Исследование формовочного песка 1К1О2025 Ташлинского ГОК

Качество формовочных песков играет решающую роль в литейной промышленности, так как оно напрямую влияет на прочность, надежность и долговечность конечной продукции. Для достижения и подтверждения  высоких результатов наша компания регулярно проводит тестирования формовочного песка, привлекая для этого  ведущие лаборатории и технические центры страны. Одним из ключевых партнеров, с которым мы сотрудничаем на протяжении долгого времени, является лаборатория ООО «Уралхимпласт — Хюттенес Альбертус» — признанный лидер в производстве связующих материалов и противопригарных покрытий.

После проведенного всестороннего исследования песка марки 1К1О2025 в сравнении со стандартным песком (в исследовании в качестве стандартного песка  использовался формовочный песок той же марки от лидера отрасли) мы можем с уверенностью утверждать, что наш формовочный песок соответствуют всем требованиям высококачественного формовочного песка . 

Очередной раз мы подтверждаем тезис о том , что наши продукты помогают совершенствовать процессы литья, способствуя улучшению качества и долговечности готовых изделий у наших клиентов.

Аналитическое исследование

Песок марки 1К1О2025 поступил с Ташлинского ГОК 21 августа 2024 года. В ходе аналитического исследования были определены несколько ключевых измерений, которые характеризуют его качество.

рН водной вытяжки составил 6,56, что указывает на нейтральную среду, соответствующую требованиям ГОСТ 2138-91. Потребность песка в кислоте при pH = 3.0 равна 0,3, что ниже показателя Стандартного песка, где этот показатель не превышает 0,5. Аналогично, при pH = 4.0 потребность в кислоте составила 0,4, что также ниже, чем у Стандартного песка, для которого этот показатель не превышает 0,5. При pH = 5.0 потребность песка в кислоте была равна 0,4, что также соответствует более низким значениям по сравнению со Стандартным песком.

При pH = 6.0 и pH = 7.0 потребность песка в кислоте составила 0,3, что соответствует нормам для данного типа песка и сопоставимо с показателями формовочного песка от  других производителей. Удельная электропроводность песка составила 11,8 мкСм/см, что несколько ниже показателя Стандартного песка, где этот показатель составляет 13-14 мкСм/см.

Коэффициент однородности песка составил 73, что соответствует группе О2 по ГОСТ 2138-91. Механическое содержание пылевидной составляющей не превышает 0,12%, что значительно ниже рекомендованной нормы, которая составляет 0,5%. Содержание глинистой составляющей составило 0,27% что чуть выше заявленного , что соответствует группе 2 по ГОСТ 2138-91 (в определении этого параметра из-за различия в методиках возможны погрешности, далее будет видно, что на прочностные характеристики это небольшое отклонение не повлияло) . Средний размер зерна песка оказался равным 0,26 мм, что соответствует группе 025 по ГОСТ 2138-91.

Газопроницаемость песка составила 324 у.е., что является средним значением по ГОСТ 2138-91. Механическое содержание влаги в песке составило 0,01%, что указывает на хороший процесс обезвоживания, сушки, хранения. Потери при прокаливании (ППП) составили 0,12%, что также соответствует нормам, так как не превышает предельного значения 0,2% по ГОСТ 2138-91.

Насыпной вес песка равен 1,5 г/см³, что соответствует нормативу. Теоретическая удельная поверхность песка составила 8,8 м²/кг, что указывает на его низкую удельную поверхность согласно ГОСТ 2138-91 (способствует минимальному расходу связующего). Коэффициент угловатости песка равен 1,26, что свидетельствует о угловатой форме частиц, что также соответствует ГОСТ 2138-91.

Таким образом, результаты аналитического исследования показали, что песок марки 1К1О2025 с Ташлинского ГОК соответствует основным нормативам и требованиям ГОСТ 2138-91, что подтверждает его высокое качество и пригодность для использования в производственных процессах ХТС.

