Artykuły branżowe

Żużel pomiedziowy najpopularniejszym w Polsce ścierniwem pośród ścierniw odpadowych

Grupa ścierniw syntetycznych pochodzących z przemysłowych żużli odpadowych, głównie hutniczych, została opracowana w Stanach Zjednoczonych w początku lat 70. ubiegłego wieku jako substytut piasku kwarcowego, którego stosowanie w obróbce strumieniowo-ściernej na sucho zostało zakazane w 1972 roku. Ścierniwa te były stosowane głównie w stoczniach remontowych.

Asortyment ścierniw z hutniczych żużli odpadowych to: żużel pomiedziowy (krzemiany żelaza) PN EN ISO 111 26-3 (copper refinery slag), żużel poniklowy (krzemiany żelaza) Pn EN ISO 111 26-5 (nickel refinery slag), żużel wielkopiecowy i konwertorowy (krzemiany wapnia) PN EN ISO 111 26-6 (iron furmace slag). Spotyka się też i inne ścierniwa z żużli odpadowych, takie jak żużel poplatynowy, żużel pocynkowy, żużel stali nierdzewnej i żużel żelazochromowy oraz z ciepłowni żużel paleniskowy (krzemiany glinu) PN EN ISO 111 26-4 (coal furmace slag). Stosowanie poszczególnych rodzajów żużli odpadowych zależy od podaży miejscowego przemysłu i ilości żużli odpadowych, za których składowanie płaci się bardzo duże pieniądze. W Polsce użytkuje się głównie ścierniwo z granulowanego żużla pomiedziowego pochodzące z pieca elektrycznego huty miedzi w Głogowie (KGHM). Żużle wielkopiecowe i konwertorowe z Huty im. Tadeusza Sendzimira w Krakowie i konwertorowego z Huty Katowice, po dokładnym ich przebadaniu w 2001 roku przez IMP Warszawa, okazały się nieprzydatnymi do obróbki strumieniowo-ściernej pod powłoki lakierowe z powodu zbytniej ich alkaliczności.

Fotografie 1 i 2. Ziarna żużla pomiedziowego.

Główną uwagę zwrócę na żużle pomiedziowe ze względu na ich powszechne zastosowanie. Jest wiele opracowań polskich badaczy o występującym w Legnicko-Głogowskim Okręgu Miedziowym żużlu odpadowym, które opisał Antoni Muszer, stwierdzając, że ich skład mineralny oraz struktura petrograficzna jest analogiczna do skał magmowych skorupy ziemskiej. Najczęstszymi minerałami są: diopsyd, akmit lub diopsyd - hedenbergit.

Tablica 1. Udział podstawowych tlenków szkłotwórczych żużli pomiedziowych z Głogowa.

Chamer R., Darkowicz J., Orski J. i Szyrle W. opracowali dane (patrz tab. 1) o składzie odpadowych żużli pomiedziowych pochodzących z pieca szybowego w Legnicy i z procesu zawiesinowego po odmiedziowaniu w piecu elektrycznym w Głogowie.

Ci sami autorzy stwierdzają, że żużel schładzany szybko daje postać bezpostaciową (szklistą) a po powolnym schładzaniu krystaliczną (błyszczącą). Tlenki szkłotwórczeto Ca2Mg, Al z SiO2, a główną fazę stanowią CaO ? MgO ? SiO2 i w mniejszej ilości Al2O3 ? SiO2, 3CaO ? SiO2 i 3Al2O3 ? SiO2. Proces otrzymywania żużla pomiedziowego wymaga dodatkowej operacji, obok rozdrabniania, którą jest proces granulacji wodnej. Parametrami tej operacji są masa podawanego żużla w jednostce czasu, temperatura żużla, temperatura wody granulująco-schładzającej, ciśnienie i ilość wody podawanej do głowicy granulacyjnej w jednostce czasu, kąt nachylenia rynien granulacyjnych, jak też ich odległość od rynien spustowych, które pozwalają uzyskać 50 albo i 95% ilości ziaren izometrycznych (wymiaru 1:1:1) najkorzystniejszych przy obróbce strumieniowo-ściernej. Istnieje też dodatkowy proces obróbki cieplno-chemicznej w temperaturze ~600°C, usuwający wilgoć i podwyższający parametry wytrzymałościowo-skrawne ziaren ściernych (niestosowany w naszych hutach miedzi).