Каменное литье

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИНОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(46) 07.01.84. Вюл. 9 1 (72) Л.К. Тимофеева, И.П. Иышенкова, Б.Г. Варшал и Л П. Мирских (71.) Государственный орденаТрудового Красного Знамени научно-исследовательский институт стекла (53) 666.199(088,8)-(56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 518474, кл, С 03 С 3/22, 1976.2. Авторское свидетельство СССР В 631473, кл. С 03 С 3/22, 1976 (прототип).(54)(57) КАМЕННОЕ ЛИТЬЕ, включающее 802., АХ 03. ЕеО,. Уе 203, СаО, М 80, Ба 20, К О, МпО, Сг 03 й 80 , о т л и ч а к щ е е с я тем, что, с ЯО 1.065375 ЗС 59 С 04 В 23 02 С 0 С 3 22 целью повышения кислотостойкости, иэносостойкости и прочности при сжатии, оно дополнительно содержит С 1 , 010 и СиО при следующем соотношении указанных компонентов, мас.%:810 р 40-47АХ 2039-14РеО 1-2е 03 3,6-5,0СаО 1 8- 2 3МЕО 6-9БаО 0,3-0,5к 20 1-2МйО0,05-0,15СгО1-20,1-0,2с 3 0,5-2,03100,4-0,86СцО 0,06-0,1915 Изобретение относится к промышленности строительных материалови может быть использовано для получения .Камнелитных плит, обладающихповышенной химической стойкостью,иэносостойкостью и прочностью,обеспечивающих надежность футеровки оборудования и сооружений горнообогатительной, энергетической, металлургической и химической промышленнос 1 ОИзвестен стеклокристаллическийматериал 1 3, содержащий, мас.Ъ:Б 102 44,5-45,8А 22 03 10,8-12,6Сао 12,9-16,5МО 10-12Регоз 5,5-6,5Рео 2,9-4,3В го 1,0-3,9Мйо200,1-0,15Сг 0,3т 102 1,1"1,7Рг О 0,03-0,1Состав обладает недостаточной кислотостойкостью вследствие повышенного содержания Реа и Ре 203, обуславливающего образование магнетита.Наиболее близким по .техническойсущности и достигаемому результату киэобертению является каменное литье2 3, включающее следующие компоненты, мас,Ъ:Б 102 4 бф 5-55,0Агоз 12,0-140Рео 1,3-1,Рего 2,0-2,5Сао 10,0-17,0Мдо 1,5-11,01,5-2,51,0-2,0 40т 102 0,6-0,8Мло 0,3-9,0Р 205 0,6-5,02 30,5-0,70,1-1,0 45Этот состав обладает низким пределом прочности при сжатии 329529 МПа) и недостаточной кислотостойкостью 99,0-99,5 Ъ)50Целью изобретения является повышение кислотостойкости, износостойкости и прочности при сжатии каменного литья.Укаэанная цель достигается тем,что .каменное литье включающее 8102, 55А 220, Рео, Ре 203, Сао, М 80, ИагоКго, М 80, Сгго и БО, Дополнительно содержит С 2Н 10 и Сцо приследующем соотношении указанных компонентов, мас.Ъ: 608102 40,0-47,0.АХ 203 9,0-14,0Рео 1,0-2,0, Ре 203 3,6-5,0Сао 18,0-23,0 65 МКО 6,0-9,0Ваго 0,3-.0,5К О 1,0-2,0Мйо0,05-0,15Сг. Оэ .1,0-2,00,1-0,2СХ010Сцо 0,06-0,19Введение комплексного катализатора СХ , Сцо, 1110. Рег Оф,Рео, Сг Оприводит к увеличению скорости объемной кристаллизации и,позволяет получить плотный материал, беэ усадочныхраковин, пор, .трещин, что обеспечивает высокий предел прочности присжатии,Содержание оксидов Рео + Рео,сСггоэ, Сцо, И 10 в указанных количествах способствует образованию начальной кристаллической Фазы шпинелидовсложного состава, что обуславливаетналичие твердых растворов на основепироксена, для которого шпинель является катализатором кристаллизации.Содержание шпинелидов сложного состава достаточно высокое и способствует уменьшениЫ величины кристаллического зерна, что обеспечивает повышение износостойкости и кислотостойкости каменного литья.При,содержании оксидов железаРего + Рео более 7 мас,Ъ резко повышается содержание магнетита, которое приводит к снижению кислотостойкости,Содержание Рего + Рео менее 4,5 мас. Ъ приводйт к понижению общего содержания кристаллической фазы в материале, вследствие меньшего количества образующихся центров кристаллизации, что снижает износостойкость и прочность материала,Содержание хлора свыше 2 мас.Ъ обуславливает понижение температуры начала деформации отливки, Содержание хлора менее 0,5 мас.Ъ не оказывает заметного каталитического эфФекта.Содержание ОХ в указанных количествах способствует увеличению активности кислых фаз, в частности Б 102, Проникая в кремнекислородный каркас, ионы хлора обуславливают большую подвижность модификаторов, ускоряя процесс кристаллизации. Это позволяет получить полнокристаллический материал с хорошо развитой пнроксеновой структурой, что доказано петрографическими и электронно-микроскопическими исследованиями. Полученная микроструктура определяет повышенную прочность, износостойкость и кислотостойкость материала.Введение БО, в указанных пределах модифицирует процесс агрегации пироксеновой фазы, повышая степень дис1065375 Составы с содержанием компонентов, мас.% Компоненты Предлагаемый Извест 1Г -Г Г 40,0 8102А 203Рео 42,0 46,0 47,0 47,0 47,0 43,0 46 ф 5 14,0 14 гО 13 к 2 12 Р 2 "ХЗю 4 9 юО 1 ЗюО 12 у 0 2,0 2,0 2,0 2,0 3 5 фО 5,021,0 18 фО 3,6 4,0 22,4 9,0 0,3 1,5 Сао 5,0 5,0. 