmühle angewendet wird, fließt die Aufschlämmung (Brei) von gemanlenen Bauxitpartikeln aus der Hühlenvorrichtung heraus und wird dann getrocknet. In Abhängigkeit von den Eigenschaften des einzelnen "besonderen Bauxits gebraucht man mehr oder v.eaiger Wasser für Erzeugen bester Viskosität für aen Kugeiiaahlvorgangl Die Aufschlämmung kann in irgendeiner herkömmlichen Weise getrocknet werden, wie z. B. durch Abdampfen; bei einer Temperatür von annähernd 85° G kann eiiie Scaicht von iO*,16"oder 12,70 "cm aus dem'Schlamm, in etwa 48 Std. in einer normalen Atmosphäre getrocknet werden. Auch können Arbeitsverfahren^¹ wife 'ζ. Bl' Filterung"' ■^zwecks 'Beschleunigung

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ein Trommeltrockner oder andere Trocknungseinriqhtuhgen zur Anwendung kommen.

Der so getrocknete Bauxit liegt gewöhnlich in Form eines weichen Kuchens vor oder enthält Klumpen, die leicht durch Führen durch eine Walzenbrechmühle heruntergewalzt werden können. Ein gleichmäßig feines trockenes Pulver fällt au s dem Brechwalzwerk heraus und wird für Ausbildung zu Massen mit bestimmtem Kornformat einer weiteren Verarbeitung unterworfen.

Dieses Pulver oder ein Pulver, das demjenigen aus der Naßaufbereitung in einer Kugelmühle und aus der anschließenden Trocknung entspricht, kann dann einem Verdichtungs- und Formungsverfahrensgang unterwerfen werden, um vorgelegte Massen von den Partikeln zu selbständigen (selfsustaining) Körpern zu agglomerieren. Das Verdichten (Zusammendrücken) und Formen dieses Pulvers, das nicht freifließend ist, kann auf einem von mehreren verschiedenen Wegen durchgeführt werden.

Geiiiäß der Erfindung werden vorzugsweise abgemessene Mengen des Pulvers einer Preß einrichtung unterworfen, die geeignet ist für Erzeugen eines Druckes bis zu etwa 7Oj,15 kg/am (5 tons per square inch), der die Partikel mechanisch zu einer Beschaffenheit verpreßt, bei der praktisch alle Partikel mit allen der am nächsten liegender

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angrenzenden Partikeln in der Masse, soweit dies möglich ist, siGh berühren, wobei an den Berührungspunkten ein Kristallwachstum vorgetrieben wird. Drucke oberhalb 703,15 kg/cm scheinen im Endprodukt keine bemerkenswerte Wirkung hervorzurufen, und doch muß der Druck von dieser Größenordnung sein, um so dicht wie nur möglich ein zusammengedrücktes Produkt herzustellen. Das in dieser Weise agglomerierte gepulverte Material hat genügend Festigkeit, um sich-selbsttragend durch alle restlichen Behandlungsstufen zu sein.

Bei dem bis heute praktisch durchgeführten Arbeitsverfahren wurden Kuchen vom gepulverten Bauxitmaterial, mit einem Durchmesser von annähernd 17,78 cm und einer Dicke von annähernd 3,810 cm, so hergestellt, daß man das •Pulver in eine geeignete Form auf einer hydraulischen Presse einbrachte und es nach mehreren Stoß-Stufen einem Druck von 703,15 kg/cm (5 tons per square inch) aussetzte. Der so entstaäene "grüne" Kuchen kann einige Preßlamellierungen aufzeigen, da §r dann oeäoch durch eine in geeigneter Weise eingestellte Klemmbacke oder eine andere herkömmlicki Granuliervorrichtung laufen gelassen wird, um den 17,78 cm - Kuchen zu Massen kleiner Größe von agglomerierten Partikeln zu reduzieren, ist diese Schichtung nicht, unzulässig. Diese grünen Kuchen haben nach Feststellung z. B. eine solche physikalische Zusammensetzung,

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daß sie mit der Hand auf einem Schüttelsieb geschlagen werden können, um sie zur verlangten Körnergröße herunterzuschlagen.

Die agglomerierten Partikelmassen aus dem Grobzerkleinerungsvorsang werden dann gesiebt und njaschließend sortiert. Die Granulate, die durch ein Sieb von 3,56 mm 1. M. (lichter Maschenweite) hindurchgehen und von einem Sieb mit. einer lichten Maschenweite von 1,19 oua (16 mesh) zurückgehalten werden, liegen in dem Größenbereich, dier für bestimmte Arten von Schleifmittelkörnern benutzt wird; und solche Massen von agglomerierten Partikeln aus verpreßtem Pulver eines grobzerkleinerten Bauxits werden gesammelt, wobei die anderen grünen Absiebungen in den Kreislauf rückgeführt werden. Bs wurden mehrere Siebungsverfahrei benutzt; das am meisten zufriedenstellende war hierbei ein. Rotations- oder rundlaufendes Sieb, das zum gleichzeitigen Sortieren und Formen der Körner durch Trouime!wirkung dient. Bei Benutzung anderer Verrichtungen zur Größenbemessung kann es erwünscht sein, die grünen Massen in einer Trommel zu stürzen, um sie vor der Sinterung abzurunden.

Das fein gemahlene Pulver wurde zu agglomerierten Massen auch durch ein Auspreßverfahren unter sehr hohem Druck geformt. Ih diesem Falle kann ein zeitweiliger organischer Binder in Form von Dextrin oder eines Schmier-

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fettproduktes "benutzt werden, das "beim Brand aus dem Produkt herausbrennt. Die Auswahl des Bindemittels muß aber sorgfältig vorgenommen werden, damit das eine ausgesuchte mit Sicherheit nicht störend auf die Umkristallisierung einwirkt und es ermöglicht wird, die Feinpartikel in innige Berührung miteinander zu pressen. Ein mit einem solchen Bindemittel vermischtes Bauxitpulver wurde mit Erfolg durch ein rundes Mundstück mit einem Durchmesser von 3,04-8 mm verpreßt. Die entstandenen Stränge (Schnüre) können zu Kornnennlängen geschnitten und die Stücke trciumelbehandelt werden, um ihre Gestalt für das Sintern zu verbessern.

