CZ36132U1

CZ36132U1 - Blast furnace abrasive based on blast furnace slag

Info

Publication number: CZ36132U1
Application number: CZ202239837U
Authority: CZ
Inventors: Jan VALENTIN; Valentin Jan Ing., Ph.D; Miloš Faltus; Faltus Miloš Mgr., Ph.D; Marek Dlabaja; Marek Ing Dlabaja; Marek Malohlava; Marek Ing Malohlava
Original assignee: České vysoké učení technické v Praze; ECOCOAL Slag Handling s.r.o
Priority date: 2022-04-29
Filing date: 2022-04-29
Publication date: 2022-06-07

Description

Abrazivo pro otryskávání na bázi vysokopecní struskyAbrasive for blasting based on blast furnace slag

Oblast technikyField of technology

Technické řešení se týká abraziva pro otryskávání na bázi vzduchem chlazené, krystalické vysokopecní strusky, která vzniká jako pouze obtížně využitelný vedlejší produkt výroby surového železa, která má díky svému fázovému složení a způsobu mechanického zpracování vysoce abrazivní vlastnosti a zároveň se vyznačuje velmi homogenní strukturou povrchu většiny otryskávaných, zejména kovových materiálů.The technical solution concerns an abrasive for blasting based on air-cooled, crystalline blast furnace slag, which is created as a difficult-to-use by-product of the production of pig iron, which, thanks to its phase composition and method of mechanical processing, has highly abrasive properties and at the same time is characterized by a very homogeneous surface structure of the majority blasted, especially metal materials.

Dosavadní stav technikyCurrent state of the art

Otryskávání neboli také tryskání či pískování je technologický proces opracování povrchu nejrůznějších materiálů různého složení a tvrdosti proudem natlakovaných abrazivních částic. Nejvíce se jako abraziva používají pro tvrdé materiály ocelové broky a ocelový granulát, křemičitý písek, přírodní granát, olivín, korund, balotina, ocelová drť, drť z bílé litiny či slévárenská struska nebo keramické mikrokuličky a řada dalších materiálů. Pro měkké materiály jako je dřevo, plasty ap. se využívá drť z pecek např. z mandlí nebo skořápek ořechů, drtě z měkkých hornin či piliny z tvrdého dřeva. Pro některé účely se používá otryskávání suspenzí abraziva v kapalině.Blasting, also known as blasting or sandblasting, is a technological process of processing the surface of various materials of different composition and hardness with a stream of pressurized abrasive particles. The most commonly used abrasives for hard materials are steel shot and steel granulate, silica sand, natural garnet, olivine, corundum, ballotine, steel scrap, white cast iron scrap or foundry slag or ceramic microspheres and a number of other materials. For soft materials such as wood, plastics, etc. grit from seeds, e.g. from almonds or walnut shells, grit from soft rocks or sawdust from hardwood is used. For some purposes, blasting of abrasive suspensions in liquid is used.

Dnes se otryskávání používá nejčastěji ve strojírenství k závěrečnému čištění odlitku před povrchovou úpravou např. lakováním, protože dokonale odstraňuje stopy po obrábění. Jsou přitom dva možné základní způsoby, jak dodat jemným částicím velkou rychlost. Prvním způsobem je unášení abrazivních částic proudem stlačeného vzduchu (tlakovzdušné tryskání) nebo proudem kapaliny, nejčastěji vody. Dalším možným způsobem je mechanické metání abrazivních částic rotujícími lopatkami. Otryskávání je používáno i ve stavebnictví k opracování zdivá, betonu a kamene. Zejména ve městech je otryskávání jednou z technologií, jak odstraňovat z fasád, sloupů a jiných ploch zbytky plakátů, graffiti a podobná znečistění.Today, blasting is most often used in the engineering industry for the final cleaning of the casting before surface treatment, e.g. painting, because it perfectly removes traces of machining. There are two possible basic ways to give fine particles a high speed. The first method is the drifting of abrasive particles by a stream of compressed air (compressed air blasting) or a stream of liquid, most often water. Another possible method is the mechanical throwing of abrasive particles with rotating blades. Blasting is also used in the construction industry to process masonry, concrete and stone. Especially in cities, blasting is one of the technologies for removing the remains of posters, graffiti and similar pollution from facades, columns and other surfaces.

Ve výtvamictví a zejména v reklamě je pískování velice efektní a luxusní technika povrchové úpravy, kterou se vytvářejí značení nebo grafické úpravy lahví vína, sklenic, dárkového skla, hrnků, půllitrů, těžítek, zrcadel atd. Technologií otryskávání jemného písku přes šablonu s motivem lze dosáhnout zajímavých výsledků na povrchu otryskávání reklamních předmětů. Otryskávat lze i dekorační předměty vyrobené např. ze dřeva a keramiky.In advertising and especially in advertising, sandblasting is a very effective and luxurious surface treatment technique, which creates markings or graphic modifications on wine bottles, glasses, gift glasses, mugs, pints, weights, mirrors, etc. Using the technology of fine sandblasting over a template with a motif, it is possible to achieve interesting results on the surface of the blasting of advertising objects. Decorative objects made of e.g. wood and ceramics can also be blasted.

Proces otryskávání neboli pískování byl patentován již v roce 1870 Benjaminem Chew Tilghmanem v USA. Ten patentoval pískovací dmýchadlo, které mu umožnilo hloubkově porušovat tvrdé předměty např. kov, kameny nebo sklo. Později proces vylepšil o šablony, které mu umožňovaly vytvářet stále stejný vzorek u mnoha výrobků. O osm let později dostal patent také Němec Holstein z Osnabruecku, který matoval povrch skla pískem. Písek při matovaní působí na sklo samospádem. Na přelomu století se dostalo pískování také do Cech. Proces se nazývá pískování, protože se k tryskání používal jako abrazivo hlavně písek. Byl nejvíce dostupný a nej levnější. Nástroje k pískování se dle toho nazývaly pískovačky. Dělník provádějící pískování přicházel do styku s jemnými, obvykle křemičitými, částicemi. Zejména vdechování těchto částic vedlo poměrně rychle k rozvoji těžkého a smrtelného poškození plic, známého jako silikóza.The process of blasting, or sandblasting, was patented as early as 1870 by Benjamin Chew Tilghman in the USA. He patented a sandblaster, which enabled him to deeply break hard objects such as metal, stones or glass. He later improved the process with templates that allowed him to create the same pattern over and over for many products. Eight years later, the German Holstein from Osnabrueck, who matted the surface of the glass with sand, also received a patent. During matting, the sand has a self-falling effect on the glass. At the turn of the century, sandblasting also reached the Guilds. The process is called sandblasting because mainly sand was used as an abrasive for blasting. It was the most available and the cheapest. Accordingly, sandblasting tools were called sandblasters. The sandblasting worker came into contact with fine, usually siliceous, particles. In particular, inhalation of these particles led relatively quickly to the development of severe and fatal lung damage known as silicosis.

