Процес грануляції рідкого доменного шлаку з допомогою стисненого повітря [16].Абразивні шлаки, які використовуються в сучасній струминно-абразивна обробці . Частина I

Серед багатьох процесів струминно-абразивної обробки вагому роль відіграє обробка, яка виконується на відкритому повітрі, обробка великих деталей i конструкцій, що не вміщаються в стандартних дробеструменевих камерах (наприклад, мости, резервуари, частини або цілі корпуси суден).

Така обробка виконується зазвичай в системах з відкритим обігом абразиву. Найчастіше її метою є очищення кородованих металевих елементів і підготовка їх поверхні для нанесення захисних покриттів, або очищення таких елементів i конструкцій від пошкоджених лакофарбових покриттів перед їх повторним фарбуванням новим захисним покриттям. Проведення таких робіт в польових умовах робить неможливим рекуперацію абразиву. Тому для таких робіт застосовується одноразовий абразив. Довгий час з цією метою використовували кварцовий пісок. Але високий вміст вільного кремнезему i його дуже шкідливий вплив на організм обслуговуючого персоналу стали причиною заборони використання кварцового піску в сухій струменевій обробці. Ця заборона була впроваджена в багатьох країнах світу. І тому природнім був пошук дешевих абразивів, які не мають недоліків кварцового піску, але забезпечують виконання на відповідному рівні поставлених задач.. Застосування абразивів багаторазового використання, з очевидних причин, не є виправданим, так як проведення обробки в польових умовах робить неможливим повернення абразиву в наступні цикли обробки. Стійкі i дорогі абразиви після одного удару в поверхню, що підлягає обробці, в незначній степені втрачають свої властивості i можуть ще багато разів використовуватися для обробки. І вважати їх відходами після обробки є економічно недоцільним.

Серед абразивів, які являються альтернативою для кварцового піску в струминно-абразивній обробці, варто згадати три групи матеріалів:
• мінеральні абразивні матеріали природнього походження (олівін, гранат, ставроліт, гематит);
• мелене скло;
• побічні продукти і відходи, які утворюються в процесах плавлення різних металів, а також утворюються під час спалювання вугілля.

Відсутність економічного обґрунтування використання стійких абразивів в обробці з відкритим обігом, таких як, наприклад, електрокорунд або сталевий дріб, показана на рис. 1. Такі абразиви в декілька разів дорожчі за абразивні шлаки, а також мінеральні абразиви природнього походження. Їх одноразове використання в струминноабразивній обробці недоцільно збільшило б вартість такої обробки.

Рис. 1. Вартість деяких абразивних матеріалів ($/тону), які використовуються в струминно-абразивній
обробці [1].

Ця стаття присвячена групі матеріалів, отриманих з мінеральних побічних продуктів і відходів виробництва – абразивним шлакам.

Типи абразивних шлаків
В струминно-абразивній обробці широке застосування знайшли металургійні і вугільні шлаки. Серед металургійних шлаків потрібно, перш за все, згадати :
• купершлак;
• доменний і сталеплавильний шлак (конверторний),
• нікельшлак;
• ферохромний шлак;
• платиновий шлак.

Абразиви з цих шлаків, а також вугільний шлак пропонуються різними виробниками, а також використовуються при струминно-абразивній обробці. Об’єми споживання окремих видів абразивних шлаків показані на рис. 2.

Абразивні шлаки відіграють і будуть відігравати в майбутньому істотну роль серед абразивів, що використовуються в струминно-абразивній обробці. Особливо широкого застосування вони знайшли на американському ринку (табл. 1). При цьому найбільше використовуються вугільні шлаки.

Характеристики більшості абразивних шлаків описані у відповідних європейських і міжнародних стандартах, а також специфікаціях товариств в області захисту від корозії i захисних покриттів (The Society for Protective Coatings – SSSPC, National Association of Corrosion Engineers – NACE). Європейські і міжнародні стандарти описують наступні види абразивних шлаків: купершлак (EN ISO 11126-3), вугільний шлак (EN ISO 11126-4), нікельшлак (EN ISO 11126-5), доменний шлак (EN ISO 11126-6). Абразивні шлаки найчастіше використовуються в струминно-абразивній обробці. Абразиви зі шлаку ферохромного і платинового шлаку пропонуються одиничними виробниками.

Дослідження купершлаків з точки зору їх використання в якості абразивів були темою багатолітніх досліджень автора цієї статті i тому опис властивостей абразивних шлаків в значній мірі стосується купершлаку. В промисловості для струминноабразивної обробки використовуються тисячі тон купершлаку. При цьому дуже значна його частина використовується в суднобудівній галузі.

Процеси отримання абразивів з металургійних шлаків в значній мірі подібні між собою. Це стосується як процесу утворення шлаку в металургійному процесі, так i його переробки в зерна абразиву. В кожному випадкут металургійні процеси підпорядковані отриманню високоякісних металів (мідь, сталь, нікель, феросплави або платина). Хімічний склад шлаків, які утворюються в окремих металургійних процесах, залежить від складу руди даного металу i застосованої технології плавлення. Тому не зовсім коректно говорити про отримання, більш правильне визначення «утворення» шлаку.

Продовження цієї статті Ви можете знайти в журналі “Покраска Профессиональная” № 8(87)2017.
Замовити безкоштовний примірник можна за телефоном (032) 297-65-02 або e-mail: marketing@iapmm.lviv.ua