RU2051782C1

RU2051782C1 - Method of obtaining the abrasive material

Info

Publication number: RU2051782C1
Application number: RU92015866A
Authority: RU
Inventors: А.Н. Завьялов; Л.М. Ефимов; В.А. Рыжов
Original assignee: Центральный научно-исследовательский и проектный институт лесохимической промышленности
Priority date: 1992-12-31
Filing date: 1992-12-31
Publication date: 1996-01-10

Abstract

FIELD: manufacture of building materials. SUBSTANCE: for the production of the abrasive material on the base of charcoal, blocks made of pine wood with the vertical arrangement of annual rings relative to the larger foundation of the block face end are taken. The blocks are preliminarily dried till the constant mass is obtained at the temperature of 20 - 105 C. Then they are carbonized without the air access raising the temperature with the speed of 20 C per hour up to 600 - 700 C. After that they are cooled without the air access up to the temperature of 20 - 50 C. EFFECT: enhanced quality of the abrasive material. 1 tbl

Description

Изобретение относится к абразивным материалам, используемым для подготовки поверхности перед нанесением на него покрытия в гальванопластике, а также при пайке и сварке. Способ получения материала относится к термической переработке древесины и может быть использован в лесохимической промышленности. The invention relates to abrasive materials used for surface preparation before coating on it in electroplating, as well as in brazing and welding. The method of obtaining the material relates to the thermal processing of wood and can be used in the chemical industry.

Широко известно использование для ручной механической очистки поверхности наждачной бумаги (шкурки). Однако использование ее, например, в гальванопластике имеет существенный недостаток: материал быстро теряет свою эффективность "забиваясь" частицами полимера. Цель данного изобретения создание более эффективного абразивного материала для чистки поверхности, пригодного для использования в гальванопластике. It is widely known to use sandpaper (skins) for manual mechanical cleaning of the surface of sandpaper. However, its use, for example, in electroforming has a significant drawback: the material quickly loses its effectiveness by “clogging” with polymer particles. The purpose of this invention is the creation of a more effective abrasive material for cleaning the surface, suitable for use in electroplating.

Для достижения этой цели в качестве абразивного материала предлагается использовать карбонизат древесины древесный уголь, отвечающий определенным требованиям и полученный в определенных условиях. Материал должен быть в виде брусков, сохраняющих макроструктуру и форму исходной древесины, и не иметь дефектов. Абразивной поверхностью в брусках являются торцы. Второе отличие материала заключается в том, что годовые кольца в торце бруска карбонизата должны располагаться вертикально к его большему основанию. Для получения высококачественного абразивного материала используют сосновую древесину. Это третьей отличие материала. Ниже в таблице дана характеристика различных образцов древесного карбонизата, полученного, как описано в примерах, и результаты их испытания в гальванопластике, подтверждающие отличительные признаки заявляемого материала. To achieve this, it is proposed to use charcoal wood carbonisate as abrasive material that meets certain requirements and is obtained under certain conditions. The material should be in the form of bars preserving the macrostructure and shape of the source wood, and not have defects. The abrasive surface in the bars are the ends. The second difference of the material is that the annual rings at the end of the carbonizate bar should be located vertically to its larger base. Pine wood is used to produce high quality abrasive material. This is the third difference of the material. The table below gives a characteristic of various samples of wood carbonate obtained as described in the examples, and the results of their testing in electroforming, confirming the distinguishing features of the claimed material.

Получить этот материал можно путем карбонизации древесины при постепенном ее нагреве без доступа воздуха до температуры 600-700^оС. Однако промышленные способы получения древесного угля в этом случае не применимы, так как уголь в процессе получения настолько деформируется, что не может быть использован в гальванопластике и других областях в качестве абразивного материала для чистки поверхности.To obtain this material may be by carbonization of wood by gradually heating it without access of air to a temperature ^of 600-700 C. However, industrial processes for the preparation of charcoal in this case are not applicable, as the coal in the process of obtaining deformed so that it can not be used in the electroforming and other areas as an abrasive for cleaning the surface.