Andere nach Korngröße klassierte Agf-omerationen von Partikeln wurden unmittelbar durch Bildung in Kautschuk-(Gummi-) Formen hergestellt, die für das Umhüllen des Pulvers und Erzeugung eines hydrostatischen Druckes auf aieses verschlossen (trapped) werden können. Da jede Druckabstufung in solcher Verformungseinrichtung erzeugt ^ werden kann, werden in diesem Falle zeitweilige Binder nicht benötigt. Auch die zusammengedrängten (kompaktierten) and verformten «lassen können leicht aus der Gummiform dare ι Wenden deren Innseite nach außen abgestreift werden.

Auch -.v.irde eine Stokes Tablettenpreßmaschine zur Herstellung uer gewünschten agglomerierten-Massen benutzt, ja der gepulverte Bauxit edoch nicht· fr:e if-ließend ist .

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und mit Rücksicht auf die relativ geringe Größe der agglomerierten Massen werden andere Verfahren zum Zusammendrücken (Kompaktieren) und Ausbilden bevorzugt.

Falls nötig werden die gesammelten agglomerierten Massen einer weiteren Verarbeitung unterworfen, um die gesonderten- (diskreten) Massen für Erzeugung fester. Körnerformate zu profilieren. Die bevorzugte Gestaltungsf orm ist annähernd kugelig, wobei aber die einzelnen Körner so genügend knorrig sind, daß ein festes Ineinandergreifen innerhalb der Bindung bewirkt wird. Das etwa 20-minütige Umwälzen der gesiebten Massen gegeneinander in einer Trommel hat sich als ganz wirksam für ein passendes Gestalten der Körner herausgestellt, die aus einem verpreßten grünen Ziegel hergestellt wurden. Oben wurde vorgeschlagen, das Formgestalten gegebenenfalls gleichzeitig mit dem Sieben der Körner auf Rotationssieben oder auf anderen kraftangetriebenen Schüttel- oder Kreiselsieben durch zuführen. Die in diesem Grobzerkleinerungs-, Siebungs- und Gestaltungsverfa-rensgang erzeugten Feinstoffe können unmittelbar zur Walzenbrecherbeschickun^ rückgeführt werden, und es wurae bei Einhaltung der bevorzugten Preß-, Grobzerkleinerungs-, Abäeb- una Fo-rmgeounusstufen, v.ie sie oben umrissen sind, festgestellt, äa2 als Ausbeute annähern« 55 - 68 % an "grünen" agglomerierten !,lassen erzeugt wurden.

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Die grünen. Körner sind nun fertig zum Brennen "bei einer Sinterangsteinperatur, die gewöhnlich verschieden ist und für jeden dieser Verarbeitungsart unterworfenen Bauxit ,■bestimmt werden kann. Bei den mehreren verschiedenen Bauxiten, mit denen hier gearbeitet wurde, fiel die optimale Sinterungstemperatur in den Bereich von 1375° - 1570° C. Die Temperatur, "bei der ein einzelner besonderer Bauxit gesintert werden kann, kann variiert werden; aber verbesserte Ergebnisse sind erzielbar, vorausgesetzt, daß das Sintern in einem Grad-Bereich an der einen oder anderen Seite der optimalen Temperatur durchgeführt wird, bei der die Bauxitpartikel wirksam umkristallisiert werden können» Bs ist darauf hinzuweisen, daß die gemäß der Erfindung empfohlenen Sintertemperatüren für jeden einzelnen Bauxit, wie dies noch später hier ausführlich hervorgeht, unter der der Schmelztemperatur für solchen Bauxit liegen. Die Sintertemperatur lenkt die Umkristallisationsgeschwindigkeitk-eweitgehend, aber die Länge der Zeit, in der die kornklassierten Massen der Hitze bei einer festgelegten Temperatur ausgesetzt sind, weist auch einen'Zusammenhang auf, ist aber weniger entscheidend als die ausgewählte Temperatur. So kann eine wirksame Umkristallisierung bei einer Sintertemperatur von 1425° C bei einer Glühzeit von 10 - 20 Stunden vollendet werden; und derselbe Bauxit wurde effektiv 15 Minuten bei 1570° O für Erzeugung eines guten Kornes hoher Dichte behandelt.

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Das Sintern kann auf verschiedenem Wege erfolgen; es wurde festgestellt, daß bei Gebrauch eines Tunnelofens die Körner in einer 10,16 ein tiefen Schicht in einer Kapsel zum Durchlaufen des Ofens angeordnet werden können. Beim Gang durch solchen Ofen werden die Körner einem Temperaturbereich bis zur Sinterte.jperatur ausgesetzt und bei dieser mindestens 4-5 Std. gehalten. Das entstandene gesinterte Korn kann man leicht aus der Kapsel nach Kühlung herausnehmen. Nach Feststellung wurden die einzelnen Körner in ein gehärtetes Schleifmitteiprodukt übergeführt, das ungewöhnlich gute Eigenschaften" für Ausputzarbeitsgänge hat. JJs wird festgestellt werden, daß die Körner in der Kapsel locker aneinander gebunden sind; aber die Körner lassen sich leicht voneinander durch einen geringen Druckaufwand wevbrechen, wie durch einen solchen Druck, der durch Quetschen der zusammengepappten Körner von Hand erzeugt wird.

