SU1131847A1

SU1131847A1 - Method for making products from slag castings

Info

Publication number: SU1131847A1
Application number: SU823503318A
Authority: SU
Inventors: Владимир Сергеевич Грызлов; Сергей Елисеевич Александров; Галина Ефимовна Штефан; Владимир Леонидович Пржецлавский
Original assignee: Липецкий политехнический институт
Priority date: 1982-09-16
Filing date: 1982-09-16
Publication date: 1984-12-30

Abstract

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ШЛАКОВОГО ЛИТЬЯ, включающий уклад-, ку заполнител в форму, разогрев его, заливку в форму расплава и ее вибрирование , отличающийс тем, что, с целью повышени прочности и однородности структуры изделий по высоте, а также повьшени теплозащитHoix свойств шлакового лить , разогрев заполнител осуществл ют до пиропластического состо ни , вибрирование производ т в течение 15-45 с, после чего форму резко охлаждают на воздухе до 800-900 0, выдавливают из нее изделие пуансоном сверху вниз и ох- . лаждают его сначала на воздухе до 700-800 С, а затем в печи - до 500 С со скоростью 130-170 град/ч и от 500 до 40&deg;С со скоростью 200 град/ч. METHOD OF MANUFACTURING PRODUCTS FROM SLAG CASTING, including laying the filler into the mold, heating it, pouring the melt into the mold and vibrating it, characterized in that, in order to increase the strength and uniformity of the structure of products in height, as well as increase the heat insulation properties of the slag casting , the filler is heated up to the pyroplastic state, vibrating is performed for 15-45 seconds, after which the mold is rapidly cooled in air to 800-900 °, the product is squeezed out of it by the punch from top to bottom and oh-. First, it is fired in the air up to 700-800 C, and then in the furnace up to 500 C at a speed of 130-170 deg / h and from 500 to 40 ° C with a speed of 200 deg / h.

Description

::

X)X)

