DE1496044A1

DE1496044A1 - Verfahren zur Herstellung von Untergrund-Verfestigern oder glasartigen Materialien

Info

Publication number: DE1496044A1
Application number: DE19641496044
Authority: DE
Inventors: Schott Charles William
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1964-11-25
Filing date: 1964-11-25
Publication date: 1969-06-04

Description

Verfahren zur Herstellung von Untergrund-Verfestigern oder glasartigen Materialien Die vorliegende Erfindung betrifft glasartige äugeln und Untergrund-Verfestiger und die Verfahren zu deren Neretellung, ins- besondere hochfeste Kugeln aus Glas und glasartige Materialien wie Schlacken.

Es hat längere Zeit ein Bedarf an hochfesten Kugeln aus Glas

und glasartigen Materialien für den Gebrauch als Packiaateri_al

für chemische Reaktionstürme, poröse lasttragende Bettungen,

korrosionsbeständige Walzen und verschiedene andere Zwecke.,,

bestanden" Zusätzlich hat ein wirklicher Mangel an einen Unter_-

grund-Verfestigungsmaterial für die Verwendung bei öl--- und Gas.--

bohrlöcher geherrscht, um ein fließen in einer geologisch un-

terbrochenen Formation zu gestatten. Verschiedene Materialien

werden hierfür. mit wechselndem Erfolg vernyendet. Beispielsweise

ist sortierter Sand verwendet worden, der jedoch Kugelgestalt

und genügende Pestigkeit bei größeren Abmessungen mangelt. Wal-

nußsahalen und Aluminium-Granulat wurden verwendet; dt.ese

gen dazu, breitgedrückt zu werden.

Pür diesen Zweck sind Kugeln aus Glas auf verschiedenen Hegen

hergestellt worden; sie hatten jedoch in allgemeinen ungenügen-

de Druckfe$tigkoiten von weniger als 700 kg/cm 2 und wurden des-

halb nie ernsthaft als Untergrund-Yerfestigungsmaterisl in Be@-

taacht gezogen. In form von äugeln mit zellftimiger Struk-

tur und undurchbrochener äußerer Schale besaßen solche

Materialien, sogar-weniger Festigkeit.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung hochfester

Kugeln aus Glas und glasartigen Xaterialiea umfa®t das Schmel-

zen der genannten Materialien und ist gekennzeichnet durch

die Bildung von Kugeln aus dem genannten geschmolzenen Xa-

terial bei einer Temperatur oberhalb von 98000 und der so-

fortigen Herabsetzung der Temperatur besagter äugeln auf eine

Temperatur unterhalb 480000

Es wurde gefunden, das feste Glaskugeln und Kugeln aus glas-

artigen Materialien, Wie z.13. Sehlacken, die nach dia®em Ver-

fahren gemacht werden, Druckfestigkeiten aber ?00 kg/en- 2 biz

zu einer Höhe von 10 500 kg/cm 2 besaßen und daB Kugeln mit

sßllförmiger Struktur und einer undurchbrocheben Schale-von

hoher ?eatigkeit, den Vorteil leichten Gewichts und hoher 2estig

keit haben.

Es wurde gefunden, daß zur Herstellung fester Kugeln aus Glas

und glasartigen Materialien mit hoher Festigkeit, Glasteilchen

und Teilchen des glasartigen Materials auf solche, oberhalb

980°C liegende Temperatur erhitzt worden können, daß das Auf-

treten von Gaebla®en im Glas entweder noch nicht beg®axren cZQv

®chcn aufgehört bat, um dann unverzüglich in einem Iedium bei

einer Temperatur unterhalb na. 48000 abgeschreckt zu werden.

Das Absehreckungamedlum kann ein Gas oder. eine ?lüssigkeit mit

einer größeren Viekoeität als Wasser sein, jedoch kann Nasser

seins jedoch kann Wasser allein laicht verwendet werden.