Gemäß der Erfindung wurden zufriedenstellende Körnerprodukte in einem elektrischen Widerstandsofen wie in einem gasbefeuerten Ofen hergestellt. Aus Demerara-Bauxit wurde ein gesintertes Korn durch ununterbrochenes Zuleiten eines Stromes aus fTennkornagglomeraten durch einen gasbefeuerten Drehofen, in dem sie bei einer Durchschnittstemperatur von etwa 1570° O gebrannt wurden, gewonnen. Die Körner wurden durch den Drehofen innerhalb

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15 Minuten oder darunter geführt. Im letzten Falle umstürzten sich die Körner durch den Ofen im B-rennverlauf; es trat kein Zusammenkleben auf,

Ungeachtet der für die völlige Erzielung der gewünschten Umkr ist alii sation "benutzten Sinter temperatur und Zeitlänge wurde festgestellt, daß, wenn die Partikel in der Masse der Körner in richtige Berührung "beim Anlaufen der Sinterungsstufe kommen, eine lineare Schwindung (Schrumpfung) von etwa 20 % auftritt. Dies wird hervorgerufen durch die Partikel in den agglomerierten Massen, die sich unter Erzeugen von Kristallen größer^exs tückiger Größe als die Partikel selbst umbilden, so daß sich die Partikel schließlich in die kompaktere kristalline Form verfestigen.

Die unter Einhalten der Lehre der Erfindung erzeugten Körner werden gewöhnlich in einem Größenbereich eines Kornes von 2,00 - Q,:.;4 lichter Maschenweite (10 - 20 mesh) klassiert. Derartige Körner werden in einem Harzbinder eingebunden und können anderenfalls in einer Schleifscheibe nach folgenden üblichen Lehren für Gebrauch als Grobschliff- oder Vorschleif-Sohleifmittel eingearbeitet werden. Die Körner gemäß der Erfindung arbeiten gleichbleibend gut in allen Sortea von Grobscaleifscheiben, einschließlich solcher , bei aenen man allgemein .bekannte Füllstoffe verwendet, ciio den Wirkungsgraa der Gi obpciileifarbeit stiegern.

Bsi praktiscner Durcafüarung der Erfindung wurden

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Körner aus Bauxit hergestellt, der in Arkansas, Surinam und aus demjenigen, der entlang des Demerara River angebaut wird. Der Arkansas Bauxit kann weiterhin den Hausund Metallqualitäten zugeordnet werden. Alle diese Bauxitmaterialien verbesserten die Ergebnisse im Vergleich zu Schleifmittelkörnern aus demselben Material aus "bisher bekannten Arbeitsverfahren. Typische Zusammensetzungsbereiche für gegebene Proben dieser Bauxite sind oben angeführt worden.

Prüfungen haben ergeben, da3 natürliche Bauxitmaterialien, nach Pulverisierung und Ausbildung zu agglomerierten Massen eine optimale Sinterungstemperatur wie folgt haben: · ■

g ο 9 3 c	Arkansas	1410°	G
	Metailqualität	1375°	G
€D -A	Einheimische Qualität	1570°	C
	Demerara	1505°	G
	Surinam . .

Wie dargelegt ist aie Sinterte ,.perafcux· iür jeaen Tiaaxit ziemlich entscheidend, und während die afigloiuerierten ilas- ' sen bei einer 'Temperatur ce sintert r/erden j;ö:men, aie etwa von Jenen angegebenen abweicht, ist die Zeit des Aüssetzen§ des Kornes der .Hitze /Dei uer Temperatur viel τ/eniger kritisch. Der wichtige Tatbestanc ist aer, da3 Ll^ Gin- < ter'j.i-^;" ce± einer Temperatur unter _ulb -.er . BAD ORIß^rNAL

Schmelztemperatur für den einzelnen besonderen Bauxit und eine so genügende Zeit durchgeführt werden muß, daß ein wirksames -Ausmaß an Umkristallisation "bewirkt wird, so daß eine feinkörnige, gleichmäßige,.sichtbar werdende mikrokristalline Struktur innerhalb der Masse eines jeden Kornes erzeugt wird. "

Die Pichten der entstandenen Körner variieren beträchtlich in Abhängigkeit von der Porosität des Kornes, wenn dieses mechanischem Druck ausgesetzt ist. Die Brositat hängt zum Teil von dem Grad des zum Zusammendrucken (Kompaktieren) des Kornes und auch etwas von Art und Menge der im Naturbauxit vorhandenen Verunreinigungen ab. Die Dichte des gebrannten Kornes ist eine wichtige Sigensehaft. die kennzeichnend für die Qualität des erfindungsgemäß entstandenen Produktes ist, die gemessen oder angenähert auf verschiedenem Wege werden kann; für die Zwecke der Prüfungen in der Erfindung scheint die Pyknometer-Methode die beste zu sein. Um die Dichte nach diesem System herauszufinden, erhält man die Dichte einer Hauptmasseprobe und miSt sie wieder nach einem mäßigen Grobzerkleinerungsgrad. Die Probe wird dann schrittweise unterteilt und die Dichte festgestellt und bei jeder anschließenden Zerkleinerung aufgezeichnet. Wenn die Dicütessahl zum Verflachen neigt und keine weitere federung bemekrt wird nach einem anschließenden Grobzerkleinem, dann kann an» genommen werden, daß alle Porgn beseitigt wurden und daß

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der letzte Dichtigkeitswert gleich der theoretischen Dichte des Produktes ist, je höher die Dichte, desto eng anliegender nähert sie sich der theoretischen Dichte für dieses Produkt und desto "besser ist das Korn für stark "beanspruchtes Schleifen.

Die tatsächliche, innerhalb der Körner sich abspielende Umkristallisation kann in einer miskroskopischen Untersuchung der gebrannten Körner ersehen werden. Die Körner können für diesen Zweck so lange grobzerkleinert werden, "bis eine durchsichtige Partikelgröße erzeugt ist. Die Einzelkristalle können dann untersucht und gezählt werden. Es wurde festgestellt, aaß sich in den gemäß der Erfindung erzeugten Körnern ein Kristallwachstum gleich der etwa_ zweifachen Größe der Ausgangspartikel im ursprünglichen Pulver zeigt. So ergibt sich mit einem Korn, das eine durchschnittliche Partikelgröße von 4 Mikron aufweist, ein durchschnittliches Kristallanwachsen auf 8-10 Mikron, wenn ein passendes Sintern erfolgte. Sin "Unterbrennen" während des Sinterungsvorganges (eine zu niedrige {Temperatur oder, was weniger entscheidend ist, Brennen für eine zu kurze Zeit) führt zu kleineren Kristallen und ergibt einen schwach verfestigten Körper. Bei einem übermäßigen (iTbej?-) Brande tritt ein unzulässiges Kr ist allwachst.um auf und kann Anlaß zu Bläherseheinungen geben, Ss wird angenommen, daß diese lenkung der Umkristallisierung unter

Einhaltung der Lehren der Erfindung einer der Faktoren

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sein mag, der die überraschenden angegebenen Ergebnisse herbeif iihrt.

