DD268422A1

DD268422A1 - Verfahren zur herstellung von stahlfasern fuer hochgradient-magnetfelder

Info

Publication number: DD268422A1
Application number: DD88312292A
Authority: DD
Inventors: Hans-Juergen Claussen; Karlheinz Wunderling; Mathias Ruchholz; Rainer Stopp
Original assignee: Thaelmann Schwermaschbau Veb
Priority date: 1988-01-19
Filing date: 1988-01-19
Publication date: 1989-05-31
Also published as: DE3826480A1; DD268422B3

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Stahlfasern, die als Matrixmaterial fuer Hochgradient-Magnetfelder, insbesondere fuer das Abscheiden von fein- bzw. feinstkoernigen Stoffen mit schwachparamagnetischen Eigenschaften, Verwendung finden. Das erfindungsgemaesse Verfahren ist so ausgestaltet, dass ein Bandstahl aus ferritischem, korrosionsbestaendigem Chromstahl, in der Zusammensetzung von 0,08-0,1% C, 16-18% Cr, Ti 0,01% sowie einer Haerte HV 30 von 185-200 kp/mm2 und einer Bruchdehnung von 26-28%, mit einer Schnittgeschwindigkeit von 15-18 m/min und einem Vorschug von 0,03-0,1 mm/Umdrehung abgearbeitet wird. Eine weitere Kennzeichnung der Loesung ist, dass der Werkzeugschnittwinkel in einem Bereich von 75-82 gehalten wird. Fig. 2

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Stahlfasern, die als Matrixmaterial für die Erzeugung von Hochgradient-Mi gnetfeldern, insbesondere für das Abschneiden von fein- bzw. feinstkörnigen Stoffen mit schwachparamagnetischen Eigenschaften, Verwenduno finden.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Als eigentliche magnetisch aktive Substanz wird im Arbeitsraum von Hochgradient-Magnetscheidem ein Matrixmaterial eingesetzt, an dem sich durch die im Magnetfeld entstehenden Effekte die Anlagerung der abzuscheidenden ferro- bzw. paramagnetischen Teilchen vollzieht. Das Ziel der bekannten Verfahren zur Herstellung von Stahlfasern ist es, die als Matrixmaterial eingesetzten Stahlfasern so auszubilden, daß eine Diskontinuität der Faseroberfläche, und zwar eine vergrößerte, in sich strukturierte und somit hoch wirksame Anlagerungsfläche, die entscheidend für die Eignung einer Matrix zur Fixierung magnetisierbarer Partikel ist, entsteht. Die Beschaffenheit der Einzelfaser hinsichtlich ihrer Ausbildung und Dimension, wie Faserbreite, Faserhöhe, Grate und Standschupponbreite und -tiefe, wird im entscheidenden Maße vom Fertigungsprozeß beeinflußt.

Aus den Untersuchungen bekannter als Matrixmaterial verwendeter Stahlfasern konnte ermittelt werden, daß die derzeitigen Herstellungsverfahren nicht in der Lage sind, ein» optimale Oberflächenstruktur der Stahlfaser zu erzeugen, und somit kann die eingesetzte Stahlfaser nicht mnximal für den Effekt der magnetischen Anlagerung genutzt werden.

Besonders bei der HGM-Scheidung im Feinstkornbereich <2m ist entsprechend den ermittelten und bekannten Berechnungen zwischen Korndurchmesser des zu schneidenden Rohstoffes mit dem für einen erfolgreichen Scheidungseffekt erforcerlichen Matrixfaserdurchmesser eine feine Faser erforderlich. Die Herstellung der Faser kann dabei nach einem spanabhebenden Verfahren als auch nach einem Verfahren der Bündelziehtechnologie erfolgen. Jedoch muß festgestellt werden, daß— resultierend aus den Untersuchungen über die Oberflächenstruktur herkömmlich hergestellter Stahlfaser und ihr Vermögen, durch magnetische Gradientenbildung feinkörnige paramagnotische Partikel einzufangen — die Faserausbildung unzureichend ist.

Ziel der Erfindung Ziel der Erfindung ist es, die Effektivität der Magnetscheidung zu erhöhen und wertvollen Werkstoff einzusparen. Darlegung des Wesens der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bisher bekannten Verfahrensparameter und den eingesetzten Werkstoff so zu

optimieren, daß die Stahlfaserausbildung wesentlich verbessert wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Bandstahl aus ferritischem, korrosionsbeständigem Chromstahl, in

der Zusammensetzung von 0,08-0,1 % C, 16-18% Cr, Ti <0,01 % sowie einer! !arte HV30 von 185-200kp/mm² und einer

Bruchdehnung von 26-28% mit einer Schnittgeschwindigkeit von 15-18 m/min und einem Vorschuh von 0,03-0,1 mm/ Umdrehung abgearbeitet wird. Zu den bei der Realisierung des Verfahrens einzuhaltenden Parametern gehört die Einhaltung des Werkzeugschnittwinkels in

einem Bereich von 75-82°.

