DD301531A7

DD301531A7 - Method for determining the briquetting ability of Mgo powders

Info

Publication number: DD301531A7
Application number: DD33906390A
Authority: DD
Original assignee: Kali Veb K
Priority date: 1990-03-26
Filing date: 1990-03-26
Publication date: 1993-02-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Brikettierfähigkeit von MgO-Pulvern. Das Verfahren kann angewendet werden zur schnellen und unkomplizierten Beurteilung der Brikettier- und Kompaktierfähigkeit von MgO-Pulvern. Erfindungsgemäß wird eine Pulverprobe in einer zylindrischen Preßvorrichtung mit Unter- und Oberstempel und schwimmend gelagerter, schwach konischer Matritze zu einem Preßling geformt. Der Preßling wird dabei mit einem Durchmesser-Höhen-Verhältnis von 3,5:1 gepreßt und dabei eine Druck-Weg-Kurve im Druckintervall von 98 bis 392 Pa aufgenommen. Anschließend wird unter Berücksichtigung der Stauchung der Preßstempel ein Druck-Dichte-Diagramm mit logarithmisch geteilten Achsen erarbeitet und darin der Datenvergleich zwischen der jeweiligen Probe und den großtechnisch erprobten Produkten vorgenommen.{Verfahren; Brikettierfähigkeit; MgO-Pulver; Probe; Preßvorrichtung; Preßling; Druck-Weg-Kurve; Druck-Dichte-Diagramm; Datenvergleich}The invention relates to a method for determining the Brikettierfähigkeit of MgO powders. The method can be used to quickly and easily evaluate the briquetting and compaction ability of MgO powders. According to the invention a powder sample is formed in a cylindrical pressing device with lower and upper punch and floating, slightly conical die to form a compact. The compact is pressed with a diameter-height ratio of 3.5: 1 and thereby recorded a pressure-displacement curve in the pressure interval of 98 to 392 Pa. Subsequently, taking into account the compression of the ram, a pressure-density diagram with logarithmically divided axes is worked out and the data comparison between the respective sample and the industrially tested products is made therein. Brikettierfähigkeit; MgO powder; Sample; pressing machine; compact; Pressure-displacement curve; Print density diagram; Data comparison}

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Brikettierfähigkeit von MgO-Pulvern, die zum Zwecke der Herstellung hochfeuerfesten Sinters zunächst brikettiert werden sollen.The invention relates to a method for determining the Brikettierfähigkeit of MgO powders, which are to be briquetted for the purpose of producing high-fire sintering first.

Die Erfindung kann angewendet werden zur schnellen und unkomplizierten Beurteilung der Brikettier- und Kompaktierfähigkeit derartiger Produkte bei Veränderung von Prozeßpararnetern in der Produktionsanlage und zur Beurteilung neuer Produktqualitäten in Forschung und Entwicklung.The invention can be used to quickly and easily assess the briquetting and compaction capability of such products when changing process parameters in the production line and to assess new product qualities in research and development.

Characteristics of the known state of the art

Die Brikettierung von pulverförmigem MgO-Kauster ist eine notwendige verfahrenstechnische Zwischenstufe bei der Herstellung von Sintermagnesit. Wegen der hohen Abrasivität des zu verpressenden Pulvers und desr.en geringer Schüttdichte werden dafür Walzenpressen eingesetzt. Durch eine entsprechende Umlaufschaltung wird die Mehrscsi^keit des Verdichtungsvorganges erreicht. Die Brikettierung erfolgt bei Temperaturen <200°C. Wegen der gefordprten hohen Reinheit des Endproduktes werden Brikettierhilfsmitte! nicht r.ingesotzt. Die Brikettierung läuft im allgemeinen mit Ausbeuten von 10 bis 30%. Es gibt aber Produktionsphasen, bei denen das Brikettausbringen auf so gelinge Werte absinkt, daß ein ökonomischer Betrieb der Anlage nicht mehr gegeben ist.The briquetting of powdered MgO-Kauster is a necessary procedural intermediate in the production of sintered magnesite. Because of the high abrasiveness of the powder to be pressed and desr.en low bulk density roller presses are used for it. By a corresponding circulation circuit Mehrscsi ^ speed of the compression process is achieved. Briquetting takes place at temperatures <200 ° C. Due to the required high purity of the final product, Briquetting Aid Center! not stoned. The briquetting generally proceeds in yields of 10 to 30%. However, there are production phases in which the briquette yield drops to such a successful level that an economic operation of the plant is no longer possible.

