ОСАДОЧНЫЕ ПОРОДЫ

Свойства песков специального назначения

Формовочные пески

Сюда относятся литейные пески, используемые для изготовления форм, в которые разливается расплавленный металл, и стержневые пески, из которых изготавливают формы для получения пустот в отливке. Формовочные пески должны иметь следующие свойства:.

1.         Они должны обладать определенной связностью для того, чтобы сохранить приданную им форму во влажном состоянии. В качестве связующего компонента обычно применяются глины. «Природносвязанные» пески содержат достаточно глинистого материала и поэтому применяются в естественном виде; «синтетические» (искусственные) формовочные пески получают смешиванием чистого песка с 5—10% огнеупорной глины или бентонита. В качестве связующих агентов, особенно в стержневых песках \ применяются также разнообразные масла и некоторые органические вещества, как, например, пшеничная мука и черная патока.

2.         Формовочные пески должны обладать определенной огнеупорностью, чтобы выдержать температуру расплавленного металла. Требуемая величина огнеупорности изменяется в зависимости от вида разливаемого металла; для стали используются высококремнеземистые пески, сцементированные огнеупорной глиной, чтобы они выдерживали температуру литья 1340—1500°.

3.         Кроме того, формы должны быть прочными и противостоять давлению металла. Прочность форм изменяется в зависимости от количества и типа связующего материала и от количества влаги.

4.         Формовочные пески должны иметь определенную проницаемость, чтобы водяные пары и газы, образующиеся при охлаждении металла могли выходить наружу, а не оставаться в металле.

5.         Кроме того, пески должны иметь соответствующие структуру и состав, обусловливающие гладкую поверхность отливки, и химическую инертность по отношению к горячему металлу.

Литейные пески должны строго отвечать определенным требованиям. Обычно формовочные пески составляются в лабораториях, где регулярно контролируются их свойства. Некоторые песчаники, как, например, песчаники формаций Хомвуд и Конноквенессинг (пенсильванского возраста) в западной части штата Пенсильвания, являются природносвя- занными песками превосходного качества, используемыми для стального литья. Однако вследствие необходимости получать пески с однородными свойствами в больших количествах в настоящее время имеется тенденция использовать искусственные («синтетические») пески. Стандартные определения свойств формовочных песков разработаны обществом «Америкен фаундрименс». Полное описание свойств формовочных песков и методов их испытания приведено Райсом (Ries, 1948, 1950).

Стекольные пески

Материал, используемый для производства стекла, на 52—65% (весовых) состоит из кварцевого песка (другие главные компоненты — сода ЫагСОз и известь). Для стекольных песков в первую очередь требуется большое содержание кремнезема, по меньшей мере 93% для производства обычного контейнерного (листового) стекла и более 99% для оптического стекла. Содержание кремнезема определяется требованиями стекольной промышленности, которые преимущественно регламентируют содержания небольших, но очень важных примесей в стекольных песках. Например, содержание окислов железа не должно превышать 0,06%, так как железо окрашивает стекло. Также имеются строгие требования к содержанию других элементов, включая хром и кобальт; последний элемент обладает настолько сильными красящими свойствами, что он проявляет их уже при содержании всего 0,0002%. Содержание глинозема (в виде полевошпатовых зерен) в песке не должно превышать 4—5%. Лишь немногие природные пески или песчаники отвечают этим требованиям, и поэтому их необходимо обогащать, особенно удалять примеси глинистого материала и окислов железа.

Никаких общих требований промышленности к гранулометрическому составу стекольных песков не имеется, но они должны быть мельче размера сита № 30 и крупнее размера сита № 140 (т. е. иметь размеры от 0,590 до 0,105 мм). Чрезмерная тонина песков нежелательна, поскольку в таких песках больше примесей, которые могут выделиться в виде газов и вызвать вспенивание стекла в ваннах. Форма зерен не имеет существенного значения для стекольных песков.