Засипка для відгонки термопластичного пластифікатора

Засипка для відгонки термопластичного пластифікатора, що складається з дрібнозернистого порошкового матеріалу, яка відрізняється тим, що в якості матеріалу використовується пороховидна кам'яновугільна суха зола. (19) (21) 98052557 (22) 18.05.1998 (24) 15.02.2001 (33) UA (46) 15.02.2001, Бюл. № 1, 2001 р. (72) Филипенко Віктор Михайлович, Гладій Ігор Юрійович, Семенов Ми хайло Іванович 32833 В основу винаходу покладена задача вибору адсорбуючого матеріалу засипки, який би мав максимальну поглинаючу здатність при мінімальній ціні, яка б дозволила його одноразове використання, що особливо важливо для забезпечення процесу відгонки, створення сприятливих умов для повної передбачуваності і керованості. Поставлена задача вирішується у такий спосіб. У відомій засипці для відгонки термопластичного пластифікатора, яка складається з дрібнозернистого порошкового матеріалу, в якості матеріалу використовується порошковидна кам’яновугільна суха зола. Порошковидна кам'яновугільна суха зола, згідно з ГОСТ 8456, є дрібнозернистим порошком, який утворюється при спалюванні кам’яновугільних компонентів і вловлюється електрофільтрами розміщеними в газоходах до димовідвідних труб. Суха зола є відходом виробництва. Фракційний і хімічний склад золи представлений в таблицях 1, 2 відповідно (дані по Бурштинській ТЕС. Зразок проби 334/ 0А / 90). Структура і фізико-хімічні властивості поверхонь зерен золи виявляють безпосередній вплив на кут змочування зв’язки. Це забезпечується мінеральною композицією з різних оксидів в сухій золі (табл. 2), де більшість (близько 83%) складають оксиди кремнію і алюмінію. Швидкість процесу відгонки залежить від розміру міжзеренних пор засипки і проходить тим інтенсивніше, чим вища питома поверхня засипки. Наявність в засипці 70% дрібнозернистої фракції 0,00–0,06 мм, а також майже 15% фракцій 0,06–0,12 мм, сприяє зменшенню часу відгонки, а разом з тим і енергетичних затрат. При різному фракційному складі важливе значення має однорідність розподілу (добре перемішування) різних фракцій зерен по об’єму засипки. Неоднорідність викликає нерівномірне видалення зв’язки, що призводить до локальних і об’ємних дефектів мікроструктури, тобто появі браку у вигляді тріщин і надутостей в напівфабрикаті. Такі дефекти не проявляються у випадку використання сухої золи, оскільки в процесах її утворення і руху по газоході відбувається інтенсивне перемішування різних фракцій. Для експериментальної перевірки заявленого складу засипки були виготовлені зразки у вигляді кілець (діаметр зовнішній – 50 мм, діаметр внутрішній – 16 мм, висота – 12 мм), які виготовлялись із наступної шихти, мас.%: карбід кремнію – 80, сажа – 7, тимчасова зв’язка – 13. Для перевірки впливу складу термопластичного пластифікатора на ефективність його видалення при відгонці, використали два склади тимчасової зв’язки, мас.%: № 1 парафін – 70, віск – 30; № 2 парафін – 90, олеїнова кислота – 10. Після зважування компоненти змішують в змішувачі при температурі 70°С протягом двох годин. З готової суміші методом шлікерного лиття формують заготовки. Після охолодження заготовки витягують з ливарної форми і зважують. Потім починається процес відгонки, який здійснюється в два етапи: 1. Первинна відгонка (в засипці). 2. Вторинна відгонка (без засипки). Режим первинної відгонки: температури – початкова 60°С, кінцева 170°С; швидкість підняття температури – 15°С на год. Після первинної відгонки заготовки витягують, зачищають від засипки і зважують з метою визначення втрати маси (табл. 3) – величини, що характеризує ефективність відгонки. Вторинна відгонка проводилась без засипки в сушильній шафі при режимі: температура – початкова 170°С, кінцева 350°С; швидкість підняття теиператури 20°С на годину. По закінченню вторинної відгонки заготовки піддають ретельному візуальному контролю для визначення відсотку виходу придатних виробів. Після цього заготовки розміщують у високотемпературній індукційній печі, в якій вони протягом 20 хвилин при температурі 1500°С просочуються кремнієм. Остаточне спікання при температурі 2000°С протягом години забезпечує повну карбідизацію структури. Аналіз результатів, представлених в табл. 3, показує, що застосування пороховидної кам’яновугільної сухої золи в якості засипки досить ефективне – дозволяє витягнути максимальну кількість пластифікатора без руйнування заготовок. Вища поглинаюча її здатність забезпечується відповідним зерновим класом і доброю змочуваністю, а Таблиця 1 Фракційний склад сухої золи Зерновий клас, мм 0,00-0,06 0,06-0,075 О,075-0,08 0,08-0,12 0,12-0,25 0,25-0,50 0,5 Доля фракції, % 69,60 6,40 5,40 5,00 4,80 2,80 6,00 Ме ханізм дії запропонованої засипки полягає в тому, що маючи в своєму складі близько 70% зернового класу 0,00-0,06 мм, забезпечується більш інтенсивний відвід термопластичної зв’язки і продуктів її деструкції з напівфабрикатів. Порівняльний аналіз з прототипом дозволяє зробити висновок, що запропонований склад засипки відрізняється від відомого вибором нового матеріалу засипки: пороховидна кам'яновугільна суха зола. Таблиця 2 Хімічний склад сухої золи Складники SiO2 CaO MgO Fe2O3 SO3 Al2O 3 За технічними умовами, % 33,0-57,0 3,0-11,0 11,0-25,0 0,5-3,0 0,3-1,7 27,0-29,0 Фактично, % 56,50 2,70 10,25 3,20 1,25 26,10 Ідея використання сухої золи в якості засипки пояснюється тим, що процес видалення термопластичної зв’язки залежить від природи поверхневих молекулярних явищ в області контакту засипки (поверхонь зерен золи) з напівфабрикатом. 2 32833 якість гарантується однорідністю розміщення зерен різних фракцій. сипкою; в знаменнику – вихід бракованих напівфабрикатів у відсотках після повного процесу відгонки. Доступність і дешевизна сухої золи допускають одноразовість її використання, що знижує загальні витрати (оскільки відпадає необхідність в енергомісткому процесі регенерації засипки) і сприяє підвищенню стабільності процесу в цілому. Співставлення отриманих даних свідчить про те, що запропонована засипка для відгонки термопластичного пластифікатора досить ефективна: вона дозволяє отримати прийнятний відсоток придатних виробів і з успіхом може застосовуватись при виробництві керамічних виробів. Таблиця 3 Результати досліджень дії засипок різного складу Засипка Суха зола Глинозем (прототип) Зв’язка №1 9,0 2,1 6,9 6,8 Зв’язка №2 9,3 7,2 7,2 6,0 Відносна вартість 0,1 1,0 Примітка: В чисельнику вказана втрата маси у відсотках після первинного процесу відгонки з за __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3