111 Изобретение относитс к производству строительных материалов, в част ности к производству конструкционнотеплоизол ционных изделий из шлакового лить о Известен способ изготовлени изделий из шлакового лить , включающий укладку пористого заполнител в форму, накрывание форм покровными пластинами, заливку шлаковго расплава { „ Однако этот способ характеризуетс возникновением микротрещин вследствие недостаточного контакта расплава с зернами заполнител наличи газовых раковин, что приводит к снижению прочности изделий. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому вл етс способ изготовлени изделий из шлакового расплава , заключающийс в укладке заполнител в форму, подогреве его до 400-1000 С, заливке в форму рас,плава и ее вибрировании 2j . Недостатком этого способа вл ет; ,с расслоение смеси в процессе виброуплотнени за счет всплывани заполнител , что приводит к созданию крупнопористой структуры в верхней части изделий Поэтому этот применим только дл изготовлени тонкостенных изделий, формуемых в горизонтальном положении. Кроме того этот способ не обеспечивает исключение термических напр жений, что приводит к снижению прочности издели Цель изобретени - повьшение про ности и однородности структуры изде лий по высоте, а также повышение те лозащитных свойств шлакового лить . Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу изготовлени изделий из шлакового лить , включающему укладку заполнител в . форму, разогрев его, заливку в форму расплава и ее вибрирование, разогрев заполнител осуществл ют до пиропластического состо ни , вибрировани производ т в течение 14-45 с, после чего форму резко охлаждают на воздухе до 800-900 С, выдавливают из нее изделие пуансоном сверху вниз и охлаждают его сначала на воздухе до 700-800°С, а затем в печи до 500 С со скоростью 130-170 град/ч и от 500 до 40°С со скоростью 200 град/ч Сущность изобретени заключаетс в укладке пористого заполнител керамзитового грави или шлаковой пемзы в форму, разогреве до 800900 С в высокотемпературной с последующей заливкой его шлаковым расплавом. Заливку формы расплавом производ т после извлечени ее из печи и установки на виброплощадку дл осуществлени вибрировани в процессе заливки расплава, который в данном случае вл етс св зующим веществом. Вибрирование используют дл равномерного распределени расплава между зернами заполнител . После вибрировани в течение- 15-45 с до прекращени выделени пузырьков воздуха на поверхности расплава издели подвергают охлаждению на воздухе в течение 15-20 мин до 800-900 С и достижени необходимой в зкости, после чего выдавливают пуансоном и охлаждают сначала на воздухе до 700800 С, а затем в печи до 500 С со скоростью 130-170 град/ч и от 500 до 40 С со скоростью 200 град/ч. Пример. Огнеупорную форму, не имеющую дна, торцы которой выполнены шпунтованными, устанавливают на съемное дно и в нее засыпают на 2-3 мм ниже краев заполнителькерамзитовый гравий фракции 520 мм с объемной насыпной массой 840 кг/м. Форму помещают в высокотемпературную печь, разогретую до 1200С, где заполнитель разогревают до пиропластического состо ни до . Затем форму извлекают из печи, заливают расплавленным шлаком с температурой при одновременном вибрировании в течение 30 с, после чего форму устанавливают на две квадратные формы-подставки и после приобретени изделием необходимой в зкости за счет охлаж,цени до 800°С его выдавливают сверх вниз пуансоном, имеющим ту же конфигурацию, что и изделие . Вьщавленное 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 грави составл ет , в среднем 770 кг, а шлакового расплава 180 кг на 1 м изделий. Химический состав используемого дл изготовлени излелий шлака следующий , мас.%1 SiOg 38,0; СаО 44,0;111 The invention relates to the production of building materials, in particular to the production of structurally heat-insulating products from slag casting. A known method of manufacturing products from slag casting, including laying a porous filler in a mold, covering forms with cover plates, pouring slag melt microcracks due to insufficient contact of the melt with the filler grains of the presence of gas pockets, which leads to a decrease in the strength of products. The closest in technical essence and the achieved result to the proposed is a method of manufacturing products from slag melt, consisting in laying the filler in the form, heating it to 400-1000 ° C, pouring in the form of races, melts and vibrating it 2j. The disadvantage of this method is; With the separation of the mixture in the process of vibro-compaction due to the emergence of a filler, which leads to the creation of a large-porous structure in the upper part of the products. Therefore, this is applicable only for the manufacture of thin-walled products that are molded in a horizontal position. In addition, this method does not provide for the elimination of thermal stresses, which leads to a decrease in the strength of the product. The purpose of the invention is to increase the height and uniformity of the structure of products in height, as well as to increase the heat-shielding properties of the slag cast. This goal is achieved by the fact that according to the method of manufacturing products from slag casting, including laying the filler in. the mold, heating it, pouring the melt into the mold and vibrating it, heating the aggregate is carried out to the pyroplastic state, vibrating is carried out for 14-45 s, after which the mold is rapidly cooled in air to 800-900 ° C, the product is pushed out of it from top to bottom and cool it first in air to 700-800 ° C, and then in an oven to 500 ° C with a speed of 130-170 degrees / h and from 500 to 40 ° C with a speed of 200 degrees / h. The invention consists in laying a porous filler expanded clay gravel or slag pumice in the form, heating up to 800900 C in height mperaturnoy followed by pouring it melted slag. Melting is performed after removing it from the furnace and placing it on the vibrating plate to vibrate during the pouring of the melt, which in this case is a binder. Vibrating is used to evenly distribute the melt between the filler grains. After vibrating for 15-45 seconds until the air bubbles on the surface of the melt cease, the product is cooled in air for 15-20 minutes to 800-900 ° C and the required viscosity is reached, then squeezed out by the punch and cooled first in air to 700,800 C, and then in the furnace up to 500 C at a speed of 130-170 degrees / h and from 500 to 40 C at a speed of 200 degrees / h. Example. The refractory form, which does not have a bottom, the ends of which are made grooved, is placed on a removable bottom and 2–3 mm thick aggregate of ceramite with a bulk bulk density of 840 kg / m is filled into it 2-3 mm below the edges. The mold is placed in a high-temperature oven, heated to 1200 ° C, where the aggregate is heated to the pyroplastic state to. The mold is then removed from the furnace, molten slag is heated at a temperature that is simultaneously vibrated for 30 seconds, after which the mold is placed on two square support forms and after the product acquires the required viscosity due to cooling, it is squeezed from top to bottom by 800 ° C. , having the same configuration as the product. The product removed is first cooled in air to 700 ° C, and then, in a furnace to 500 ° C at a speed of 130 degrees / h and from 500 to 40 ° C at a speed of 200 degrees / h. The consumption of expanded clay gravel is, on average, 770 kg, and the slag melt is 180 kg per 1 meter of products. The chemical composition of the slag used for the manufacture of slag is as follows, wt.% 1 SiOg 38.0; CaO 44.0;

MgO 6,0; Al,,0., 10,0; FeO 0,5; MnO 0,8; S 0,7, объемна масса 2000 кг/м.MgO 6.0; Al ,, 0., 10.0; FeO 0.5; MnO 0.8; S 0.7, bulk density 2000 kg / m.