Problémy se vdechováním částic volného SiCh, zejména při suchém otryskávání povrchů přetrvávají dodnes. Jsou řešeny používáním hermeticky uzavřených otryskávacích komor, nebo použitím dýchacích přístrojů, eliminujících vdechování těchto částic. Tato opatření sice významně snižují hygienická rizika, nicméně při nakládání s jemným křemenným prachem, vznikajícím při otryskávání nelze všechna rizika úplně eliminovat. Proto by se dnes již křemenný písek pro otryskávání používat neměl. Jiná abraziva, která nepředstavují při svém použití riziko silikózy, jako jsou přírodní granáty, olivín, korund atd. jsou obvykle násobně až řádově dražší, než těženýProblems with inhalation of free SiCh particles, especially during dry blasting of surfaces, persist to this day. They are solved by using hermetically sealed blasting chambers, or by using breathing apparatus, eliminating the inhalation of these particles. Although these measures significantly reduce hygiene risks, when dealing with fine quartz dust created during blasting, all risks cannot be completely eliminated. Therefore, quartz sand should no longer be used for blasting. Other abrasives that do not pose a risk of silicosis when used, such as natural garnets, olivine, corundum, etc. are usually many times or orders of magnitude more expensive than mined

-1 CZ 36132 UI křemenný písek a u abraziv umělých, jako jsou různé ocelové drtě, balotina atd. jsou ceny obvykle ještě vyšší. Některá z těchto přírodních i umělých abraziv mají vynikající vlastnosti a lze je používat opakovaně až po několik desítek cyklů. Nicméně vysoká cena těchto abraziv je často limitujícím faktorem pro jejich používání v běžné průmyslové praxi.-1 CZ 36132 UI quartz sand and for artificial abrasives, such as various steel grits, ballotine, etc., the prices are usually even higher. Some of these natural and artificial abrasives have excellent properties and can be used repeatedly for up to several tens of cycles. However, the high cost of these abrasives is often a limiting factor for their use in common industrial practice.

Proto je v poslední době snaha nahradit přírodní i některá umělá abraziva levnějšími materiály, které současně mají dostatečně vhodné vlastnosti, aby mohly být z technologického hlediska plnohodnotnou a zároveň hygienicky nezávadnou alternativou doposud používaných nákladných abraziv. Na trhu se objevují abraziva pro otryskávání na bázi slévárenských strusek, ocelářských strusek, strusek z metalurgie barevných kovů (Cu, Ni), strusek z granulačního spalování tuhých fosilních paliv a abraziva na bázi drceného a mletého recyklovaného skla. Shodnou vlastností těchto materiálů je kromě toho, že jde o recyklované odpadní nebo vedlejší produkty různých průmyslových odvětví, absence volného SiCh v těchto materiálech, což znamená menší hygienické riziko z hlediska možnosti vzniku silikózy. Slévárenské strusky, ocelářské strusky a strusky z metalurgie barevných kovů mají ale často zvýšené obsahy některých toxických kovů, zejména při výrobě a zpracování různých legovaných ocelí, kde se pro legování používají často kovy typu Cr, Co, Ni, Μη, V a další, což z environmentálního hlediska představuje rizikové prvky podobně jako u strusek z metalurgie barevných kovů.Therefore, there has recently been an effort to replace natural and some artificial abrasives with cheaper materials, which at the same time have sufficiently suitable properties, so that they can be from a technological point of view a full-fledged and at the same time hygienically harmless alternative to the expensive abrasives used up to now. Blasting abrasives based on foundry slags, steel slags, non-ferrous metallurgy slags (Cu, Ni), slags from granulation combustion of solid fossil fuels and abrasives based on crushed and ground recycled glass appear on the market. In addition to the fact that they are recycled waste or by-products of various industries, the common feature of these materials is the absence of free SiCh in these materials, which means less hygienic risk in terms of the possibility of silicosis. However, foundry slag, steel slag and slag from non-ferrous metallurgy often have increased contents of some toxic metals, especially in the production and processing of various alloyed steels, where metals such as Cr, Co, Ni, Μη, V and others are often used for alloying, which from an environmental point of view, it represents risk elements similar to slags from the metallurgy of non-ferrous metals.

