Абразивный порошок для обработки поверхностей и его применение

Изобретение относится к составам на основе оксидов для абразивной обработки поверхностей и может быть использовано для удаления загрязнений и коррозии, окалины, старой краски, струйной очистки зданий и сооружений, нефтеналивных емкостей, отложений морских и речных судов. Абразивный порошок состоит из конвертерного шлака металлургического производства и содержит 96-99,9 мас.% смеси соединений: портландит (СаО⋅H2O), магнетит (Fe3O4), брусит (Mg(OH)2), кальцит (CaCO3), сперрит (2Ca2SiO4⋅CaCO3), алюминат кальция (5СаО⋅3Al2O3), шпинель (MgAl2O4), периклаз (MgO), силикат кальция (Ca2SiO4) и 0,1-4 мас.% таких элементов как S, и/или Mn, и/или Cr, и/или Zn, и/или Ti, и/или V. Не менее 95 мас.% частиц порошка имеют изометрическую окатанную форму, а остальные частицы имеют неизометрическую удлиненную форму. Обеспечивается повышение эффективности и качества обработки поверхностей за счет увеличения прочности абразивного порошка. 2 н.п. ф-лы, 3 табл.

 

Изобретение относится к составам на основе оксидов для абразивной обработки различных поверхностей и может быть использовано для удаления загрязнений и коррозии, окалины, старой краски. Может быть использовано для струйной очистки зданий и сооружений, нефтеналивных емкостей, прочих емкостей.

Отдельным аспектом использования является применение изобретения для очистки донных отложений морских и речных судов.

Существует множество способов предотвращения коррозии с целью увеличения срока службы металлических конструкций в коррозионных средах. Для этих целей используют защитные покрытия, повышающие устойчивость к коррозии. Однако важно перед нанесением покрытия тщательно очистить и подготовить поверхность.

В настоящее время известен способ подготовки металлической панели и обеспечения хорошего связывания между покрытием и металлической панелью, которым является абразивно-струйная или пескоструйная очистка металлической поверхности. Однако могут использоваться другие способы для получения требуемого огрубления поверхности и очистки поверхности от краски и ржавчины, необходимых для связывания пластмассовых материалов. В идеальном случае поверхность должна быть очищена от грязи, пыли, нефтепродуктов и воды.

Известен способ абразивно-струйной очистки поверхностей металлов (патент RU 2463152, опубл. 2012). Данный способ включает подачу сжатого воздуха под давлением, образование абразивно-воздушной смеси, подачу ее в сопло для ускорения и выброса на обрабатываемую поверхность с добавлением азота в воздушную смесь перед образованием абразивно-воздушной смеси.

Недостаток известного способа при обработке внутренних поверхностей связан с невысокой производительностью за счет использования одного сопла для подачи сжатого воздуха и его ручного перемещения вдоль обрабатываемой поверхности. Другим недостатком является высокая стоимость реализации способа, так как требуется камера закрытого типа с рециркуляцией воздуха и баллоны с газообразным азотом.

В качестве абразивов можно использовать отходы металлургического производства. Абразивный порошок - это продукт, получаемый из гранулированных шлаков металлургических заводов.

Так в RU 2141535 опубл. 1999 описан шлам металлургического производства известково-магнезиального состава с содержанием в нем оксидов железа 5-15%, который получают смешением железосодержащего материала с доломитом.

При этом 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.

Наиболее близким аналогом (прототипом) изобретения, является RU 2518842 C1, C09K 3/14, опубл. 2014, в котором описан абразив, являющийся продуктом отходов металлургического производства состава: оксид железа II (FeO) 14,0-50,0; оксид железа III (Fe203) 2,0-10,0; оксид кремния (SiO2) 20,0-45,0; оксид алюминия (Al2O3) 2,0-10,0; оксид кальция (СаО) до 20,0; оксид магния (MgO) до 8,0; оксид марганца (MnO) до 1,5; растворимые хлориды не более 0,001. Размер зерен не однороден: количество частиц более 2,5 мм от 5 до 20% по массе, в том числе свыше 10 мм не более 1%.

Недостатком известного абразивного порошка является то, что он не обладает достаточно высокой прочностью и, соответственно, эффективностью при обработке поверхностей.

Технический результат - получение экономичного, высокоэффективного абразивного порошка, позволяющего достичь высокого качества очистки обрабатываемой поверхности.