По режимам, приведенным в таблице готов т образцы шлакового лить , j свойства которого приведены в той же таблице.According to the modes given in the table, slag casting samples are prepared, the j properties of which are given in the same table.

Врем вибрировани изделий должно находитьс в пределах 15-45 с, так как уменьшение его до 10 с при- 10 водит к снижению объемной массы и увеличению пористости за счет недостаточного уплотнени , при котором еще не достигаетс равномерное распределение расплава между зернами 15 заполнител , что приводит к снижению прочности изделий.The time of vibration of the products should be within 15-45 s, since decreasing it to 10 s leads to a decrease in the bulk mass and an increase in porosity due to insufficient compaction, which does not yet achieve uniform distribution of the melt between the filler grains 15, which leads to to reduce the strength of products.

Увеличение времени вибрировани до 60 с неэффективно, так как больша плотность не достигаетс и 20 начинаетс интенсивное расслоение смеси за счет всплыти пористого легкого заполнител .An increase in the vibration time to 60 s is inefficient, since a greater density is not achieved and 20 the intensive stratification of the mixture begins due to the surface of the porous lightweight aggregate.

Режим разогрева заполнител до пиропластического состо ни вл ет- 25 с оптимальным, так как при более высоких температурах происходит заваривание пор в заполнителе, что снижает его теплозащитные свойства., а при более низких температурах зо происходит растрескивание зерен заполнителей из-за резкого перепада температур при заливке его расплавом , имеющим температуру пор дка 1200°С. ...,The mode of heating of the aggregate to the pyroplastic state is 25 with optimal, since at higher temperatures, the pores are brewed in the aggregate, which reduces its heat-shielding properties, and at lower temperatures, the grains of the aggregates are cracked due to a sharp temperature difference at pouring it with a melt having a temperature of about 1200 ° C. ...,

Достижение пиропластического состо ни шлакопемзового и керамзитового заполнителей происходит при 8аО-900°С.Achievement of the pyroplastic state of slag-and-cement and ceramsite aggregates occurs at 8 ° С-900 ° С.

Режимы охлаждени вл ютс опти- 40 мальными.Cooling modes are optimal.

Резкое охлаждение от 12QO до 700-800°С не опасно, так как изделие находитс еще в разм гченном состо нии и легко подвергаетс ежа- 45 fтию и раст жению. Кроме того, в этом интервале отсутствуют кварце вые эффекты и крупнокристаллическа структура. В разм гченной стекловидной и мелкокристаллической структу- 50 ре еще не возникают термические напр жени . Кроме того, резкое охлаждение приводит к фиксации мелкокристаллической структуры, способствующей повышению прочности изделий. 55 При резком охлаждении расплава кристаллы не успевают, вырасти до больших . размеров. В крупнокристаллической ,Sharp cooling from 12QO to 700-800 ° C is not dangerous, since the product is still in a softened state and is easily exposed to disintegration and stretching. In addition, in this range, there are no quartz effects and a coarse crystal structure. In a softened glassy and fine-crystalline structure, thermal stresses do not yet appear. In addition, rapid cooling leads to the fixation of fine-crystalline structure, contributing to the increase in the strength of products. 55 With a sharp cooling of the melt, the crystals do not have time to grow to large ones. sizes. In crystalline,

структуре обычно возникают более высокие термические напр жени , что приводит к снижению прочности по сравнению с мелкокристаллической структурой изделий.The structure usually exhibits higher thermal stresses, which leads to a decrease in strength compared with the fine-crystalline structure of the products.

