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

Page 20

O D B O R N É R ECEN ZOVA N É ČL Á N K Y

Z. Kaňová – Z. Zugárková Charakteristiky přírodních andalusitů a jejich vliv na průmyslové využití – použití Kerphalitu KF ve slévárenství

Zahraniční ložiskové akumulace a produkty obsahují Fe (0,20–0,32 hm. % Fe2O3), (rozptyl ± 0,12 hm. %). Lze tak jednoznačně potvrdit závěry řešitelského týmu z osmdesátých let minulého století, který primárně označil genetické výskyty v kontaktně metamorfovaných rohovcích a břidlicích (Černé Voděrady a Rožmitál pod Třemšínem) za podobné francouzskému ložisku Glomel (obr. 9). Také genetický výskyt v křemenných čočkách parametamorfitů z Ramzové vykazuje nízký rozptyl obsahu Fe2O3. Naopak za nevhodné k technologickému použití z pohledu kolísaní Al2O3 a zvýšenému Fe2O3 lze stanovit genetické výskyty andalusitu v pegmatitech z Dolních Borů (rozptyl Fe2O3 ± 0,74 hm. %). Dále genetický výskyt v parametamorfitech – sekrečních křemenech z lokality Lipno (rozptyl Fe2O3± 0,28 hm. %) a obsah Mg (0,07–0,11 hm. % MgO). Zatímco u ostatních vzorků byl MgO téměř vždy pod limitem detekce.

Pra k t i c ké v y u ž i t í Ke r p h a l i t u K F ve s l évá r e n s t v í

Z ávě r Andalusit je hojně rozšířený minerál, který od 80. let minulého století našel uplatnění zejména v oblasti výroby žárovzdorných tvarovek. V poslední dekádě vzrůstá jeho spotřeba ve slévárenství, kde slouží jako žárovzdorné ostřivo pro výrobu jader (dutin odlitků). Byly analyzovány andalusitové produkty největších světových producentů z Jihoafrické republiky a Francie. Ve francouzském Glomelu jde z geologického hlediska o kontaktní zóny vzniklé metamorfózou hornin bohatých na Al, zatímco v jižní Africe se andalusit těží z metasedimentů (charakteru břidlic) na styku s vulkanickými horninami Bushveldského magmatického komplexu. Ložiska byla zformována metamorfózou hlinitých sedimentů jako výsledek regionální a kontaktní metamorfózy. Z analytické části vyplynuly minimální rozdíly v chemickém složení andalusitů, ať už se jedná o andalusity z parametamorfitů (Lipno, Ramzová), kontaktních břidlic plutonů (Černé Voděrady, Rožmitál pod Třemšínem) nebo výskyty z pegmatitů (Dolní Bory). Přece však se andalusity z pegmatitu v Dolních Borech mírně chemicky odlišují vyšší variabilitou v obsazích hlavních i minoritních prvků a byla zde zjištěna také prokazatelná substituce Fe3+ za Al3+. Souhrnně lze říci, že chemické složení andalusitu nemá zásadní vliv na kvalitu suroviny a vyrobených koncentrátů, zdrojem nežádoucích příměsí (škodlivin) jsou vždy vrostlice a neodseparovaná zrna jiných minerálů, zejména biotitu. Právě příměs biotitu (nositele Fe, Mg) v andalusitových koncentrátech způsobuje vznik pigmentových skvrn ve sledovaných výrobcích.

Obr. 13. Tepelná vodivost měřená ve středu jádra uloženého v ocelovém odlitku [17] Fig. 13. Thermal conductivity measured in the core centre placed in the steel casting [17]

426

Zásadní roli při výrobě andalusitového koncentrátu sehrává pevnost okolní horniny, způsob těžby a stupeň (náročnost) následného technologického zpracování. Tyto skutečnosti vstupují do ceny finálního produktu – andalusitové suroviny. Zpracování je natolik zásadní, že cena andalusitových produktů z jižní Afriky je (i přes vyšší transportní náklady) nižší zhruba o 20–40 % než cena koncentrátů z francouzského Glomelu. V 80. letech minulého století byly prováděny prospekční výzkumy zabývající se nadějností těžby andalusitu v České republice. Byly sice nalezeny ložiskové akumulace vhodné k těžbě, k nim patří Ramzová, Kladská, Dolní Bory, ale výslednou cenu andalusitu značně prodraží náročné technologické zpracování, což byl důvod ukončení dalších průzkumů v České republice.

S l é vá re ns t v í . L X I V . li s to p a d – p ro s in e c 2016 . 11–12

Pro výrobu slévárenských forem a jader slévárny běžně používají křemenná a nekřemenná ostřiva. Mezi nejčastěji používaná nekřemenná ostřiva patří chromit, zirkon, lupek. Avšak trendem posledních let je používání tzv. speciálních nekřemenných ostřiv. Mezi ně patří např: LK-SAND®, Cerabeads a také Kerphalite KF. Důvodem pro výběr těchto ostřiv jsou daleko lepší vlastnosti v porovnání s běžně používanými ostřivy. Parametry rozhodující pro výběr jsou: tepelná expanze, tepelná vodivost a žárovzdornost. Tepelná expanze – definuje objemové změny v závislosti na teplotě. Pro slévárenské účely je požadováno, aby ostřivo při tepelném zatížení měnilo svůj objem v co nejmenší míře. Při srovnání nejběžnějších typů ostřiv lze vidět, že křemenný písek při tepelném zatížení dosahuje největší teplotní expanze. Pokud srovnáme Kerphalite KF, zirkon a chromit (obr. 4), můžeme říci, že Kerphalite KF se hodnotami tepelné expanze blíží k zirkonu, který dosahuje nejnižších hodnot tepelné expanze [17]. Tepelná vodivost – schopnost materiálu vést teplo je dalším důležitým parametrem při výběru ostřiv. Kerphalite KF se svou tepelnou vodivostí pohybuje mezi hodnotami chromitu a křemenného písku (obr. 13) [17]. Hodnoty tepelné vodivosti Kerphalitu KF mohou být prospěšné v případě, kdy je Kerphalite KF zvolen jako náhrada chromitu v případě, kdy dochází k nedoběhnutí kovu vlivem vysokého ochlazovacího účinku chromitu. Ve slévárnách jsou velmi často řešeny potíže s penetrací kovu do formy či jádra. U vysoce tepelně exponovaných jader (masivní odlitky) se často objevuje vada hluboká zapečenina – tato vada je u křemenného ostřiva vyvolána také vznikem výronků a je velmi těžko odstranitelná. Při použití křemenného ostřiva je příčinou vzniku vady cristobalitická expanze křemene. Použitím ostřiv, u kterých nedochází k tak výrazným fázovým přeměnám jako u křemene, snížíme riziko vzniku těchto vad [19]. Žárovzdornost – schopnost ostřiv odolávat vysokým teplotám je závislá na jejich teplotě tavení. Čím vyšších teplot tavení bude ostřivo dosahovat, tím lépe bude odolávat tepelnému zatížení. Uváděná teplota tavení pro Kerphalite KF je > 1800 °C. U křemenných ostřiv se udává hodnota teploty spékání. Provozní zkoušky hodnotící sklon formovacích směsí k zapékání ve vysoce tepelně exponovaných místech nám mohou prozradit, jaký vliv má na vznik této vady volba ostřiva. Bylo provedeno porovnání 4 typů ostřiv (křemenný písek, chromit,

Profile for INA SPORT spol. s r.o.

Slevarenstvi 11-12 2016  

Slevarenstvi 11-12 2016  

Profile for inasport