Nach dem gegenwärtigen Stand der Erkenntnisse sind eine Vielzahl von chemisch-physikalischen Eigenschaftsmerkmalen in ihrer Komplexität für das jeweilige Brikettierverhalten ausschlaggebend. Im einzelnen kommen folgende Sw ffeigenschaften in Frage. (OeI, H. J.: „Pulvereigenschaften und das Sintern von reinem Magnesiumoxid und Magnesiumoxid mit Nickel")According to the current state of knowledge, a large number of chemical-physical property features are decisive in their complexity for the respective briquetting behavior. In detail, the following Sw ffeigenschaften come into question. (OeI, H.J .: "Powder Properties and Sintering of Pure Magnesium Oxide and Magnesium Oxide with Nickel")

- Chemische Zusammensetzung- Chemical composition

- Kornspektrum, Teilchenform, Partikelstruktur- grain spectrum, particle shape, particle structure

- Aktivität, spezifische Oberfläche, Primärteilchengröße- Activity, specific surface area, primary particle size

- Sprödigkeit, Druckplastizität, Härte.- brittleness, printing plasticity, hardness.

Hinzu kommen noch eine Reihe technologischer Bedingungen, wie Materialtemperatur, Verdichtungsgeschwindigkeit, Preßdruck, Mischungsverhältnis von vorverdichtetem zu frischem Preßgut, Geometrie des Preßwerkzeug js, Verschleißgrad, und andere, die im Produktionsbetrieb wegen ihrer zeitlichen Variabilität eine auf die Stoffeigenschaften bezogene Beurteilung der Brikettiereigenschaften erschweren.In addition, there are a number of technological conditions, such as material temperature, compaction speed, pressure, mixing ratio of precompressed to fresh pressed material, geometry of the pressing js, degree of wear, and others that complicate in the production because of their temporal variability on the material properties related assessment of Brikettiereigenschaften.

Eine sichere Beurteilung der jeweiligen Brikettierbarkeit von MgO-Pulvern, die nach notwendigen Veränderungen der technologischen Bedingungen in der Produktionsanlage anfallen würden, kann bisher nicht erfolgen. Damit ist das Risiko der Gewährleistung der technologischen Stabilität bei Rationalisierungsmaßnahmen und Entwicklungsarbeiten in den Prozeßabschnitten, die Einfluß auf das Brikettierverhalten nehmen, sehr groß. Eine von Leuenberger, H., u.a. („Ein Beitrag zur Pulverkompression", Chem.-Ing.-Techn. 53 [1981] 1, S.45-47) vorgeschlagene Methode zur Bestimmung der Brikettierfähigkeit von Schüttgütern durch mathematische Verknüpfung von 2 experimentell zu ermittelnden Stoffparametern (Preßlingsdichte und -festigkeit als Funktion des Preßdruckes) ist nur bei der Tablettenherstellung anwendbar. Die Übertragung auf den Kompaktiervorgang in Walzenpressen scheitert wegen der Verschiedenartigkeit der Bewegungsabläufe und Werkzeugformen.A reliable assessment of the respective briquetting of MgO powders, which would occur after necessary changes in the technological conditions in the production plant, can not be done so far. Thus, the risk of ensuring technological stability in rationalization measures and development work in the process sections, which influence the Brikettierverhalten, very large. One by Leuenberger, H., et al. ("A Contribution to Powder Compression", Chem.-Ing. Techn. 53 [1981] 1, pp. 45-47) proposed method for determining the Brikettierfähigkeit of bulk materials by mathematical combination of 2 experimentally to be determined material parameters (compact density and strength as a function of the pressing pressure) is only applicable in the production of tablets The transfer to the compacting process in roller presses fails because of the variety of movements and molds.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Die Erfindung hat das Ziel, dio Brikettierfähigkeit von MgO-Pulvern, die nach Veränderung der technologischen Bedingungen im Herstellungsprozeß anfallen oder die in Labor- und kleintechnischen Anlagen erzeugt werden, mit Hilfe eines einfachen Testes schnell und unkompliziert zu ermitteln.The aim of the invention is to determine the briquetting ability of MgO powders, which are obtained after changing the technological conditions in the production process or which are produced in laboratory and small-scale systems, with the aid of a simple test in a quick and uncomplicated manner.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, die Brikettierfähigkeit von pulverförmigen MgO-Proben zu ermitteln. Erfindungsgemäß wird jeweils ein Preßling hergestellt und dabei die Preßkraft-Weg-Kurve aufgenommen. Die Probe wird dabei in einem Preßwerkzeug aus vergütetem Stahl in bekannter Bauform mit Unter- und Oberstempel sowie der auf einer Schraubenfeder abgestützten schwach konischen Ma'rize auf einer hydraulischen Presse bei langsam zunehmender PreßkraftThe invention is based on the technical problem of determining the briquetting ability of powdered MgO samples. According to the invention, a compact is produced in each case while the pressing force-displacement curve recorded. The sample is in a press tool made of tempered steel in a known design with lower and upper punch and supported on a coil spring slightly conical Ma'rize on a hydraulic press with slowly increasing pressing force

verdichtet. Preßkraft und Stempelweg werden dabei mit hiife eines x-y-Schreibers erfaßt. Die zu prüfende Pulvermenge wird so bemessen, daß der Quotient aus Preßlingdurchmesser und -höhe beim Preßdruckmaximum etwa den Wert 3,5 erreicht. Das Prüfdruckintcrvall liegt zwischen 0 und 490Pa.compacted. Pressing force and punch travel are recorded with hiife an x-y-writer. The amount of powder to be tested is calculated so that the quotient of Preßlingdurchmesser and height at the maximum pressure reaches about 3.5. The test pressure interval is between 0 and 490 Pa.