Die im erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Stahlfasern, deren Eigenschaften als magnetisch aktiver Teil in Hochgradient-Magnetscheidern deutlich sich gegenüber üblichen Fasern abgrenzen, zeigen eine ausgeprägte Stauchschuppenstruktur mit stark ausgebildeten Graten an den Außenrändern der Faser. Ausführungsbeispiel Anhand eines Beispieles sol¹ dio Herstellung der Stahlfaser und ihre Anwendung in einem I lochgradient-Magnetfeld dargestellt

werden.

Die Herstellung der Stahlfaser erfolgt dabei in einer Einrichtung, wie sie in Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Ein Bund aus dünnem Bandstahl 2, das auf einem Dorn 3 fest verspannt ist, wird stirnseitig durch Drehmeißel 4; 5 bearbeitet. Von der glatten Stirnseite des Bundes wird zunächst durch den Drehmeißel 4 mit feinverzahntem Profil ein Faserbündel

abgearbeitet, durch den in Drehrichtung des Bundes folgenden, jedoch auf der Schneidfläche glatten Drehmeißel 5 die geriffelte

Oberfläche der Bundstirnseite geglättet und ein zweites Faserbündel 6 gewonnen. Beide Faserbündel 6 werden zusammengeführt und für eine weitere Verarbeitung zweckmäßig gebündelt bzw. aufgehaspelt. Im Vergleich der erfindungsgemäß hergestellten Stahlfasern mit herkömmlichen Stahlfasern wurden die Ergebnisse von Versuchen zu Absicherung von Eisen- und Titanoxiden in einer Kaolinsuspension, die in einem Hochgradient-Labor- Magnetschei'Jer durchgeführt wurden, tabellarisch zusammengefaßt. Zum Einsatz als Matrixmaterial kam eine herkömmliche Stahlfaser (Faserdurchmesser 0,05-u,15mm), in der nachfolgenden Darstellung als Matrix A bezeichnet, konfektioniert in Mattenform und eine erfindungsgemäß hergestellte Stahlfaser mit gleichem Faserdurchmesser, ebenfalls verarbeitet zu Matten

(Matrix B). Die verfahrenstechnischen Randbedingungen, wie magnetische Feldstärke, Suspensions-Fließgeschwindigkeit,

Feststoffgehalt der Suspension usw., waren in beiden Fällen gleich. Die Wertung der Wirksamkeit der Fasermatrixen zeigt sich

im Vergleich der Durchschnittsgehalte mehrerer Versuche sowie des mit dem Magnetprodukt ausgeschiedenen Anteils des

Gesamteisens bzw. -titans. Dabei muß berücksichtigt werden, daß bei derart geringen Fe₂O₃- bzw. 7iO₂-Gehalt ·η in der

gereinigten Suspension bereits Verbesserungen um Zehntel % eine bedeutende Qualitätssteigerung der behandelten Produkte bewirken.

Reduzierung des Fe₂O₃-Gehaltes:	Fe₂O₃-Gehalt d. Aufgabe	TiO₂-Gehalt d. Aufgabe	Fe₂O₃-Gehalt !.gereinigter Suspension	Antei! d. Gesamt schadstoffes i.d. magn. Abgängen
Matrix	6,87%	2,98	1,42% 1,26%	71,3% 75,5%
A B	Reduzierung des TiO₂-Gehaltes:
Matrix	TiOj-Gehalt !.gereinigter Suspension	Anteil d. Gesamt schadstoffes i.d. magn.Abgängen
A B	1,48% 1,40%	27,2% 31,8%

Aus der tabellarischen Übersicht ist die vorteilhaftere Wirkung der erfindungsgemäß hergestellten Stahlfaser ersichtlich. Mikroskopische Untersuchungen an den erfindungsgemäß hergestellten Stahlfasern zeigen, daß die Verbesserung auf die besondere Oberflächenstruktur der Fasern zurückzuführen ist.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Stahlfasern für Hochgradient-Magnetfelder, unter Einsalz von Drehmeissein mit feinverzahntem und glattem Schneidflächenprofil,dadurch gekennzeichnet, daß ein Bandstahl aus ferritischem, korrosionsbeständigem Chromstahl, in der Zusammensetzung vor. 0,08-0,1 % C, 16-18% Cr, Ti <0,01 % sowie einer Härte HV30 von 185-200kp/mm² und einer Bruchdehnung von 26-28%, mit einer Schnittgeschwindigkeit von 15-20m/min und einem Vorschub von 0,03-0,1 mm/Umdrehung abgearbeitet wird.

2. Verfahren zur Herstellung von Stahlfasern für Hochgradient-Magnetfelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugschnittwinkel 75-82° beträgt.