DE2728744C2 - Verfahren zur Herstellung von Magnesiumpulver enthaltenden Korngemischen - Google Patents

Description

Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Korngemischen, die Magnesiumpulver enthalten, insbesondere von Gemischen, die aus Magnesiummetallpulver und einem überwiegenden Anteil an feinteiligen Erdalkaliverbindungen bestehen und die zur Entschwefelung von Eisenschmelzen geeignet sind, durch Mischen von Magnesiumpulver mit den übrigen Komponenten in zwei getrennten Stufen.

Die großtechnische Verarbeitung von Magnesiumpulvern ist — wie allgemein bekannt — mit Gefahren der Selbstentzündung verbunden. In Arbeitsräumen, in denen mit reinen Magnesiumpulvern umgegangen wird, ist deshalb die Entzündung von explosiblen Magnesiumpulver-Luft-Gemischen durch entsprechende Vorkehrungen zu verhindern.

Diese Forderungen sind bei kleinen Betriebseinheiten relativ leicht erfüllbar, stoßen jedoch bei großen Verarbeitungsanlagen oft an Investitionsaufwendungen, die einer wirtschaftlichen Verarbeitung und Produktion enteeeenstehen.

So wurde z.B. bei der Herstellung von Magnesiumpulver enthaltenden Gemischen zur Entschwefelungsbehandlung von Eisen- und Stahlschmelzen bislang so verfahren, daß man, wie in den nachfolgenden Beispielen 1 und 3 dargelegt, die einzelnen Mischungskomponenten in der für die Endkonzentration notwendigen Menge einwog, in dieser. Fällen also 99 kg Calciumcarbid und 1 kg Magnesiumpulver, bzw. 90 kg Calciumcarbid, 9 kg Kalkstein und 1 kg Magnesiumpulver.

Das Magnesiumpulver mußte dabei aus einem Originalgebinde mit einer Füllmenge von bis zu 50 kg entnommen werden. Die Komponenten wurden dann in den großen Mischer mit 400 Liter Mischervolumen eingegeben und 30 Minuten lang gemischt

Da im gesamten Verarbeitungsbereich, das heißt beim Einwiegen und Mischerbefüllen, mit reinem Magnesiumpulver zum Teil auch in größerer Menge umgegangen werden mußte, waren zwangsläufig Maßnahmen erforderlich, die eine Entzündung des Magnesiumpulvers verhinderten bzw. den in diesem Bereich arbeitenden Personen im Falle einer Entzündung Sicherheit und Schutz bringen konnten. So mußten z. B. alle elektrischen Anlagen explosionsgeschützt ausgelegt sein, Alarmanlagen und Fluchtmöglichkeiten mußten eingerichtet und Rettungs- und Brandbekämpfungsmittel bereitgestellt werden; Maßnahmen also, wie sie u. a. die Gewerbeordnung beim Umgang mit Magnesiumpulver vorschreibt

Insbesondere bei der Entschwefelung von Eisenschmelzen mit Magnesiumpulver enthaltenden Gemischen ist das Arbeiten mit dem reinen Metallpulver mit hohen Risiken behaftet Wie beispielsweise in der US-PS 39 98 625 beschrieben ist, hat man in diesen Fällen, die aus metallischem Magnesium und einer nicht oxidierenden Verbindung bestehenden Entschwefelungsgemische bislang dadurch erzeugt, daß man die Mischung der Komponenten in einem inerten Gasstrom in Gefäßen direkt über dem Tiegel der Eisenschmelze vornahm. Die dadurch bedingte Vorratshaltung großer Mengen Magnesiumpulver in unmittelbarer Nähe einer Eisenschmelze und das Arbeiten mit diesem Pulver in dieser Umgebung stellen eine besonders große Gefahr dar.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, auf einem möglichst gefahrlosen Wege Magnesiumpulver enthaltende Korngemische vorzufabrizieren, die anschließend — ebenfalls gefahrlos — abgepackt, gelagert und verschickt werden können. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen 2 bis 6.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber bekannten Arbeitsweisen besteht u.a. darin, daß während des wesentlichen Teils des Mischvorganges bereits verdünntes Magnesiumpulver eingesetzt wird, das sich leichter und sicherer handhaben läßt Gegebenenfalls kann auch der Hersteller des Magnesiumpulvers, der technisch auf die Handhabung dieses Materials eingerichtet ist, die Bereitstellung der Vormischung vornehmen. Der Umgang mit Mischungen, die 80% Magnesiumpulver oder weniger enthalten, erfordert keine Schutzmaßnahmen.

