АБРАЗИВНЫЙ ПОРОШОК
ABRASIVE POWDER

Изобретение относится к абразивной обработке материалов, в частности к составам шлифовальных материалов для удаления окалины, ржавчины, старой краски, грязи и т.д. Используется для очистки, например, морских судов или нефтеналивных емкостей.
Известен абразивный порошок (см. патент РФ №2145921, МПК B24D 3/00, C09K 3/14, заявл. 26.05.1998, опубл. 27.02.2000), содержащий двуокись кремния, α-оксид алюминия, оксид железа, оксид натрия, оксид кальция и γ-оксид алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%: двуокись кремния - до 0,02, оксид натрия - 0,25-0,35, оксид железа - до 0,006, оксид кальция - до 0,02, α-оксид алюминия - 25-32, γ-оксид алюминия - остальное.
Недостатком известного абразивного порошка является то, что он не обладает достаточно высокой прочностью, что не позволяет использовать его повторно.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является абразивный материал (патент Украины №46972, МПК B24C 11/00, заявл. 27.07.2009, опубл. 11.01.2010), содержащий двуокись кремния, оксид железа, оксид алюминия, оксид кальция, оксид магния, оксид марганца при следующем соотношении компонентов, мас.%:
FeO+Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
5,0-19,0
SiO<sub>2</sub>
45,0-60,0
А1<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
15,0-30,0
CaO
до 5,0
MgO
до 5,0
MnO
до 0,5
TiO
до 1,0
Недостатком известного абразивного порошка является то, что он не обладает достаточно высокой прочностью, что не позволяет использовать его повторно.
Задача, на решение которой направлено заявляемое решение - получение экономичного, высокоэффективного абразивного порошка, позволяющего достичь высокого качества очистки обрабатываемой поверхности.
Технический результат - получение абразивного порошка неоднократного использования за счет повышения его прочности.
Данный технический результат достигается тем, что абразивный порошок, содержит оксид кремния, оксид железа, оксид алюминия, оксид кальция, оксид магния, оксид марганца и оксид титана при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Оксид железа II (FeO)
14,0-50,0
Оксид железа III (Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>)
2,0-10,0
Оксид кремния (SiO<sub>2</sub>)
20,0-45,0
Оксид алюминия (А1<sub>2</sub>O<sub>3</sub>)
2,0-10,0
Оксид кальция (CaO)
до 20,0
Оксид магния (MgO)
до 8,0
Оксид марганца (MnO)
до 1,5
Растворимые хлориды
не более 0,001
Увеличение процентного содержания оксидов железа, алюминия и кремния обеспечивает высокую прочность абразивного порошка, дает возможность повторного использования очищенного отработанного абразивного порошка за счет увеличения его прочности.
Заявляемое процентное содержание компонентов обеспечивает абразивному порошку следующие физико-механические свойства:
- твердость по шкале Мооса - 5,5-6,5;
3
- плотность гранул - 2,4-2,8 кг/дм;
3
- насыпная плотность - 1,4-1,6 г/см;
- коэффициент динамической прочности - не менее 10,0 1/мм;
- коэффициент абразивной способности - не менее 4,0 мг;
- удельная электропроводность - не более 15,0 мСм/см.
Абразивный порошок получают следующим образом.
Абразивный порошок - это продукт, получаемый из гранулированных шлаков медеплавильных (купершлак) и никелевых (никельшлак) металлургических заводов. Гранулированные шлаки - это искусственный материал, обращаемый в мелкозернистое состояние путем быстрого охлаждения жидких шлаковых расплавов водой, паром или воздухом. Гранулированный шлак ввиду приобретенных им физических и химических свойств является отличным материалом для абразивной обработки поверхностей.
Шлак по своим физико-химическим показателям соответствует следующим требованиям: размер зерен шлака не однороден, гранулы имеют фракционный состав от 0 до 15 мм (количество частиц более 2,5 мм от 5 до 20% по массе, в том числе свыше 10 мм не более 1%), содержащий в своем составе оксиды алюминия, железа, магния, марганца, кальция, кремния.