Eine andere kennzeichnende Eigenschaft des erfindungsgemä3en Produktes, das über die Struktur etwas aussagt, ergibt sich aus der Sandgebläsedurchdringungsprüfung, die wirklich eine Prüfung auf Abnutzung durch Kerbschlag ist. IL'ine Probe von einem gegebenen Produkt wird der Kerbschlagwirkung (impact effect) ausgesetzt, die durch Blasen einer festgelegten Menge von einem besonders bezeichneten Sand gegen eine Oberiläche des Produktes bei einem besonderen Luftdruck hervorgerufen wird. Die bei den durchgeführten Versuchen erhaltenen Vierte bei den Versuchen mit dem Sand%ebläse sind diejenigen Ergebnisse, die von entweder eineJi oaer 2,3 oder 4 Gebläsestößen herrühren, die jev/siiü mit 253 cc ja. eines Standard-Kieselsäuresandes (Ottawa) mit einer Größe von 24-30 Grit gemacht wurden, una. zwar aurcii Blasen (Strahlen) durch eine Düse, deren "Durchmesser 6,350 mm betrug, bei einem Gebläsewind bei 1,75 kg/cm Druck über eine Zeit von 30 Sekunden.

ά.--s „'enrii-iüx-nprodukt (grain sized product) gemäß der'ürf indan- nicht unmittelbar .lurch diese Sandblasverfaiix'en mit Rücksicht aaf aie relativ geringe Größe der erzeugten Körner geprüft werden kann, wurden Prüfscheiben .uit einem· "D^rei-iÄGSser von 5>08 ca aus demselben gepulverten

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Bauxitmaterial gefertigt, aber in derselben Weise gebrannt. In bestimmten Fällen können die .Scheiben auch so untersucht werden, daß ein Hinweis auf die lineare Schrumpfung, die sich aus der Brennstufe ergibt, gegeben wird. Solche Scheiben können der oben beschriebenen Durchdringungsprüfung mit eiern Sandgebläse nach dem Brande unterworfen werden, um die Zähigkeit (Widerstandsfähigkeit) des gebrannten Produktes gegen Abirieb durch Schlagwirkung festzuhalten. Bin gutes Schleifkorn soll eine Penetration von weniger als 0,05 mm, vorzugsweise von nur 0,00 - 0,02 mm beim ersten Schluß zeigen. Die erste BJieung (Scauß) gegen die Scheiben, erzeugt aus dem Naturbauxitpulver, wie dies hier dargelegt wird, zeigt eine geringe Penetration als aufeinanderfolgende Blasungen, was darauf hinweist, daß die Oberfläche härter oder widerstandsfähiger gegenüber einem Abrieb durch Schlagwirkung als das Innere ist. So kann vernunftmäßiß bedacht werden, daß jede einzelne der erfindungsgemäßen kornklassierten Müssen eine höhere Oberfläche oder Haut hat, was. ein wichtiger Yorteil in einem Sohleifmitte!produkt ist.

Um einen Vergleich hinsicatlich der HMrte des erfinaungsgemäßen Produktes und der Härte einer bekannten Substanz zu zeigen, wurde ein Stück Scheibenglas· derselben Sand-Gebläseprüfung unterzogen. Die Penetration bei;a ersten Blasen betrug 4,41 jam ia Vereinich zu 0,0^ zua bei demselben Vorgang gecen das Produkt uaci eier A'rf indu_ig. So icb as

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offenbar, daß ein gesintertes Produkt, z. B. ein solches nach der Lehre der Erfindung annähernd 220 mal so widerstandsfähig (sähe) gegen Sandgebläsedurchdringung oder Abrieb durch Stoß oder Schlag ist, als es der lall bei Scheibenglas ist«

Beispiel 1

Bei einem typischen praktischen Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung wurde ein calcinierter Demerara-Bauxit einer Bearbeitung in einer Kugelmühle unterworfen. Diese Arbeit in der Kugelmühle wurde an grobzerkleinertem (gebrochenem) Bauxit durchgeführt, der eine Partikelgröße von etwa 1,19 lichter Maschenweite (16 mesh) und feiner iiatte, wobei das zerkleinerte Material zu einer Aufschlämmung (Brei) mit gleichen Gewichtsmengen von Wasser und Bauxit ausgebildet wurde. Eine mit Prozellan ausgekleidete Mühle (76,20 cm χ 76,20 cm) wurde mit etwa 294,84 kg herkömmlicher hochtonerdehaltiger Kugeln und etwa 136,Od fcg Aufschlämmung beschickt. l>ie Mühle 'wurde 24 Stunden bei etwa 35 U/Min, in Rotation versetzt.

Beim Betrachten des entstandenen Mühlenprpduktes in einem Eeichert-Projektionsmikroskop und bei einer etwa 1000-facehen Vergrößerung zeigte sich eine durchschnittliche Teilchengröße von etwa 4-5 Mikron mit sehr

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wenigen Partikeln über etwa 12 Mikron. Es wird jedoch angenommen, daß'"bei dem Maiilv or gang in der Kugelmühle viele Partikel unter einem Mikron erzeugt warden, wobei diese Partikel mit einer Größenklassierung inter 1 Mikron am Reichert-Mikroskop nicht gesehen werden konnten.

Die Aufschlämmung wurde aus der Ilühle herausgegossen und in einer 10,16 - 12,70 cm - SchiGht durch Abdampfen um 85° C herum getrocknet. Dieser Trocknungsar beitsjang erforderte etwa 48 Stunden, undder entstandene Kuchen ließ sich leicht in einem Walzenbrecher zu einem jTuiver zerkleinern.

