{' '} {' '}
Limited time offer
SAVE % on your upgrade.

Page 12

M . V y ko u k a l – A . B u r i a n – M . P ř e r o v s k á

A n o r g a n i c ké p o j i v o v é s y s t é m y v h i s to r i i, v s o u č a s n o s t i a b u d o u c n o s t i

Tab. I. Rozložení základních strukturních jednotek geopolymerního pojiva Tab. I. Distribution of basic structure units of the geopolymer binder

JÁ D ROV É A F O R M OVACÍ S M Ě S I

Typ geopolymerního pojiva

monomery

dimery

vyšší polymery

GEOPOL® 618

86,9

4,5

8,6

GEOPOL® 510

91,4

6,6

2,1

GEOPOL® W10

81,4

11,6

7,1

Pojivem je anorganický geopolymerní prekurzor s nízkým stupněm polymerace. K vytvrzení dochází působením tvrdidel nebo tepla. Během vytvrzovací reakce dojde ke zvýšení polymerace a vzniku anorganického polymeru (obr. 6). Pojivo GEOPOL® je dodávané do sléváren od roku 2005. Je používáno v řadě evropských a asijských zemí, v Egyptě a od roku 2010 je vyráběno také v USA. Obdobně jako další anorganické pojivové systémy mají i geopolymerní směsi velmi nízký vývin škodlivin. Z obr. 7 je patrné srovnání BTEX a PAU nejčastěji používaných směsí. Anorganické soli Anorganické soli rozpustné ve vodě pro výrobu jader jsou známé již od 70. let 20. století. V 90. letech jsou jádra vyráběna pro specializovanou velkosériovou výrobu pístů dieselových motorů k předlévání kanálků nepřístupných mechanickému čištění. Po roce 2003 se dostávají znovu do popředí zájmu jako pojiva pískových jader [9]. Anorganické soli patří mezi důležité inovace v oblasti anorganických pojivových systémů. Používá se široká řada solí rozpustných ve vodě, nejpoužívanější jsou NaCl, KCl, MgSO 4, Na2SO 4 a polyfosfáty sodné. Anorganické soli se používají jako pojiva pískových jader vytvrzovaných dehydratací (Hydrobond®, BeachBox®), pro vysokotlaké lisování jader, odlévání jader z roztavených solí a krystalické soli tvoří směs s pojivem (organickým nebo anorganickým) (obr. 8). K  přednostem patří rozpustnost ve vodě, rozměrová stálost, hladký povrch odlitků a šetrnost k životnímu prostředí. Vývin plynů při lití je minimální, při přípravě a výrobě jader nevznikají nebezpečné exhalace a je zde možnost aplikace v uzavřeném cyklu s recyklací solí i vody [2], [6], [9], [10]. Odlévání jader z roztavených solí. Roztavená sůl se odlévá do kovových jaderníků. Jádra mají tendenci k lineárnímu a objemovému smršťování a mají vysokou hustotu (bez pórovitosti), což zhoršuje jejich rozpouštění ve vodě. Proti navlhání je doporučováno skladování jader v peci s minimální teplotou 200 °C. Roztavená sůl se rovněž používá k  impregnaci pískových jader cestou máčení. Vytváří se tím obálka s hloubkou průniku až do 12 mm, která brání penetraci kovu. Také se navrhuje vytvoření směsi tavené soli s pískem, která se vyhřeje při použití KCl na teplotu 870 °C a tato směs se odlévá do jaderníku za spoluúčasti tlaku; přísada písku minimalizuje smrštění jader [9]. Lisovaná solná jádra jsou vyráběna lisováním mírně ovlhčených krystalických solí v jadernících vysokým tlakem. Zpevnění se dociluje dvěma mechanizmy: slinováním povrchově naleptaných zrn (mechanicky) a konečnou rekrystalizací po hranicích zrn (fyzikálně-chemický proces) [9].

364

Technologie solných jader lisovaných z anorganických solí nachází možnosti uplatnění jak v gravitačním, tak nízkotlakém a perspektivně i ve vysokotlakém lití, především u odlitků automobilového průmyslu (obr. 9). Vysoká rozpustnost jader ve vodě umožňuje předlévání otvorů nedostupných mechanickému čištění; vysoké primární pevnosti (podstatně vyšší než u PUR CB) dávají možnost získání i tvarově složitějších jader obráběním. Výsledky optimalizují důležité faktory k dosažení vysokých mechanických vlastností jader z KCl, NaCl a perspektivních kompozitních solí i možnost aplikací solných jader do oblasti slitin s vyššími teplotami lití [10], [11]. Pojení solí pojivy. Směs krystalických solí je zhušťována vstřelováním do horkého jaderníku s anorganickými nebo organickými pojivy. K  nejčastějším anorganickým pojivům patří alkalické křemičitany (vodní sklo), kde lze vytvrzování ještě urychlovat profukováním jader oxidem uhličitým nebo horkým vzduchem. Z organických pojiv jsou nejčastěji využívány fenolické a furanové pryskyřice. Předností této technologie je možnost využití stávajících zařízení pro výrobu pískových jader [9]. CO2 proces Použití anorganického pojiva pro slévárenské potřeby je známo již od 50. let 20. století. V  roce 1947 patentoval Lev Petržela formovací směs s vodním sklem [12]. Tento objev byl pro slévárenství převratný – umožnil výrobu jader i forem bez sušení, tedy zvýšení produktivity a snížení pracnosti, a odstartoval další vývoj anorganických a následně i organických pojivových systémů druhé generace. Technologie se rozšířila pro výrobu odlitků ze všech odlévaných materiálů nejen do mnoha sléváren v bývalém Československu, ale také po celém světě. V  České republice jsou minimálně dvě slévárny odlévající i odlitky z keramických materiálů. Použití vodního skla není omezené jen pro křemenná ostřiva, ale je možné také pro chromit, olivín, lupek, Kerphalite, magnezit a další. Vzhledem k chemické povaze anorganického pojiva i plynného média CO2 zatěžuje technologie vodní sklo CO2 životní prostředí jen minimálně a nabízí velmi dobré hygienické podmínky při formování, manipulaci, skladování, odlévání i vytloukání.

Obr. 8. Přehled použití anorganických solí [6] Fig. 8. A survey of inorganic salts usage [6]

Obr. 9. Lisovaná solná jádra pro olejový chladicí kanál pístu dieselového motoru [10] Fig. 9. Pressed salt cores for oil cooling channel of a diesel engine piston [10]

S l é vá re ns t v í . L X V . li s to p a d – p ro s in e c 2017 . 11–12

Profile for INA SPORT spol. s r.o.

Slevarenstvi 11-12 2017  

Slevarenstvi 11-12 2017  

Profile for inasport