Es ist demnach zweckmäßig, die Mengen der Ausgangskomponenten zur Herstellung der Vormischung in der ersten Verfahrensstufe so zu wählen, daß der Magnesiumgehalt der Vormischung 80%, besser noch weniger als 80%, beispielsweise 50% beträgt. In solchen Fällen sind dann 5 Gewichts-% dieser Vormischung gefahrlos und ohne besondere Schutzmaßnahmen bezug-

Hch einer Magnesiumstaubexplosion mit den restlichen 95 Gewichts-% der Ausgangskomponenten mischbar.

Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen darin, daß die Mischzeit bei zweistufiger Herstellung um etwa 30 bis 50% gegenüber einer direkten Mischung der Ausgangskomponenten verkürzt werden kann und daß überraschenderweise die Tendenz zu Entmischungen der Ausgangskomponenten erheblich.geringer ist

Folgende Beispiele sollen den Erfindungsgegenstand näher erläutern, ohne ihn zu beschränken.

Beispiel 1 (Vergleichsbeispiel)

Beispiel 2

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In ein ähnlich einem Betonmischer arbeitendes Mischgefäß von 400 Liter Volumen wnrden 99 kg technisches Calciumcarbid der Körnung 0,3 mm bis 1,0 mm und 1 kg Magnesiumpulver der Korngröße 0,060 bis 0,095 mm eingefüllt, was etwa einem Volumenanteil von 120 Litern entspricht Das innen mit Leitschaufeln ausgestattete Gefäß wurde dann mit etwa 40 Umdrehungen pro Minute 40 Minuten lang gedreht Nach jeweils 5 Minuten wurden Proben aus der Mitte der Pulverschüttung und vom Gefäßrand entnommen und auf Homogenität des Gemisches untersucht Schon bei der Probenahme konnten noch nach 15 Minuten Mischzeit schlierenartige Farbunterschiede im Pulver durch Konzentrationsunterschiede an Magnesiumpulver beobachtet werden. Bei der Untersuchung der Proben auf den Magnesiumanteil ergaben sich erst nach 30 Minuten Mischzeit gleichmäßige, sich bei 1,0% einpendelnde Magnesiumgehalte.

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Im Mischgefäß eines etwa 80 Liter fassenden Rhönradmischers wurden 9 kg Calciumcarbid der Körnung 0,3 bis 1,0 mm mit 1 kg Magnesiumpulver der Körnung 0,060 bis 0,095 mm zu einer Vormischung gemischt. Dieses Gemisch war bereits nach 5 Minuten Mischdauer als quasi homogen anzusehen, wie Untersuchungen zeigten. Diese 10 kg Vormischung wurden in dem in Beispiel 1 genannten Mischer mit 90 kg Calciumcarbid der Korngröße 0,3 bis 1,0 mm zu der gewünschten, 1,0% Magnesium enthaltenden Mischung verarbeitet. Eine Schlierenbildung, wie in Beispiel 1 beschrieben, konnte schon nach einer Mischzeit von 5 Minuten nicht mehr beobachtet werden. Bei 10 Minuten Mischzeit hatten sich die Magnesiumgehalte bereits in einem Gehalt von 1,0% eingependelt. Die Gesamtmischzeit betrug also nur 15 Minuten gegenüber 30 Minuten in Beispiel 1. Die beiden Gemische wurden nun, um die Gefahr von Entmischungen beim Transport der Ware abzuschätzen, auf ihre Tendenz zur Korntrennung untersucht. Dazu wurden jeweils 100 g des Gemisches in ein einseitig mit einem Holzpfropfen verschlossenes Glasrohr von etwa 200 mm Länge und 40 mm lichter Weite eingefüllt. Das Glasrohr wurde stehend auf einem Stampfgerät befestigt, wie es zur Bestimmung der Stampfdichte nach DIN 53 194 verwendet wird. Dabei wird der gefüllte Glaszylinder apparativ um einige Millimeter angehoben und fällt danach auf das Grundniveau zurück. Die gewünschte Zahl der Stampf- oder deutlicher Stauchvorgänge ist einstellbar. Bei diesen Erschütterungen wird das Calciumcarbid zwar verdichtet, da es jedoch keine Feinkornanteile unter 0,3 mm enthält, haben die erheblich feineren Magnesiumteilchen die Möglichkeit, zwischen den Carbidpartikeln hindurch nach unten zu fallen. Nach 500 Stampfungen wurde der Glaszylinder aus dem Gerät genommen und je eine Probe von der Oberfläche und nach Entfernung des Hclzstopfens auch vom Boden des Zylinders entnommen und auf den Magnesiumgehait untersucht Während sich bei dieser Manipulation der nach Beispiel 1 hergestellten Mischung eine Differenz in den Magnesiumgehalten der Bodenprobe minus Gehalt der Oberflächenprobe von 1,8% Magnesium ergab, konnte bei der nach Beispiel 2 hergestellten Mischung nur eine Differenz von 0,8% Magnesium ermittelt werden. Praktisch analoge Aussagen lassen sich zu einem anderen Gemisch mit Magnesiumpulver machen. Hierbei wurden 3 Komponenten analog den Beispielen 1 und 2 gemischt