Z technologického hlediska, z hlediska hygienické i environmentální nezávadnosti se jako zajímavý a technicky přínosný jeví materiál vzduchem chlazené vysokopecní strusky, vznikající jako odpad při výrobě surového železa. Jenom v Moravskoslezském kraji vzniká ročně zhruba 0,5 mil. tun těchto strusek a pouze jejich malá část je využita jako náhražka přírodního drceného kameniva. V celosvětovém měřítku vzniká těchto strusek více než 1,25 mid. tun. Jedná se tedy v podstatě o celosvětově dostupný materiál. Tato struska představuje kompozitní materiál složený ze silikátů a alumosilikátů Ca a případně Mg, zejména gehlenitu, akermanitu, monticellitu, merwinitu, olivínu, lamitu, případně srebrodolskitu, grossuláru, wollastonitu a nevelkého podílu skelné fáze. Toto kompozitní složení, spolu s úpravou podle dále uvedeného technického řešení, které dává zrnům strusky určité tvarové charakteristiky, z ní činí velmi kvalitní, hygienicky nezávadné abrazivo s vysokou přidanou hodnotou, schopné nahradit řadu přírodních i umělých abraziv.From a technological point of view, from the point of view of hygienic and environmental soundness, the material of air-cooled blast furnace slag, created as waste during the production of pig iron, appears to be interesting and technically beneficial. In the Moravian-Silesian region alone, approximately 0.5 million tons of these slags are produced annually, and only a small part of them is used as a substitute for natural crushed aggregate. On a global scale, more than 1.25 mid. pool. It is basically a material available worldwide. This slag is a composite material composed of silicates and aluminosilicates of Ca and possibly Mg, especially gehlenite, akermanite, monticellite, merwinite, olivine, lamite, possibly srebrodolskite, grossular, wollastonite and a small proportion of the glass phase. This composite composition, together with the modification according to the technical solution mentioned below, which gives the slag grains certain shape characteristics, makes it a high-quality, hygienically harmless abrasive with a high added value, capable of replacing a number of natural and artificial abrasives.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Abrazivo pro otryskávání podle technického řešení je tvořeno zrny vzduchem chlazené rozpojené vysokopecní strusky o rozměrech 0,05 až 3,2 mm, o obsahu 32 až 78 % hmota, izometrických zrn blížících se kubickému tvaru s poměrem stran přibližně 1 : 1 : 1 a 22 až 68 % hmota, neizometrických zrn obsahujících směs neizometrických zrn sloupcovitých s poměrem stran přibližně 2:2:3 a neizometrických zrn deskovitých s poměrem stran přibližně 2:2:4, která obsahuje 59 až 98 % hmota, sorosilikátů tvořených směsí gehlenitu a akermanitu, 1 až 40 % hmota, nesosilikátů obsahujících směs merwinitu, monticellitu, lamitu, olivínu, až 10 % hmota, wollastonitu, až 10 % hmota, srebrodolskitu, 1 až 30 % hmota, skelné fáze a až 2 % hmota, uhličitanů.Abrasive for blasting according to the technical solution consists of grains of air-cooled separated blast furnace slag with dimensions of 0.05 to 3.2 mm, with a content of 32 to 78% mass, isometric grains approaching a cubic shape with an aspect ratio of approximately 1 : 1 : 1 and 22 up to 68% by mass of non-isometric grains containing a mixture of non-isometric columnar grains with an aspect ratio of approximately 2:2:3 and non-isometric plate-like grains with an aspect ratio of approximately 2:2:4, which contains 59 to 98% by mass of sorosilicates formed by a mixture of gehlenite and akermanite, 1 to 40% by mass, non-silicates containing a mixture of merwinite, monticellite, lamite, olivine, up to 10% by mass, wollastonite, up to 10% by mass, srebrodolskite, 1 to 30% by mass, glass phase and up to 2% by mass, carbonates.

Abrazivo pro otryskávání v různých výhodných provedeních obsahuje více než 70 % hmota, ostrohranných izometrických zrn blížících se kubickému tvaru, více než 60 % hmota, zaoblených izometrických zm blížících se kubickému tvaru, případně více než 60 % hmota, ostrohranných neizometrických zm tvořených směsí neizometrických zm sloupcovitých s poměrem stran přibližně 2 : 2 : 3 v a neizometrických zm deskovitých s poměrem stran přibližně 2:2:4.The abrasive for blasting in various advantageous embodiments contains more than 70% by mass of sharp-edged isometric grains approaching cubic shape, more than 60% by mass of rounded isometric grains approaching cubic shape, or more than 60% by mass of sharp-edged non-isometric grains formed by a mixture of non-isometric grains columnar with an aspect ratio of approximately 2 : 2 : 3 v and non-isometric plate-like with an aspect ratio of approximately 2:2:4.

Abrazivo pro otryskávání v dalším výhodném provedení obsahuje 40 % hmota, izometrických zm s poměrem stran přibližně 1 : 1 : 1, 40 % hmota, neizometrických zm sloupcovitých s poměrem stran přibližně 2 : 2 : 3 v a 20 % hmota, neizometrických zm deskovitých s poměrem stran přibližně 2:2:4.Abrasive for blasting in another advantageous embodiment contains 40% mass, isometric zm with an aspect ratio of approximately 1 : 1 : 1, 40% mass, non-isometric columnar zm with an aspect ratio of approximately 2 : 2 : 3 v and 20% mass, non-isometric plate-shaped zm with a ratio sides approximately 2:2:4.

-2 CZ 36132 UI-2 CZ 36132 UI

Abrazivo pro otryskávání má s výhodou následující podíl jednotlivých frakcí: 4,4 až 14,6 % hmota, frakce pod 0,1 mm, 6,8 až 21,1 % hmota, frakce 0,1 až 0, 4 mm, 21,6 až 38,7 % hmota, frakce 0,4 až 0,8 mm, 18,1 až 28,2 % hmota, frakce 0,8 až 1,4 mm, 10,3 až 18,4 % hmota, frakce 1,4 až 1,8 mm a 4,8 až 10,9 % hmota, frakce 1,8 až 3,2 mm.The abrasive for blasting preferably has the following proportion of individual fractions: 4.4 to 14.6% mass, fraction below 0.1 mm, 6.8 to 21.1% mass, fraction 0.1 to 0.4 mm, 21, 6 to 38.7% mass, fraction 0.4 to 0.8 mm, 18.1 to 28.2% mass, fraction 0.8 to 1.4 mm, 10.3 to 18.4% mass, fraction 1 .4 to 1.8 mm and 4.8 to 10.9% mass, fraction 1.8 to 3.2 mm.

Abrazivo pro otryskávání má v dalších výhodných provedeních jednu z dále zvolených frakcí zrnitosti: zrnitost 0,1 až 0,4 mm, pro velmi jemné opracování kovových povrchů, zrnitost 0,4 až 0,8 mm, pro základní opracování a čištění kovových, kamenných a betonových povrchů. Dále zrnitost 0,8 až 1,4 mm, která je pro očištění kovových a kamenných povrchů od hlubších defektů. Je vhodná zejména pro čištění kovových povrchů od koroze a kamenných povrchů.Abrasives for blasting in other advantageous designs have one of the following grain size fractions: grain size 0.1 to 0.4 mm, for very fine processing of metal surfaces, grain size 0.4 to 0.8 mm, for basic processing and cleaning of metal, stone and concrete surfaces. Furthermore, a grain size of 0.8 to 1.4 mm, which is for cleaning metal and stone surfaces from deeper defects. It is especially suitable for cleaning metal surfaces from corrosion and stone surfaces.