Технический результат достигается заявленным изобретением, согласно которому абразивный порошок для обработки поверхностей состоит из конвертерного шлака металлургического производства и характеризуется тем, что содержит 96-99,9 мас % смеси соединений:

портландит (СаО⋅H2O),

магнетит (Fe3O4),

брусит (Mg(OH)2),

кальцит (СаСО3),

сперрит (2Ca2SO4⋅CaCO3),

алюминат кальция (5СаО⋅3Al2O3),

шпинель (MgAl2O4),

периклаз (MgO),

силикат кальция (Ca2SiO4)

и 0,1-4 мас %, прочих элементов, выбранных из ряда S и/или Mn и/или Cr и/или Zn и/или Ti и/или V, при этом не менее 95 мас % частиц порошка имеют изометрическую окатанную форму, а остальные частицы имеют неизометрическую удлиненную форму.

Вторым из группы изобретений является применение абразивного порошка, состоящего из конвертерного шлака металлургического производства с содержанием 96-99,9 мас % смеси соединений:

портландит (СаО⋅H2O),

магнетит (Fe3O4),

брусит (Mg(OH)2),

кальцит (СаСО3),

сперрит (2Ca2SiO4⋅CaCO3),

алюминат кальция (5СаО⋅3Al2O3),

шпинель (MgA12O4),

периклаз (MgO),

силикат кальция (Ca2SiO4)

и 0,1-4 мас %, прочих элементов, выбранных из ряда S и/или Мn и/или Cr и/или Zn и/или Ti и/или V, у которого не менее 95 мас % частиц порошка имеют изометрическую окатанную форму, а остальные частицы имеют неизометрическую удлиненную форму в качестве порошка свободного зерна для абразивной обработки наружных поверхностей водных судов.

За счет наличия Fe мелкой фракции и прочих элементов эффективно использовать при обработке поверхностей, как абразивом (зачистка пред краской-корабли, емкости и т.д.).

Фракции зерна - 0*2, 0*5 целесообразны при использовании абразивного материала для механической обработки различных поверхностей струйным методом.

Массовая доля влаги в порошке составляет не более 14,0%.

По шкале Мооса твердость образцов абразивного материала составляет 5-6.

Измерение удельной активности радионуклидов проводилось в соответствии с методикой измерения удельной активности природных радионуклидов, Цезия-137, Стронция-90 в пробах объектов окружающей среды и продукции предприятий.

Удельная активность природных радионуклидов составила: Ra226=7±1 Бк/кг; Th232=4,0±0,6 Бк/кг; K<30 Бк/кг.

Значение удельной эффективной активности составило 14±2 Бк/кг. В соответствии с ГОСТ 30108-94 «Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов» приведены классы опасности материала в зависимости от значения удельной эффективной активности природных радионуклидов.

Анализируемый абразивный материал согласно ГОСТ 30108-94 «Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов» относится к I классу материала и может использоваться во всех видах строительства.

Результаты анализа гранулометрического состава позволяют рекомендовать к использованию в качестве абразивного материала, в частности шлифовального порошка, в соответствии с ГОСТ Р 52381-2005 «Материалы абразивные. Зернистость и зерновой состав шлифовальных порошков. Контроль зернистого состава» исследуемый образец «0-5». Присвоение образцу зернистости в соответствии с ГОСТ Р 52381-2005 возможно в случае дополнительного рассева пробы.

Использование в качестве абразивного материала, в частности шлифовального порошка, в соответствии с ГОСТ Р 52381-2005«Материалы абразивные. Зернистость и зерновой состав шлифовальных порошков. Контроль зернистого состава» исследуемого образца«5-10» возможно только в случае дезинтеграции материала с последующим рассевом на ситах.

Абразивный порошок получают следующим образом.

Абразивный порошок - это продукт, получаемый из несортированного отсева сталеплавильного щебня конвертерного производства фракций 0*5, 0*10, 5*10 металлургических заводов. Шлак по своим физико-химическим показателям соответствует следующим требованиям: размер зерен шлака имеют изотермическую окатанную форму, гранулы имеют фракционный состав от 0 до 10 мм. Гранулометрия фракционных составов 0*5, 0*10, 5*10 представлена в таблицах 1, 2 и подтверждает его использование в качестве абразивного материала в рамках ГОСТа Р52381-2005 «Материалы абразивные»:

Шлак содержит в своем составе оксиды алюминия, железа, магния, марганца, кальция, кремния. Уровень радиоактивности шлака - 14 Бк/кг, что классифицирует его согласно гигиеническим нормативам к I классу с дальнейшим использованием во всех видах строительства согласно ГОСТ 30108-94 «Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов».

