АБРАЗИВНЫЕ КАМНИ НА ОСНОВЕ ТЕХНОГЕННОГО СЫРЬЯ

ABRASIVE STONES BASED ON TECHNOGENIC RAW MATERIALS

Zhurkov Valerii Alekseevich

student, Department of Construction Materials Technology and Metrology, Saint Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering,

Russia, Saint Petersburg

АННОТАЦИЯ

Подтверждена необходимость создания в России собственной материально-технической базы для производства абразивных камней («Франкфурт») на магнезиальной связке взамен импортных аналогов. Рассмотрены основные компоненты (магнезит, карбид кремния) и основа доступного сырья. Предложены технологии производства такой продукции с использованием вторсырья - продуктов переработки футеровки сталеплавильных печей, что обеспечит импортозамещение, снижение себестоимости и решение экологических проблем.

ABSTRACT

The need to create Russia's own material and technical base for the production of abrasive stones ("Frankfurt") on a magnesium binder in place of imported analogues has been confirmed. The main components (magnesite, silicon carbide) and the basis of available raw materials have been considered. Technologies for the production of such products using recycled materials, such as the processing of steel furnace linings, have been proposed, which will ensure import substitution, reduce costs, and solve environmental problems.

Ключевые слова: шлифовальный камень, «франкфурт», магнезиальное вяжущее, абразив, карбид кремния, импортозамещение, магнезит, вторичное сырье, футеровка, сырье.

Keywords: grinding stone, «frankfurt», magnesite binder, abrasive, silicon carbide, import substitution, magnesite, secondary raw materials, lining, raw materials.

Под влиянием экономических реалий и проблем с поставками из-за рубежа, строительная отрасль Российской Федерации оказалась в ситуации, требующей срочного системного пересмотра способов поставок строительных материалов. Более 80% компаний ощутили на себе влияние ограничений, что привело к постоянным сбоям в цепочках поставок. Несмотря на усилия по адаптации, только треть предприятий к концу 2022 года смогли восстановить транспортный сектор за счет приобретения новых предприятий. На данный момент актуальным вопросом является необходимость построения нашей материальной базы, независимой от внешнего рынка. При этом не обязательно использовать только первичные минеральные источники, но и вторичные [1, 2], что позволит расширить географию применения и снизить затраты. Кроме того, со временем будут решены экологические проблемы [3].

В рамках этих проблем стоит обратить внимание на нишу специальных инструментов для отделки каменных материалов. Речь идет о шлифовальных и полировальных камнях, называемых франкфуртами, которые используются для полировки бетона, мрамора и гранита. Название этих камней происходит от города Франкфурт-на-Майне.

На данный момент в Российской Федерации существующее производство данной продукции не может покрыть спрос рынка и необходимо расширение сырьевой базы, а также развитие технологии производства. Растущая недоступность зарубежных аналогов делает замещение зарубежных стран не только целесообразной, но и необходимой стратегией сохранения технологической независимости отрасли.

Камень представляет собой материал в виде абразивных зерен, помещенных в матрицу. Размер зерна позволяет контролировать качество получаемой поверхности. Один из вариантов матрицы – камень на основе магнезиального вяжущего. Использование такой связки позволяет выполнить операцию шлифования.

Россия обладает достаточным количеством ресурсов для организации полного цикла производства таких абразивных камней.

Абразивная связка получается средним нагревом природного магнезита или доломита с последующим тонким измельчением. Крупнейшие месторождения магнезита – Савинское, Саткинское и Халиловское. Доломит в больших масштабах добывается на Данковском, Саткинском и Гремячевском месторождениях.

Особенностью магнезиального вяжущего является то, что оно затворяется не с водой, а с растворами солей магния, что обеспечивает необходимое время затвердевания и высокие прочностные характеристики.

Рабочим элементом франкфурта выступают абразивные зёрна. Одним из распространенных вариантов выступает карбид кремния. Большие запасы карбида кремния расположены на Семилукском огнеупорном заводе, Старооскольском заводе электрометаллургического оборудования и Челябинском электрометаллургическом заводе. Так же может использоваться корунд для грубого шлифования или синтетические алмазы для обработки твердых материалов. Производительность инструмента определяется размером абразивных зерен и способностью связки к контролируемому самозатачиванию, то есть процессу обнажения нового зерна.

Подводя итоги, следует отметить, что перспектива использования сырьевой базы РФ может позволить создать конкурентоспособную продукцию. Однако объем научных исследований по этому методу невелик. В рамках данного исследования мы предлагаем технологию производства «Российских франкфуртов», основанную на использовании вторичного сырья, которое представляет собой продукт переработки футеровки металлургических печей в сочетании с карбидом кремния или электрокорундом.

Список литературы:

1. Жуков С.В., Чемеков А.М., Черевко С.А., Чистякова Е.А. Магнезиальное вяжущее на основе техногенного сырья // Вестник гражданских инженеров. 2022. – № 3(92). – С. 95-103.
2. Козлов Д.В., Морозов А.Н. Техногенные отходы как сырьевая база для производства строительных материалов // Экология и промышленность России. 2021. Т. 25. № 4. С. 12–18.
3. Фролов Н.Н., Белов В.В., Кузнецова Н.А. Ресурсосберегающие технологии в производстве абразивных материалов. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2021. 188 с.