Das trockene Pulver wurde in einem zylindrischen Formwerkzeug (Durchmesse!¹ = 1'7,?8 cm) angeordnet und ein Druck von 703,15 kg/cm (5 tons per square inch) auf aas Pulver ausgeübt, wobei mehrere Stoß-Stufen für Vollendung des Preßvorganges vorgenommen wurden. Es entstand ein "· Kuchen mit einer Dicice von 38,10 mm, der dann aus der 3?orm abgestreift wurde.

Die "grünen" Kuchen wurden auf ein Schwingsieb gelegt und wiederholt mit einem stumpfen Gerät geschlagen, das handgeführt wurde, so daß die Kuchen zu Granulaten mit einer Größe aufgebrochen wurden, da~ sie durch das Sieb ffcLelen; so erhielt man eine Höchstausbeute mit einer geringsten Menge an anbrauchbaren Feinanteilen. - Die Granulate bestanden je aus einem agglomerierten Gebilde aus ..,.,,. 909 8 0· A/0791

dicht aneinanaer gepreßten Partikeln. Diese agglomerierten Massen wurden dann ,durch ein Nest sieb klassiert, und diejenigen, die durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 3,36 mm (6 mesh) hindurchgingen und auf einem Sieb mit einer lichten Iviaschenweite von 1,19 nim (16 mesh) ■zurückgehalten wurden, wurden gesammelt. Die anderen Größen der grünen Agglomerate wurden in den Kreislauf zurückgeführt.

Die gesammelten Agglomerate wurden dann in einem elektrischen Wiaerstandsofen auf eine Temperatur von etwa 15^0° G gebracht und bei dieser 'Temperatur 4 Stunden durchwärmt gehalten, um die Agglomerate zwecks Erzeugung der gewünschten Schleifmittelkörner zu sintern. Die Körner wurden in dem Ofen auf Tonerde-Schutzunterlagen oder -Platten in Schichten von etwa 10,16 c;a Tiefe gehalten- Die einzelnen Körner neigten zum Zusammenvemleben infolge des Brennens, ließen sich aber leicht durch Druck mit der Hand auseinanderbrechen. Bs ergab sich, daß eine 5,08 cm-Sclieibe. aie aus aieseij. r.leicien Demerara-Puiver geformt und zur se_oe;i Zeit im Ofen gesintert wurde, eine Geoläsesandeindrln/ung b^i 25~/^u.adratzoll Luftdruck mit 253 Qcm Sand in einer /jeit von 30 Sekunden halste, die sich von 0,00 mm bei-n ersten 31ase.i auf ^,02 mm beim zweiten Blasen und 0,0,.. um bei,;; dritten Blasen bewegte.

"■'" ■■■-■'■■·- ■■■■■ Beispiel II . .

Vj'ia:; aridere £? übe- voa ge or ocnenem calcinierten

.": u .::it "v;Irae si'rLdm'3.irI_J.i3¹.₁-ijjrz G:itiü..in.en una de.;iselcen 90980Λ/079.1

Verfahrensgang wie im Beispiel 1 unterworfen. Der calcinierte Bauxit wurde auf eine Größe von etwa 1190 Mikron (16 mesh) zerkleinert (gebrochen), in eine Aufschlämmung (Brei) übergeführt und in einer Kugelmühle - wie oben beschrieben - 24 Stunden vermählen. Das entstandene Pulver wies beim Betrachten durch das Beichert-Mikroskop eine Größe von 3-4 Mikron auf, schloß aber vermutlich viele Feinanteile ein, die an diesem Gerät bei 1000-facher Vergrößerung nicht gesehen wurden. Das getrocknete Pulverprodukt aus der Kugelmühle wurde unter einem Druck von 703,15 kg/cm (5 tons per square inch) bei mehreren Stoß-Stufen gepreßt, um eine Scheibe mit einem Durchmesser von 1'7,78 cm und einer Dic^e von etwa 3,81 cat herzustellen. Dieses agglomerierte Produkt ..urde dann durch Schlagen von Hand mit einem stumpfen Gerät '.;ebrocaen, und die gesiebten und größenklassierten Agglomerate wurden in einem elektriscrien Ofea gesintert. Die Masse aus Granulaten von agglomerierten Partikeln wurae in einer-10,16 cm dicken Schicht auf eine Ί¹ oner ^e-Platte (batt) auf eine Temperatur im Bereich von 1505 G erhitzt und dann 3 Stunden durchwärmt (soaking) ge-iaiten. Lie entstandenen gesinterten Schleifkörner halteten schwach zusu/üien, -Liefen sich aber leicht voneinander- abtrennen, ν/όοη sie aus aem Ofen heraus genommen und gekühlt waren. -Diese 'Körner natten" eine pygnometrische Dichte von 3,7222.

5,Cö Cdi uiciie, aas demselben Sarin·.merz ;;ef or^te Sc.eibe, ale in ιζζϊι·?.λ msij-^; V.eise oe -ix.eit 909804/0791

and während desselben Sinter ν or ganges gebrannt wurde, wurde derselben Sandstrahlprüfung unterworfen. Die erste Sandbestrahlung zeigte eine Penetration von 0,01 mm, die zweite eine solche von 0,05 mm und die dritte eine Penetration von 0,09 eidu Dies war derselbe Sandblasvorgang wie im Beispiel 1,

Beispiel III

Eine andere Probe vom erfindungsgemäßen. Sohleifmittelkorn wurde mit einem Gemisch von gleichen Teilen, bezogen auf Gewicht, aus Demerara-, Surinam-, Metall- und einheimischen Bauxiten zubereitet. Der calcinierte und gebrochene Bauxit wurden in gleichen Mengen ausgewogen und gründlich vermischt. Das entstandene Gemisch wurde demselben, in Beispiel 1 beschriebenen Behandlungsvorgang in der Kugelmühle unterworfen. Nach einer mikroskopischen Untersuchung des nach 24· Stunden gewonnenen Pulvers erwies sich eine durchschnittliche Partikelgröße von etwa 4 Mikron von den.jenigen, die man am Reichert-Mikroskop mit einer 1000-fachen Vergrößerung erkennen konnte.