Beispiel 3

Im Mischer, wie in Beispiel 1 beschrieben, wurden 90 kg Calciumcarbid und 9 kg Kalkstein, beide Substanzen in der Körnung 1,0 bis 3,0 mm und 1 kg Magnesiumpulver der Kornverteilung 0,060 bis 0,095 mm eingegeben und gemischt Auch hierbei mußte eine Mischzeit von 30 Minuten aufgewendet werden, um zu einer homogenen Mischung zu kommen. Die Untersuchung der Mischung auf Entmischungstendenzen ergab einen Un-' terschied der Magnesiumgehalte der Oberflächenprobe und der Bodenprobe auf dem Glaszylinder von 1,9%.

Beispiel 4

Bei der Herstellung einer Vormischung in dem im Beispiel 2 beschriebenen Rhönradmischer aus 9 kg Kalkstein (1 bis 3 mm) und 1 kg Magnesium der Körnung 0,060 bis 0,095 mm mußte zwar die Mischdauer auf 10 Minuten ausgedehnt werden, bei der Herstellung der Endmischung, wie in Beispiel 2 beschrieben, blieb die Summe der Mischzeiten jedoch mit 20 Minuten immer noch deutlich unter der des Beispiels 3. Bei der Untersuchung auf Entmischungstendenzen im Stampfgerät ergab sich bei der nach Beispiel 4 hergestellten Mischung eine Differenz der Magnesiumgehalte von nur 0,7% Magnesium.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Korngemischen, die Magnesiumpulver enthalten, insbesondere von Gemischen, die aus Magnesiummetallpulver und einem überwiegenden Anteil an feinteiligen Erdalkaliverbindungen bestehen und die zur Entschwefelung von Eisenschmelzen geeignet sind, durch Mischen von Magnesiumpulver mit den übrigen Komponenten in zwei getrennten Stufen, dadurch gekennzeichnet, daß man in der ersten Stufe durch Vermischen von Magnesiumpulver und der übrigen Komponenten im Gewichtsverhältnis von 4 :1 bis 1 :19 zunächst eine Vormischung herstellt und dann in der zweiten Verfahrensstufe diese Vormischung mit weiteren Mengen der übrigen Komponenten in einem Gewichtsverhältnis von 1 :799 bis 1 :19 intensiv vermischt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in der ersten Verfahrensstufe das Magnesiumpulver und die übrigen Komponenten in einem Gewichtsverhältnis von 1:1 bis 1:9 vermischt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man in der zweiten Verfahrensstufe die in der ersten Verfahrensstufe erhaltene Vormischung mit den weiteren Komponenten in einem Gewichtsverhältnis von 1 :499 bis 1 :39 vermischt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als mit dem Magnesiumpulver zu vermischende Komponenten Calciumcarbid, Calciumoxid, Calciumcarbonat und Dolomit einzeln oder in Gemischen eingesetzt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Magnesiumpulver zu vermischenden Komponenten mit einer Korngröße von 0,06 bis 3,0 mm eingesetzt werden. '

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnesiumpulver mit einer Korngröße von 0,060 bis 0,095 mm eingesetzt wird.

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