2a wurde gefunden, daß die Bruckfeatigkeit waeo höher aus-

fällt, je höher die Temperatur 1®t, von weleer daw Glae oder

glasartiges Material abgeschreckt wird. 8eiigrleweiee haben

Kugeln aus gewöhnlichem flaechenglas, »1ehe von 120ü°0 ab$e.-

schreckt werden, höhere Druokfeetigkeit als ähnlichen Material

welches von 980°0 abgeschreckt wird. 8e wurde gefunden, daß

es zur Herstellung von Xatetltem sehr hoher Festigkeit nötig

ist, von einer Temperatur von nicht weniger als 1090o0, abzu--

echreckena Obgleich Gläser, die von Temperaturen unterhalb

980o0, beispielsweise vom 870o0, durch unmittelbaren Eintropfen

in 01 von Raumtemperatur, abgeschreckt wurden,, eine höhere

Festigkeit haben, als Kugeln, die langsam oder nach anderen

gebräuchlichen verfahren, gekUhlt wurden, so können nie in

der featigkeit nicht mit den nach vorliegender Erfindung von

der Riniaaltesperatur von 98ß°0 abgeschreckten Kugel* konkurrie-

renn

Die Erfindung betrifft ebenfalls die Verwender Ion üntergr_ uVd<-

Verfeetigern und ein Verfahren zur Xeret.Utg leeter Glas-

körper mit kugeliger Gestalt und Druekfeetigkedtea über 3500

kg/cm2, bis zu einer Höhe von 31g600 kg/out*

Das Verfahren zur Herstellung fester ßlankugeln, welche die

für Untergrund-Verfeetiger benötigter hohe gsstigkeit besitzexx.

ist dadurch gekennzeichnet, daß ßlaeteiiohen i8 einer bewegten

Bett von kohlenstoffhaltigem Material auf eine oberbalb von

10000t3 gehaltene Temperatur erhitzt werden, um fingumgen auf

der Oberfläche der Teilchen zu erzeugen, bei denen die Ober-

fläche eben zu schmelzen beginnt und da@a@eoialie@ead die Teil-

chen bei einer Temperatur oberhalb ca. 650 0ß in einen Medium

zur Bildung der Gla®kugeln, abgeschreckt werden. Als EUA1.-

flüBeigkeit kann jede beliebige, eine größere Viako®itAt

als Wasser besitzende Plüesigkeit dienen, aber Wasser allein

kann nicht verwendet werden. Offenbar bewirken die hohen

Temperaturen, von denen das Abschrecken durchgeführt werden

mu8, um gute Ergebnisse zu erhalten, beim Abschrecken des na-

teriale in Wasser, übermäßige Materialspannungen, oder das

'Ilassersist aus irgendeinem Grunde nicht in der Lage, in .

geeigneter Weise die Wärme, absufübren. Auf jeden fall sind

alle Versuche, in Wasser-absuechrecken, fehlgeechlagen. An-

dererseits haben wässrige Lösungen von Wassergas, Stärke

(wie $.B. Maistärke), Seife und Dispersionen gewisser wasser-

löelicher organischer Uaterialien wie Äthyleuglyool zufriedene=

stellendes Abschrecken ergeben.

La ist Irrichtig, daß das bewegte Bett vors kohlenstoffhaltigem

Material nicht während den Erhitzungsvorgaxtges verbrannt wird

da dies zu einem Zusammenkleben der Glasteilchen führen würde

hinzu iommt, da13 eine.Verbrennung des kohlenstoffhaltigen IIa.-

teriale den Verlust desselben bedingen würde, welches sonst im

Umi-.uf verwendet werden könnte. Aue diesen Gründen ist ein

kohlenstoffhaltiges Material mit geringer chemischer Reaktions-

bereitschaft (wie z.B. Acetylenruß) vorteilhaft. Weiterhin

ist so erforderlich, die Anlage unter Bedingungen zu fahren,

die nUr ein Minimum von :Duftzutritt in die Heiszone gestatten,

und- no keine wesentliche Verbrennung des kohlenstoffhaltigen

Materiale zulassen.

Zur Herstellung hochfester Untergrund-Pertestiger ist es er-

forderlich, von einer Temperatur ton nicht weniger als ö50°0

abzuschrecken. Es vrurde gefunden, da8 Gläser mittels Luft auf

Temperaturen, welche an 650o0 herankommen, abgeschreckt und dann anschließend nach dem Verfahren der Erfindung abge- schreckt werden können, wobei sie die für die Verwendung als Untergrund-Verfestiger nötige hohe Pestigkeit erhalten. Beispielsweise werden Gläser, die beim Durchtropfen durch Luft fron 1000°C auf 6750C und dann in 01 von Rsumtemperaüuc abgeschreckt werden, höhere Festigkeit besitzen, als äugeln welche nach den herkömmlichen Verfahren zum Abschrecken mit Luft behandelt werden

