163246. lajstromszámú szabadalom • Eljárás meghatározott szemcsenagyságú ömlesztett kemény anyagok előállítására
3 163246 4 Előnyös az is, ha a fémtestek alakja szabályos, különösen előnyös a gömbalak. Emellett azonban más alakok is használhatók, mint például rövid hengerek, lencsék vagy hasábok. A folyékony olvadék megdermedése előtt teljesen kitölti a fémtestek és a forma fala közötti tereket. Az eredményként kapott granulátum végül ezen közbenső terek nagyságában és azoknál kisebb méretekben áll rendelkezésre. Ezáltal egyszerű módon lehetségessé válik, hogy a fémtestek nagyságának megválasztásával előre meghatározzuk a kívánt kemény anyag szemcsenagyságát, illetőleg darabnagyságát. Ha a fémtesteket megfelelően kis méretűre választjuk, fölöslegessé válik a durva és finom pofás törőkben való aprítás. Ebben az esetben ki van zárva, hogy említésreméltó mennyiségű poralakú anyag keletkezzék. Bár a találmány szerinti eljárással előállított olvadéktermékek többségének olvadáspontja lényegesen magasabb volt, mint annak a fémnek olvadáspontja, amelyből a formában levő fémtestek készültek, ezen testek felülete a legcsekélyebb mértékben sem olvad meg, vagy revésedett. A golyók meglepő módon sértetlenek maradtak és korlátlan ideig újra felhasználhatók voltak. Meglepő módon az olvadékot és a fémtesteket (előnyösen golyókat) könnyen el lehet választani egymástól. Már könnyű kalapácsütések hatására szétesnek az öntvények és a golyókat egyszerű módon, például mágneses elválasztás útján el lehet különíteni az olvadéktól. Ez a könnyű elválasztás, amely döntő jelentőségű az eljárás keresztülvitele szempontjából, szorosan összefügg azzal, hogy a fémtestek felülete nem olvad meg és nem revésedik. Ha a formát azonos nagyságú golyókkal töltjük meg, adódik a legkedvezőbb arány a golyók tömege és az olvadék tömege között. A golyónagyság megválasztásával nagymértékben lehet változtatni azt a maximális távolságot, amely a golyótöltetbe ágyazott olvadékmassza és a golyófelület között van és ezáltal szándékoltan előre meg lehet határozni a kívánt granulátum egyes darabjainak átlagos nagyságát. Abban az esetben, ha golyókat használunk, a következő irányértékeket kell figyelembe venni. Ha a golyóátmérő 60 mm körül van, akkor az üregekben megdermedő öntvény korund esetében 0,5 kg súly körül lesz. Ezenkívül hangsúlyoznunk kell, hogy az amúgy is szokatlanul kis méretű megdermedt olvadék darabok a hőokozta intenzív feszültségek következtében hűlési repedésekkel vannak áthatva, amelyek lényegesen megkönnyítik a további aprítást a kúpos finom törőkben, finom malmokban és hasonló készülékekben. Azáltal, hogy különböző nagyságú golyókat választunk, biztosítani tudjuk a golyótöltet lehető tömörségét és hogy a beágyazott olvadékmassza vékony fallal képződjék. Ez végső soron viszonylag kis szemcséjű anyag keletkezését jelenti. A javasolt eljárás alkalmazása esetén az alkalmazott öntő formák nagysága és alakja viszonylag cskély jelentőségű. Magas olvadáspontú fémoxidokból és szilikátokból levő olvadékmasszákon általában olyanokat értünk, amelyek túlnyomó részben az A12 0 3 , Zr0 2 , Si0 2 oxidok egyikéből vagy ezeknek további oxidok vagy szilikátok kisebb mennyiségeivel való keverékeiből állnak. Az ilyen olvadékmasszákra példák a korundok, mint amilyenek a normálkorundok, amelyek 94—97 súly% Al2 0 3 -t és kb. 2—4 súly% Ti0 2 -t tartalmaznak, a félnemeskorundok, amelyek 97—99 súly% Al2 0 3 -t és kb. 0,5—1,5 súly% Ti02 -t tartalmaznak, mindenekelőtt a cirkon-korundok, amelyek 10—60 súly % Zr02 -t, 5 előnyösen 20—30 súly% Zr02 -t tartalmaznak és ezenkívül túlnyomó részben Al2 0 3 -t; alumíniumszilikátok, mint például a mullit, vagy szillimanit, spinellek, cirkonoxidok és számos más anyag. Ezeket az olvadékmasszákat megdermedés után általában kúpos finom törőkben, 10 finom malmokban és hasonlókban törjük és alkalmas szemcsefrakciókra szitálják szét, adott esetben azonban törés nélkül is alkalmazhatók. Az ilyen tört olvadékmasszákból számos termék állítható elő. így például a nagy nyomószilárdságú 15 korundokat túlnyomó részben csiszoló testekké dolgozzák fel, pl. csiszoló korongokká, vagy hasító korongokká azáltal, hogy például műgyantákba ágyazzák azokat. A nagyobb ridegségű korundokat hajlékony csiszoló eszközök gyártására is fel lehet használni. A szilikátok 20 például kerámiai masszák előállítására is felhasználhatók. 1. példa (összehasonlító példa) 25 Egy olvasztási adagot, amely az Al2 0 3 -ra vonatkoztatva kb. 75 % bauxitból és kb. 25 % cirkonoxidból állt és a szükséges redukáló szénmennyiséget tartalmazta, megolvasztottuk és erős falú 700/500 mm 0 kúposságú és 700 mm magas formákba öntöttük. Itt 500 kg súlyú 30 öntvények keletkeztek. A megdermedt anyagot először nagy zajterhelés mellett nagy pofás törőben aprítottuk. Ezután következett az utóaprítás finom pofás törőben. A két művelet következtében kb. 10 súly% mennyiségű anyag finom anyagként kiesett, minthogy ezt nem lehe-35 tett tovább felhasználni. Ezt az anyagot ismét beolvasztottuk. Az így keletkezett szemcse további feldolgozása meghatározott szemcsenagyságú és meghatározott ömlesztési súlyú csiszoló eszközzé kúpos finom törőben és ezt követően finom malomban történt. 40 2. példa Az 1. példát megismételtük oly módon, hogy a fent említett formát 60 mm 0-jű vasgolyókkal töltöttük 45 meg és az 1. példában említett olvadékot betöltöttük. A formába töltött golyók súlya 575 kg volt, míg az üregekbe ágyazódott megdermedt korund súlya kb. 295 kg volt. Ezt a korundot is, mint az előzőt, csiszoló anyag szemcsézésűre dolgoztuk fel. Ebben az esetben azonban 50 a műszakilag költséges durva és finom pofás törő alkalmazása egyáltalán nem volt szükséges és az utána kapcsolt kúpos finom törő munkája lényegesen könnyebbé vált. 55 3. példa Az olvasztási adag a következő volt: 30 súly % bauxit, kb. 87 súly % Al2 0 3 -al, 44 súly % kalcinált agyagföld, 60 26 súly% kvarchomok. Ezt billenthető villamos olvasztókemencében elektromullittá (3 A12 0 3 . 2 SiOj) olvasztottuk össze. Ismét az 1. példa szerinti formát alkalmaztuk és egyrészt ismét olyan formába töltöttük, amely nem tartalmazott 65 golyókat, továbbá egy második formába, amely 55 mm 2
