Способ изготовления изделий из шлакового литья

(19) (11) 11 С 04 В 23/02 НИЯ ТЕЛ ВТОРСНОМУ С У с по грев ласс д е х ч уклад- в его, ибриГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТНРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБР(46) 30.12,84. Бюл, Р 48 (72) В,С. Грызлов, С.Е. Александров, Г,Е. Штефан и В.Л. Пржецлавский (71) Липецкий политехнический институт(56) 1. Авторское свидетельство СССР У 108042, кл. В 28 В 1/54, 195 б,2. Авторское свидетельство СССР 1 Ф 355125, кл. С 04 В 23/02, 1972, ,(54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ШЛАКОВОГО ЛИТЬЯ, включающий ку заполнителя в форму, разогре заливку в форму расплава и ее в рование, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения прочни однородности структуры изделивысоте, а также повышения теплоных свойств шлакового литья, разаполнителя осуществляют до пиртического состояния, вибрированпроизводят в течение 15-45 с, пчего форму резко охлаждают на вхе до 800-900 С, выдавливают изоизделие пуансоном сверху вниз илаждают его сначала на воздухе700-800 С а затем в печи - доооУ500 С со скоростью 130-170 градои от 500 до 40 С со скоростью200 град/чИзобретение относится к производству строительных материалов, в част ности к производству конструкционнотеплоизоляционных изделий из шлакового литья. 5Известен способ изготовления изделий из шлакового литья, включающий укладку пористого заполнителя в Форму, накрывание Форм покровными пластинами, заливку шлаковго рас плана 1.Однако этот способ характеризуется возникновением микротрещин вследствие недостаточного контакта расплава с зернами заполнителя из-за 15 наличия газовых раковин, что приводит к снижению прочности изделий,ФНаиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ из готовления изделий из шлакового расплава, заключающийся в укладке заполнителя в Форму, подогреве егоодо 400-1000 С, заливке в Форму расплава и ее вибрировании 2 .25Недостатком этого способа являет,ся расслоение смеси в процессе виброуплотнения за счет всплывания заполнителя, что приводит к созданию крупнопористой структуры в верхней З 0 части изделий. Поэтому этот способ применим только для изготовления тонкостенных изделий, формуемых в горизонтальном положении, Кроме того, этот способ не обеспечивает исключение термических напряжений, что приводит к снижению прочности изделий.Цель изобретения - повышение прочности и однородности структуры изде 40 лий по высоте, а также повьппение теплозащитных свойств шлакового литья.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу изготовления изделий из шлакового литья,45включающему укладку заполнителя вФорму, разогрев его, заливку в Формурасплава и ее вибрирование, разогревзаполнителя осуществляют до пиропластического состояния, вибрирование 50производят в течение 14-45 с, послечего Форму резко охлаждают на воздухе до 800-900 С, выдавливают изнее изделие пуансоном сверху вниз иохлаждают его сначала на воздухе до 55о700-800 С, а затем в печи цо 500 С"со скоростью 130-170 град/ч и от500 до 40 С со скоростью 200 град/ч,Сущность изобретения заключается в укладке пористого заполнителя - керамзитового гравия или шлаковой пемзы в Форму, разогреве до 8009900 С в высокотемпературной печи с последующей заливкой его шлаковым расплавом, Заливку Формы расплавом производят после извлечения ее из печи и установки на виброплощадку для осуществления вибрирования в процессе заливки расплава, который в данном случае является связующим вешеством. Вибрирование используют для равномерного распределения расплава между зернами заполнителя. После вибрирования в течение 15-45 с до прекращения выделения пузырьков воздуха на поверхности расплава изделия подвергают охлаждечию на воздухе в течение 15-20 мин до 800-900 С и достижения необходимой вязкости, после чего выдавливают пуансоном и охлаждают сначала на воздухе до 700- 800 С, а затем в печи до 500 С соо о скоростью 130-170 град/ч и от 500 до 40 С со скоростью 200 град/ч.оП р и м е р. Огнеупорную форму, не имеющую дна, торцы которой выпол. нены шпунтованными, устанавливают на съемное дно и в нее засыпают на 2-3 мм ниже краев заполнителькерамзитовый гравий фракции 5- 20 мм с объемной насыпной массой 840 кг/м. Форму помещают в высоко- температурную печь, разогретую до 1200 С, где заполнитель разогревают9до пиропластического состояния до 850 С. Затем форму извлекают из печи,Рзаливают расплавленным шлаком с температурой 1200 С при одновременномовибрировании в течение 30 с, после чего Форму устанавливают на две квадратные формы-подставки и после приобретения изделием необходимой вязкостио за счет охлаждения до 800 С его выдавливают сверх вниз пуансоном, имеющим ту же конфигурацию, что и изделие. Выдавленное изделие охлаждают сначала на воздухе до 700 С, а затем, в печи до 500 С со скоростью 130 град/ч и от 500 до 40 С со скоростью 200 град/ч. Расход керамзитового гравия составляет. в среднем 770 кг, а шлакового расплава 180 кг на 1 м изделий,Химический состав используемого для изготовления иэлелий шлака следующий, мас.7.: 810 38,0; СаО 44,0;1131847 Изделия, охлаждаемые на воздухе до 600 С (состав 1), также имеют микротрещины, хотя и в значительно меньшем количестве, чем у изделий, изготовленных по известному способу. Изделия, охлаждаемые на воздухе до 700-800 С и до 500 С - со скоооростью 130-170 град/ч не имеют трещин и, как видно из таблицы, имеют наибольшие прочностные показатели.