24. Keraamihiekat. Raimo Keskinen Pekka Niemi - Tampereen ammattiopisto

Samankaltaiset tiedostot
20. Kaavaushiekkojen lisäaineet

19. Kylmänä kovettuvat hiekat, kovettumisreaktio

9. Hiekkojen raekoko ja raejakauma

Peitostaminen. ValuAtlas Valimotekniikan perusteet Seija Meskanen. Seija Meskanen, Teknillinen korkeakoulu

13. Savisideaineet. Raimo Keskinen Pekka Niemi - Tampereen ammattiopisto

15. Kemiallisesti kovettuvat epäorgaaniset sideaineet

8. Muottihiekat. Raimo Keskinen, Pekka Niemi Tampereen ammattiopisto. Valulämpötiloja:

23. Peitosteet. Raimo Keskinen Pekka Niemi - Tampereen ammattiopisto

KERAAMISEN HIEKAN KÄYTTÖKELPOISUUS VALIMOIDEN KVARTSIPÖLYHAITAN POISTAMISEKSI

17. Tulenkestävät aineet

Myös hiekan sideaine vaikuttaa sullonnan määrään. Hartsisideainehiekkojen sullontatarve on huomattavasti vähäisempi kuin bentoniittihiekkojen.

32. Kaavaushiekan elvytys

Keraamit ja komposiitit

33. Valimohiekkojen kuljetuslaitteet

23. Yleistä valumalleista

3. Muotinvalmistuksen periaate

Kaavaushiekan raaka-aineet ja sideainemenetelmät

29. Annossekoittimet Kollerisekoitin. Raimo Keskinen Pekka Niemi - Tampereen ammattiopisto

TYÖYMPÄRISTÖN MATERIAALIT

Parhaat käytännöt hiekan elvytykseen. Mekaaninen ja terminen elvytys SVY Opintopäivät Tommi Sappinen, TkK (DI) Aalto Yliopisto

Muottien valmistus kemiallisesti kovettuvilla hiekoilla

Ajankohtaista valimoalan ympäristötutkimuksesta

2. Valukappaleiden suunnittelu mallikustannusten kannalta

14. Muotin kaasukanavat

Kuva 104. Kehysten muotoilu. Kuva 105. Kehässä hiekkalistat

47. Kuumalaatikko- eli hot-box-menetelmä

18. Muotin täyttöjärjestelmä

Fysikaaliset ominaisuudet

41. Keernojen valmistustavat

Muottien valmistus sullomalla

Betonin korjausaineiden SILKOkokeet

7. Valukappaleiden suunnittelu keernojen käytön kannalta

LUONNON MATERIAALIT MUOVEISSA

Kuumana kovettuvat hiekkaseokset

G. Teräsvalukappaleen korjaus

KOKSIN OMINAISUUDET MASUUNIN OLOSUHTEISSA

12. Erilaiset liitoskohdat ja risteykset

Ratkaisee kulumisongelmat lähes kaikissa tilanteissa Kalenborn GmbH:n tuotteiden avulla.

11. Muotin peitostus. Pekka Niemi Tampereen ammattiopisto

OMAX VESILEIKKUUMATERIAALIT

2. Käsinkaavaustapahtuma tuorehiekkaan

19. Muotin syöttöjärjestelmä

Piikarbidi, jalokorundi ja tavallinen korundi

Cerablast. -Puhallusaineita lasista, keramiikasta ja korundista-

KOVAJUOTTEET Somotec Oy. fosforikupari. hopea. messinki. alumiini. juoksutteet.

Johanna Tikkanen, TkT

Absol. monipuolinen imeytysaine

Kiviaineksen tekniset laatuominaisuudet. Pirjo Kuula TTY/Maa- ja pohjarakenteet

Absol. monipuolinen imeytysaine

Valokuvia häviävän vahan eri työvaiheista

13. Sulan metallin nostovoima

PINTAKÄSITTELY PUHALLUSAINEET

Absol. monipuolinen imeytysaine

Betonilattioiden pinnoitusohjeet

3D TULOSTUS HIEKKATULOSTUS

2. Betoni, rakenne ja ominaisuudet.

10. Muotin viimeistely

26. Valumallin valmistuksessa huomioon otettavia seikkoja

Harjoitus 5. Mineraaliset seosaineet, Käyttö ja huomioonottaminen suhteituksessa

Mineraalitäyteaineet komposiiteissa

Betonin ominaisuudet talvella. Pentti Lumme

Käytettyjen valimohiekkojen laadunvalvonta Life-Foundrysand seminaari

Mihin imeyttäjiä tarvitaan?

