(Підсумки 21-го Міжнародного конгресу емальєрів)
Брагіна Л.Л. проф. д-р техн. наук. Президент УАЕ
Національний технічний університет
«Харківський політехнічний інститут»
Україна 61002, Харків, вул. Фрунзе, 21
18-22 травня в Шанхаї, Китай, відбувся 21-й Міжнародний Конгрес емальєрів під егідою Міжнародного інституту емальєрів і Китайської асоціації ЕМАЛІРОВОЧНИЙ промисловості. Загальна кількість делегатів з США, Італії, Німеччини, Туреччини, Китаю, Японії, Великобританії, Австрії, Франції, Австралії, Угорщини, України, Словенії, Республіки Білорусь, Бельгії, Голландії, Португалії, Іспанії, ПАР, Мексики, Південної Кореї сос
У роботі Конгресу взяла участь делегація Української Асоціації Емалювальники в складі Брагиной Л.Л. Баринова В.Ю. - Ген. директора ВАТ «Емальсервіс» і Гузенко Н.М. - Ген. директора ТВК «Прімекс».
Б
Результати дискусій, ознайомлення з експонатами виставки на Конгресі, де були представлені досягнення провідних корпорацій з виробництва фритт, емальованих виробів і обладнання і експозиція IEI, а також відвідування 10 емалювальних і металургійних підприємств дозволяють зробити певні висновки про сучасний стан світової ЕМАЛІРОВОЧНИЙ галузі та тенденції її розвитку , які викладені в даній статті.
Емалі: нові склади, технології та області застосування
Як справедливо зазначив Ч. Болдвін (Ferro Corporation, США) в доповіді «Досягнення у виробництві емалей з високими експлуатаційними характеристиками» [1], незважаючи на те, що ЕМАЛІРОВОЧНИЙ галузь є досить зрілою, вона безперервно прогресує. Завдяки екологічної безпеки, механічної міцності, термостійкості, економічної ефективності та високопродуктивним технологіям емаль залишається конкурентоспроможною в порівнянні з іншими матеріалами. Це стимулює створення нових технологій і знаходження нетрадиційних областей застосування емальованих виробів.
До них відносяться:
- створення легкоплавких фритт для посуду з алюмінію і алюмінійовані стали. а також архітектурно-будівельних деталей з деревини,
- розробка покривних кислотостійких матових чорних і одношарових сіро-коричневих емалей для електрофоретичного нанесення на такі складні деталі плит, як чавунні решітки;
- емалювання решіток з литого алюмінію. що розширює ринкові можливості кухонних плит завдяки зниженню їх ваги. При цьому досягається більш рівномірний теплорозподілення, обумовлене значно більшу теплопровідність (140-160 Вт / м · К) і меншою щільністю (2,71 г / см 3) алюмінію в порівнянні з чавуном (відповідно 140-150 Вт / м · К і 7 , 15 г / см 3);
- емалювання сталевих деталей побутових плит з використанням спеціальних реактивних грунтових емалей. які не потребують попереднього нікелювання або травлення поверхні металу, а лише її лужного знежирення (промивка гарячою водою - знежирення - промивка гарячою і холодною звичайної, а потім деминерализованной водою - сушка); застосування високошвидкісних установок для нанесення шлікера на внутрішню поверхню духових шаф потужним струменем зі скорост 13,4 м / хв, а також електростатичного порошкового нанесення покриттів по режимам 1C / 1F, 2C / 1F і 2C / 2F;
- застосування емалей типу «металік» для імітації нержавіючої сталі і міді (Ch. Baldwin Ferro Corp. США, D. Jacobs, PEMCO Brugge, Бельгія, N. Uwata, Tokan Met. Technology, Японія).
До досягнень в області захисних покриттів для посуду і кухонного обладнання слід додати нові розробки, що стосуються легкоплавких Абразивостійкий антипригарних самоочищаються покриттів тіпаRealEase® на основі емалей і органічних добавок, в тому числі з ефектом «металік» (доповідь K. Sarrazy, Ferro France);
- створення принципово нового способу тривимірного комплексного декорування емальованих виробів "ENAMERIS®" (D. Jacobs.)