Die Erfindung umfasst ebenfalls einen Untergrund--1%rfeetiger

aus Schlacke oder schlackenähaliehen Materialien, wie astal1-

urgi.eche Schlacken, beispielsweise Hoahofenschlaohen, eto,

von etwa kugeliger Gestalt und Bruekfestigkeiten über 1,050

kg/om2 3 bis zu 10.500 kg/em2

a

Feste Kugeln aus schlackenähnlichen Materialien mit den für

Un zergrund-Verfefitigern erforderlichen hohen Festigkeiten können

dadurch hergestellt werden, das im Bad von Schlacke oder schlak--

kenähnliehen Material auf einer solchen Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes (vorzugsweise um 200°C über den Sohmelzpunkt) erhitzt wird, daß die Erzeugung von Gas in dem glasartigen Naterial. eben noch nicht begonnen, oder schon aufgehört hat" und daß von dieser Temperatur in einer Plüsaigkeit abgeschreckt wird, die eine Temperatur unterhalb von ca. 500°G hat., Tara Ab- schrecken kann in einem Bett aus Peetatoffen, oder in einem Bad, aus einer Plüssigkeit mit höherer Viskosität als Wasser, erfolgen. Bei derartigen Temperaturen wird die Schlacke ge- wöhnlich eine Viskoait:..t unter 5 Poise haben. :.e ist wichtig, die Badtemperatur genügend hoch zu haben, um einer Bildung von wolligen oder faserigen Teilchen ovrsubeugen und Saubere, kugelförmige Teilchen sicherzustellen,

Die Durchführung der Erfindung soll nun anhand der folgenden Kot-

spiele erläutert neiden:

Heisbidl ._

Gewöhnliches Flaschenglas wurde bis zu einer Teilchen,.,

grüße von etwa 3,2 m s«klofnert. Diese Fraktion wurde mit einer

gleichen Hense. von Kohlenstaub mit einer Teilcheagröße von 0,15 m

vermischt. Biest Mischung wurde in eimsot

auf eine

Temperatur von 115o C erhitzt, bis die

Kurltom

Die Graphit- und Qlaeteilchaes wurden mmittelber in ein

Bad von SU 30 Motorenöl von Raumtmqteratar estleort. te Glas-

kugeln wurden mater Msrendentg von Druck gaprült; es werde eise

8rachfes;tgk#it iou 8,800 kg/en a festgestellt. _

H@iatei.@al 3I

Zerkleinertes mmt rssgs@cenea Flaseboa;las wurde mit eiaw **loben

Menge gepulverter W5bhle von O,15 an Dau'ceaner vormiis$t, dis

ausreichte, not die Slasteiächen vonetn®r getrennt zu äelten;

diese Mischung wurde durch eisten Drehrobwofen bei 1206e C garsabtokt.

Die den Ofen verlassenden KUsIchen Waden in SAE 30 N%toren25l

von Rauntemperatur eingetropft. Die Glaskugeln mm den &us dpa 11h1.-

81 entaotersen' und geprüft. Die Kugeln hatten eiste Druckfeatigkoit

von über 8j00 äg/ci .

Das Tierfahren des Beispiels t wurde bei Temperaturen von 989e' C

bis 14j0° C wiederholt und die 61arlu«sla zu Vergleichasaecken

in verschiedene Kühlmedien getropft. Vater dienen Medien befanden

sich Motorenöle der Vlakositätastnten SA: 10, ,EU ZO und "B 9D,

üassarglaa-LÜsungen, 8türke-Lösungen (2 %iger wässriger Paiesttr-

ken#LÖsung, Z %igo aäserige nhinit'$#LÖsung) und Seiten-Lösungen

(der Konsistenz von dünner Sahne. gs@wurden ebenfalls Mischungen

von Öle und geschmolzene« Fettgin bei Tmrperatnren bis zu ihrem

Flankt (etx& 90 #. ZOOonc j e nach Start) verwendete, Es ixt

wichtig, daß das Glas schnell von einer Teaqperatnr von 980a C

oder äsMber aat eine Temperatur von höchstens 4® C birmmter-

se1cöhi.t wird; vorsu4sxsise auf kamt@raperatv@r. Hag «« hemm

nach den Abkühlen auf 0a. 480a C etfernt und langsam avap>hlt

'verdau, oder mau läßt es in GleiohgmN.aht mit den tvhlbad ans-

kithlea. % jeden Fall worden von g«ühnlichoec hlaschsglas

Brnchfestigkeiten von weit über ?00 Meng * Glich stwa

1,960 -. 10 $00

ja nach Art der ti4hlflitssigkeit, eräsiten.