Abrazivo pro otryskávání má dále výhodnou zrnitost alespoň 1,4 mm, pro rychlé a hrubé otryskávání kovových, kamenných a betonových povrchů. Je vhodná zejména pro dokonalé odstranění koroze a všech nečistot.The abrasive for blasting also has an advantageous grain size of at least 1.4 mm, for quick and rough blasting of metal, stone and concrete surfaces. It is especially suitable for the perfect removal of corrosion and all impurities.

Podsítná frakce třídění abraziva o velikosti zrn menší než 0,1 mm je využitelná jako filer či složka jemnozmných anorganických příměsí do betonů, malt, geopolymemích směsí, asfaltových směsí nebo směsí pro lineární 3D tisk pomocí kompozitních hydraulicky stmelených směsí využitelný ve stavebnictví.The sub-mesh fraction of abrasive classification with a grain size smaller than 0.1 mm can be used as a filler or component of fine-grained inorganic admixtures in concrete, mortar, geopolymer mixtures, asphalt mixtures or mixtures for linear 3D printing using composite hydraulically cemented mixtures usable in the construction industry.

Prach odsávaný z rozpojování a třídění abraziva na bázi vysokopecní vzduchem chlazené strusky, o velikosti zrn menší než 0,07 mm je využitelný jako mikrofiler nebo složka mikrojemné minerální příměsi do betonů, malt, geopolymemích směsí, asfaltových směsí nebo směsí pro lineární 3D tisk ve stavebnictví.Dust extracted from debonding and sorting abrasive based on blast furnace air-cooled slag, with a grain size smaller than 0.07 mm can be used as a microfiler or a component of microfine mineral admixture in concrete, mortar, geopolymer mixtures, asphalt mixtures or mixtures for linear 3D printing in the construction industry .

Příklady uskutečnění technického řešeníExamples of implementing a technical solution

Příklad 1Example 1

Bylo připraveno abrazivo pro otryskávání podle technického řešení. Vstupním materiálem byla vzduchem chlazená vysokopecní struska s vlhkostí 4,8 % hmota, o velikosti částic do 15 mm, která byla dále rozpojena mezi dvěma válci o průměru 800 mm a šířce 500 mm, otáčejícími se proti sobě rychlostí 72 otáček za minutu, vzdálených od sebe 3,2 mm při rychlosti podávání vstupní strusky 5 t/hod.An abrasive was prepared for blasting according to the technical solution. The input material was air-cooled blast furnace slag with a moisture content of 4.8% mass, with a particle size of up to 15 mm, which was further separated between two cylinders with a diameter of 800 mm and a width of 500 mm, rotating against each other at a speed of 72 revolutions per minute, distant from 3.2 mm at an input slag feed rate of 5 t/h.

Bylo získáno abrazivo s obsahem 78 % hmota, ostrohranných izometrických zm blížících se kubickému tvaru a s nízkým podílem prachové frakce o následujícím zastoupením jednotlivých frakcí:An abrasive with a content of 78% mass, sharp-edged isometric particles approaching a cubic shape and with a low proportion of dust fraction was obtained with the following representation of individual fractions:

Velikost zma [mm] Zma size [mm] <0,1 <0.1 0,1 až 0,4 0.1 to 0.4 0,4 až 0,8 0.4 to 0.8 0,8 až 1,4 0.8 to 1.4 1,4 až 1,8 1.4 to 1.8 1,8 až 3,2 1.8 to 3.2 Množství [% hmota.] Quantity [% wt.] 6,1 6.1 14,8 14.8 21,6 21.6 28,2 28.2 18,4 18.4 10,9 10.9

Toto abrazivo lze použít bez další úpravy pro rychlé otryskávání kovových či betonových a dalších tvrdých povrchů, nebo jej lze vytřídit na užší zmitostní frakce suchým tříděním na sítech.This abrasive can be used without further treatment for quick blasting of metal, concrete and other hard surfaces, or it can be sorted into narrower grit fractions by dry sorting on sieves.

Otryskáváním neroztříděným abrazivem s rychlostí zm v rozmezí 70 až 90 m.s¹, lze v jednom postupu dosáhnout plného očištění kovových povrchů od koroze a dalších nečistot vázaných jakýmikoliv chemickými, adhezními či adsorbčími vazbami, před jejich dalším zpracováním na úrovni P3, velmi důkladná příprava, povrch bez významných viditelných vad, dle ČSN EN ISO 8501-3, s hrubostí, to znamená výškovými parametry, povrchu dle tvrdosti kovového materiálu v rozmezí zhruba 30 až 150 pm.By blasting with an unsorted abrasive with a zm speed in the range of 70 to 90 ms ¹ , it is possible to achieve full cleaning of metal surfaces from corrosion and other impurities bound by any chemical, adhesive or adsorbing bonds in one procedure, before their further processing at P3 level, very thorough preparation, surface without significant visible defects, according to ČSN EN ISO 8501-3, with roughness, i.e. height parameters, of the surface according to the hardness of the metal material in the range of roughly 30 to 150 pm.

-3 CZ 36132 Ul-3 CZ 36132 Ul

Příklad 2Example 2

Bylo připraveno abrazivo pro otryskávání podle technického řešení. Vstupním materiálem byla vzduchem chlazená vysokopecní struska s vlhkostí 4,8 % hmotn. o velikosti částic do 15 mm, která byla dále rozpojena mezi dvěma válci o průměru 800 mm a šířce 500 mm, otáčejícími se proti sobě rychlostí 300 otáček za minutu, vzdálených od sebe 3,2 mm při rychlosti podávání vstupní strusky 8 t/hod.An abrasive was prepared for blasting according to the technical solution. The input material was air-cooled blast furnace slag with a moisture content of 4.8% by weight. with a particle size of up to 15 mm, which was further separated between two cylinders with a diameter of 800 mm and a width of 500 mm, rotating against each other at a speed of 300 revolutions per minute, spaced 3.2 mm apart at an input slag feeding speed of 8 t/h.