- синтез легкоплавких фритт подвійного призначення для нанесення Темна хімічно стійких грунтових і безгрунтових покриттів по технологііPUESTA1C / 1F, 2C / 1Fі 2C / 2Fс температурою випалу 780 - 830˚С (Л.Л. Брагіна, О.В. Шалигіна, Г.К. Воронов , Я.А. Покроєва - НТУ «ХПІ», В.А. Аненков - УР ТОВ «Дружківський завод газової апаратури», Н.М. Гузенко, В.І. Худяков - ТПК «Прімекс», Україна; Й. Павлас - Mefrit spol. Чехія).
Сучасні розробки легкоплавких фритт для алюмінію і алюмінійовані стали спрямовані на виведення з їх складу токсичних компонентів. Відомо, що це призвело до заміни 25-40% оксиду свинцю як плавня 8-12% пентаоксиду ванадію з подальшим суттєвим зниженням його вмісту з метою підвищення стійкості легкоплавких емалевих покриттів до дії миючих засобів, зокрема, посудомийних машинах слід вводити до складу емалей оксиди лужноземельних або рідкоземельних елементів. Як зазначає А. Компаньоні (Wendel email, Італія) важливими здобутками останніх років є і розробка бескадміевих червоних барвників для зазначених емалей.
З метою підвищення хімічної стійкості емалевих покриттів з температурою випалу ≈ 700˚С і збереження при цьому високої міцності зчеплення зі сталевою підкладкою, блиску і кольору Е. Вос (Wendel Gmbh) рекомендує використовувати нанодисперсному кремнезем в твердому або рідкому стані. Введення SiO2 у вигляді частинок розміром ≈ 8нм призводить до утворення гомогенної структури емалей, різкого підвищення стійкості покриттів до впливу водяної пари і зниження тривалості і температури випалу.
Проблема підвищення хімічної стійкості покриттів є актуальною при створенні щодо легкоплавких емалей для електростатичного нанесення на внутрішню поверхню духових шаф з листової сталі (а) і залишається важливою при захисті санітарно-технічних виробів зі сталі та чавуну (б) (A.Aronica, Ferro France) , великогабаритних сталевих ємностей силосів (V. Duchamp, K. Lips, PEMCO Brugge, Бельгія) і хімічної апаратури (E. Barta, Lampart ZRT, Угорщина (в); Zheng Guidong, Changzhou Chemical Equipment Co, LTD, Китай (г)) , а також при використанні стеклокристаллических маркувальних покриттям (Huimin Yang, Brade Corp. США (д)).
Специфіка вимог до емалями в кожній з цих випадків очевидна: поєднання химстойкости з легкоплавкістю, високим електроопору, термостійкість і міцність зчеплення з металом (а); з термостійкістю і стійкістю до миючих засобів (б); з високою стійкістю до органічних середовищ, фізіологічної безпекою і винятком зростання бактерій (в); з термостійкістю, виключної сплошностью і механічною міцністю, еластичністю емалевих покриттів (г), а також температуроустойчивости (д).
В даний час активно розвиваються роботи зі створення і промислового освоєння стеклоемалевим покриттів для теплообмінників і повітронагрівачів. У пленарній доповіді ряду італійських фахівців «Smaltiflex S.p.a.», «Colorobia S.p.a.» і вчених Болонського університету представлений комплексний підхід до вирішення даної проблеми від формування сталевих заготовок і їх емалювання до збірки теплообмінника ротаційного типу. Питання і відповіді, що стосуються вимог до сталей, складом і властивостями емалей для теплообмінників та їх служби в енергетичній галузі, обговорені також в постері H.Z Derkeen, Ferro Technik BV, Нідерланди.
Важливість вирішення проблеми якості життя визначила велику увагу на Конгресі до створення водостійких емалевих покриттів. Так, Президент IEI С. Пальюка представив EAS - європейський проект конструювання продуктів, що знаходяться в контакті з питною водою, і результати досліджень емалей в рамках цього проекту. Ці дані переконливо свідчать, що склоемалі завдяки незначній міграції з покриттів B, Ni, Cu, F, Mn, Ba, Co при 25-65˚С безпечні при використанні в якості ізолюючого шару апаратів, що контактують з питною водою. У зв'язку з викладеним зрозуміла актуальність розробки антибактеріальних емалей. Виявлення нових областей застосування таких емалей і розробку методу контролю їх ефективності присвячений спільний доповідь представників Smaltiflex S.p.a. (L. Pignatti, R. Poletti, G. Rossi, A. Chelli) і Болонського університету (A. Zucchelli); Італія. Слід зазначити, що роботи в цьому напрямку проводяться і в НТУ «ХПІ», м.Харків, Україна [2].
