DE29723938U1 - Mikrokugeln aus magmatischem Ergußgestein - Google Patents
Mikrokugeln aus magmatischem ErgußgesteinInfo
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description
Die Erfindung betrifft Mikrokugeln aus magmatischem Ergußgestein wie Basalt
oder Diabas.
Es ist bekannt, daß kleine Kugeln für die Dispergierung in schnellumlaufenden
Rührwerksmühlen, vor allem in der Farben- und Lackindustrie, als Mahlkörper verwendet werden. Sie bestehen aus Alkali-Erdalkali-Silikatglas, Borosilikatglas
oder Bleiglas bzw. aus Zirkonsilikat oder anderen Keramiken; ihr Durchmesser beträgt üblicherweise 0,6 ... 2,0 mm. Im Durchmesserbereich 0,2 ... 0,8 mm
werden solche Kugeln auch für Strahlzwecke und darüber hinaus im Bereich 0,4 ... 1,0 mm für Stützfüllungen für Bohrlöcher in der Erdgasfördertechnik eingesetzt.
Qualitätsbestimmend sind hierbei, namentlich bei der Verwendung als sphärischer
Mahlkörper, hauptsächlich die Dichte, Abrieb- und Druckfestigkeit sowie die Härte des Werkstoffes. Diese Kennwerte bestimmen auch nachhaltig den
Verkaufspreis der Kugeln:
| Glaskugeln | Zirkonsilikatkugeln | Keramikkugeln | |
| Dichte (g/cm3) | 2,5-2,9 | 3,8 | ., 3,5-4 |
| Härte (GPa) | 5 | 7 | 7-8 |
| Verkaufspreis z. Z. (DM/kg) |
4-6 | 15-25 | 50 - 200 |
Die Kugeln aus Glas werden üblicherweise durch einen thermischen Umformprozeß
im Bereich 700 ... 950 °C aus Glasgrieß geeigneter Körnung hergestellt. Dieser Prozeß beruht auf der Wirkung der Oberflächenspannung bei entsprechend
niedriger Viskosität unter Anwendung eines möglichst nicht benetzenden Trennmittels zur Verhinderung der Ausbildung von Sinterbrücken zwischen
den Partikeln. Besonders bei größeren Durchmessern wird auch das Auspressen der Kugeln aus dem schmelzflüssigen Glas einschließlich einer
entsprechenden Nachbearbeitung angewendet.
Glaskugeln, die in einem vielstufigen Prozeß unter Einsatz spezieller Einrichtungen
hergestellt werden, wobei der Ausbeuteverlust bei der Herstellung von Glasgrieß geeigneter Körnung sehr groß ist, haben einen hohen Verschleiß bei
mäßiger Mahlausbeute. Zur Erhöhung des Mahleffektes werden deswegen Bleigläser mit einer Dichte von 2,9 g/cm3 eingesetzt. Dies führt jedoch zu Abriebbestandteilen
mit ökotoxischer Relevanz durch das lösliche Bleioxid.
Zirkonsilikatkugeln, die mit elektrothermischen Verfahren durch Verblasen eines
Schmelzstranges hergestellt werden, verfügen über eine hohe Abriebfestigkeit. Nachteilig sind der Porengehalt (Bruchgefahr beim Mahlvorgang) und
größere, technologisch unvermeidbare Abweichungen von der Kugelform sowie die hohen Herstellungskosten, die sich letztlich im Verkaufspreis niederschlagen.
Bei anderen keramischen Kugeln, die durch Wirbelschichtgranulierung hergestellt
werden, lassen sich sehr hohe Verschleißwiderstände realisieren. Wegen des hohen Verkaufspreises ist der Einsatz dieser Kugeln jedoch auf Spezialzwecke
begrenzt.
Es ist daher Ziel der Erfindung, Mikrokugeln, die sich gegenüber denen aus
konventionellen Werkstoffen, namentlich Glas, durch verbesserte Materialkennwerte
und gegenüber den Zirkonsilikat- und Keramikkugeln durch nach-
haltig verringerte Herstellungskosten auszeichnen, vorzuschlagen. Dabei steht
die Aufgabe, Mikrokugeln mit neuartiger chemischer Charakteristik zu finden.