Bylo získáno abrazivo s obsahem 68 % hmotn. izometrických zrn blížících se kubickému tvaru se zvýšeným podílem frakce o zrnitosti menší než 0,1 mm a následujícím zastoupením jednotlivých frakcí:An abrasive with a content of 68 wt.% was obtained. isometric grains approaching a cubic shape with an increased proportion of the fraction with a grain size smaller than 0.1 mm and the following representation of individual fractions:

Velikost zma |mml Size zma |mml <0,1 <0.1 0,1 až 0,4 0.1 to 0.4 0,4 až 0,8 0.4 to 0.8 0,8 až 1,4 0.8 to 1.4 1,4 až 1,8 1.4 to 1.8 1,8 až 3,2 1.8 to 3.2 Množství [% hmotn.] Quantity [wt%] 10,4 10.4 19,6 19.6 26,9 26.9 22,4 22.4 15,7 15.7 5,0 5.0

Toto abrazivo lze použít po vytřídění frakce zrn menších než 0,1 mm, bez další úpravy pro rychlé otryskávání kovových či betonových a dalších tvrdých povrchů, nebo jej lze vytřídit na užší zmitostní frakce suchým tříděním na sítech.This abrasive can be used after sorting out the fraction of grains smaller than 0.1 mm, without further treatment for fast blasting of metal, concrete and other hard surfaces, or it can be sorted into narrower size fractions by dry sorting on sieves.

Otryskáváním abrazivem zbaveným frakce zrn o velikosti menší než 0,1 mm s rychlostí zrn v rozmezí 80 až 90 m.s¹, lze v jednom postupu dosáhnout plného očištění kovových povrchů od koroze a dalších nečistot vázaných jakýmikoliv chemickými, adhezními či adsorbčími vazbami, před jejich dalším zpracováním na úrovni P3, velmi důkladná příprava, povrch bez významných viditelných vad, dle ČSN EN ISO 8501-3, s hrubostí, to znamená výškovými parametry, povrchu dle tvrdosti kovového materiálu v rozmezí zhruba 20 až 120 pm.By blasting with an abrasive free from the fraction of grains smaller than 0.1 mm with a grain speed in the range of 80 to 90 ms ¹ , it is possible to achieve full cleaning of metal surfaces from corrosion and other impurities bound by any chemical, adhesive or adsorbing bonds in one procedure, before their further processing at P3 level, very thorough preparation, surface without significant visible defects, according to ČSN EN ISO 8501-3, with roughness, i.e. height parameters, of the surface according to the hardness of the metal material in the range of roughly 20 to 120 pm.

Frakci zrn o velikosti menší než 0,1 mm lze použít jako mikrofiler nebo složka mikrojemných minerálních příměsí do betonů, malt, geopolymemích směsí, asfaltových směsí nebo směsí pro lineární 3D tisk ve stavebnictví.The fraction of grains with a size smaller than 0.1 mm can be used as a microfiller or a component of microfine mineral admixtures in concretes, mortars, geopolymer mixtures, asphalt mixtures or mixtures for linear 3D printing in the construction industry.

Příklad 3Example 3

Bylo připraveno abrazivo pro otryskávání podle technického řešení. Vstupním materiálem byla vzduchem chlazená vysokopecní struska s vlhkostí 4,8 % hmotn. o velikosti částic do 15 mm, která byla dále rozpojena mezi dvěma válci o průměru 800 mm a šířce 500 mm, otáčejícími se proti sobě, přičemž jeden rychlostí 120 otáček za minutu a druhý rychlostí 150 otáček za minutu, vzdálených od sebe 2,8 mm při rychlosti podávání vstupní strusky 6 t/hod.An abrasive was prepared for blasting according to the technical solution. The input material was air-cooled blast furnace slag with a moisture content of 4.8% by weight. of particle size up to 15 mm, which was further separated between two counter-rotating cylinders of 800 mm diameter and 500 mm width, one at 120 rpm and the other at 150 rpm, spaced 2.8 mm apart at an input slag feed rate of 6 t/h.

Bylo získáno abrazivo s obsahem 60 % hmotn. izometrických zrn blížících se kubickému tvaru se zvýšeným podílem frakce o zrnitosti menší než 0,1 mm a následujícím zastoupením frakcí:An abrasive with a content of 60 wt.% was obtained. isometric grains approaching a cubic shape with an increased proportion of the fraction with a grain size of less than 0.1 mm and the following representation of the fractions:

Velikost zma [mm] Zma size [mm] až 0,07 up to 0.07 0,07 až 0,1 0.07 to 0.1 0,1 až 0,4 0.1 to 0.4 0,4 až 0,8 0.4 to 0.8 0,8 až 1,4 0.8 to 1.4 1,4 až 1,8 1.4 to 1.8 1,8 až 3,2 1.8 to 3.2 Množství [% hmotn.] Quantity [wt%] 4,4 4.4 6,8 6.8 20,1 20.1 28,1 28.1 22,2 22.2 13,6 13.6 4,8 4.8

Otryskáváním abrazivem zbaveným frakce zm o velikosti menší než 0,1 mm s rychlostí zrn v rozmezí 80 až 90 m.s¹, lze v jednom postupu dosáhnout plného očištění kovových povrchů od koroze a dalších nečistot vázaných jakýmikoliv chemickými, adhezními či adsorbčími vazbami, před jejich dalším zpracováním na úrovni P3, velmi důkladná příprava, povrch bez významných viditelných vad, dle ČSN EN ISO 8501-3, s hrubostí, to znamená výškovými parametry, povrchuBy blasting with an abrasive free from the zm fraction smaller than 0.1 mm with a grain speed in the range of 80 to 90 ms ¹ , it is possible to achieve full cleaning of metal surfaces from corrosion and other impurities bound by any chemical, adhesive or adsorbing bonds in one procedure, before their further processing at P3 level, very thorough preparation, surface without significant visible defects, according to ČSN EN ISO 8501-3, with roughness, i.e. height parameters, of the surface

CZ 36132 UI dle tvrdosti kovového materiálu v rozmezí zhruba 15 až 80 pm.CZ 36132 UI according to the hardness of the metal material in the range of approximately 15 to 80 pm.