Das in der Kugelmünle behandelte Pulver wurde unter

2
einem Druck von 703»15 kg/cm, mit mehreren Stoß-Stufen zu einer Scheibe mit einer Dicke von 3,81 cm zu einem Durchmesser von 17»75 cm geformt. Der entstandene Kuchen wurde von Hand mit einem stumpfen Gerät gebrochen,während

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er gleichzeitig einem Siebborgang unterworfen wurde; und die gesiebten und größenmäßig'klassierten Agglomerate wurden in einem elektrischen Widerstandsofen der Sinterung unterworfen. Die Granulate wurden auf eine Temperatur in der Größenordnung von 1370° im Ofen gebracht und wurden dann 4 Stunden lang durchglühend gehalten. Nach Feststellung hatten die entstandenen Körner eine Pyknometerdichte von 5,64/.

Nun wurde eine Sandstrahlprüfung aurchgcfünrt an einer 5*08 cm Scheibe, die gebiJcet wurae aus einem Kugel.au ilenpulver , in de^ in Koiübina-ion uer Bemerara-, Surinam-, Metall- und einheiiaische Bauxit dieses Beispiels enthalten waren, und die gleichzeitig jiit den üben angegebenen Körnern gesintert war. ITach dea erste·.! Blas-vorgang ergab sich eine anfängliche Stο ^:;abriebdurchdringung (-Penetration) von 0,02 mm, nach dem zweiten eine Penetration von 0,07 mm und nach dem dritten eine solche von 0,13 mm·

Beispiel IV

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung wurde eine Probe von Demerara-Bauxit calciniert und gebrochen und einem Naßmahlvorgang in einer Kugelmühle 24· Stunden land wie im Beispiel 1 unter-

■ '"r *

BAD ORIGINAL 909θ04/-079-1

worfen. Die an einem Reichert-Mikroskop rait einer 1OOO-fac.en Vergrößerung erkennbare durchschnittliche Partikelgröße trat mit etwa 4-5 Mikron in Erscheinung. Dieses Pulver wurde bei mehreren Stoß-Stufen unter einem Druck

- 2

von /05,15 kg/cm, gepreßt, und wieder wurden Kuchen von etv/u 5,81 cm Dicke und mit einem Durchmesser von 17j?8 cm auf einem Schwingsieb durch Schlagen von Hand mic einem stumpfen Gerät gebrochen. Die entstandenen Granulate von agglomerierten Partikeln wurden wie im Beispiel 1 klassiert.

Die axünen agglomerierten Granulate wurden dann ununterbrochen aurc:~i einen rasbefeuerten Drehofen geführt. Die Granulate wurden gleichzeitig getro-umelt (umgewälzt) und durch den Ofen vom 'Bin ..a3- zum Au ΰ la, ie ade geführt. Die ointerungszone des Ofens wurde bei einer Temperatur von et..a 1570° G gehalten; und ein Belassen in «...ieser Zone wurde ::,it etwa 15 Minuten veranschlagt.

Die Körner aus diesem Ar'ceitsverfanron hatten eine P;. Ica u.-;aeter die ite von 5,618. Da ein Durchführen einer 5,0ci c^-Sc-ieibe arch den Drehofen nicht üÖRlici war, „üiiLice .licht eine Probe'aus denselben Pulver, das in diesem Beispiel IV bi.-iutzt wurde, erzeugt werden, uia aie Wiaerstanäsfähigkeit des Fredaktes ge.^en Kerbscnlagabrieb zu bei.tiu"i_;..ten, v/ie ..ies uurch Su i. strahidurc-i .rin^ geiles sea -..'ird. ■

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Tabelle I

Die im Nachfolgenden tabellarisch aufgeführten Werte enthalten die Proben, die oben beschrieben sind, und zeigen andere Beispiele von der Erzeugung des erfindungsgeiuäßen Schleifkörnes aus mehreren Bauxitarten zusammen mit der Dichte des entstandenen Produktes und in bestimmten Fällten die Messungen der Sands tr ahldur chdr ingung.

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	0.6 0 Art der Mühlen Behand lung	Zeit der Be hand lung Stdo	T a	bell	It	e I	Glüh zeit Stdo	Lineare Brenn- Schwin- dung	g/ccm	Aufeinanderfolgende Sandgebläse- Penetrationen Erzeugt bei 25 / Quadratzoll mit 253 ecm Sand 3o Sekunden. "	CjO
t ΒΔΟ/V086 Bauxit- Durchschn •Sorte Partikel- gro'sse Mikron im Reichert Mikroskp. 1ooo fach	Nass- Kugel- behand- lung	24	Verform- Verfahren	Ofen- Typ	Il	Sinter- Temp. ⁰C	4	23	3,672	o,o2 (2 Schüsse)
Arkansas 4	It		Auspres sen	Blektr. YiTider- stands- of en	tt	1400	4		3,671
" ca«. 4	tt	24	Stokes " Presse vor geformt. 4,762 mm- Pellets	tt	142ο	4	19,6	3,6o5(Det'n auf 14 Grit Grosse)	0,oo-o,o2~o,09 VjO
Demerara 4-5	ti	24	Vorform«» 7o3,1\| kg/cm	It	156o	4	19,7	3,634(Det'n an 14 Grit Grosse)	o,o1-o,o7-o,21 1
5o$ Demer. 4 509ε Surin.	M	24	ti	156ο	3	22,5	3,722(Det'n an 14. Grit Grosse)	o,o1-o,o5-o,o9
Surinam 3-4	tt	24 .	It	15o5	4 .	17,8	3,647(DeVn an 14 Grit Grosse)	o,o2-o,o7-o,13
2596 Demer· 4 25# Surine 25$ Metal 25$ Domes.	tt	24	ti	137ο	4	18,8	3,577(Det'n an 14 Grit Grosse)	0,0I-0,04-012
5o# Surin.4-5 5o# Metal« Grad	tt	24	It	149ο	ca« 15 Min.		3,618(Det'n an 14 Grit Grosse)
Demerara 4-5		tt	Gasbe- 157o feuerter Drehofen

Tabelle II

Die in dieser Tabelle auf gezeiciineten Ablesungen

sind das Ergebnis einer visuellen und mikroskopischen

Untersuchung spezieller Körner, die ge^aäß der Erfindung erzeugt wurde.