Ss ist festgestellt worden, daß der tv@elherstellwegstra@rlaitrwt

auf Schlacken, höher schmelzend* *ärwebestäadige Glasartos «w. ,

wie auch gewöhnlichen Weichglas, ängewendet werden kann. !ei

Schlacken iat es wichtig, das die Tatur auf irindestens na..

gefähr 90o C über den normalen Schmelzpunkt des Xatarfals ge-

ntei..gert wird und daß das Naterial bei dieser erhbhten Tonperatur

geheilten wIrd, bis Gleichgewicht herrscht. den. bis die Gaablason-

entxickluag aufhört und das Bad klar geworden ist.

Basische Nochofenschlacke wurde nach dem in Beispiel = und 11

beschriebenen Verfahren auf Temperaturen zwischen 1480 und i760° C

erhitzt. Es wurde jedoch gefunden, dsß das Abschrecken in $t&rke#

Lösungen (ca. 1-5a ?f Stärke in Wasser), Seifen-Lisungelt_ 1i@ Mm.

liehen wässrigen Lösungen höherer Viskosität, ausgefUnrt rirdon

wu8. Dieselbe Vorsiahtsaaanahne mua in Falle ton »herachmlsenden

Glassorten und ähnlichen beachtet werden. Hei Teltratwsen oben.

halb 13700 C konnten die Kugeln im den dis iwar terIMS=g ste»

henden Ölen und Fetten nicht sufriedensteilend abgeschreckt werden,

obgleich solches Kühlmaterialien zwischen 98o und 1920a C mttycie-

denst®llend arbflitens

Es wurde gefunden, daß ähnliche Ergebnisse mit anderen Glassorten,

Schlacken und feuerfesten Materialien dadurch erhaltsn werden

können, dsß das Material auf eine erhöhte Twperatur um g0 o C

oder mehr über den normalen Scbnolspunkt erhitzt Wird, Wie bei-

spielsweiee in Falls von Sochofenachlack®, i= Bereich von 14w C

bis 1760e C, und das gesoiroizeae Material auf der ®rWhtes 'm#

psratur gehalten wird, bis Gleishgexicht mit der Atmoapbi» Iber

dem lad erreicht ist und keine snliter* Casentwicklung zu f111#

achten ist. ?a Falle voä ßchlaeken wurden sowohl osydiorae" e»d

reduzierende, Wie normale !Atmosphäre mm Regelung der @rdloäixar# .

Senf vea-Wendete 'Dieses gesebmolsens Material kann. dann bei diesen

erhöhtes Temperaturen von 148®e` C his 1w C, dM.ab eia« der

in vorstehender Beschreibung aufgst'äb<ten Verlabarla oder jedes

andere >@ugelgsrisnsungsverfabraa, zu Hageln @resrlei@tet Vseien,

wie beispielmeise durch Anpralleslassen an st» ledr:L llllis

Scheibe" Passieren eines Siebs, Meinen von eimlm Bad, Iwlgrs«

aus einer ßtg oder einem Bad *to. , welches «ü Oäsam oder

Sehlaekentsilohen bei dieser erhöhten Teugreratur in eissg dkr

vorher aufgeführten Kühlmedien sie überiUhreo: geatattof.

En wareäe geftmden, daß Wasser alleine als Kühlflüssigkeit bei

kleiner Temperatur inäerhalb der Ausführung der Erfindung v,9rvon-

det werden kann.

Ba wurde gefunden, das bei Anlegen eines' Vakuums an das zFh@@.b@ad

von Clan oder Schlecke, wo. das Glas geschmolzen und tauf r,'.ie h@=.4r:.ä-

beschriebene erhöhte Temperatur erhitzt wird, das Vekuun dA o

gasteng beschleunigt nad die Ckeoßhxindigkait des Verfahrens erhöht.

Hei Schlacken werden kleine Zusgtee von siüsiumdiaaryd, Aludtniua#.

oxyd oder Barverbiadunaen, z.H. Heras als nUtzlieh för die Bar-

stellung klarer Tropfen mit höheren Pestigkeiten befunden. Tat»

sächlIch wird mit bereits 1 Gow.-% siOE, 3 Gew.-!i Boras oder

i Gew,-% A1203 die Bildung dieser hochfesten glasartigen gugezu

aus der Schlacke bei Tespereturen oberhalb I4,80° C erleichtert

Zusätze von 3 % Bora: oder mehr zwar den Sublacken und Bläsern 'r-

seogt ans solebwa schlacbm aglmtteh Unire, faste tatsolr,

Solcher Zuge" sind sehr widerstandsfähig gegeW » lr Zee2 eolOnf

ZerepUttern und Brach xäbread des Absehreckeas,

Set der Durchführung dieser Prüfung« haben sieh s m AbsaIM I OB OB

solcher Schlackeic wad Gläser väserige Stärke- twd Ithgll-

Lösungen au zufriedenstelleadatsa ervioswn, Stärke#LÖUt

i # 50 Je Stärke ergaben betriedtsonde Ergebnisse,

Zu wurde gefunden, das hochfeste =aseta mit seUtd=iser Struktur"

