В ЗАО «Урал ВИМ» разработан способ скоростного приготовления жидкого стекла из сухого порошкообразного концентрата.
Сухой концентрат представляет собой гомогенную порошкообразную смесь различных компонентов, прошедших предварительную высокотемпературную активирующую обработку, в результате которой образуются соединения кремнезема с оксидами щелочных металлов натрия или калия. В процессе высокотемпературной обработки концентрат сохраняет свое порошкообразное состояние и приобретает высокую химическую активность к водным растворам. Поэтому при смешивании концентрата с водой происходит быстрое образование коллоидного раствора, готового к использованию его в качестве силикатного связующего материала.
Плотность жидкого стекла, получаемого из сухого концентрата, задается расчетным количеством используемой воды для растворения сухого концентрата. Опыт показал, что для приготовления качественного жидкого стекла из сухого концентрата расход воды целесообразней уменьшать с тем, чтобы получать высокоплотный раствор около 1400-1500 кг/м3, а затем готовое жидкое стекло можно разбавлять горячей водой до необходимой по технологии плотности. При этом, как показал опыт работы, для приготовления жидкого стекла из сухого концентрата воду необходимо подогревать до возможно более высокой температуры, около 70-900С.
Продолжительность приготовления жидкого стекла из сухого концентрата не превышает 10 минут. Однако после смешивания сухого концентрата с подогретой водой необходимо проводить охлаждение готового горячего раствора до комнатной температуры или, при необходимости, использовать его в нагретом виде, например для приготовления футеровочной массы или смесей стержней и форм в зимнее время, когда температуры в цехе сильно снижается.
При использовании подогретого жидкого стекла для изготовления стержней и форм по СО2-процессу прочностные свойства их увеличиваются, а расход углекислого газа сокращается.
Опыт показал, что жидкое стекло, изготовленное из сухого концентрата, получило широкое распространение для различных нужд литейного и металлургического производства, так как характеризуется высокой огнеупорностью и термостойкостью.
ЗАО «Урал ВИМ» производит и поставляет сухой концентрат (СК) нескольких марок в зависимости от химического состава: СКН – натриевый; СКНК- натриево-калиевый; СКК- калиевый и СККН- калиево-натриевый. Жидкое стекло, получаемое из калиевых сортов СК, характеризуется тем, что обеспечивает улучшение выбиваемости стержней из отливок и более высокую огнеупорность футеровочным массам.
Сухой концентрат выпускается с любым силикатным модулем в пределах от 2,2 до 3,5 ед. Концентрат поставляется в полиэтиленовых мешках массой по 15 кг. При поставке сухого концентрата выдается сертификат качества и технологическая инструкция на приготовление жидкого стекла из СК.
Анализ показал, что жидкое стекло, получаемое из сухого концентрата, характеризуется высокой термостойкостью. Поэтому оно находит широкое применение для изготовления футеровочных масс.
Для приготовления футеровочной массы термостойкое жидкое стекло смешивают с огнеупорным наполнителем кислого или нейтрального характера.
Футеровочные массы можно готовить в виде пластичных смесей или в виде жидкоподвижных самозатвердевающих составов, применяемых без уплотнения. Пластичные смеси применяют с уплотнением их любым известным способом.
Жидкоподвижные самотвердеющие составы применяют при изготовлении футеровок путем заливки их в зазор между стенкой ковшей и шаблоном.
Составы кислых футеровок варьируются в зависимости от вида применяемых исходных материалов. Ниже приведен состав футеровочной массы для крупных разливочных ковшей.
Исходные материалы. Молотый кварцит или прокаленный кварцевый песок в качестве наполнителя. Порошкообразный шлак феррохромового производства – отвердитель термостойкого жидкого стекла.
Состав жидкоподвижной самотвердеющей смеси: %
Молотый кварцит (кварцевый песок) ………… основа
Сухой концентрат жидкого стекла ………… 3,3-5,4
Феррошлак ……… 1,5-3,5
Вода ……… 12-15
Паста РАС ………… 0,12- 0,25
Ускоритель твердения ………… 0,02-0,05
По данной технологии жидкая огнеупорная масса готовится из смеси сухих компонентов с добавкой воды, предварительно смешанной с расчетным количеством пенообразователя.
При интенсивном перемешивании в смесителе смесь из указанных компонентов переходит в жидкоподвижное состояние и ее заливают в зазор между шаблоном и стенками ковша.
После 25-30 минут выдержки шаблон удаляют из ковша, слой футеровки высушивают и затем нагревают до температуры 500-6000С для полного удаления остатков влаги.