Frakci zm o velikosti menší než 0,1 mm lze použít jako filer nebo složka jemnozmných minerálních příměsí do betonů, malt, geopolymemích směsí, asfaltových směsí nebo směsí pro lineární 3D tisk ve stavebnictví.The fraction of zm with a size of less than 0.1 mm can be used as a filler or a component of fine mineral admixtures in concretes, mortars, geopolymer mixtures, asphalt mixtures or mixtures for linear 3D printing in the construction industry.

Příklad 4Example 4

Bylo připraveno abrazivo pro otryskávání podle technického řešení. Vstupním materiálem byla vzduchem chlazená vysokopecní stmska s vlhkostí 1,6 % hmotn. o velikosti částic do 8 mm, která byla dále rozpojena mezi dvěma válci o průměru 800 mm a šířce 500 mm, otáčejícími se proti sobě, přičemž jeden rychlostí 120 otáček za minutu a druhý rychlostí 150 otáček za minutu, vzdálených od sebe 0,8 mm při rychlosti podávání vstupní strusky 6 t/hod. Při rozpojování na válcích byla odsávána prachová frakce.An abrasive was prepared for blasting according to the technical solution. The input material was air-cooled blast furnace slag with a moisture content of 1.6% by weight. of particle size up to 8 mm, which was further separated between two counter-rotating cylinders of 800 mm diameter and 500 mm width, one at 120 rpm and the other at 150 rpm, spaced 0.8 mm apart at an input slag feed rate of 6 t/h. During uncoupling on the rollers, the dust fraction was extracted.

Bylo získáno abrazivo s obsahem 58 % hmotn. zaoblených izometrických zm blížících se kubickému tvaru. Při rozpojování mezi válci bylo prováděno odsávání prachového podílu o zrnitosti do 0,09 mm. Tak vznikne odprášené abrazivo o zmitostním složení:An abrasive with a content of 58 wt.% was obtained. of rounded isometric zms approaching a cubic shape. During the disconnection between the cylinders, dust particles with a grain size of up to 0.09 mm were extracted. This results in a dedusted abrasive with the following composition:

Velikost zma |mml Size zma |mml 0,09 až 0,4 0.09 to 0.4 0,4 až 0,8 0.4 to 0.8 Množství [% hmotn.] Quantity [wt%] 61,3 61.3 38,7 38.7

Podíl jemné frakce z odprášení se pohyboval na úrovni přibližně 20 % z objemu upravované strusky. Odprášené abrazivo lze bez další úpravy využít pro otryskávání zejména ocelových a dalších kovových povrchů, nebo jej lze vytřídit na dvě užší zmitostní frakce suchým tříděním na sítech.The share of the fine fraction from dedusting was around 20% of the volume of treated slag. The dedusted abrasive can be used without further treatment for blasting mainly steel and other metal surfaces, or it can be sorted into two narrower particle fractions by dry sorting on sieves.

Otryskáváním abrazivem zbaveným odprášením jemné frakce zm o velikosti menší než 0,1 mm s rychlostí zm v rozmezí 80 až 90 m.s¹, lze v jednom postupu dosáhnout plného očištění kovových povrchů od koroze a dalších nečistot vázaných jakýmikoliv chemickými, adhezními či adsorbčími vazbami, před jejich dalším zpracováním na úrovni P2 až P3, důkladná až velmi důkladná příprava, povrch bez významných viditelných vad, dle ČSN EN ISO 8501-3, s hrubostí, to znamená výškovými parametry, povrchu dle tvrdosti kovového materiálu v rozmezí zhruba 10 až 80 pm.By blasting with an abrasive freed by dusting off a fine fraction of zm with a size of less than 0.1 mm with a speed of zm in the range of 80 to 90 ms ¹ , it is possible to achieve full cleaning of metal surfaces from corrosion and other impurities bound by any chemical, adhesive or adsorbing bonds in one procedure, before their further processing at P2 to P3 level, thorough to very thorough preparation, surface without significant visible defects, according to ČSN EN ISO 8501-3, with roughness, i.e. height parameters, of the surface according to the hardness of the metal material in the range of roughly 10 to 80 pm.

Frakci zm o velikosti menší než 0,09 mm lze použít jako mikrofiler nebo složka mikrojemných minerálních příměsí do betonů, malt, geopolymemích směsí, asfaltových směsí nebo směsí pro lineární 3D tisk ve stavebnictví.The zm fraction with a size of less than 0.09 mm can be used as a microfiller or a component of microfine mineral admixtures in concretes, mortars, geopolymer mixtures, asphalt mixtures or mixtures for linear 3D printing in the construction industry.

Příklad 5Example 5

Bylo připraveno abrazivo pro otryskávání podle technického řešení. Vstupním materiálem byla vzduchem chlazená vysokopecní stmska s vlhkostí 4,8 % hmotn. o velikosti částic do 15 mm, která byla dále rozpojena mezi dvěma válci o průměru 800 mm a šířce 500 mm, otáčejícími se proti sobě, přičemž jeden rychlostí 180 otáček za minutu a dmhý rychlostí 280 otáček za minutu vzdálených od sebe 3,2 mm při rychlosti podávání vstupní stmsky 8 t/hod.An abrasive was prepared for blasting according to the technical solution. The input material was air-cooled blast furnace slag with a moisture content of 4.8% by weight. with a particle size of up to 15 mm, which was further separated between two counter-rotating cylinders of 800 mm diameter and 500 mm width, one at 180 rpm and the other at 280 rpm, 3.2 mm apart at feed speed of the input shaft 8 t/h.

