Формувальні піски

Піски формувальні (рос. формовочные пески, англ. moulding sands; нім. Formsande m pl, Giesssande m pl) – пухкі осадові гірські породи, які відіграють головну роль у приготуванні формувальних і стержневих сумішей (85-95%), з яких в ливарному виробництві готують разові форми і стержні.

Формувальні піски являють собою незцементовані гірські породи, які складаються з частинок розміром 0,05–2,5 мм і містять до 50% частинок дрібніше 0,022 мм (глиниста складова), а також мають властивості, які дозволяють виготовляти формувальні суміші, що забезпечують отримання якісних відливок. Їх основою є кварц.

Класифікація

У залежності від вмісту кремнезему, глинистої складової і шкідливих домішок розрізняють 11 класів формувальних пісків: збагачені (Об1К, Об2К, Об3К), кварцові (1К, 2К, 3К, 4К), пісні (П), напівжирні (Н), жирні (Ж), дуже жирні (ДЖ). У залежності від розміру зерен розділяються на групи, що визначаються за номером середнього з трьох суміжних сит, на яких залишається більше 70% піску: грубі (063), дуже великі (04), великі (0315), середні (02), дрібні (016), дуже дрібні (01), тонкі (0063), пилоподібні (005).

Родовища

Загальна кількість родовищ формувальних пісків, врахованих Державним балансом запасів корисних копалин України, – 22. З них на межі ХХ – XXI ст. розроблялося 9. Запаси (А+В+С1) бл. 900 млн т. Найбільшим є Часовярське родовище (запаси бл. 270 млн т).

Промислові родовища формувальних пісків і перспективні об’єкти залягають в крейдових, палеогенових, неогенових і четвертинних товщах ДДВ і Українського щита. Це переважно утворення: бучакської, харківської, полтавської світ сарматського і понтичного ярусів, в меншій мірі – в четвертинних товщах.

Найбільші родовища П.ф. приурочені, г.ч., до сучасних річкових, а також мезозойських, палеогенових і неогенових морських і озерних відкладів. Прикладами є родовища в Україні, на Північному Кавказі, в Підмосков’ї, на Уралі і в багатьох інших місцях. Усі відомі родовища формувальних пісків в Україні належать до осадових родовищ, морських і континентальних. Континентальні мають другорядне значення. Серед них нещодавно почали застосовувати лише річкові (руслові і терасові алювіальні) піски Дніпра після збагачування. Всього в Україні відомо близько 40 родовищ і проявів формувальних пісків, пов’язаних з алювіальними відкладами. Це родовища в Харківській (Малинівське, Чугуївське та ін.), Київській (Вигурівське, Гнідинське та ін.), Рівненській, Черкаській, Дніпропетровській, Кіровоградській, Сумській, Вінницькій, Миколаївській областях. Серед них важливим і добре вивченим є Малинівське родовище. Найбільше розповсюджені морські родовища формувальних пісків. Вони характеризуються добре відсортованим матеріалом, великими розмірами і спокійними умовами залягання пісків. Із 220 відомих родовищ і проявів формувальних пісків в Україні близько 170 (понад 80%) припадає на морські відклади, які забезпечують формувальними пісками ливарне виробництво України. Серед них найбільші: Оріхівське, Гусарівське, Вишнівське, Вільногірське, Часовоярське та ін.

В Дніпропетровському блоці УЩ в полтавській світі (сарматський ярус) відомо 6 родовищ формувальних пісків (потужністю до 30 м), приурочені до палеодолини р. Дніпро.

Застосування

Формувальні піски застосовуються в ливарному виробництві як основний формувальний матеріал. Вміст їх в формувальних і стержневих сумішах складає переважно 85-95%. Якість суміші залежить від властивостей піску, до якого в ливарному виробництві пред’являються жорсткі вимоги. Основне значення має розмір зерен, степінь їх однорідності і мінеральний склад.

Якість формувальних пісків регламентується ДЕСТом 2138-82 відповідно з яким до формувальних відносять піски, які складаються не менше ніж на 50% із зерен кварцу з глинистою складовою (частини розміром менше 0,22 мм). По концентрації глинистої складової і кремнезему піски підрозділяються на 11 класів: - кварцові (1к, 2к, 3к, 4к), пісні (п), напівжирні (нп), жирні (ж), дуже жирні (дж) і ще в тому числі 3 класи збагачених (зб). По розміру зерен виділяється 8 груп; група піску позначається номером середнього сита основної фракції: грубі (063), дуже великі (04), великі (0315), середні (02), дрібні (016), дуже дрібні (01), тонкі (0063), пороховидні (005). По переважанню залишку на одному з крайніх сит фракції, піски всіх груп підрозділяються на категорії А – на верхньому ситі і категорії В на нижньому ситі.

Шкідливі домішки в пісках: сульфідна сірка (менше 0,05%), оксиди лужні, лужноземельних елементів і заліза. Комбінація різних класів і груп з урахуванням газо проникнення і міцності при оптимальній вологості дає можливість виділити 75 марок формувальних пісків.

Застосування тої чи іншої марки залежить від характеру відлитих деталей, їх розмірів, від виду розлитого металу і іншого. Для формовки великих деталей чавунного і сталевого лиття застосовують більш грубі піски і навпаки для малих деталей, особливо тонкого, художнього і кольорового лиття – більш дрібні піски. Велике значення має вогнетривкість формувальних пісків. Чим більший вміст SiO2 в пісках, тим вища їх вогнетривкість.

В даний час в ливарному виробництві найбільш частіше використовуються марки 1КО16, 2КО16, 2КО315, 1КО2 і 2КО2, із не кварцових – ПО16.

В Україні біля 60% добутку всіх формувальних пісків складають збагачені кварцові піски марки Зб 3КО2Б і Зб КО16А, які одержують на Верхньодніпровському гірничо-металургійному комбінаті при розробці і збагаченню титано-цирконових розсипних руд. Достатньо широко в металургії України застосовують малокварцові, глинисті піски, напівжирні і жирні піски марки ПО16, ПО1, ПОО63, ТО4А і Б 1016, ЖО63, питома вага яких в загальному видобутку держави досягає 30%.

Див. також

• Пісок‎

Література

• Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Східний видавничий дім, 2013. — Т. 3 : С — Я. — 644 с.