d.h. Kugeln, weiche Nohirgwie, mgeies mit einer grsoUesem«,

äußeren, harten Baut, besitmene entweder dadurch hergestellt werden

können, daß das l mit Glas 'odei Sobla#ke oder Maltcäela glas-

artigen Material auf eine, wie vorhin aufgeführt, «höhte fon"-

ratur erwärmt wird und das Material vor der 3syceioöfg dm

Gleichgewichts in Kugeln

wird, beispielsgreise aus

einem ßlablaseu enthaltenden Bad. durch Abschrecken der Kugeln

nmitte=bar nach der Bildung, wie hierin beschrieben, oder durch

Srzeugwas von Kugeln aus zusaase@ngabac@Cesam Glas oder ebensolcher

Schfache, wobei die AUioreeseto auf die hierin erwähnte Tompwatsr

erhitzt werden umid das Abschrecken nach der in dieser Amreldung

beschriebenen Ausführung erfolgt. Die jWisaheawü"e »wischen neu

einzelnen Hohlrliuaren haben dieselbe ecstrme Pastigkeit und äärte

wie die äußere Schale. Die nach der vorhin geschilderten Verfahren

hergestellten Kugeln mit Zellstraktmr haben hestiocoiten, die den

nach gewöhnlichen Nothoden hergestelltes massiven Glaskugeln ver-

gleichbar sind, jedoch weit über deajeaigen bisher erbältlichen

ltusela mit Zellstrcaktur liegen.

Als Beispiel einer fferstelluocg vda £Meia mit =ellstmktur tatsde

Sochofonschlaclce auf !544o C erhst:t; hierbei trat »asM1ilitwtg

und Voluaenamnehme auf o Gleich darauf wurde diese Schlacke zu Ku-

geln durch eine der vorbeschriebenen bekaimten Maßnahmen verar-

beitet. Diese Kugeln wurden sofort duroh4inax kalten Luftstrom

oder durch Eintropfen in eine wässrige Stärke- oder Seiten##LBareg

oder eine ähnliche viskose Suspension, auf eine Temperatur tmter

4D0° C, abgeschwächt. Die entstandenen_ zellfäraiden Kugeln hatten

Druckfeetigkeiten von ca. 700 kg/en 2.

1u ähnlicher v®lag wurden zellfär®ige Segeln bereitet durch V'er-

vendung von durch Mahlen von Flaschenglas hergestellten mrd Umstar

0,15 um etarhen Glesteilchen aggloseriaren des gereahlenen (Uasar'3

zu Kugele von cad 3,2 mm Durchmesser, schnellen Erhitsan dar

Agglomereto in pullverförmIger Kohle auf ca. ttg& C und attorti-

,ges Abschrecken durch Eimmtrapfan oder eine vMisrige Lölung von

Stärke, Seife oder ähnliche viskose Suspensionen bei einer Tem-

peratur unterhalb t80° C. Diese mellförmigen Teilchen hatten

Druckfeutigkeiten von ca. 700 kg/cma.

In ähnlicher Weisse wurden Glaateilchan, mit von 392 ms verschie-

denen Abmessungen, durch das vorgenaant.o. Yerfshren zu zeilfiirnigen

Produkten verechiedeuer Abmessungen agglomeriert e Beispielsweise

wurden zellfärmige Produkte mit Durchmessern zwischen car 0,8

bis 6 am und ähnlich hohen

BsisDiel IiI

Gewöhnlichen äaxk-Natron-Glas wurde sserklei.nort und auf --3.°"..r-eD

tion zwischen 694 und 0985 mm Durchmesser hin sortiert. 11410U0 g

Glas dieser Fraktion und 320 g Acytylenruß wurden gemischt. Diese

Mischung wurde in einem Ofen mit bewegten Bett auf eine T«peratur

von t0000 C erhitzt, bis die ßiwsteilahen kugelig erden, =#t:ai:y#

lenruß und Glasteilchen wurden in ein Bad mit 100 Ji lltby:::.iä @.ycol

von ßanmteqeratur eatisert. Die Glaskugeln eox#dta, nachdem nie

&auetedperatur armen hatten* antnemr»a, 819 erden unter An-

wendung von Druck geprätt und hatten eins durchaohnittliehe DrueSt-

featigkeit von ea. 6900

Diese PrUiungen wurden so durchge-

führt, daß die Kugeln mischen zwei gehärtetem Stahlplatten

(Rec%caell G Urte 2,5) telegt

und eine Kraft auf die Platten

euegeUbt wurde, so daß die Kugeln im venentlichen unter einer

punktförmigen Berührung standen.