В интервале температур 500-700с скорость охлаждени снижена .до 130-170 град/ч, так как в этом интервале происходит кварцевый эффект, т.е. переход кристаллической структуры кварца из и. в и форму при 576 С с увеличением в объеме в 2,5 раза, что и приводит к растрескиванию изделий при быстрых режимах охлаждени , способствующих возникновению в этом интервале кварцевых эффектов. Интервал 500-700°С вл етс оптимальным, так как во внутренних сло х издели , где охлаждение замедл етс , кварцевые эффекты могут происходить и при более высоких температурах . Выше и ниже этого интервала кварцевые эффекты не происход т, поэтому режимы охлаждени могут быть более быстрыми. Этим объ сн етс ускорение охлаждени изделий ниже 500с до 200 град/ч, чтобы ускорить процесс производства изделий.In the temperature range of 500-700C, the cooling rate is reduced to 130-170 degrees / h, since in this range the quartz effect occurs, i.e. transition of quartz crystal structure from and. to form at 576 ° C with a 2.5-fold increase in volume, which leads to cracking of products under fast cooling conditions, which contribute to the occurrence of quartz effects in this range. The interval of 500-700 ° C is optimal, since in the inner layers of the product, where cooling slows down, quartz effects can occur at higher temperatures. Above and below this range, quartz effects do not occur, so cooling modes may be faster. This explains the acceleration of cooling products below 500 s to 200 degrees / hr, in order to speed up the process of manufacturing products.

По внешнему виду издели ,.изготовленные по предлагаемому способу, имеют достаточно плотную однородную структуру и не имеют признаков растрескивани , в то врем как издели , изготовленные по известному способу (составы 15-17), в верхней части имеют крупнопористую структуру за счет всплыти лёгкого керамзитового грави в процессе вибрировани , а после резкого охлаждени на воздухе имеют сетку мелких трещин, что приводит к снижению прочностных показателей этих изделий. iIn appearance, the products manufactured by the proposed method have a fairly dense homogeneous structure and have no signs of cracking, while products made by a known method (compositions 15-17) have a large-porous structure in the upper part due to the emergence of lightweight claydite Gravels in the process of vibrating, and after sudden cooling in air, have a grid of small cracks, which leads to a decrease in the strength characteristics of these products. i

Издели , охлаждаемые на воздухеAir cooled products

до (состав 1), также имеют микротрещины, хот и в значительно меньшем количестве, чем у изделий, изготовленных по известному способу Издели , охлаждаемые на воздухе до 700-800°С и до 500°С - со скоростью 130-170 град/ч не имеют трещин и, как видно из таблихД), имеют наибольшие прочностные показатели. Издели , охлаждаемые до 900 С на воздухе (состав 5), а затем со скоростью 180 град/ч имеют несколько микротрещин из-за быстрого охлажден в зоне кварцевых эффектов (500600°С ). Эти данные свидетельствуютto (composition 1), also have microcracks, although in much smaller quantities than products manufactured by a known method. Products cooled in air to 700-800 ° C and up to 500 ° C - at a speed of 130-170 degrees / h do not have cracks and, as can be seen from Tables D), have the greatest strength properties. Products cooled to 900 C in air (composition 5) and then at a speed of 180 degrees / h have several microcracks due to rapid cooling in the zone of quartz effects (500600 ° С). These data indicate

о ToMj что оптимальным вл етс охлаждение на воздухе до 700-800°С и до 500 С - со скоростью 130170 град/ч. Ниже 500 С скорость охлаждени может быть увеличена до 200 град/ч.About ToMj, the best option is air cooling to 700-800 ° C and up to 500 ° C at a speed of 130170 degrees / h. Below 500 ° C, the cooling rate can be increased to 200 deg / h.

Преимуществами предлагаемого способа вл ютс обеспечение большей прочности за счет высокой плотностиThe advantages of the proposed method are to provide greater strength due to high density.

изделий благодар сочетанию вибрировани и давлени при выдавливании издели ив то же врем сохранение его теплозащитных свойств за счет применени пористого заполнител , который после заливки его расплавом приобретает закрытую пористую структуру, обеспечивающую хорошие теплозащитные свойства издели м.products due to the combination of vibrations and pressure when extruding the product and at the same time maintaining its heat-shielding properties due to the use of a porous filler, which after pouring it with the melt acquires a closed porous structure that provides good heat-shielding properties of the product m.

Claims

. METHOD FOR PRODUCING PRODUCTS FROM SLAG CASTING, including laying, filling the filler into a mold, heating it, pouring it into the melt form and vibrating it, characterized in that, in order to increase the strength and uniformity of the product structure in height, as well as to increase the heat-protective properties of slag casting , the filler is heated to a pyroplastic state, vibration is performed for 15-45 s, after which the mold is rapidly cooled in air to 800-900 ° C, the product is squeezed out of it with a punch from top to bottom and oh-. cradle it first in air up to 700 ~ 800 ° C, and then in the furnace - up to 500 C at a speed of 130-170 deg / h and from 500 to 40 ° C at a speed of 200 deg / h. §