Цікавим є можливість використання емальованих деталей в якості «розумних» колекторів при прядильних процесах виготовлення полімерних нановолокон матів біомедичного призначення (A.Zuccelli, M.L. Focarete, C. Gualandi, A. Compagnoni, A. Chelli, G. Rossi) /
Дослідження професора Хеллмолда з колегами (B. Heid, G.H. Frischat) привели також до отримання одношарових хімічно стійких кольорових емалей з високими значеннями температурного коефіцієнта лінійного розширення (99-146 ∙ 10 -7 К -1) для захисту трудноемаліруемих нікельхромсодержащіх нержавіючих сталей.
Сучасні технології та обладнання для нанесення покриттів
XXI Конгрес підтвердив затребуваність і широке застосування електростатичного нанесення емалевих покриттів у вигляді порошків, шликеров і комбінації зазначених способів. Детальний розгляд загальних питань, пов'язаних з технологією PUESTA, а саме: принципів заряжаемості частинок емалі, їх адгезії до металевого виробу, виробничої схеми і її окремих складових, а також приклади реалізації цієї технології при емалюванні кухонного обладнання, зокрема в Італії на "Whirpool" і MTS, приведено в доповіді I.Quadri (Wagner Itep Spa) and Li Jane (Wagner Spraytech Co, Ltd, China).
Фактори, що впливають на ефективність переносу частинок при PUESTA, особливо при емалюванні бойлерів, контроль якості порошків, якості та пухирчастої структури емалевих покриттів проаналізовані в італо-китайському постері F. Bruni, E. Bombonato, G. Paqualetti, F. Bruscoli, M. Cristiano (Colorobia Italia) і Li Jinlian (Colorobia Glaze Co, Ltd, China). Детальний опис свого автоматизованого обладнання для електростатичного нанесення емалевих покриттів привели в великому постері представники ITW Gema AG, Швейцарія (M. Horber) і ITW Gema Shanghai Co, Ltd, China (Andy Cheng). І, нарешті, технологія сухого, мокрого і комбінованого нанесення емалевих покриттів в електричному полі по режиму 2C / 1F обговорена в доповіді H.-J. Thiele і B. Riester-Alt (E.I.C. Group GmbH, Німеччина). У ньому проаналізовано переваги і недоліки кожного з зазначених способів, вимоги до сталей і способам підготовки їх поверхні, умови випалу покриттів, обладнання тощо
Метали для емалювання
Доповіді з цієї тематики відносяться головним чином до регулювання складу, структури і властивостей ультрамалоуглеродістих сталей з метою поліпшення їх пластичності при одночасному забезпеченні емаліруемості і зниження схильності до утворення дефекту «риб'яча луска». Це може бути досягнуто введенням до складу цих сталей титану і рідкоземельних металів (Quanshe Sun, Weizhong Yang Baoshan Iron and Steel Co. LTD, Dong Hua University, КНР), що є відомим фактом.
Істотна увага приділяється також вивченню властивостей маловуглецевих сталей, заспокоєні алюмінієм і мікролегованих бором з метою зменшення утворення водневих дефектів (E. Denes, Y. Gergely, O.Szabados, B.Vero, ISD DUNAFERR, Lampart Budafoki, Угорщина).
Актуально вдосконалення властивостей гарячекатаних листових сталей для емаліровнаія ємностей. Обговорювалася роль титану і співвідношення Ti / C, особливо при двосторонньому емалюванні (W. Dongming, Z. Wanshan Angang і ін. Steel Co. LTD, КНР).
При емалюванні плоских великогабаритних. зокрема архітектурно-будівельних деталей. важливою є вирішення проблеми деформації в процесі випалу покриттів. З цією метою F. V. den Abeele, E. Hoferin, L. Duprez. Ph. Gousselot (Arcelor Mittal Research Industry) розробили спосіб числового моделіровнаія термічної деформації і викривлення зазначених деталей.
ХХІ Міжнародний конгрес емальєрів підтвердив актуальність емалювання металів і необхідність розвитку передових технологій для забезпечення конкурентоспроможності емальованому продукції; дозволив виявити перспективні напрямки розвитку ЕМАЛІРОВОЧНИЙ індустрії. Цьому більшою мірою сприяє успішна робота IEI і національних асоціацій емальєрів.