Тезисы
апрель 2017

Дослідження тугоплавких млинових добавок на властивості емалевих шлікерів та покриттів на їх основі


Ткаченко Ю. С. , Науменко С. Ю. , Нагорна Т. І. , Кислична Р. І.
Химия и современные технологии
Abstract / Full Text

Для влаштування централізованих систем гарячого водопостачання найбільш поширеними є сталеві труби, які характеризуються великою міцністю, незначною вартістю, простотою монтажу, можливістю згинання та зварювання.

Надійний захист внутрішньої поверхні сталевих труб від корозії в основному забезпечують піщано-цементні, лакофарбові, полімерні та склоемалеві покриття. Склоемалеві мають наступні переваги: високу хімічну стійкість до всіх кислот, окрім плавикової; низьку електропровідність емалі, що обумовлює захист металу від «блукаючих» струмів; гладку, тверду поверхню покриття, що не дозволяє утворюватись органічним наростам та сприяє рівномірному транспортуванню води.

З метою покращення властивостей безґрунтових емалевих покриттів при їх виготовленні використовують різні млинові добавки в тому числі і тугоплавкі наповнювачі (ТПН).

Робота була спрямована на дослідження впливу ТПН та режиму випалу на характеристики безґрунтових склопокриттів, які можуть використовуватись при спорудженні централізованих систем гарячого водопостачання.

За основу була взята безгрунтова емаль розроблена на кафедрі хімічної технології кераміки та скла і впроваджена у виробництво сталевих емальованих труб на ПАТ «Емальхімпром». До її складу входять наступні оксиди, мас.%: 54,9-57,6 SiO2; 16,9-19,22 Na2O; 4,9-6,5 К2O; 6,3-8,73 B2O3; 3,0-3,8 CaO; 0,40-0,46 СоО; 2,1-3,6 ZrO2; 0,8-1,3 MnO2; 3,52-5,3 TiO2; 2,0-2,5 F′.

При отриманні емалевих покриттів сплавлену емаль подрібнювали мокрим способом сумісно з вогнетривкою глиною, меленим кварцовим піском, електролітами (K2CO3, NaNO2, (NH4)6Mo7O24·4H2O, Na2B4O7·H2O) та водою.

Для покращення міцності зчеплення емалі з металом та підвищення щільності покриттів в якості ТПН використовували кварцовий пісок, цирконовий концентрат та кварцпольовошпатову сировину в кількості від 2,0 до 6,0 мас.ч. кожної речовини, введену як окремо, так і у різних кількісних співвідношеннях.

Виготовлено та досліджено 15 композицій. В кожному типі композицій змінювали поетапно кількість ТПН. Експериментальні покриття отримували шляхом нанесення композиційних шлікерів на підготовлені сталеві зразки. Після сушіння випал покриттів здійснювали в електричній муфельній печі в інтервалі температур 840-880°С протягом 4 хв. Оптимальною температурою випалу дослідних зразків є 860°С. Покриття оцінювали візуально та за відповідними методиками.

Кращим із ТПН, що позитивно впливає на міцність зчеплення (до 5,0 Дж) є кварцовий пісок, причому у всіх досліджуваних концентраціях.

Кварцпольовошпатова сировина також покращує міцність зчеплення (до 4,5 Дж), а в кількості 4,0 мас.ч. добре впливає ще й на щільність та гладкість склошару.

Цирконовий концентрат сприяє отриманню щільних з хорошим блиском покриттів, але на міцність щеплення добре діє лише в кількості 4,0 мас. ч. та й то сумісно з 2,0 мас.ч. кварцового піску.

Таким чином, нами встановлено вплив як температури випалу на якість та міцність зчеплення емалевих покриттів, так і різного вмісту ТПН, визначено їх оптимальні співвідношення. Крім того, вирішена поліваріантна задача – одержання безґрунтових покриттів, що містять кварцовий пісок як у складі шлікерів, так і додатково у вигляді ТПН, що дозволяє отримувати емалеві покриття з підвищеними щільністю та міцністю зчеплення.