Betoniliete hankala jäte vai arvotuote Betonipäivät , Messukeskus Helsinki. Rudus Oy Kehityspäällikkö Katja Lehtonen

Valukappaleiden puhdistus

17. Muotin purkaminen ja tyhjennys

Metallien plastinen deformaatio on dislokaatioiden liikettä

Filtralite Air. Filtralite Air PUHDASTA ILMAA. Tehokasta hajunpoistoa

Korkealujuusbetonin suhteitus, suhteituksen erikoistapauksia. Harjoitus 6

Kuva. Upokasuunin öljypoltin

02. TULISIJALAASTIT. Tulostettu / 9

PULLEAT VAAHTOKARKIT

NB HOME. Design & Quality Nordblast Ltd 1

YMPÄRISTÖNSUOJAUSRAKENTEIDEN MATERIAALIKYSYMYKSET

BETONIN SUHTEITUS eli Betonin koostumuksen määrittely

Betonin valinta. Rudus Betoniakatemia. Hannu Timonen-Nissi

GR-Granuli. Alkaleihin reagoimaton petimateriaali.

GR-Granuli. Alkaleihin reagoimaton petimateriaali.

Lapin alueen yritysten uudet teräsmateriaalit Raimo Ruoppa

KÄYTTÖTURVALLISUUSTIEDOTE

8. Induktiokouru-uunit

FERRIITTISET RUOSTUMATTOMAT TERÄKSET.

PPH CERKAMED Käyttöturvallisuustiedote MTA +

Pumppukoulu koostuu teknisistä artikkeleista, joiden tarkoitus on auttaa pumpun käyttäjiä yleisissä uppopumpun käyttöön liittyvissä asioissa.

Raerajalujittuminen LPK / Oulun yliopisto

Kehät ja väripilvet. Ilmiöistä ja synnystä

1. AINEEN TAI SEOKSEN JA YHTIÖN TAI YRITYKSEN TUNNISTETIEDOT

KÄYTTÖTURVALLISUUSTIEDOTE EU:n asetuksen 1907/2006/EY, 31 artiklan mukaisesti

TALVIBETONOINTI

26. Valumallin valmistuksessa huomioon otettavia seikkoja

Teollisuustason 3D tulostusta. Jyväskylä Toni Järvitalo

Advanced Materials Araldite 2033 TUOTESELOSTE

- ValuAtlas Valimotekniikan perusteet Seija Meskanen, Tuula Höök

Filtralite Clean. Filtralite Clean JÄTEVESI. Filtering the water for tomorrow

Johanna Tikkanen, TkT

37. Keernalaatikoiden irto-osat

LUMI - Lujitemuovijätteen materiaalin ja energian kierrätys sementtiuunissa

5. Muotin täyttö. 5.1 Muotin hiekan lasku kehään. Pekka Niemi Tampereen ammattiopisto

KÄYTTÖTURVALLISUUSTIEDOTE

Transkriptio:

24. Keraamihiekat Raimo Keskinen Pekka Niemi - Tampereen ammattiopisto Keraamihiekka on noussut korvaajaehdokkaaksi kvartsihiekalle, jonka terveyshaitat on tunnetut. Lisäksi hiekasta seuraavat laatuongelmat ja tulevaisuudessa sen käytölle asetettavat käyttörajoitukset, ovat nostaneet keraamihiekkojen käytön varteenotettavaksi. Pöly ongelmassa pahinta on että vaarallisin pöly ei näy, joten hiekat on puhdistettava hyvin, josta aiheutuu kustannuksia ja joita keraamihiekkoja käyttämällä voidaan vähentää. Kuva. Kvartsihiekkarae Kuva. Keraamirakeita, isommat rakeet, pienet sintraantuneet niihin kiinni 17.11.2011 Raimo Keskinen, Pekka Niemi Keraamihiekat - 1

Pölyaltistusta on mahdollista vähentää erilaisilla hengityssuojaimilla, mutta jotka eivät ole aina ole käyttäjäystävällistä työskenneltäessä (hygienian ylläpito esim. hiki ja lika, käytettävyys ja kommunikointivaikeudet) Kvartsihiekan laadulliset ongelmat syntyvät 573⁰C lämpötilan äkillisen tilavuuden muutoksessa ja kvartsin reaktiivisuudessa rautaoksidin kanssa. Kuva. Kvartsihiekan lämpölaajeneminen Kuva. Eri kokoisia keraameja 17.11.2011 Raimo Keskinen, Pekka Niemi Keraamihiekat - 2