Erfindungsgemäß wird dies durch Mikrokugeln aus magmatischem Ergußgestein
wie Basalt oder Diabas gelöst, die mit oder ohne Zusätze eine Zusammensetzung der chemischen Charakteristik CC im Bereich 0,8 ... 1,8, berechnet
nach Gleichung (1), worin die Oxide der Metalle (Me) die Molzahl der ein-, zwei- und dreiwertigen Kationen bedeuten:
3(Me2O3) + Me2O + MeO
MeO2
aufweisen.
Die Zusätze umfassen Erdalkaliträger wie Dolomit oder Kalkstein und/oder Eisenoxidträger.
Die Zusammensetzung hat bei einer Temperatur zwischen 1380... 1480 0C eine Viskosität von ca. 8...31,6 dPas, so daß die Zusammensetzung
durch herkömmliche Verfahren gut verarbeitbar ist.
Die erfindungsgemäßen Mikrokugeln, die aus magmatischem Ergußgesteinen
bestehen und die obengenannte chemische Charakteristik aufweisen, verfügen
gegenüber herkömmlichen Mikrokugeln über ausgezeichnete Materialkennwerte, insbesondere über hohe Verschleißbeständigkeit und geringen Porengehalt.
Überdies können die erfindungsgemäßen Mikrokugeln aufgrund ihrer Zusammensetzung durch ein geeignetes Verfahren, das die Schritte Schmelzen,
Konditionieren, Dispergieren, Abrunden, Kühlen und gesteuerte Wärmebehandlung umfaßt, mit nahezu idealer Rundheit (Dmax/Dmin kleiner 1,08) hergestellt
werden.
Die Mikrokugeln der Erfindung sind daher aufgrund ihrer guten Materialkennwerte
und ihrer hohen Rundheit besonders zur Verwendung als Stützfüllungen für Bohrlöcher, für Strahlzwecke und in Rührwerksmühlen geeignet.
Claims (4)
1. Mikrokugeln aus magmatischem Ergußgestein wie Basalt oder Diabas,
dadurch gekennzeichnet, daß sie mit oder ohne Zusätze eine Zusammensetzung der chemischen Charakteristik CC im Bereich 0,8 ... 1,8, berechnet
nach Gleichung (1), worin die Oxide der Metalle (Me) die Molzahl der ein-, zwei-
und dreiwertigen Kationen bedeuten:
= 3(Me7O3) + Me7O + MeO
MeO2
aufweisen.
2. Mikrokugeln nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusätze
Erdalkaliträger wie Dolomit oder Kalkstein umfassen.
3. Mikrokugeln nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Zusätze Eisenoxidträger umfassen.
4. Mikrokugeln nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung bei einer Temperatur zwischen 1380. ..1480 0C eine
Viskosität von ca. 8...31,6 dPas hat.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29723938U DE29723938U1 (de) | 1997-05-23 | 1997-05-23 | Mikrokugeln aus magmatischem Ergußgestein |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29723938U DE29723938U1 (de) | 1997-05-23 | 1997-05-23 | Mikrokugeln aus magmatischem Ergußgestein |
| DE1997121571 DE19721571C2 (de) | 1997-05-23 | 1997-05-23 | Verfahren zur Herstellung von Mikrokugeln |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE29723938U1 true DE29723938U1 (de) | 1999-07-08 |
Family
ID=26036756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE29723938U Expired - Lifetime DE29723938U1 (de) | 1997-05-23 | 1997-05-23 | Mikrokugeln aus magmatischem Ergußgestein |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE29723938U1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7861807B2 (en) | 2008-12-03 | 2011-01-04 | Black & Decker Inc. | Drill bit including one piece cutting head |
-
1997
- 1997-05-23 DE DE29723938U patent/DE29723938U1/de not_active Expired - Lifetime
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| US7861807B2 (en) | 2008-12-03 | 2011-01-04 | Black & Decker Inc. | Drill bit including one piece cutting head |
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| R207 | Utility model specification |
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| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
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