Для получения необходимого продукта используется следующий технологический комплекс. Из буферного склада ковшовыми погрузчиками шлак с влажностью не менее 10% попадает в приемный бункер (оснащен колосниковой решеткой для исключения попадания крупных посторонних вкраплений), откуда транспортерной лентой попадает в сушильную установку, оснащенную потоковыми датчиками влажности для недопущения пересушки материала. Высушенный материал поступает в систему воздушных классификаторов с группой циклонов для выделения пылевидных мелкодисперсных фракций 0*0,2 и 0*0,63. Материал с модулем крупности от 0,63 мм поступает в грохот линейно-кругового движения (основан на принципе каскадно-гравитационной классификации, с разделением частиц в воздушном потоке по их крупности) для рассева конечных продуктов согласно подбору необходимого фракционного состава абразивного порошка. Система аспирации грохота совмещена с аспирацией комплекса классификации и выполнена на основе рукавного фильтра. Представленная линия позволяет получить одновременно 4 класса готовых продуктов.

Готовая продукция, просушенная и имеющая заданный фракционный состав, попадает в бункер готовой продукции для дальнейшей фасовки через систему весовых дозаторов для коммерческой точности затарки.

Указанные в формуле изобретения диапазоны количественных характеристик определены авторами как оптимально возможные для реализации назначения заявленной группы изобретений и достижения технического результата.

Необходимо подчеркнуть, что соотношение соединений в смеси: портландита (СаО⋅H2O), магнетита (Fe3O4), брусита (Mg(OH)2), кальцита (СаСО3), сперрита (2Ca2SiO4⋅CaCO3), алюмината кальция (5СаО⋅3Al2O3), шпинели (MgAl2O4), периклаза (MgO) и силиката кальция (Ca2SiO4) может быть практически любым.

Важным является именно их общее количество от 92 до 99,9 мас % в порошке.

В качестве отдельных примеров в Таблице 3 приведены составы с общим содержанием элементов по различным фракциям по результатам дифрактометрического анализа.

Абразив заявленного состава применяли для очистки морских судов перед нанесением защитного покрытия. Испытания показали увеличение срока службы покрытия с предварительной очисткой заявленным составом на 10-18% по сравнению с аналогами.

Кроме того, основными сегментами потребления абразивного порошка заявленного состава могут также явиться - машиностроительный комплекс, вагоноремонтные, авиаремонтные, судоремонтные заводы, лакокрасочная промышленность, предприятия стекольного производства, строительные компания производящие ремонт фасадов зданий.

1. Абразивный порошок для обработки поверхностей, содержащий соединения кальция, железа, кремния, магния, алюминия, отличающийся тем, что он состоит из конвертерного шлака металлургического производства и содержит 96-99,9 мас.% смеси соединений:

портландит (СаО⋅H2O),

магнетит (Fe3O4),

брусит (Mg(OH)2),

кальцит (СаСО3),

сперрит (2Ca2SiO4⋅CaCO3),

алюминат кальция (5СаО⋅3Al2O3),

шпинель (MgAl2O4),

периклаз (MgO),

силикат кальция (Ca2SiO4)

и 0,1-4 мас.%, прочих элементов, выбранных из ряда S, и/или Mn, и/или Cr, и/или Zn, и/или Ti, и/или V, при этом не менее 95 мас.% частиц порошка имеют изометрическую окатанную форму, а остальные частицы имеют неизометрическую удлиненную форму.

2. Применение абразивного порошка, состоящего из конвертерного шлака металлургического производства с содержанием 96-99,9 мас.% смеси соединений:

портландит (СаО⋅H2O),

магнетит (Fe3O4),

брусит (Mg(OH)2),

кальцит (СаСО3),

сперрит (2Ca2SiO4⋅CaCO3),

алюминат кальция (5СаО⋅3Al2O3),

шпинель (MgAl2O4),

периклаз (MgO),

силикат кальция (Ca2SiO4)

и 0,1-4 мас.%, прочих элементов, выбранных из ряда S, и/или Mn, и/или Cr, и/или Zn, и/или Ti, и/или V, у которого не менее 95 мас. % частиц порошка имеют изометрическую окатанную форму, а остальные частицы имеют неизометрическую удлиненную форму, в качестве порошка свободного зерна для абразивной обработки наружных поверхностей водных судов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к формованной керамической абразивной частице. Формованная керамическая абразивная частица содержит первую поверхность, вторую поверхность и периферийную поверхность.
Изобретение относится к полирующим составам и может быть использовано при полировке подложек из твердых и хрупких материалов. Полирующий состав содержит, по меньшей мере, воду и диоксид кремния.

