DE3301172C1

DE3301172C1 - Verfahren zur Herstellung eines silikose- und eisenfreien Strahlmittels zur Oberflaechenbehandlung

Info

Publication number: DE3301172C1
Application number: DE3301172A
Authority: DE
Inventors: Willy Dr.-Ing. 4235 Schermbeck Ulrich
Original assignee: Krupp Steag Strahlmittel GmbH
Current assignee: Krupp Steag Strahlmittel GmbH
Priority date: 1983-01-15
Filing date: 1983-01-15
Publication date: 1984-08-16
Also published as: ATE42055T1; EP0116272B1; EP0116272A2; EP0116272A3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines silikose- und eisenfreien Strahlmittels für die Oberflächenbehandlung, insbesondere von austenitischen Stählen, mit einer Korngröße von höchstens 0,5 mm aus von Steinkohlenfeuerungen stammendem Schmelzkammerschlackengranulat. . Zur Zeit werden für die Oberflächenbehandlung insbesondere von austenitischen Stählen ausschließlich Strahlmittel eingesetzt, die wie Elektrokorund, Zirkonsand und Glasperlen nahezu eisenfrei sind. Der Eisenoxidanteil ist dabei begrenzt auf höchstens 0,1 Gew.-%.

Aus »Stahl und Eisen« 75 (1955), Seiten 1115 bis 1117, ist es bereits bekannt, Strahlmittel aus feuerfester Schlacke zu bestimmten Zwecken auf eine Korngröße auch unterhalb von 0,5 mm zu zermahlen. Durch den Zerkleinerungsvorgang wird dabei bereits der Endzustand des Strahlmittels hinsichtlich Zusammensetzung und Eigenschaften herbeigeführt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung eines weiteren silikose- und eisenfreien Strahlmittels zu ermöglichen, welches ebenfalls insbesondere zur Oberflächenbehandlung von austenitischen Stählen geeignet und wenig kostenaufwendig ist. Als Ausgangsmaterial soll das in Steinkohlenfeuerungen anfallende Schmelzkammerschlackengranulat Verwendung finden.

Die gestellte Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, welches die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist. Danach findet die Zerkleinerung des Schmelzkammerschlackengranulats auf die gewünschte Korngröße statt, bevor das dabei entstandene Rohmaterial mit einem Gesamteisengehalt von höchstens etwa 7 Gew.-%, vorliegend überwiegend in Form von Eisensilikat und Eisenaluminat, durch Magnetabscheidung im wesentlichen von dem in metallischer Form vorliegenden Eisen befreit wird.

Die Magnetabscheidung, bei welcher eine dünne Rohmaterialschicht vorzugsweise über Magnettrommeln geführt wird, kann je nach der Schichtdicke und der vorliegenden Korngrößenverteilung ein- oder mehrstufig durchgeführt werden; in vielen Fällen ist bereits eine einstufige Magnetabscheidung ausreichend, um den erforderlichen Gehalt an metallischem Eisen von höchstens 0,1 Gew.-% zu erreichen oder zu unterschreiten.

Das mit dem vorgeschlagenen Verfahren erzielte überraschende Ergebnis besteht darin, daß sich mit den angegebenen, wenig aufwendigen Maßnahmen der erwähnte Höchstanteil an metallischem Eisen einhalten läßt, obwohl der Gesamteisengehalt des nach Zerkleinerung vorliegenden Rohmaterials um das Mehrfache des Faktors 10 größer ist als der einzuhaltende Höchstanteil.

Darüber hinaus haben Korrosionsversuche mit bestrahlten austenitischen Stählen erkennen lassen, daß die Behandlung mit dem auf diese Weise hergestellten eisenfreien Strahlmittel nicht zu einer Fremdrostbildung führt. Das nach der Lehre der Erfindung hergestellte Strahlmittel ist also geeignet, die eingangs erwähnten bekannten Strahlmittel zu ersetzen.

Die mittels des Strahlmittels erzielte Oberflächenwirkung (Rauhtiefe der bestrahlten Oberfläche) kann dadurch angepaßt werden, daß die Korngrößenverteilung des Strahlmittels verändert wird; eine geringere Rauhtiefe kann insbesondere dadurch erzielt werden, daß die maximal zulässige Korngröße herabgesetzt wird.

Das Verfahren kann insbesondere in der Weise durchgeführt werden, daß die gewünschten Kornfraktionen erst nach der Magnetabscheidung abgesiebt werden; es ist jedoch auch möglich, das Rohmaterial vor der Durchführung der Magnetabscheidung abzusieben und die dabei entstandenen Kornfraktionen getrennt voneinander über geeignete Magnetabscheider zu führen. Die Kornabsiebung kann insbesondere in den Fraktionen erfolgen, die der Vorschrift gemäß DIN 8201 für Elektrokorund entsprechen.

Das Verfahren läßt sich insbesondere auch in der Weise ausführen, daß das Schmelzkammerschlackengranulat vor der Magnetabscheidung in ein Rohmaterial mit einer Korngröße von höchstens 0,25 mm zerkleinert wird (Patentanspruch 2); vorzugsweise wird das Schmelzkammerschlackengranulat als Rohmaterial auf eine Korngröße zerkleinert, die überwiegend im Bereich zwischen 0,06 bis 0,25 mm liegt (Patentanspruch 3). Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von Rohmaterial, dessen Gesamteisengehalt vor der Magnetabscheidung nicht höher liegt als etwa 6, vorzugsweise 5,5 Gew.-% (Patentanspruch 4).