Keraameiksi luokitellaan keinotekoiset mineraalit, erilaiset nitridit, karbidit ja oksidit. Keraameille yhteisiä ominaisuuksia ovat korkeiden lämpötilojen kesto, kulutuksenkesto, kovia ja hauraita sekä kemiallisia inerttejä. Keraamisilla hiekoilla tarkoitetaan yleensä alumiinisilikaatteja ja alumiinioksidin ja piioksidin (kvartsi) seoksia. Tehdyissä kokeissa on havaittu pyöreärakeisen keraamihiekan olevan kaasunläpäisevyydeltään erinomaisen ja hiekan seassakin parantavan sitä. Kvartsilla sileämpi pinta (raekoko sama molemmilla), keraamilla huonompi pinta (johtuu kun keraamilla jää paljon ilma rakeitten väliin) Kuva. Kokeissa käytettyjä raekokoja ja materiaaleja Kuva. Hiekkakoekappaleita 17.11.2011 Raimo Keskinen, Pekka Niemi Keraamihiekat - 3

Keraamihiekkaa ja kvartsihiekkaa voidaan sekoittaa keskenään ja sen avulla saada hiekan ominaisuuksia parannetuksi.. Seoksissa parhaat ominaisuudet saadaan raekooltaan samankaltaisen hiekkojen seoksella. Mikäli toinen hiekka on selkeästi toista pienempi, tukkii se välitilat, aivan kuten hiekallakin ja näin heikentää kaasunläpäisevyyttä. Samalla hiekkaseoksesta tulee tiiviimpi. Seuraavassa tehtyjä vertailuja eri seoksilla esimerkki keraameilla ja hiekoilla. Kaasunläpäisevyys kvartsi 0,32 seos Series1 800 700 Kaasunläpäisevyysarvo 600 500 400 300 200 100 0 Kvartsi 10 30 50 100 Hiekka. Kvartsi 0,32+ X % CB 400 Taulukko. Keraami- ja hiekkaseos pienemmällä raekoolla Kaasunläpäisevyys kvartsi 0,32 seos Series1 300 Kaasunläpäisevyysarvo 250 200 150 100 50 0 Kvartsi 10 30 50 100 Hiekka. Kvartsi 0,32+ X % CB650 Taulukko. Keraami- (CB650) ja hiekkaseos suuremmalla raekoolla 17.11.2011 Raimo Keskinen, Pekka Niemi Keraamihiekat - 4

Kaasunläpäisevyys kvartsi 0,2 seos Series1 250 Kaasunläpäisevyysarvo 200 150 100 50 0 Kvartsi 10 30 50 100 Hiekka. Kvartsi 0,2+ CB650 Taulukko. kaasunläpäisevyys muuttuu samoilla seoksilla kun, kvartsikoko pienenee. Katso taulukko CB650 yllä Mekaaniset ominaisuudet voivat vaihdella, mikäli seos muodostuu pienemmistä palloista ja näin agglomeraattien (satunnaisia heikkoja sidoksia hiukkasten välillä) vaikutus näkyy. Pienemmän ominaispinta-alansa vuoksi sideaine jakaantuu erilailla pyöreiden partikkeleiden pinnalle verrattuna kulmikkaiden pintaan. Samoin muoto vaikuttaa rakeiden kontaktiin toistensa kanssa, mikä vaikuttaa kovetetun hiekan ominaisuuksiin. Pieni kosketus toiseen rakeeseen huono lujuus ja suuri kosketuspinta viereiseen rakeeseen suurempi lujuus. Kuva. Rakeet pyöreitä Kuva. Rypälerakeita 17.11.2011 Raimo Keskinen, Pekka Niemi Keraamihiekat - 5

Painoprosenteissa mitattuna samoilla sideainepitoisuuksilla on kuitenkin mahdollista saavuttaa keraamisella hiekalla jonkin verran kvartsia korkeampi puristuslujuus. Mekaaniset ominaisuudet voivat vaihdella, mikäli seos muodostuu pienemmistä palloista ja näin agglomerattien vaikutus näkyy. Keraamihiekan kulumisenkestävyys on siten parempi että sen raekokojakauma muuttuu huomattavasti vähemmän kuin kvartsihiekan samoissa olosuhteissa. Karkeamman raekoon vaikutus hiekan agglomeraatti vaikuttaa heikentävästi. Kaasunläpäisevyys 1,5% sideainetta 2,0% sideainetta 800 700 Kaasunläpäisevyysarvo 600 500 400 300 200 100 0 Kvartsi 0,2 CB400 CB650 CB1450 Kvartsi 0,32 Hiekka Taulukko. Kaasunläpäisevyys keraamihiekoilla ja kvartsihiekalla 350,0 300,0 Koesauvojen taivutuslujuudet 1,25% sideainetta 1,5% sideainetta 1,75% sideainetta 2,0% sideainetta 250,0 Lujuus N/cm2 200,0 150,0 100,0 50,0 0,0 Kvartsi 0,32 Kvartsi 0,2 CB400 CB 650 CB1450 Hiekka Taulukko. Koesauvataivutuslujuudet keraamihiekoista ja kvarstihiekasta 17.11.2011 Raimo Keskinen, Pekka Niemi Keraamihiekat - 6