Наиболее близок к заявляемому способу карбонизации древесины способ по патенту Польши N 140187, 1984. Согласно этому патенту бруски древесины размером 150 х 90 х 40 мм или 180 х 100 х 50 мм влажностью 6-10% подвергают процессу деструкции, нагревая до 200^оС. Затем из термообработанных брусков выбирают те, которые не имеют дефектов, и подвергают их дальнейшей карбонизации в коксовой засыпке, нагревая до температуры 1000-1200^оС и выдерживая при этой температуре 48-72 ч. Недостаток этого способа заключается в том, что после первой стадии термообработки древесины производится отбраковка части брусков, имеющих дефект (трещин, коробления и др), и выход карбонизата от объема взятой древесины снижается. Кроме того проведение процесса карбонизации в две стадии усложняет способ.Closest to the claimed method of wood carbonization, the method according to the Polish patent N 140187, 1984. According to this patent, wood bars of size 150 x 90 x 40 mm or 180 x 100 x 50 mm with a moisture content of 6-10% are subjected to the destruction process, heating to 200 ^about C. Then, those that have no defects are selected from the heat-treated bars and subjected to further carbonization in coke charge, heated to a temperature of 1000-1200 ^о С and kept at this temperature for 48-72 hours. The disadvantage of this method is that after the first stage heat treatment wood ol plagued rejection part of bars having a defect (cracks, warpage, etc.), and the output taken from the scope carbonizate timber decreases. In addition, the carbonization process in two stages complicates the method.

По предлагаемому способу бруски сосновой древесины, в которых годовые кольца в торцах бруска располагаются перпендикулярно большему основанию, сначала сушат на воздухе до воздушно-сухого состояния, а затем в сушильном шкафу при 105^оС до постоянной массы. Абсолютно сухую древесину подвергают карбонизации без доступа воздуха в коксовой засыпке путем повышения температуры со скоростью 20^оС в час до температуры 600-700^оС. Карбонизат охлаждают без доступа воздуха до температуры 20-50^оС и используют в качестве абразивного материала для очистки поверхности.According to the proposed method bars pine wood, in which the annual rings in the ends of the bar are perpendicular to the larger base thereof is first dried in air to air-dry state, and then in an oven at 105 ^C to constant weight. Absolutely dry wood is subjected to carbonization without air access in a coke filling by increasing the temperature at a rate ^of 20 C per hour to a temperature of 600-700 ^C. carbonizate cooled without access of air to a temperature of 20-50 ^{° C} and used as an abrasive material for cleaning the surface .

П р и м е р 1 (основной). PRI me R 1 (basic).

Брусок сосновой древесины длиной 120 мм, шириной 132 мм и толщиной 56 мм, имеющий годовые кольца перпендикулярно стороне, длиною 132 мм, выдерживают при комнатных условиях в течение 7 дней. Затем брусок, имеющий влажность 12% помещают в сушильный шкаф с температурой 105^оС и выдерживают при этой температуре до постоянной массы.A pine wood block 120 mm long, 132 mm wide and 56 mm thick, having annual rings perpendicular to the side, 132 mm long, is kept at room conditions for 7 days. Then the bar having a moisture content of 12% is placed in a drying Cabinet with a temperature of 105 ^about C and kept at this temperature to constant weight.

Абсолютно сухой брусок массой 380 г помещают в реторту с наружным обогревом, засыпают мелким коксом и повышают температуру в реторте со скоростью 20^оС в час. По достижении температуры 600^оС обогрев реторты прекращают и охлаждают ее до температуры 30^оС. Получают древесный карбонизат, сохранивший форму бруска и макроструктуру исходной древесины без трещин и других дефектов длиной 95, шириной 100, толщиной 37 мм и массой 105 г. Выход карбонизата 27,6%
Содержание нелетучего углерода в карбонизате составляет 94% золы 0,8%
Образец карбонизата испытан с положительным результатом на Московском заводе "Микромашина" в условиях действующего производства.Absolutely dry weight 380 g bar was placed into the retort with a heating mantle, poured fine coke and the temperature in the retort at a rate ^of 20 C per hour. Upon reaching a temperature of 600 ^C. Heating was stopped and the retort was cooled to a temperature of 30 ^C. The obtained wood carbonizate, retaining bar shape and macrostructure of the original timber without cracks and other defects of length 95, width 100, thickness 37 mm and weight 105 g Yield carbonizate 27.6%
The content of non-volatile carbon in the carbonate is 94% ash 0.8%
A carbonizate sample was tested with a positive result at the Moscow Mikromashina plant under the conditions of existing production.

П р и м е р 2 (для сравнения). PRI me R 2 (for comparison).

