MANUFACTURING PROCESS OF SILICON AND IRON FREE BLAST MATERIAL FOR SURFACE TREATMENT

Abstract: 1. Manufacturing process for a silicosis and iron-free blast material for surface treatment, in particular of Austenitic steels, with a maximum grain size of 0.5 mm, made of crushed smelter slag granulate from hard coal combustion, characterized by crushing of the smelter slag granulate to the desired size before the raw material (with a maximum total iron content of approximately 7 % by weight, primarily occuring as iron silicate and iron aluminate) undergoes magnetic separation, resulting in a maximum metallic iron content of 0.1 % by weight.

Description: Verfahren zur Herstellung eines silikose- und eisenfreien Strahlmittels für die Oberflächenbehandlung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines silikose- und eisenfreien Strahlmittels für die Oberflächenbehandlung, insbesondere von austenitischen Stählen, mit einer Korngrösse von höchstens OIJ mm aus von Steinkohlenfeuerungen stammendes Schmelz kaimnerschlackengranulat. 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 Zusammenset- zung 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 Schinelzkainmerschlackengranulat 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 Magnettroinmeln 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 uberraschende Ergebnis besteht darin, dass sich mit den angegebenen r 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 Freindrostbildung führt. Das nach der Lehre der Erfindung hergestellte Strahlmittel ist also geeignet, die eingangs erwähnten bekannten Strahlmittel zu ersetzen. Die mittels des Strahlmittels erzielte Oberflächenwft- kung (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 Dicke allenfalls in der Grössenordnung der fünffachen, vorzugsweise der zwei- bis dreifachen, maximalen Korngrösse aufweist (Patentanspruch 5). 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 Abscheidungs stufe vornehmen zu können. Die Schichtdicke kann ins besondere durch geeignete Abstimmung zwischen der Zu führmenge an zerkleinertem Rohmaterial und der Geschwindigkeit des bzw. der Magnetabscheider einge stellt werden. Das nach der Lehre der Erfindung unter Verwendung von Schmelzkammerschlackengranulat aus Steinkohlen feuerungen hergestellte Strahlmittel weist die folgen de typische chemische Zusammensetzung auf; die einzel nen Bestandteile sind dabei jeweils in Gew.-% angege ben: Siliciumdioxid (SiO2J 53,1 % gesamt Eisen (Fe) 5,3 % metallisches Eisen (Fe) Orl % Aluminiumoxid (Al203 > 28,1 % Calciumoxid (CaO) 3,3 % Magnesiumoxid (MgO) 1,88% Natriumoxid (Na20) 0,8 % Kaliumoxid (K20) 4,21% Chromoxid (Cr203) 0,03% Zinkoxid (ZnO) 0,06% Titanoxid (Ti02) 0,73% Sulfat (S03) 1,17% Phosphat (P205) 0,6 8 Die Korngrössenverteilung des Strahlmittels ist die folgende: Körnung: ?0,5 mm O 0,1 bis 0,5 mm zu zu 69,3 % 0,071 bis 0,1 mm 30,3 % 0,063 bis 0,071 mm 0,1 % < 0,063 mm 0,3 % 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 Schmelzkainmerschlackengranulats 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 %.

Claims: Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung eines silikose- und eisen freien Strahlmittels für die Oberflächenbehandlung, insbesondere von austenitischen Stählen, mit einer Korngrösse von höchstens 0,5 mm aus von Steinkohlen feuerungen s tammendem Schmelzkammerschlackengranulat, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, 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 Magnetabschei dung auf einen Gehalt an metallischem Eisen von höch stens 0,1 Gew.-% eingestellt wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmelzkammerschlackengranulat vor der Magnetab scheidung 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 Schmelzkainmerschlackengranulat 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 ge kennzeichnet, dass der Gesamteisengehalt des Rohmateri als vor der Magnetabscheidung nicht höher liegt als etwa 6, vorzugsweise 5,5 Gew.-%. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, dass die der Magnetabscheidung unterwor fene Schicht Rohmaterial eine Dicke allenfalls in der Grössenordnung der fünffachen, vorzugsweise der zwei bis dreifachen, maximalen Korngrösse aufweist.

Inventors: ULRICH, WILLY, DR.-ING.
Applicants: KRUPP-STEAG STRAHLMITTEL GESELLSCHAFT MIT BESCHRANKTER HAFTUNG
Application year: 1984
Main classification: B24B31
IPC codes: B24B31, B24C11