24.1 Hiekan käyttö Keraamihiekka mahdollistaa 100% (todellisuus 95-99%) kierrätyksen, sillä siihen lisätään vain pölyhukkana poistetun verran uutta hiekkaa. Keraamisella hiekan käytöllä saavutetaan kvartsihiekan terveyshaittaominaisuuksien poistumisen lisäksi pienentynyt hiekan lisäämistarve, kaavaustapahtuman yksinkertaistaminen käytettäessä vain yhtä hiekkaa, sekä hiekan laadun tasaantumisella. Lisäksi kromiittihiekan käyttötarve poistuu, joka etenkin teräsvalimoissa on korkea ja aiheuttaa omat haittansa, sekä kustannuksensa. Heikkoutena voidaan pitää esim. teräksen suurempi tunkeutuminen keraamiseen hiekkaan ja elvytyskustannusten nousu. 24.2 Keraamihiekan valmistus Keraamiheikka valmistetaan ilma-atomisoinnilla slurrysta puhaltamalla kuumaa ilmaa slurrysuihkuun, minkä ansiosta suihku hajaantuu pisaroiksi ja kovettuneista partikkeleista tulee pyöreitä. Rakeet sintrataan kiertouunissa. 24.3. Keraaminen materiaali Keraamisia materiaaleista esimerkkinä on tunnettu Ceratec. Tämä materiaalin ominaisuuksia on mm. tutkittu seuraavasti raemuoto säännöllisen pallomainen tiheys 3, 4 g/cm³ Tilavuuspaino 2,0g/ cm³ Sintrausupiste >1800 ⁰C Sulamispiste >1850 ⁰C Lämpötilaetenemiskerroin 7,2x 10 ⁶/⁰K Raetta toimitetaan kolmessa eri raekoossa n. 0,35 mm n. 0,23 mm n. 0,17 mm 17.11.2011 Raimo Keskinen, Pekka Niemi Keraamihiekat - 7

Pyöreästä muodosta johtuen keraamisen rakeen juoksevuus ja kaasunläpäisevyys on hyvä. Mekaaninen ja terminen kestävyys on hyvä sillä sen Al 2 O 3 -pitosiuus on korkea. Rae ei aiheuta valukappaleisiin oman laajenemisensa aiheuttamia vikoja kuten mm. kvartsihiekat. Raetta voidaan käyttää kaikkien sideainejärjestelmien yhteydessä. Sideaineiden kulutus on 30-60% pienempi kuin muilla muottimateriaaleilla ja keernanvalmistuksessa kaasutusajat 50% lyhyempiä. Raetta on mahdollista elvyttää. Rae ei myöskään sisällä kromioksidia ja silikoosia aiheuttavia yhdisteitä, mikä on selkeä terveydellinen etu. Rakeet eivät myöskään vaadi keernanvalmistuksessa peitostusta. Kromiittihiekka on halvempaa, mutta kokonaishintaa kompensoi kun otetaan huomioon puhdistus ja ympäristökustannukset, jolloin hinnat lähestyvät toisiaan Rae on katsottu halvemmaksi kuin zirkon-hiekka, vaikka puhdistuskustannuksia ei oteta huomioon. KERTAUSKYSYMYKSIÄ 1. Luettele, mitä tehtäviä lisäaineilla on kaavaushiekoissa. 2. Mitä on kiiltohiili? 3. Selvitä puskuriaineiden vaikutus kaavaushiekoissa. 4. Miten peitosteen väri vaikuttaa muotin pinnan kuumiamiseen? 5. Miksi spriipeitoste on petostuksen jälkeen sytytettävä välittömästi palamaan? 6. Minkä vuoksi teräsvalimon tuorehiekoissa käytetään bentoniitin lisäksi myös joitakin orgaanisia sideaineita? 7. Miksi alumiiniseoksia valettaessa muotin läpäisevyyden pitää olla hyvä, vaikka valulämpötila onkin pieni? 8. Millaisia etuja on keraamihiekan käytöstä? 17.11.2011 Raimo Keskinen, Pekka Niemi Keraamihiekat - 8