Byl získán materiál s obsahem 68 % hmotn. ostrohranných neizometrických zm obsahujících směs neizometrických zm sloupcovitých s poměrem stran přibližně 2:2:3 a neizometrických zm deskovitých s poměrem stran přibližně 2 : 2 : 4 se zvýšeným podílem frakce zm o velikosti menší než 0,1 mm a prachové frakce o velikosti zm menší než 0,063 mm a následujícím zastoupením jednotlivých frakcí:A material with a content of 68% by weight was obtained. sharp-edged non-isometric zm containing a mixture of non-isometric columnar zm with an aspect ratio of approximately 2:2:3 and non-isometric plate-shaped zm with an aspect ratio of approximately 2 : 2 : 4 with an increased proportion of the fraction of zm with a size smaller than 0.1 mm and a dust fraction with a size of zm smaller than 0.063 mm and the following representation of individual fractions:

-5 CZ 36132 UI-5 CZ 36132 UI

Velikost zrn [mm] Grain size [mm] až 0,063 up to 0.063 0,063 až 0,1 0.063 to 0.1 0,1 až 0,4 0.1 to 0.4 0,4 až 0,8 0.4 to 0.8 0,8 až 1,4 0.8 to 1.4 1,4 až 1,8 1.4 to 1.8 1,8 až 3,2 1.8 to 3.2 Množství [% hmotn.] Quantity [wt%] 5,8 5.8 8,8 8.8 21,1 21.1 25,0 25.0 18,1 18.1 10,3 10.3 10,9 10.9

Prachová frakce byla oddělena odsáváním v průběhu rozpojování a frakce o velikosti zrn menších než 0,1 mm byla oddělena sítováním. Takto získané abrazivo lze bez další úpravy využít pro otryskávání korodovaných kovových či betonových a dalších tvrdých povrchů, nebo jej lze vytřídit na užší zmitostní frakce suchým tříděním na sítech.The dust fraction was separated by suction during decoupling, and the fraction with a grain size smaller than 0.1 mm was separated by sieving. The abrasive obtained in this way can be used without further treatment for blasting corroded metal, concrete and other hard surfaces, or it can be sorted into smaller fine fractions by dry sorting on sieves.

Otryskáváním abrazivem zbaveným frakce zrn o velikosti menší než 0,1 mm s rychlostí zrn v rozmezí 80 až 90 m.s¹, lze v jednom postupu dosáhnout plného očištění kovových povrchů zejména od koroze a dalších nečistot vázaných jakýmikoliv zejména chemickými ale i adhezními či adsorbčními vazbami, před jejich dalším zpracováním na úrovni P3, velmi důkladná příprava, povrch bez významných viditelných vad, dle ČSN EN ISO 8501-3, s hrubostí, to znamená výškovými parametry, povrchu dle tvrdosti kovového materiálu v rozmezí zhruba 30 až 125 pm.By blasting with an abrasive free from the fraction of grains smaller than 0.1 mm with a grain speed in the range of 80 to 90 ms ¹ , it is possible to achieve full cleaning of metal surfaces in one procedure, especially from corrosion and other impurities bound by any, especially chemical, but also adhesive or adsorptive bonds, before their further processing at P3 level, very thorough preparation, surface without significant visible defects, according to ČSN EN ISO 8501-3, with roughness, that is, height parameters, of the surface according to the hardness of the metal material in the range of roughly 30 to 125 pm.

Frakci zrn o velikosti menší než 0,1 mm lze použít jako mikrofiler nebo složka mikrojemných minerálních příměsí do betonů, malt, geopolymemích směsí, asfaltových směsí nebo směsí pro lineární 3D tisk ve stavebnictví. Prachová zrna pak jako základ pro výrobu hydrofobizovaných mikrofilerů zejména pro hutněné asfaltové směsi a lité asfalty.The fraction of grains with a size smaller than 0.1 mm can be used as a microfiller or a component of microfine mineral admixtures in concretes, mortars, geopolymer mixtures, asphalt mixtures or mixtures for linear 3D printing in the construction industry. Dust grains then as a basis for the production of hydrophobized microfillers, especially for compacted asphalt mixtures and cast asphalts.

Příklad 6Example 6

Bylo připraveno abrazivo pro otryskávání podle technického řešení. Vstupním materiálem byla vzduchem chlazená vysokopecní struska s vlhkostí 4,8 % hmotn. o velikosti částic do 15 mm, která byla dále rozpojena mezi dvěma válci o průměru 800 mm a šířce 500 mm, otáčejícími se proti sobě rychlostí 72 otáček za minutu, vzdálených od sebe 3,2 mm při rychlosti podávání vstupní strusky 5 t/hod.An abrasive was prepared for blasting according to the technical solution. The input material was air-cooled blast furnace slag with a moisture content of 4.8% by weight. with a particle size of up to 15 mm, which was further separated between two cylinders with a diameter of 800 mm and a width of 500 mm, rotating against each other at a speed of 72 revolutions per minute, spaced 3.2 mm apart at an input slag feed rate of 5 t/h.

Bylo získán materiál s vysokým podílem 78 % hmotn. zrn blížících se kubickému tvaru s nízkým podílem prachové frakce a následujícím zastoupením frakcí:A material with a high proportion of 78 wt% was obtained. grains approaching a cubic shape with a low proportion of the dust fraction and the following representation of fractions:

Velikost zrna [mm] Grain size [mm] <0,1 <0.1 0,1 až 0,4 0.1 to 0.4 0,4 až 0,8 0.4 to 0.8 0,8 až 1,4 0.8 to 1.4 1,4 až 1,8 1.4 to 1.8 1,8 až 3,2 1.8 to 3.2 Množství [% hmotn.] Quantity [wt%] 6,1 6.1 14,8 14.8 21,6 21.6 28,2 28.2 18,4 18.4 10,9 10.9

Tento materiál byl vytříděn na suché cestě na sítech na frakce:This material was sorted dry on sieves into fractions:

a) s maximální velikostí do 0,1 mm, přičemž tato frakce je využitelná jako filer nebo složka jemnozmných minerálních příměsí do betonů, malt, geopolymemích směsí, asfaltových směsí nebo směsí pro lineární 3D tisk ve stavebnictví.a) with a maximum size of up to 0.1 mm, while this fraction can be used as a filler or a component of fine-grained mineral admixtures in concrete, mortar, geopolymer mixtures, asphalt mixtures or mixtures for linear 3D printing in the construction industry.

b) frakce 0,1 až 0,4 mm, která je využitelná pro velmi jemné opracování kovových povrchů s dosažením hrubosti v rozmezí 6 až 35 pm.b) a fraction of 0.1 to 0.4 mm, which can be used for very fine processing of metal surfaces with a roughness in the range of 6 to 35 pm.

c) frakce 0,4 až 0,8 mm, která je využitelná pro základní opracování a čištění kovových, kamenných a betonových povrchů. U kovových povrchů lze dosáhnout hrubosti v rozmezí 12 až 50 pm.c) fraction of 0.4 to 0.8 mm, which can be used for basic processing and cleaning of metal, stone and concrete surfaces. For metal surfaces, a roughness in the range of 12 to 50 pm can be achieved.

d) frakce 0,8 až 1,4 mm, která je využitelná pro očištění povrchů od hlubších defektů, zejména kovových povrchů od koroze a kamenných povrchů, při zachování jejich relativně málo hrubého povrchu na úrovni 20 až 80 pm.d) a fraction of 0.8 to 1.4 mm, which is useful for cleaning surfaces from deeper defects, especially metal surfaces from corrosion and stone surfaces, while maintaining their relatively little rough surface at the level of 20 to 80 pm.