Гранулометрический состав

Гранулометрический состав песка играет ключевую роль в определении его технологических характеристик и влиянии на конечные эксплуатационные свойства. Этот показатель отражает распределение частиц песка по различным фракциям, что оказывает прямое влияние на его использование в строительных и других производственных процессах. В рамках проведенного исследования песок марки 1К1О2025 был детально проанализирован на гранулометрический состав. Результаты исследования приведены в таблице ниже.

Внешний вид песка и исследование под оптическим микроскопом

Физико-механические испытания

В этом разделе мы рассмотрим результаты испытаний песка марки 1К1О2025 Ташлинском ГОКа, при использовании в  двух различных процессах : Альфа-сет процесс и Cold-box amin процесс. Эти испытания позволили оценить прочностные характеристики песка при различных режимах отверждения и влажности.

Для Альфа-сет процесса использовалась смесь с маркой смолы Альфабонд, при этом песок марки 1К1О2025 показал следующие результаты. Живучесть смеси составила 7 минут, время до протяжки — 20 минут. Предел прочности при растяжении стандартных образцов, отверждаемых в течение 0,5 часа, составил 1,6 кгс/см², а в течение 1,0 часа — 3,5 кгс/см². После 2 часов отверждения предел прочности составил 5,0 кгс/см², а по прошествии 24 часов — 7,9 кгс/см². Для сравнения, стандартный песок при аналогичных условиях показал схожие результаты: предел прочности при растяжении через 0,5 часа — 1,5 кгс/см², через 1,0 час — 2,9 кгс/см², через 2,0 часа — 3,9 кгс/см² и 7,9 кгс/см² после 24 часов.

По результатам испытаний на Cold-box amin процессе, использовалась смесь с маркой смолы Sigmacure 6747 P1. Песок марки 1К1О2025 показал высокий предел прочности при растяжении сразу после продувки — 8,2 кгс/см². Через 1 час этот показатель увеличился до 11,8 кгс/см², а через 24 часа достиг 13,5 кгс/см². При 100% влажности после 24 часов предел прочности составил 9,9 кгс/см². Для стандартного песка, результаты были немного выше сразу после продувки — 8,7 кгс/см², и через 1 час составили 13,0 кгс/см². Через 24 часа прочность увеличилась до 15,6 кгс/см², а при 100% влажности — до 7,6 кгс/см².

Эти данные демонстрируют хорошие физико-механические характеристики песка марки 1К1О2025, при этом в рамках обоих процессов отверждения достигаются высокие прочностные показатели.

Заключение

Аналитические характеристики:
По результатам анализа рН и кислотной потребности (ADV), песок марки 1К1О2025 имеет нейтральную реакцию, что подтверждает его соответствие требованиям стандартов. Содержание глинистой составляющей составляет 0,27%, что немного выше паспортного значения для песков класса 1К (в определении этого параметра из-за различия в методиках возможны погрешности,  на прочностные характеристики это небольшое отклонение не повлияло). 

Фракционный состав:
Песок марки 1К1О2025 относится к 025 фракции и характеризуется хорошей однородностью с минимальным содержанием мелких пылевидных фракций (менее 100 мкм). Это подтверждается средней газопроницаемостью песка, которая находится в пределах нормы. Удельная поверхность песка достаточно низкая, что соответствует его назначению, а угловатая форма частиц также указывает на его способность к образованию прочных смесей.

Физико-механические характеристики:
По результатам испытаний на альфа-сет процессе песок показывает более высокие прочностные характеристики смеси, что может быть связано с его более крупным средним размером зерна. Прочностные характеристики песка по амин процессу немного  ниже, чем у стандартного песка, однако при 100% влажности прочность Ташлинского песка значительно выше. Это можно объяснить угловатой формой частиц песка, что улучшает его слипание и прочностные характеристики при высоких уровнях влажности.

Таким образом, песок марки 1К1О2025, добываемый на Ташлинском ГОК, обладает хорошими эксплуатационными характеристиками, которые могут быть эффективно использованы в различных производственных процессах, особенно в тех, где требуется высокая прочность и низкое содержание органических примесей.