Eine zweckmäßige Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die der Magnetabscheidung unterworfene Schicht Rohmaterial eine Dikke allenfalls in der Größenordnung der fünffachen, vorzugsweise der zwei- bis dreifachen, maximalen Korngröße aufweist (Patentanspruch 5).

33 Ol 172

Siliciumdioxid (SiO₂)	53,1%
gesamt Eisen (Fe)	5,3%
metallisches Eisen (Fe)	0,1%
Aluminiumoxid (AI2O3)	28,1 "/ο
Calciumoxid (CaO)	3,3%
Magnesiumoxid (MgO)	1,88%
Natriumoxid (Na20)	0,8%
Kaliumoxid (K₂O)	4,21%
Chromoxid (Cr₂Os)	0,03%
Zinkoxid (ZnO)	0,06%
Titanoxid (TiO₂)	0,73%
Sulfat (SO₃)	1,17%
Phosphat (P₂Os)	0,6%

Allgemein gesprochen sollte die in Rede stehende Schicht möglichst dünn eingestellt werden, um die Abscheidung metallischen Eisens möglichst wirksam und möglichst bereits in einer einzigen Abscheidungsstufe vornehmen zu können. Die Schichtdicke kann insbesondere durch geeignete Abstimmung zwischen der Zuführmenge an zerkleinertem Rohmaterial und der Geschwindigkeit des bzw. der Magnetabscheider eingestellt werden.

Das nach der Lehre der Erfindung unter Verwendung von Schmelzkammerschlackengranulat aus Steinkohlenfeuerungen hergestellte Strahlmittel weist die folgende typische chemische Zusammensetzung auf; die einzelnen Bestandteile sind dabei jeweils in Gew.-% angegeben:

20

25

30

Die Korngrößenverteilung des Strahlmittels ist die folgende:

Körnung:

> 0,5 mm 0

0,1 bis 0,5 mm 69,3%

0,071 bis 0,1 mm 30,3%

0,063 bis 0,07 lmm 0,1%

< 0,063 mm 0,3%

40

Das Strahlmittel besteht also zu etwa 70% aus Körnungen im Bereich zwischen 0,5 mm und 0,1 mm.

Obwohl ein Strahlmittel der aufgeführten Zusammensetzung einen erheblich größeren Gesamteisenanteil aufweist als beispielsweise zum Vergleich benutzter Zirkonsand (Gesamteisenanteil nur etwa 0,2 Gew.-%), führt seine Verwendung zum Strahlen von nichtrostenden Stählen an diesen nicht zur Fremdrostbildung, wenn dem als Ausgangsmaterial dienenden Schmelzkammerschlackengranulat, welches in ein ausreichend zerkleinertes Rohmaterial umgewandelt worden ist, vorher durch Magnetabscheidung das metallische Eisen im wesentlichen entzogen wird.

Das eingangs geschilderte erfindungsgemäße Herstellverfahren kann insbesondere dadurch weiter ausgestaltet sein, daß das Rohmaterial zu einem geeigneten Zeitpunkt, insbesondere auch gleichzeitig mit oder nach der Magnetabscheidung, zusätzlich einem Trocknungsvorgang unterworfen wird.

Das unter Verwendung des Schmelzkammerschlakkengranulats hergestellte Strahlmittel ist auch silikosefrei, da es einen SiO₂- bzw. Quarzgehalt von etwa 0,4 bis 0,5% aufweist. Zulässig ist ein Gehalt an freier, kristalliner Kieselsäure = Quarz bis zu 2%.

65

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Claims

33 Ol 172 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines silikose- und eisenfreien Strahlmittels für die Oberflächenbehandlung, insbesondere von austenitischen Stählen, mit einer Korngröße von höchstens 0,5 nun aus von Steinkohlenfeuerungen stammendem Schmelzkammerschlackengranulat, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerkleinerung des Schmelzkammerschlackengranulats auf die gewünschte Korngröße vorgenommen wird, bevor das Rohmaterial mit einem Gesamteisengehalt von höchstens etwa 7 Gew.-% — vorliegend überwiegend in Form von Eisensilikat und Eisenaluminat — durch Magnetabscheidung auf einen Gehalt an metallischem Eisen von höchstens 0,1 Gew.-% eingestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmelzkammerschlackengranulat vor der Magnetabscheidung in ein Rohmaterial mit einer Korngröße von höchstens 0,25 mm zerkleinert wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmelzkammerschlackengranulat vor der Magnetabscheidung als Rohmaterial auf eine Korngröße zerkleinert wird, die überwiegend im Bereich zwischen 0,06 bis 0,25 mm liegt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamteisengehalt des Rohmaterials vor der Magnetabscheidung nicht höher liegt als etwa 6, vorzugsweise 5,5 Gew.-%.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die der Magnetabscheidung unterworfene Schicht Rohmaterial eine Dicke allenfalls in der Größenordnung der fünffachen, vorzugsweise der zwei- bis dreifachen, maximalen Korngröße aufweist.