Dies® Kugeln wurden in 3 Gruppen getoiat, welche folgende f*r83o

und @estgireitrei,geane:hwften hatten:

uaschentröße @wrche@chnittlfche @rtsc@rfeetetL,^,t,

W rrw@rnrr @rr@w@a W rr@r@rrr@W @.. o im

70 k-al eZ

8 x 12 6900 kgic ",a

12 a 20 6330 kg/cw2

Die Kugeln wurden dann im Laboratorium in verschiedene Brdschächten

typischer loch-Fornationen eingearbeit o Dte DurchläsaigReit

solcher Hischnagen wurden daue mit der Durchlässigkeit von ßchich-

tan* welche jedoch die herh$mlichen @er!'srügungsasaterialien ent-

hielten, verglichen. 611<a Ergebnisse dieser Prüfung und andere ver-

gleichende physikalische baten sind in der folgenden Tabellen 1

sathalt en E

a

i . ä ! ,ä @@ !@ !@ ! Lex

x

a ! v t u wo ! o ! t#v t w# m-t# o s@l

m o@ o@ w o o 010 eeo w toto n

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99#t 8304 -4A4

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Zusätzlich Maß das Vorf estfgunasmittal, um pumpt&Ua au sein,

glatte Obertlächea vom etwa äugeltSsuiser Qastait, riw hoher

Festigkeit be:itsen.

Beiitiel IY

3ilisiun#an-Seölxdsa wurde in eine Abstiohrinne bei !950o

abgelassen, Die Schlacke hatte folgende Zwuareeusetsung t

s102 39.19 % c i3tot %

AlaO3 s,6@ % xao 12,93 !.1g0 6, 5$ äse 3, s1 94

Sie wunde durch ein Lautrad von TTp einer rotierenden Scheibe,

welches in dar. Schmelzbad der Schlacke rotierte, zu Kugeln vor--

arbeitet, Die Egelbildung begaea bei .ea. 17$O° C und werds bei

16a5° C gestoppt. Die von dem Lautrad abgeschlendortea Zuge-In

Wus den in einen stationären Bett ran trockenem Kohlemehl (Feinheit)

O,25 am (6O eesb», abgeschsecht. Die abgeschreckten Kugeln wur#

deal gesasr»lt und in drei Gruppen geteilt; die Druekfeati*eit

der Gruppen rus°de wie folgt bestiraat s

Nsrsoheuar- Durchecänitt1iche restime@

r@rw m rr@mrr rr.rm a

3*36 s a,38 .(am) 1140 kg/OB a

2138 s t r 68 1295

1,68 a 0,84 167

Die Druaktestigkeiten wurden erhalten, indem die xugein zwischen

zwei gehärtete Stahlplatten (3tookaell C Bärte 25) angeordnet wur-

den und die Druckkraft auf die besagten Platte» ausgeübt wurde,

:r eIne 3n wesentlichen paestttlärwise S «« hrung der Kugel au er-

beitm. nie Kugeln wordm äaan in ttpieehe Bobrunen-' 13ohfchtea,

nach dwn in Betspiel III b«ebriebeaep Verfahren trnteraocht

und wett harlömlich« Yorteettgors worglichen. Dia lgraebniose

erscheinen in Tabelle II.

girre swite Armpo ran Kugeln wurde a» einer @llmsiiliket#

8cblsolce tolsedder iseaaneaeaetaun@ hersestellts

Cso 83000 x s102 @ 37,30 x

*M x A.aa3 6,2s x

141B3 %

Die Schlacke wwde bei i775° C »a einen Bad in eine Ouerioae

abgeatochem end nach Deiepiel IY au Kugeln geformt.