Шлак не должен содержать посторонних включений, таких как известняк, огнеупорные и строительные материалы, металлический лом, органика и прочее, что снижает его прочность, и должен удовлетворять требованиям экологической безопасности.
Чем меньше в абразивном порошке примесей, тем выше его абразивная способность.
Для очистки шлака от посторонних включений его помещают на наклонную поверхность решетки, через которую мелкие частицы шлака попадают в приемный бункер, а крупные, размером более 100 мм, посторонние включения (известняк, огнеупорные материалы, металлический лом, мусор и тому подобное), задерживаются на решетке (удаляются).
Сырой гранулированный шлак (прошедший сквозь решетку) далее просушивается в сушильном барабане Д 588, оборудованном горелочным устройством ГТВ 150, системой подачи и регулирования топлива, нагнетающим вентилятором и системой аспирации отходящих газов.
Просушенный шлак из барабана попадает в приемный конус разгрузочной камеры, откуда выгружается на ленту желобчатого конвейера, обеспечивающего перемещение просушенного гранулированного шлака на решетки воздушно-гравитационного классификатора, предназначенного для отделения из общей массы просушенного шлака мелкой пылевидной фракции.
Под действием сил гравитации пересыпается по последовательно размещенным полкам классификатора, устремляясь вниз, осуществляя разделение потока сырья на два направления. Первое направление составляет 70-80% от перерабатываемой продукции - крупная фракция (размер частиц больше 0,5 мм), которая под действием силы тяжести перемещается вниз на ситовую поверхность грохота.
По второму направлению частицы меньшего размера с воздушным потоком по воздуховодам перемещаются вверх в осадительную камеру и далее опускаются в накопительный бункер и далее выгружаются для доставки потребителю.
Прошедший через воздушно-гравитационный классификатор шлак, имеющий фракционный состав от 0,5 мм до 15 мм, попадает на приемно-распределительный стол грохота, обеспечивающий равномерное распределение порошка по всей ситовой поверхности для достижения максимальной эффективности его разделения.
Ситовая поверхность грохота состоит из набора сеток с определенным сечением ячеек (отверстий), обеспечивающих требуемый максимальный размер частиц. В зависимости от количества установленных на грохот ситовых поверхностей, происходит разделение подаваемого материала на фракции.
Готовая продукция, просушенная и имеющая заданный фракционный состав, после механического грохота попадает в упаковочный бункер.
Пример 1
Пример 2
Оксид железа II(FeO)
38,0
37,9
Оксид железа III (Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>)
8,0
8,0
Оксид кремния (SiO<sub>2</sub>)
34,2
33,0
Оксид алюминия (Аl<sub>2</sub>O<sub>3</sub>)
7,51
8,10
Оксид кальция (CaO)
10,25
11,0
Оксид магния (MgO)
1,84
1,90
Оксид марганца (MnO)
0,2
0,1
Растворимые хлориды
менее 0,001
менее 0,001
Данное процентное содержание компонентов обеспечивает абразивному порошку следующие физико-механические свойства:
Твердость по шкале Мооса
6,0
5,5
Плотность гранул
2,5 кг/дм<sup>3</sup>
2,3
Насыпная плотность
1,51 г/см<sup>3</sup>
1,4
Коэф. динамической прочности
не менее 12,9 1/мм
не менее 11,8
Коэф. абразивной способно
не менее 4,0 мг
не менее 4,0
Как видно из приведенных примеров, увеличение процентного содержания оксидов железа и кремния обеспечивает увеличение прочности абразивного порошка.
Использование высокопрочного абразивного порошка делает возможным удаление стойких загрязнений, окалины, ржавчины, старой краски, грязи и т.д., позволяет неоднократно использовать очищенный абразивный порошок, что снижает затраты на очищение обрабатываемой поверхности.