Брусок сосновой древесины (размером, как в примере 1) выдерживают при комнатных условиях в течение 7 дней. Затем брусок, имеющий влажность 12% помещают в сушильный шкаф с температурой 105^оС и выдерживают при этой температуре до влажности 3%
Брусок массой 392 г помещают в реторту, заполняют мелким коксом и ведут процесс как в примере 1. Полученный древесный карбонизат массой 105 г сохраняет форму бруска и макроструктуру древесины, но имеет трещины.A bar of pine wood (size, as in example 1) is kept at room conditions for 7 days. Then, the bar having a humidity of 12% was placed in an oven with a temperature of 105 ^{° C} and kept at this temperature until the moisture content 3%
A bar weighing 392 g is placed in a retort, filled with fine coke and the process is carried out as in Example 1. The resulting wood carbonate weighing 105 g retains the shape of the bar and the macrostructure of the wood, but has cracks.

Содержание нелетучего углерода в карбонизате составляет 94% зольность 0,8%
Испытания образца карбонизата в тех же условиях, что в примере 1, дали отрицательные результат.The content of non-volatile carbon in the carbonizate is 94%; ash content is 0.8%
Tests of the carbonizate sample under the same conditions as in Example 1 gave negative results.

П р и м е р 3 (для сравнения). PRI me R 3 (for comparison).

Брусок сосновой древесины (размером как в примере 1) с влажностью 12% и массой 435 г помещают в реторту, заполняют мелким коксом и ведут процесс как в примере 1. Полученный карбонизат массой 100 г не сохраняет форму бруска и имеет значительные дефекты: коробление, трещины, вздутия и наросты. A bar of pine wood (size as in example 1) with a moisture content of 12% and a mass of 435 g is placed in a retort, filled with fine coke and the process is carried out as in example 1. The resulting carbonizate with a mass of 100 g does not retain the shape of the bar and has significant defects: warping, cracks swelling and growths.

Получение углеродного абразивного материала для нужд производств, оснащенных автоматическим линиями для производства деталей из никеля методом гальванопластики (например, завод "Микромашина", г. Москва), расширит ассортимент углеродных функциональных материалов на основе возобновляемого сырья древесины и улучшит экономику лесохимических предприятий. Obtaining carbon abrasive material for the needs of plants equipped with automatic lines for the production of nickel parts by electroforming (for example, the Mikromashina plant, Moscow) will expand the range of carbon functional materials based on renewable wood raw materials and improve the economy of wood chemical enterprises.

Использование предлагаемого углеродного абразивного материала обеспечивает следующие преимущества:
эффективное применение материала в гальванопластике, которая является единственно возможным методом массового производства перфорированных изделий из никеля с отверстиями в форме многогранников и сеток электробритв, отличающихся высокой твердостью и эластичностью, отверстия которых имеют закругленные кромки для обеспечения попадания волос и режущие кромки для обеспечения срезания волос подвижным ножом;
возможность отказаться от специальной наждачной бумаги, закупаемой за валюту у зарубежных фирм;
сам материал является экологически чистым, а удаление израсходованной его части при чистке поверхности с помощью воды не только не загрязняет сточную воду, а способствует ее очистке, так как материал обладает сорбционной активностью на уровне активного древесного угля марки ДАК.The use of the proposed carbon abrasive material provides the following advantages:
effective use of material in electroplating, which is the only possible method for mass production of perforated nickel products with openings in the form of polyhedrons and electric razors, characterized by high hardness and elasticity, the openings of which have rounded edges to ensure hair penetration and cutting edges to ensure cutting hair with a movable knife ;
the ability to abandon special emery paper purchased for foreign currency from foreign firms;
the material itself is environmentally friendly, and the removal of its spent part when cleaning the surface with water not only does not pollute the waste water, but also contributes to its purification, since the material has sorption activity at the level of DAK activated charcoal.

Claims

METHOD FOR PRODUCING charcoal-based abrasive material, in which the bars of wood are carbonized in cones backfill with a slow increase in temperature, characterized in that they take pine timber with a vertical arrangement of annual rings relative to the larger base of the end of the bar, previously dried to constant weight at 20 - 105 ^o C, and carbonization is carried out without access of air at a rate of temperature increase of 20 deg./h to reach 600 - 700 ^o C, while cooling without access of air to 20 - 50 ^o C.