Makroskopische Eigenschaften

Pr obe

Kornfarbe

Oberflächenbeschaffenheit

Surinam Einheimisch Metall-Arkansas

Gräulich-1ohfarben Rötlichbraun Bötlichbraun Mittellohfarben

Glatt Glatt Glatt

rauh

09&04/0791

llilcroskopisdie Eigenschaften

;, robe I'lristall- grocce in Hikron	Kristall- gent alt	Porosität Kristall- Orientie rung	Consti tuents X-ray Identified	Bemerkungen	Strain
Durinam 15	kurs e Balken wenige ascicular	im we- wahllos sentlichen Null	^-Al₂O₃,	feinkörnig dicht mosaik	üblich
Einheimisch 12-135	Balken gestalt vorherr schend	wahllos	*~^A12°3'o	Partikelgrösse ganz hetero- genoRot- Td raun	In grosseren xtalso
Hetal . 8-24	5o/5o Balken und äquidi mensional	wahllos	σί"-Al₃O₃, 2 3 (7t -SiO₂	80-grit Kör ner ziemlich transparent. Opak nur ganz in der Mitte0 G-erbliolibraun«	In grosseren xtals ^ Magnetisches γι Material
Arkansas 9-25	5o/5o Balken und mensional	wahllos	5Al₂O₃ ⁵'	Etwas opaker als Metall ΗΙ0. G erblicht*raun β	In grösseren xtals *

T a be -1 1 e IH-A

Hier werden Ergebnisse aufgeführt, die erhalten wurden durch Einarbeiten (Einverleiben) von Körnern gemäß der Erfindung in. heiße gepreßte harzförmige Grobschleifscheiben, die sonst aus herkömmlicher Fabrikation sind. Zwei in der Tabelle unte*n mit A bezeichnete Scheiben wurden in einem Stahlwerk unter wirklichen Knppelgrobschleifarbeitsweisen im Vergleich mit einer Standard- oder herkömmlichen Grobschleifscheibe, die mit B bezeichnet ist, und für diesen Schleifvorgang benutzt wurde, in Betrieb genommen. Die drei Scheiben wurden auf einer A Midwest 60 H.P. Grobschleifmaschine mit Schwingrahmen bei einem Druck von 238,14 kg für die Standard-Scheibe und 244,9 kg für Scheiben mit dem verbesserten Korn gemäß der Erfindung betrieben. Sie wurden bei angemessen konstanter Geschwindigkeit von 2950 bis 3353 Oberfl. m/Min. (9 500 - 11 000 surface feet per minute) betrieben. Die Knüppel, die geschliffen wurden, waren 18-8 und 17-7 rostfreier Stahl und die Scheiben waren ursprünglich 60,96 cm χ 7j62 cm χ 30,48 cm).

— O ( ~~

Metall- Scheibenkosten je 0,454 kg Haltbarkeit Entfernung
Posten Nr. Std. kg/Scheibe v. entferntem Metall

0,035 0,037 0,060

A	1	12,2	834,6
A	2	10,7	730,3
B	1	5,9	456,3

Hieraus ergibt sich., daß Scheiben mit erfindungsgemäßem Korn in ihnen eine nahezu 200 % längere Lebensdauer hatten und etwa 175 % mehr Metall im Vergleich mit einer Standard-Scheibe entfernten. Daraus wurde die Schlußfolgerung gezogen, daß Scheiben mit dem Schleifmittel gemäß der Erfindung hallibarer sind, weniger Staub erzeugten und weniger Scheibenauswechselungen erforderten.

T a b e lie ' III-B

Es wurden zusätzliche Prüfungen durchgeführt, die Vergleichsbefunde zwischen früheren Grobschleifscheibenausführungen und des SchleifVermögens von Scheiben wiedergeben, die ein Schleifkorn gemäß der Erfindung enthalten. Diese Prüfungen erfolgten auf einer Laboratoriumsschleifmaschine, an der sich die Scheiben bei 9500 Oberfl.-Fuß je Minute unter Anwendung eines Druckes von 181,44 kg (pounds) antreiben/

QOpy

9O980A/079 1

Schleifmittel

ließen'. Es wurden aus rostfreiem Stahl bestehende
KfcLÜppel während 15 Minuten Dauer Je Scheibe geschiiffe Die entsprechenden Schleifmittelzusammensetzungen wurd in harzgebunaenen Grobschliffscheiben mit einem Durchmesser von 4o,64 cm und 5,°8 cm Breite mit einer Öffnu von 15,24 cm in der Mitte, untersucht.

Typische Beispiele ergaben folgendes:

Scheiben-Abschliff

ccm/Std.

Material-Entfernung

kg/Std.

Schleif- Gesamt-Q,alität £i"

Aluminiumoxyd A	1	638	,7	45	,30	100 %	12	,8	k.	W.
Aluminiumoxyd B	1	245	,42	41	,28	110 %	11	Λ	k.	W.
Gebrochener gesinter ter Bauxit USA-Patent 2 725 286	1	032	,39	42	,18	135	12	,1	.k.	W.
Vorgeformter ge sinter-- ter Bauxit	1	196	,26	63	,05	265	14	,8	k.	V/.

Aluminiumoxyd A war ein herkömmliches,aus geschmolzene: Tonerde bestehendes Schleifmittel mit einer Abstufung ; Nachbildung des Größenbereiches und der Form von Körnen die durch Zerdrücken eines Sinterbauxitziegels nach dei Lehren des USA-Patentes 2 ?25 286 erzeugt wurden.
Aluminiumoxyd B ist ein Grobschleifkorη aus erschmolzer Tonerde, wie es in üblichen Grobschliffscheiben benutzt wird, wobei es eine festere Gestalt und eine etwas

unterschiedliche Partikelgrößenverteilung im

9 09 80 A/07 9 1 bad ORIGINAL

Vergleich mit dein Α-Produkt aufwies» Der in den oben beschriebenen. Prüfungen benutzte gebrochene Sinterbauxit (USA-Patent) wurde nach der in diesem Patent gegebenen Lehre erzeugt, wonach ein gesinterter Stein aus Haturbauxitmaterial gebrochen und das entstandene Kornmaterial gesiebt und homogen vermischt tsurde, um ein Grobschleifmittel auszubilden.