Nach der Aufnahme des Kraft-Weg-Diagramms erfolgt dessen Auswertung. Unter Berücksichtigung der Stauchung der Preßstempel wird ein Druck-Dichte-Diagramm erarbeitet. Die Auftragung in karthesischen Koordinaten mit logarithmischer Teilung ergibt oberhalb des Preßdruckes von ca. 49Pa eine Gerade, die der Gleichung y = a + bx mit einem Korrelationskoeffizienten zwischen 0,9 und 0,95 folgt.After recording the force-displacement diagram, it is evaluated. Taking into account the compression of the ram, a pressure-density diagram is developed. The plot in Cartesian coordinates with logarithmic division gives above the pressing pressure of about 49Pa a straight line which follows the equation y = a + bx with a correlation coefficient between 0.9 and 0.95.

Trägt man nun in dieses Diagramm die in gleicher Weise erarbeiteten Prüfergebnisse von Pulvern ein, die sich in der Großanlage mit unterschiedlichem Brikettausbringen brikettieren lassen, so erkennt man überraschend, daß eine umgekehrte Proportionalität zwischen Preßlingdichte und Brikettausbringen (= Brikettierfähigkeit) besteht, wenn man sich dabei im Diagramm auf einer Isobaren bewegt. Die Brikettierfähigkeit dieser MgO-Pulver nimmt also mit gleichem Preßdruck erreichbarer zunehmender Brikettdichte ab. Dieso Erkenntnis steht im Widerspruch zum allgemeinen Ingenieurwissen, nachdem die Festigkeit eines Stoffes mit wachsender Dichte zunimmt. Diese Stoffeigenschaft wird nun genutzt, um eine Vorhersage der Brikettierfähigkeit zu machen.If one enters into this diagram the test results of powders prepared in the same manner, which can be briquetted in the large plant with different briquette yields, it is surprisingly recognized that there is a reverse proportionality between compact density and briquette yield (= briquetting capacity), if one is doing so moved in the diagram on an isobar. The Brikettierfähigkeit this MgO powder thus decreases with the same pressing pressure achievable increasing briquette density. This finding conflicts with general engineering knowledge as the strength of a fabric increases with increasing density. This material property is now used to predict the briquetting ability.

Ausführungsbeispielembodiment

Figur 1 zeigt das Auswertungsdiagramm Brikettiertest für MgO. Die Ergebnisse des Brikettiertestes von Proben aus der laufenden Produktion einer Großanlage zur Herstellung von Sintermagnesit überstreichen im logarithmisch geteilten karthesischen Druck-Dichte-Diagramm ein Feld, das durch die GeradenFIG. 1 shows the evaluation diagram briquetting test for MgO. The results of the Brikettiertestes of samples from the current production of a large plant for the production of sintered magnesite sweep in a logarithmically divided Cartesian pressure-density diagram, a field through the lines

In d = 0,05 + 0,1 In ρ (Brikettausbringen 2%)In d = 0.05 + 0.1 In ρ (briquette yield 2%)

In d = -0,235 + 0,115 In ρ (Brikettausbringen 30%)In d = -0.235 + 0.115 In ρ (briquette yield 30%)

begrenzt ist. Bei einem mittleren Brikettausbringen von 17% lautet die Gleichungis limited. With a mean briquette yield of 17%, the equation is

Ind = -0,121 +Ο,ΙΟβΙηρInd = -0.121 + Ο, ΙΟβΙηρ

Für ein MgO-Pulver, das bei kleintechnischen Versuchen hergestellt wurde, liefert der Brikettiertest die Gleichung For a MgO powder produced in small scale trials, the briquetting test provides the equation

In d = -0,063 + 0,104 In pIn d = -0.063 + 0.104 In p

Es wird ein Brikettausbringen von 5 bis 10% erwartet. It is expected a Brikettausbringen of 5 to 10%.

Claims

Method for determining the briquetting ability of MgO powders, wherein a powder sample is formed into a compact in a cylindrical pressing device with a lower and an upper punch and a floating weakly tapered die, characterized in that the compact with a diameter-height ratio of 3, Pressed 5: 1, while the pressure-displacement curve of the compression curve recorded in the pressure interval of 98-392Pa, then worked out taking into account the compression of the ram a pressure-density diagram with logarithmically divided axes and therein the data comparison between the sample and the large scale proven products.

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