Die Schlacks hatte zu Beginn der Zügelherstellung eine Tmpera-

tar von 1675a C # die tn@el@eretel.tnn@ ~de bei ]Crreichan Fron

t6oe C abgebrochen. Die T«rper®tvren wurden mit einen ®x-@s:hrsra

Dyror»ter gsaensen. Die Kugeln wurden in einer 10 %igen vräm@s-=

rLgen Stärke-Lösung absaseä:eaict. Die Kugeln wurden geaa::" f.

und in, Gruppen sortiert t welche folgende Drucktest igkaiton

hatten:

Man*itensrbüa Durchschnittliche#Pesti,Mciit

r r#rrrar rr#r#.r@.r#r#ri 3136 x 2, 38 (mm) 2-n40 tkg/cMa 1

2,38 x 1968 (mm) 863a trcg/anßi

1,68 x o,84 (am) 39.50 tkt/cm2#.

t s

w

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Co de 40

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@°a@ @ä ä '@ 'wo

o w .

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ö ä '# , log

o @c@

@ o Ut swd

Et id #m H Mma g

Diese Kugeln wurden in typischem lbrurrgapriü'acell geprUft und

mit herkämlichern Verfestfg»cn, wie in Tabelle ZII beschrieben,

@res$I"fabaa. .

hie reraageäenden

I bin Irr *eigen, dad der 'i%rfestigungs-

stotf dieser Ertiadnat eine weit größere Derahlässigheit als jodoe

der herkömmlichen yarfeati&er ergibt. Dienen Hater#al hat suaRts-

lich zu dieser höheren Darchlässtireit andere höchst wenscherte-

nert* Eigenschaften* Den ihtteriai ist 'vou einhaftlieärr Gröle und

Kugelgestalt. Es ist beständig gegenüber chesdaches Angritt durch

die gewöhnlich in Erden und unterisdiaehea @tr#Wä@eaa asfiretenden

äorrosionsisae Schließlich hat es eine *iahattliahara -

festigkeit und Dichte und zersetzt sieh nicht =ter ltiläung unge-

wUnacbter eheetisehes I%beapradukte.

Die DarchUssi*edt wird in ndarsr##Zenti.@cetexrr'@ des rlussea (den)

angegeben. Ihrs ist eine in der

anerkannte Methode zur

Bestg des Wirbungagradea vag @erfestignngs@ratsrfaliona Sie

wird beatimt, f"ou mm die Dtrchdrfagbarkeft in *darcysn mit

der Bretts des Spaltest In den das lierfest3;unasatttei angeordnet

wird, multipliziert. Lohe Durehläseiakeitea bedeuten ,größere Aus.

besten aua der Drawhsono und sind von äußerster Bedeutung für die

Gewinnung von Erdöl und Erdgas.

Es wurde

daß als @tasansaiaterfal a= Bernteilung hoch-

fester aodetnrerfestiger jede der hgheruchnelzeaden, hitnobestän#

diganx &lassorten sowie geröhnliche Veichgläaer und verschiedene

aetallvrgische Schlacken Verwendet Word« können.

Es wurde fortgestellt, daß s*lehe garlesttgangastoffo mm Glas,

Wie sie hier boschrieben werden, neue Dichte imtac da, ß,6 gl"3

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suspendier! wosdea kommen. Diese Slsareer«ti.pr.

sind bei i=0° C Chemisch inert. Dies ist afirderiish. im ss

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gom m widerstahm. Oss bedeutet, Iaä der tittftlee sowohl in

sanrerr wie aibalisoher ohseebmg «komisch stabil sein a". Ga

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stefte oder in llüssieitilä@.iohert fethtwsea aus leinserlcleiurtaa

teatstotle*, wie Auttrlamrol, Aarphit, Rekle etw., rerienarem

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an wurde gefunden, dsü amuohe lrsebalsse mit a24erea $ohlse»a

uaä toaterlestsa Steffen erbalten wesöen k&Wmneu, rercm mem d« »*oft

au!' eiste höhere Temperatur m a00e C oder wehr über den thelre».

tischen ßehraelspmnlct erhitzt, wie boispielsreiso im Lalle %ea

Hacäote>t-liseaschlacäce, auf eine Terrpe@ratrsr in Qebtet arischen

150a° und 21O0° C, und des geschmolstene Material auf der höheren

Temperatur hält, bis Gleichgewicht mit der Urgebung oberhalb des

Hades erreicht ist und keine weitere Sasentxieklnng erfolgt. ss

wurden im falle von Schlacke», sowohl ez?dierende als reduzierende

Umgebung wie normale Atmosphäre auagaxmedt , mä die Bedingungen des

Bardes zu regeln.

Die der ßrtindnag ;wägen Sehlacken oder sahlaokwühniichen liste.

rialien nU,sen eiere Dichte unterhalb ca. 21,6 gjca0 haben, dmit

sie ist herkbsralicheu @!Hrvrchfi@linngsflßarürtetten", -weiche den Vor-

festiger .in die zerr unterstützende Schichtung befördern, snspsndiert

worden k$ane'R.