Изобретение относится к области изготовления пигментированных паст для доводки и полирования поверхности металлов, сплавов и неметаллических материалов. Паста для полирования материалов включает абразивный компонент, органические добавки и порошок цветного шлакокаменного литья на основе химических соединений кремния, алюминия, кальция, магния, титана, натрия, калия и бария.

Изобретение относится к композиции для химико-механического полирования (ХМП) и к ее применению для полирования подложек для полупроводниковой промышленности. Способ изготовления полупроводниковых устройств включает химико-механическое полирование элементарного германия и/или материала Si1-xGex, в котором 0,1≤x<1, в присутствии композиции для химико-механического полирования (ХМП), включающей: (A) неорганические частицы, органические частицы или их смесь или их композит, (B) по меньшей мере один тип окислительного реагента, (C) по меньшей мере один тип органического соединения, выбранного из группы, состоящей из альфа-аминокислоты или ее соли, органического соединения, включающего от двух до пяти карбоксигрупп (-СООН), или его соли, моно-, ди-, триалканоламина или его соли, простого аминоэфира, включающего дополнительную аминогруппу, гидроксигруппу, алкоксигруппу, карбоксильный фрагмент, или его соли, органического соединения, включающего от двух до четырех гидроксигрупп (-ОН), или его соли, гетероциклического соединения, включающего 5- или 6-членное кольцо, содержащее от 1 до 3 атомов азота в качестве атомов-элементов кольца, или его соли, N,N,N′,N′-тетракис(2-гидроксипропил)этилендиамина, 4-(2-гидроксиэтил)морфолина, пентаметилдиэтилентриамина, соли или аддукта триэтаноламина (2,2′,2″-нитрилотрис(этанола)) и 4-[(2-этилгексил)амино]-4-оксоизокротоновой кислоты и 2,2′-диморфолинодиэтилового эфира, и (D) водную среду, в котором значение рН ХМП композиции находится в диапазоне от 2,5 до 5,5.

Изобретение в основном относится к чистящим средствам для твердых поверхностей и, в частности, к способу контроля характера распыла распыляемой композиции жидкого абразивного чистящего средства, которая распыляется из ручного куркового распылителя.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении склеенного абразивного изделия, состоящего из оформленных абразивных частиц и связующего вещества.

Изобретение главным образом относится к композиции для химико-механического полирования (ХМП) и ее применению в полирующих субстратах полупроводниковой промышленности.

Изобретение относится к чистовой обработке поверхностей и может быть использовано в оптической промышленности, машиностроении и металлообработке для эффективного тонкого полирования различных поверхностей.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении абразивного изделия для высокоскоростного шлифования. Оно содержит абразивное тело, содержащее связующий материал в количестве, составляющем не более чем примерно 15 об.% от общего объема тела, абразивный дисперсный материал, включающий абразивные агломераты и неагломерированные абразивные частицы, а также поры, составляющие по меньшей мере примерно 42 об.% от общего объема абразивного тела.

Изобретение относится к новым водным полирующим композициям, которые особенно подходят для полирования полупроводниковых подложек, содержащих пленки на основе оксидкремниевого диэлектрика и поликремния, необязательно содержащих пленки на основе нитрида кремния.

Изобретение относится к механической обработке изделий на основе алюминия. Описана жидкая полировальная паста для обработки изделий на основе алюминия, включающая абразивный материал, триэтаноламин, стеариновую кислоту, жидкое натриевое стекло и воду, в которой в качестве абразивного материала используют отходы от полирования и шлифования оптических стекол при следующем соотношении компонентов, мас.%: отходы от полирования и шлифования оптических стекол - 30, стеариновая кислота - 7, жидкое натриевое стекло - 2, триэтаноламин - 2, вода - остальное.

Изобретение относится к формованной керамической абразивной частице. Формованная керамическая абразивная частица содержит первую поверхность, вторую поверхность и периферийную поверхность.
Изобретение относится к полирующим составам и может быть использовано при полировке подложек из твердых и хрупких материалов. Полирующий состав содержит, по меньшей мере, воду и диоксид кремния.