CZ 36132 UlCZ 36132 Ul

e) frakce se zrny většími než 1,4 mm lze využít zejména pro rychlé a hrubé otryskávání kovových, kamenných a betonových povrchů s dokonalým odstraněním koroze a všech nečistot vázaných na povrchu jakýmkoliv způsobem. Hrubost povrchu může ale dosahovat i více než 150 pm a může si vyžádat následnou jemnější úpravu.e) fractions with grains larger than 1.4 mm can be used especially for quick and rough blasting of metal, stone and concrete surfaces with perfect removal of corrosion and all impurities bound to the surface in any way. However, the surface thickness can reach more than 150 pm and may require subsequent finer treatment.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Abraziva pro otryskávání na bázi vzduchem chlazených vysokopecních strusek, podle technického ίο řešení, jsou využitelná pro vysoce efektivní očištění zejména kovových, betonových a kamenných povrchů od znečištění nejrůznějšího charakteru, zejména nekvalitních návarků, korozí, starých barev, nátěrů a nápisů, při současné relativně nízké drsnosti výsledných, zejména kovových povrchů. Vzhledem k tomu, že tato abraziva neobsahují volné S1O2 a zároveň jsou díky své kompozitní povaze velmi houževnatá, jsou vhodnou a environmentálně přijatelnou náhradou za 15 křemenné písky, nebo některá další abraziva, jako olivín, granát či korund. Jemné frakce, vznikající při zpracování a třídění těchto abraziv lze využít jako filery či mikrofilery pro různé stavební hmoty, hrubší frakce, díky nízkému obsahu těžkých kovů pak po mokrém třídění a sušení jako filtrační materiál pro čištění vody.Abrasives for blasting based on air-cooled blast furnace slag, according to the technical solution, can be used for highly effective cleaning of especially metal, concrete and stone surfaces from pollution of various nature, especially low-quality welds, corrosion, old paints, coatings and inscriptions, while at the same time relatively low roughness of the resulting, especially metal, surfaces. Since these abrasives do not contain free S1O2 and at the same time are very tough due to their composite nature, they are a suitable and environmentally acceptable substitute for 15 quartz sands or some other abrasives, such as olivine, garnet or corundum. The fine fractions produced during the processing and sorting of these abrasives can be used as fillers or microfilers for various building materials, while the coarser fractions, thanks to the low content of heavy metals, can be used after wet sorting and drying as filter material for water purification.

Claims

PROTECTION CLAIMS

1. Abrasive for blasting, characterized by the fact that it consists of grains of air-cooled split blast furnace slag with dimensions of 0.05 to 3.2 mm, with a content of 32 to 78% by weight. isometric grains approaching cubic shape with an aspect ratio of about 1:1:1, and 22 to 68% mass, non-isometric grains comprising a mixture of non-isometric columnar grains with an aspect ratio of about 2:2:3 and non-isometric plate-like grains with an aspect ratio of about 2:2: 4, which contains 59 to 98% by mass, sorosilicates formed by a mixture of gehlenite and akermanite, 1 to 40% by mass, non-silicates containing a mixture of merwinite, monticellite, lamite, olivine, up to 10% by mass, wollastonite, up to 10% by mass, srebrodolskite, 1 to 30% mass, glass phase and up to 2% mass, carbonates.

2. Abrasive for blasting according to claim 1, characterized in that it contains more than 70% by mass of sharp-edged isometric grains approaching a cubic shape.

3. Abrasive for blasting according to claim 1, characterized in that it contains at least 60% by mass of rounded isometric grains approaching a cubic shape.

4. Abrasive for blasting according to claim 1, characterized in that it contains more than 60% by mass of sharp-edged non-isometric grains formed by a mixture of non-isometric columnar grains with an aspect ratio of approximately 2:2:3 v and non-isometric plate-like grains with an aspect ratio of approximately 2:2: 4.

5. Abrasive for blasting according to claim 1, characterized in that it contains 40% by mass of isometric grains with an aspect ratio of approximately 1:1:1, 40% by mass of non-isometric columnar grains with an aspect ratio of approximately 2:2:3 in and 20% mass, non-isometric plate-like grains with an aspect ratio of approximately 2:2:4.

6. Abrasive for blasting according to claims 1 to 5, characterized in that it has the following proportion of individual fractions: 4.4 to 14.6% mass, fraction below 0.1 mm, 6.8 to 21.1% mass, fraction 0.1 to 0.4 mm, 21.6 to 38.7% mass, fraction 0.4 to 0.8 mm, 18.1 to 28.2% mass, fraction 0.8 to 1.4 mm, 10 .3 to 18.4% mass, fraction 1.4 to 1.8 mm and 4.8 to 10.9% mass, fraction 1.8 to 3.2 mm.

7. Abrasive for blasting according to claim 6, characterized in that it has a grain size of 0.1 to 0.4 mm, for very fine processing of metal surfaces.

8. Abrasive for blasting according to claim 6, characterized in that it has a grain size of 0.4 to 0.8 mm, for basic processing and cleaning of metal, stone and concrete surfaces.

9. Abrasive for blasting according to claim 6, characterized in that it has a grain size of 0.8 to 1.4 mm for cleaning metal and stone surfaces from deeper defects.

10. Abrasive for blasting according to claim 6, characterized in that it has a grain size of at least 1.4 mm, for fast and rough blasting of metal, stone and concrete surfaces.