5,0 2,0 23,0 9,.0 МБО 23,0 2310 2 г 1 17 кО 9 ко Иа 2 ОК 20Т 102 9,0 6,0 8,4 9,0 0,5,0,3 0,5 0,4 0,5 0,4 2,0 1,88 2,0 1,5 1,0 2,0 2,0 1 ф 5 0,8 персности кристаллических образований. Повышенное содержание БО сверхуказанных пределов (0,2 мас.Ъ) затрудняет осветление расплава, Меньшее содержание ЯО, чем 0,1 мас.%,не обеспечивает образования необходимого количества сульфидов железа,уменьшая содержание начальных фаз,способствующих эпитаксиальной кристаллизации основной фазы в видетвердых растворов на основе пироксе Она.Введение И 10 менее 0,4 и Сцо менее О,06 мас,% не обеспечивает образования начальной кристаллическойфазы в необходимом количестве и в 5последующем затрудняется пироксенообразование. Увеличение содержанияИ 10 более 0,86 мас. Сцо более0,19 мас.% не оказывает заметногоусиления каталитического эффектапри кристаллизации твердых растворов на основе пироксена,Содержание Сго менее 1 мас.%не обеспечивает каталитического эффекта в петрургических расплавахуказанных составов, а повышениесодержанияСг ОЗ, вследствие его ограниченной растворимости, приводитк уменьшению прочности из-за наличия реликтовых частиц хромсодержа-щих добавок, являющихся концентраторами напряжения. Приведенное соотношение Б.О,АХ 2 ОЗ, Сао, МЯО обеспечивает максимально возможное вы-деление твердых растворов на основепироксена. Содержание Б 102больше З 547 мас. и АУ 20 больше 14 мас.%увеличивает колйчество остаточной. стеклофазы, что приводит к ухудшению эксплуатационных характеристикматериала. Уменьшение содержания 40Б 102 меньше 40 мас.Ъ и АХ 2 ОЗ меньше 9 мас.В приводит к увеличениюлинейной скорости роста кристаллов,т,е. к образованию грубодисперсной структуры материала, повышающей хрупкость материала и снижающей износостойкость. Увеличение содержа" ния СаО больше 23 мас.% приводит к увеличению волластонитовой составляющей, способствующей понижению кис лотостойкости и стойкости к истиранию полученного материала.Повышение содержания ИО более 9 мас.Ъ и Мпо более 0,15 мас.Ъ способствует образованию минералов группы оливина (2 МБО е Б 102) монтичеллита (Сао - МБОГе, Мп О Я 10 ), что резко понижает кислотостойкость литья.Уменьшение содержания Сао меньше 18 мас.В МЯО меньше 6 мас.Ъ и Мпо. меньше 0,05 мас.% приводит к уменьшению содержания основной кристаллической фазы, определяющей основные эксплуатационные свойства материала кислотостойкость, износостойкость, прочность. Увеличение содержания Иа О больше 0,5 и К 20 больше 2 мас.В способствует увеличению ос- . таточной стеклофазы, обогащенной оксидами натрия и калия, приводит к снижению кислотостойкости. Снижение Иа 20 и К О меньше указанных нижних пределов повышает температуру плавки и вязкость расплава.В качестве сырья для получения каменного литья используют золы ТЭП и высококальциевые отходы гидрометаллургии.Шихту плавят при 1450+20 С в течение 40-60 мин. Готовый расплав с температурой 1230-1250 ОС вырабатывают и,формуют обычными для камнелитейного производства методами. Кристаллизацию осуществляют при 940-980 С в течение 30-60 мин.в зависимости от геометрических размеров иэделий.По составам, указанным в,табл, 1, было изготовлено каменное литье, свой. ства которого приведены в табл. 2.Т а б л и и а 1Г1,35 0,20 2,0 0,86 0,06 0,10 Б 10 СцО Т д Д л и ц а 2 Состав Свойства каменного литья Предлагаемый1 11 1 11 Известный 1 2 3 4 5 б7 Предел прочностипри сжатии, МПа (ГОСТ 4071-80) 636 646 625 601 601 635 640 353 Износостойкость,г/см , ( ГОСТ6787-30) 0,03 0,03 0,03 0,02 0,02 0,02 0,02 0,071 Еислотостойкость,В.Плотность, кг/м (ГОСТ 473.4-72) 2750 2760 2800 2800 2800 2820 2780 3080 Составитель А. ЗаславскаяТехред А. Мартяшова Корректор А. Повх Редактор Г, Волкова Заказ 10990/25. Тираж 608 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий11 з 035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 филиал ППП 1 Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Высокие показатели предела прочности, износостойкости и кислотостойкости каменного литья позволяют рекомендовать его для защиты металло оборудования и сооружений различных предприятий многих отраслей промыш- ленности. Это позволит увеличить срок службы футерованных систем, надежность их работы и сократить расходщ металла, где футеровка подвергается химическому разрушению, воздействию абразивных сред.Производство каменного литьяпредлагаемого состава не требует усложнения оборудования и может быть организовано как на камнелитейных предприятиях, так и на ТЭЦ и ГРЭС, позволяя осуществить процесс беэотходной технологии утилизацией зол и шлаков.Повышенная механическая прочность каменного литья предопределяет использование металлических оболочек футеруемых сооружений, например трубопроводов с меньшей толщиной стенки, обуславливая экономию металла и увеличивая срок службы систем гидро- и пневмотранспорта, угля, кокса, флотационных отходов шламов зол и других продуктов в 5-7 раэ.