Изобретение относится к механической обработке деталей из цветных, нержавеющих и твердых сплавов. Жидкая полировальная паста включает абразивный материал, триэтаноламин, стеариновую кислоту, жидкое натриевое стекло и воду.

Изобретение относится к водным полирующим композициям для полирования материалов подложек электрических, высокой точности механических и оптических устройств. Водная полирующая композиция содержит (A) по меньшей мере одно растворимое в воде или диспергируемое в воде соединение, выбранное из солей N-замещенных N'-гидрокси-диазений-оксидов, и (В) абразивные частицы, содержащие оксид церия или состоящие из него.

Изобретение относится к водной полирующей композиции, имеющей pH от 3 до 11. Композиция содержит (А) по меньшей мере один тип абразивных частиц, которые положительно заряжены при диспергировании в водной среде, свободной от компонента (В) и имеющей pH в интервале от 3 до 9, что подтверждается электрофоретической подвижностью.

Изобретение относится к композиции для химико-механического полирования (ХМП) и к ее применению для полирования подложек для полупроводниковой промышленности. Способ изготовления полупроводниковых устройств включает химико-механическое полирование элементарного германия и/или материала Si1-xGex, в котором 0,1≤x<1, в присутствии композиции для химико-механического полирования (ХМП), включающей: (A) неорганические частицы, органические частицы или их смесь или их композит, (B) по меньшей мере один тип окислительного реагента, (C) по меньшей мере один тип органического соединения, выбранного из группы, состоящей из альфа-аминокислоты или ее соли, органического соединения, включающего от двух до пяти карбоксигрупп (-СООН), или его соли, моно-, ди-, триалканоламина или его соли, простого аминоэфира, включающего дополнительную аминогруппу, гидроксигруппу, алкоксигруппу, карбоксильный фрагмент, или его соли, органического соединения, включающего от двух до четырех гидроксигрупп (-ОН), или его соли, гетероциклического соединения, включающего 5- или 6-членное кольцо, содержащее от 1 до 3 атомов азота в качестве атомов-элементов кольца, или его соли, N,N,N′,N′-тетракис(2-гидроксипропил)этилендиамина, 4-(2-гидроксиэтил)морфолина, пентаметилдиэтилентриамина, соли или аддукта триэтаноламина (2,2′,2″-нитрилотрис(этанола)) и 4-[(2-этилгексил)амино]-4-оксоизокротоновой кислоты и 2,2′-диморфолинодиэтилового эфира, и (D) водную среду, в котором значение рН ХМП композиции находится в диапазоне от 2,5 до 5,5.

Изобретение относится к области изготовления паст для финишного полирования поверхности металлов и сплавов. Описана полировальная паста, содержащая абразивный материал, стеарин, парафин и поверхностно-активный компонент, в которой абразивным материалом является порошок синтетического минерального сплава на основе оксида кремния и оксида алюминия в количестве 64,5-71,9 мас.

Изобретение в основном относится к чистящим средствам для твердых поверхностей и, в частности, к способу контроля характера распыла распыляемой композиции жидкого абразивного чистящего средства, которая распыляется из ручного куркового распылителя.

Изобретение главным образом относится к композиции для химико-механического полирования (ХМП) и ее применению в полирующих субстратах полупроводниковой промышленности.

Изобретение относится к производству поликристаллических алмазных материалов (поликристаллов), которые могут быть использованы в качестве режущих инструментов, в буровых долотах, в волоках и др., а также в качестве конструкционных материалов.

Изобретение относится к составам на основе оксидов для абразивной обработки поверхностей и может быть использовано для удаления загрязнений и коррозии, окалины, старой краски, струйной очистки зданий и сооружений, нефтеналивных емкостей, отложений морских и речных судов. Абразивный порошок состоит из конвертерного шлака металлургического производства и содержит 96-99,9 мас. смеси соединений: портландит, магнетит, брусит 2), кальцит, сперрит, алюминат кальция, шпинель, периклаз, силикат кальция и 0,1-4 мас. таких элементов как S, иили Mn, иили Cr, иили Zn, иили Ti, иили V. Не менее 95 мас. частиц порошка имеют изометрическую окатанную форму, а остальные частицы имеют неизометрическую удлиненную форму. Обеспечивается повышение эффективности и качества обработки поверхностей за счет увеличения прочности абразивного порошка. 2 н.п. ф-лы, 3 табл.

Наверх