о Изделия, охлаждаемые до 900 С на воздухе (состав 5), а затем со скоростью 180 град/ч имеют несколько микротрещин из-за быстрого охлаждения в зоне кварцевых эффектов (500 о600 С). Эти данные свидетельствуют 45 50 55 3МяО 6,0; А 10 10,0; ГеО 0,5;МпО 0,8; 8 0,7, объемная массаф 2000 кг/м,По режимам, приведенным в таблице готовят образцы шлакового литья,свойства которого приведены в тойже таблице.Время вибрирования изделий должно находиться в пределах 15-45 с,так как уменьшение его до 10 с приводит к снижению объемной массы иувеличению пористости за счет недостаточного уплотнения, при которомеще не достигается равномерное распределение расплава между зернамизаполнителя, что приводит к снижению прочности изделий,Увеличение времени вибрированиядо 60 с неэффективно, так какбольшая плотность не достигается иначинается интенсивное расслоениесмеси за счет всплытия пористоголегкого заполнителя.Режим разогрева заполнителя допиропластического состояния является оптимальным, так как при болеевысоких температурах происходит заваривание пор в заполнителе, чтоснижает его теплозащитные свойства,а при более низких температурахпроисходит растрескивание зерен заполнителей из-за резкого перепадатемператур при заливке его расплавом имеющим температуру порядока 1200 С. Достижение пиропластического состояния шлакопемзового и керамзитового заполнителей происходит при 800 900 оС.Режимы охлаждения являются оптимальными.Резкое охлаждение от 1200 доо700-800 С не опасно, так как изделие находится еще в размягченном состоянии и легко подвергается сжатию и растяжению. Кроме того, в этом интервале отсутствуют кварцевые эффекты и крупнокристаллическая структура. В размягченной стекловидной и мелкокристаллической структуре еще не возникают термические напряжения. Кроме того, резкое охлаждение приводит к фиксации мелко- кристаллической структуры, способствующей повышению прочности изделий, При резком охлаждении расплава кристаллы не успевают. вырасти до больших размеров. В крупнокристаллической 5 10 15 20 25 30 35 40 структуре обычно возникают более высокие термические напряжения, что приводит к снижению прочности по сравнению с мелкокристаллической структурой изделий.В интервале температур 500-700 С скорость охлаждения снижена,до 130-170 град/ч, так как в этом интервале происходит кварцевый эффект, т.е. переход кристаллической структуры кварца из К в 3 форму прио576 С с увеличением в объеме в 2,5 раза, что и приводит к растрескиванию" изделий при быстрых режимах охлаждения, способствующих возникновению в этом интервале кварцевых эффектов, Интервал 500-700 С являето ся оптимальным, так как во внутренних слоях изделия, где охлаждение замедляется, кварцевые эффекты могут происходить и при более высоких температурах. Выше и ниже этого интервала кварцевые эффекты не происходят, поэтому режимы охлаждения могут быть более быстрыми, Этим объясняется ускорение охлаждения изделий ниже 500 С до 200 град/ч, чтобы ускоритьопроцесс производства иэделий.По внешнему виду изделия, изготовленные по предлагаемому способу, имеют достаточно плотную однородную структуру и не имеют признаков растрескивания, в то время как изделия, изготовленные по известному способу (составы 15-17), в верхней части име. ют крупнопористую структуру за счет11всплытия легкого керамзитового гравия в процессе вибрирования, а после резкого охлаждения на воздухе имеют . сетку мелких трещин, что приводит к снижению прочностных показателей этих изделий.1о том что оптимальным является охВо лаждение на воздухе до 700-800 С и до 500 С - со скоростью 130 д170 град/ч. Ниже 500 С скорость охлаждения может быть увеличена до 200 град/ч,Преимуществами предлагаемого способа являются обеспечение большей прочности за счет высокой плотности изделий благодаря сочетанию вибриро= вания и давления при выдавливании из.делия и в то же время сохранение его теплозащитных свойств за счет приме нения пористого заполнителя, которыйпосле заливки его расплавом приобретает закрытую пористую структуру, обеспечивающую хорошие теплозащитные свойства изделиям.мВа СО ФЩ о о о СЧ В оо о О о Ь о ф й Р 3 З о0 ф а С ВВ ф о о ф М 3 ОЮ оо аю о ы о О Ц 5 о В а 1" 10о1 1 1 Ю1 1 1 1 1 1 1оСС Ойааф 3я ай и оВ111 сЯ Яе 0 о Ц О 1 С 0 В о а а 3. йф С 3 О Ц Э й а а Р 3 й йо О С о ы ро е "6 Ц Я Э М О Вр 3 О фрогайвийй.