Die Schlackenvertestiger sind bei 12O° C cheniach beständig sowie

bei pü,Werten zwischen 3 rund il. Widerstandsfähigkeit gegen eheri-

eschen Angriff iet eine notwendige Eigenschaft, am einen Angriff

durch Erdsäuren und unter der Erdoberfläche beflaadlicbe korredie-

`ende Ageutien, wie Salzlauge und ähzli"eM,

Die

dieser Erfindung geeüben glasartigen ächlaatenverfestiger sind

bei 32ß° C physikalisch stabil und werden unterhalb dieser Ten#

peratnr nicht erweicht, gespalten oder anderweitig nachteilig

beeinflnßt b Zudem besitzen die der Brfindnng entsprechenden Vor-.

festigcagsmittel an* Schlacke atucgewahlte, einheitliche

glatte Oberflächen, es allgemeinen luaggelfäx-wiae Gestalt xmd hohe

Druckteatigkeit, allen

die für eine befriedigende

Yerfestigungesirhnng nötig Bind.

Ina der vorangegangenen Beschreibung wunde gewissen vorzugsweise

Verfahren und Vervendungen der Erfindung dargelegt. Die drßndmg

ist jedoch nicht auf die Beispiele beschränkt.

Claims

Patentansprüche 'i. Ein ßlaekörper als Unteriprmmdverfeetiger mit etwa kugeliger Be- stalt, g e k e s a s e i c h n e t dareh eine Dichte unter ca. 2,6 S/tm3 , eine Druckfestigkeit Ober 3500 Wen 2, chemische Beständigkeit bei Temperaturen von ea. 120o C, welcher zur 1Cr- nsugaag einer hohen Durchlässigkeit bei @erreamda@ag in Öl- oder Gasbohrungen geeignet ist.

B. Rin Uasközper als Untergrund-Yerfestiger mit etwa kugeliger Ge- stalt mad einem Durchmesser größer *In ca. 0,88 m, g e 1c e n n- a e i e h n e t durch eine Dichte unterhalb 2,6 g/on3, äofa- digkeit gegen pbrsUmlische und chemische Zerstörung bei Tempem raturen vemo@ ea. 1209 C und pg-Vort zwischen oa. 3,0 und 11,0e welcher zur Brseagosg einer hohen Durchlässigkeit bei Verwog als #erfestigmmgsaittel in Öl- oder &asbohrongen geeignet ist.

$. Ein Verfahren zur Herstellung hochfester Engeln ans Glas und £"0- ähnlichen Stoffen, welches die Bildung von Kugeln aus der genannten Stoff bot einer Temperatur oberhalb 980° C und die plötsliehe Pr- niedriauag der Tesparatnr der genannten Kugeln auf eine Tagpcretor unterhalb 4800 C, umfaßt .

fit. Ein Verfahren zur Herstellung hochtester Kugeln aus Glas und glas- ähnlichen Stoffen, welches die Bildvag von Kugeln aus den gesam- ten Stoff bei einer Temperatur oberhalb 980o C und die plötsuohe Erniedrigung der Temperatur der genannten Kugeln auf eire Terrpara- tur unterhmlb IM o C, umfaßt, bei de® in -einem Bad des aoe Vasen und nlüxaigkslten höherer Viskosität als Wasser bestehenden Stoff- gruppen abgeschreckt wird,

g. Ein yerfahrsn zur Herstellung hochfester Kugeln aus Glas und glas- ähnlichen Stoffen, welch« die StIduag Fron Zugela aas den $enamtea Stoff bei einer Temperatur oberhalb 9$0° C ued die plötzliche gr- aiedri,gang der Temperatur der genannten Kugeln auf eine Tempera- tur unterhalb 4ge C umfaßt. frei dem in einer wässrigen :zi°bce.- oder Seffea-Uanng abgeschreckt wird.

6. Ein Verfahren zur Herotolluug hochfester Kugeln eaus uas und ;'är@«. ähnlichen Stoffan, welches eUsB Bildung von Kugeln aus dem. ten Stoff bei einer Temperatur zwischen 109e C und 1'150* C und die plätzl*ohe gragedrIgung der Temperatur der gaaannten Xugela auf eine Ternperatbr un=;xh.'r 48o0 C aufaßt, bei den In Öl # ei?ifik, wässrigen Stärkt-3.üswng mit einem Gehalt von t bis 50 % Stärke, oder lxt einer wässrigen 1@r@:rxuflit@.3Lisusg abgeschreckt wird.