Der vorgeformte Sinterbauxit wurde gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt.

Die Schleifqualität ist ein Faktor, der nach Fesfellung eine wahre Kennzeichnung der Vergleichsqualität von Schleifscheiben gibt und leitet sich aus der Formel ab: Schleifqualität ist gleich dem Quadrat der Zahl, die die pro Stunde entfernten kg an Material darstellt, geteilt durch die Ziffer, die den Scheibenverschleiß in β ccm/Std. darstellt.

Die obigen Werte zeigen, daß die mit dem vorgeformten Sintexbauxitprodukt gemäß der Erfindung hergestellten Scheiben zu beträchtlich größerer Entfernung an Material im Verhältnis zum Scheibenverschleiß beim Vergleich mit dem Produkt aus gebrochenem Sinterbauxit nach der USA-Patentschrift oder mit dem serienmäßigen Alumiaiumoxyd-Schleifmittel, das in den heutigen handelsüblichen Grobschliffscheiben ben*ufcztwird. Die Verbesserung im Sohleifgüteverhältnis ist annähernd 165 %. besser als die übliche Grobschleifscheibe und zeigt eine annähernde 100 %ine

c\ t\ r\ ο λ ι ι r> η η *

Verbesserung gegenüber dem USA-Patent-Typ eines Schleif mit telproduktes aus gebrochenem Sinterbauxit.

Bestimmte Kennzeichnen des erfindungsgemäß verbesserten Schleifkörnes wurden oben beschrieben und auch die damit in Beziehung stehenden Befunde tabellenmäßig aufgeführt (besonders in Tabelle II). Bs wird darauf hingewiesen, daß die einzelnen Körner eine glatte

*' Oberfläche bespitzen, die ihrer Färbung nach variieren kann, was von der chemischen Zusammensetzung des Kornes und der Art der dieses während des Sintexungsstufe umgebenden Atmosphäre abh'ängt. V/erden die beschriebenen Bauxite in einem elektrischen Widerstandsofen in Gegenwart ι normaler atmosphärischer Luft gesintert, dann verändert sich die Haut der Körner "in ihrer !färbung vom Gräulich-Gelb-braunen zum Rötlichbraunen hin. Bin gasgefeuerter Ofen kann andererseits eine verschiedene Oberflächenfär-

k, bung hervorrufen.

Auch die normalerweise ermittelten Glasphasenverun-Reinigungen in den meisten Naturbauxiten stehen nach Feststellung in einer Zwischengitterbeziehung zu den das Korn ausbildenden Kristallen. Dies ist ein auffallendes Merkmal des erfindungsgemäßen Sintexproduktes, das beim Betrachten mit dem bloßen Auge ein gleichmäßiges Innenaussehen hat, wenn es aufgebrochen ist, im Vergleich mit der säulen.iiäßigen Glasphasenverteilung in gleichen Bauxitmaterialien, die erschmolzen "wurden.

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Die obigen Daten von Tabelle II zeigen die ineinandergreifende Balkenkristallstruktur, erzeugt "bei Bewirken der ümkristallisierung durch Sintern. Die "balken- oder nadelähnlihchen Kristalle sind in einigen Körnern mit gleichdimensionalen Kristallen unter Bildung eines kristallinen Bildes vereinigt, das sich von den säulenförmigen Kristallen eines geschmolzenen Produktes unterscheidet.

Schließlich muß zufolge der hier gegebenen Beschreibung erwähnt werden, daß ein Sohleifkornprodukt ohne die übliche Erzeugung von IPeinmaterial, das zu einem Abfallprodukt werden kann, gewonnen werden kann. Gehorchend der Erfindung werden die Körner im grünen Zustande unmittelbar auf ihre Korngröße ausgebildet, so da:i so wie gewünscht eine solche Korngrößenverteilung ohne Zerkleinern (Brechen) eines harten Schleifmittelmaterials, wie dies bisher immer erfolgte, erzeugt werden kann. Dies ist schon an sich ein ■Vorteil, führt aber außerdem zu einem besseren Produkt durch Ausschließen einer Möglichkeit der Schwächung des Kornes., was eine Folge der effektiven Zertrümmerung des get brannten Schleifmittels zwecks Erzeugung eines Produktes mit feinem Korn sein kann, wie dies unter Einhaltung der Lehren des genannten USA-Patentas und anderer früher auf diesem Gebiete gegebenen Vorschriften verlangt wird.

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Claims

Patentansprüche

1.) Bauxit-Schleifkommaterial mit SiO₂ enthaltenden Verunreinigungen, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Korn eine fc gegenüber seinem Inneren härtere Oberfläche aufweist, die einzelnen ^ristalle jedes Korns "vollständig se Ib st gebunden sind und eine G-rösse von unter 1 /u bis nicht über 30 /\x aufweisen, und daß die SiO_?-Phase in den Zwischenräumen zwischen den wahllos orientierten Kristallen jedes Korns gleichmässig verteilt isto

2e) Verfahren zur Herstellung von Bauxit-Schleifkornmaterial nach Anspruch 1, in dem calcinierter natürlicher Bauxit zu einem Pulver zerkleinert wird und die Pulverpartikel dann zusammengedrückt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauxitteilchen in Anpassung auf die endgültige Schleifkorngrösse agglomeriert und bei einer Temperatur von etwa 1370 bis 1570°^ während eines Zeitraums von etwa 4 Stunden bis 15 Minuten gesintert werden, wobei die Zeit umso kurzer ist, je höher die Temperatur isto

-43-

SArI- 7 & 1 Aiu .· ί, ι * -i..- 3 d_=iJ Änderungsgea. y. .4-9·

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3o) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Sinterung durch kontinuierliches Einbringen der in Anpassung auf die endgültige Schleifkomgrösse agglomerierten Bauxitteilchen in einen Drehrohrofen durchführt«.

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