Связующие вещества в промышленности

Развитие производства оказало существенное влияние на формирование большого разнообразия технологических процессов. Каждый из таких процессов, как известно, имеет свою специфику, экономическое и технологическое своеобразие.

Для обеспечения требований, связанных с этими процессами необходимы специальные связующие добавки, называемые связующими веществами. Как правило, это смеси цементов, тонкодисперсных и ультрадисперсных заполнителей, тиксотропных, диспергирующих, пластифицирующих добавок и компонентов, которые регулируют процессы схватывания и твердения.

Связующее вещество обеспечивает возможность придания необходимой конфигурации изделиям в процессе формовки, позволяет сохранить такие определяющие свойства заполнителя, как его огнеупорность, термостойкость, газопроницаемость в процессе эксплуатации готовой формы и на заключительном этапе.

Универсального связующего вещества для формовочных и стержневых смесей не существует, поскольку любой технологический процесс имеет свои особенности.

Однако требования, предъявляемые к связующим веществам едины, это:

- обеспечение требуемой прочности формы стержня в заданные сроки;

- санитарно-гигиенические требования при изготовлении формы и при заливке;

- легкая выбиваемость смеси после заливки;

- возможность регенерации отработанной смеси.

Связующие вещество должно обладать быстро нарастающей прочностью, то есть конечное значение прочности должно получаться за короткое время.

Связующие вещества применяются:

- в процессе формирования изложниц для литья, добавки к противопригарным краскам;

- в качестве пластификатора цемента и связующего материала;

 - для регулирования параметров буровых растворов;

- при изготовлении песчаных стержней машинной и ручной формовки, для изготовления форм в литейном производстве, отливок из чугуна, стали и цветных сплавов;

- для литья алюминиевых и магнитных сплавов, тонкостенных чугунных отливок, для укрепления грунтов в строительстве.      

В производстве огнеупорных материалов на российских предприятиях используются различные виды связующих и их комбинации. Среди них – лигносульфонаты, фосфорные связующие, наиболее распространены -  порошкообразное фенольное связующее, жидкие фенольные смолы и бакелит, а также их смеси.

В производстве шамотных огнеупоров в качестве основного связующего используется глина.

В среднетемпературном процессе преимущественно используются низкомолекулярные новолачные фенолоформальдегидные смолы.

В случае холодного смешения используются растворы резольных или новолачных фенолоформальдегидных смол.

Виды и многообразие связующих веществ.

Для легковыбиваемых смесей разработано три основных типа связующих:

I тип связующего — высокопрочные связующие. Они обеспечивают требуемый набор прочности формы стержня при их низком содержании-  менее 3% в составе смеси. Примером может служить кварц.

II тип связующего —высокоогнеупорные связующие. Они характеризуются появлением расплава при высоких, свыше 1400 °С, температурах, а также отсутствием низкоплавких эвтектик с кварцевым наполнителем.

В качестве примера этого типа связующего можно привести связующие на основе низкоосновного алюмината кальция, которые характеризуются температурой появления расплава выше 1450 °С при нормальной огнеупорности связующего больше 1600 °С, а также разработкой высокоизвесткового связующего с еще большей огнеупорностью.

III тип связующего — так называемые терморазупрочняющиеся связующие, то есть  связующие, снижающие свою прочность при нагреве и при последующем охлаждении.

Существует несколько видов огнеупорных связующих, различающихся между собой свойствами и областью применения.

Алюмохромофосфатное связующее – АХФС - металлофосфатное связующее. Оно представляет собой вязкую темно-зеленую жидкость плотностью 1570 кг/м3. Это высокотемпературный клей, который используется при монтаже и ремонте футеровок огнеупорных печей, крепления высокотемпературных датчиков, для кладки огнеупорного кирпича в печах.

АХФС выдерживает температуры до 1800 °С, стойкость его в 3-4 раза выше по сравнению со связками на основе жидкого стекла.

Алюмохромофосфатные связующие применяют в стержневых смесях, в красках с кислыми или нейтральными наполнителями, при изготовлении суспензии в литье по выплавляемым моделям и т. п.

Фосфат алюминия однозамещенный, АФС марка А, используется, для изготовления шамотной и высокоглинистой массы, применяется в качестве флюса в производстве керамики, добавки для цемента, высокотемпературного дегидратирующего агента, для выпуска специальных сортов стекла, как катализатор в органическом синтезе.

Антипригарный огнеупорный состав, АОС, на основе диоксида циркония используется для защиты поверхностей изложниц, кокилей и жаропрочных бетонов, соприкасающихся с расплавленным металлом.

Алюмоборфосфатный концентрат, АБФК, используется при производстве огнеупоров, набивных масс, приготовления кладочных растворов.

Жидкое стекло- самый распространенный вид литейного связующего.

Стекло жидкое очень широко распространено в литейном производстве, поскольку оно недефицитно и обладает способностью достичь требуемые технические свойства форм и стержней.

Использование жидкого стекла в качестве связующего для литейных форм и стержней основано на процессе отвердевания жидкого стекла, который сопровождается проявлением адгезионных свойств к огнеупорному наполнителю.

Отвердевание жидкого стекла может быть естественным-  на воздухе, или искусственным - нагрев, продувка теплым воздухом, высушивание смеси, или же за счет введения специальных химических добавок — отвердителей жидкого стекла.

Для различных формовочных смесей в литейном производстве применяют натриевое жидкое стекло.

В литейном производстве жидкое стекло применяется в качестве связующего в составе форм и стержней для литья в разовые формы, которое является ведущим технологическим процессом. Кроме того, жидкое стекло используются также для приготовления противопригарных красок и для литья по выплавляемым моделям.

Современные рыночные условия диктуют свои требования к определенной широте номенклатуры выпускаемой продукции, поэтому большинство предприятий при выпуске своих изделий используют несколько видов связующих.

Компания «ОгнеупорЭнергоХолдинг» предлагает своим клиентам большой выбор связующих по выгодным ценам. Мы предлагаем огнеупоры и строительные материалы от 45 российских производителей и поставщиков.