SU1201252A1 - Способ получени термостойких камнелитых изделий - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕРМОСТОЙКИХ КАМНЕЛИТЫХ ИЗДЕЛИЙ путем приготовлени  расплава, разливки его в формы, кристаллизации и отжига, о тличающийс  тем, что, с целью повышени  производительности и эксплуатационных характеристик изделий, после разливки расплава в формы поверхность каждой отливки покрывают слоем колошниковой пыли толщиною 1-2 мм, отливки вьздерживают 3-5 мин, извлекают их из форм, устанавливают одна на другую, кристаллизуют при 860-890с в течение 2030 мин4 а отжигают со скоростью 6070 град/ч.

Description

Изобретение относитс  к производству строительньк материалов, в част ности к способам получени  каменного лить , широко примен емого дл  защиты элементов конструкций, работак цих в услови х истирающего воздействи  сыпучего материала с повьшенной температурой в металлургической, коксохимической , горнообогатительной и цементной промышленност х. Цель изобретени  - повышение производительности и эксплуатационных характеристик каменного лить . Способ получени  термостойких камнелитых изделий включает приготовление расплава, разливку его в формы, покрытие поверхности отливок слоем колошниковой пыли, извлечение отливок из формы и установку их одна на другую, кристаллизацию и отжиг . Колошникова  пыль сплавл етс  с расплавом отливки. Содержащийс  в .ее составе углерод окисл етс  и выг зывает повышение температуры на поверхности отливки, что способствует растворению окислов железа, содержащихс  в колошниковой пьши, в поверхностном слое отливки. При окислении углерода колошниковой пыли происходит смещение кислотно-основного равновеси  в поверхностном слое отливки с. уменьшением концентрации кислорода благодар  чему переохлажденный расплав в поверхностном слое становитс  более сухим и быстро кристаллизующимс  при более низкой температуре. При охлаждении поверхностный слой стекла легко кристаллизуетс  и на отливке образуетс  антиадгезивный поверхностный слой из железосодержащих минералов, происходит своего род цементаци  поверхности отливок при помощи колошниковой пыли. Благодар  быстрому химическому взаимодействию указанной пыли с отливкой образующий с  поверхностный слой не отстает от отливки при выемке ее из формы и загрузке в кристаллизахщонно-отжйговую печь. Ускоренна  кристаллизаци  поверхностного сло  отливки под воздействием колошниковой пьти происходит за счет быстро кристаллизующихс  железосодержащих минералов (сульфида железа FeS; магнетита железистых шпинелидов - твердых растворов ) в качестве центров кристаллизации , а также за счет повышенной скорости кристаллизации железосодержащее го пироксена. Она обусловлена протеканием следующих процессов: с -г 2FeO + СО + Q FeO + 4С + SOj- Fe + 4СО FeO + - Fe304. Закристаллизованный поверхностный слой благодар  повышенной упругости при последующей термообработке преп тствует деформированию отливок, а вследствие несовместимости со стекл нной поверхностью соприкасающейс  отливки - слипанию их. Наличие закристаллизованного поверхностного сло  позвол ет укладывать плиты по всей ширине туннельной кристаллизационно-отжиговой печи одна на другую. В результате кажда  из плит проходит термообработку, наход сь в едином массивном слоеном блоке. Поскольку тепло мезкду плотно соприкасающимис  плитами передаетс  путем теплопроводности, происходит равномерный обогрев каждой плиты без возникновени  опасных внутренних напр жений . Это позвол ет снизить температуру кристаллизации и ускорить охлаждение отливок. Колошникова  пыль,  вл юща с  отходом доменного производства, имеет следукщий химический состав, мас.%: FeO 10-14; 53-57; SiOi 11-15; AIj,03 1-2; MgO 1-2; С 9-15; ЗОз 0,20 ,5; CaO 3-5. Фракционный состав колошниковой пыли следук дий: Размер частиц, мас.% 40-2095,5 20-100,6 10-50,3 5-2,5 2,5-1,252,6 Наложепез стыА сплав из термостойкого каменного лить  составг, мас.%: SiOi 47,5-51; 9-13; 3-4; СаО 20-23; MgO 9-10; 2,4-3,5; 0,5-1,5, получали во вращающейс  плавильной печи, футерованной хромомагнезитовьш кирпичом, при t400°C с последукицей гомогенизацией в течение 1 ч из шихты состава, %: доменный шлак 30, гранит 50, мартеновский шлак 20. Расплав заливали в металлические сборно-разборные формы размером 300

f40Q« 40 MM и посыпали их поверхность колошниковой пылью слоем 1-2 мм с помощью металлического сита путем его встр хивани .

Расплав выдерживали в формах на воздухе в течение 3-5 мин дл  затвердевани  отливки. Затем форму разбирали , а отливки снимали с поддона и с помощью загрузочного устройства помещали в кристаллизационно-отжиговую печь, укладыва  их по всей ширине пода печи (2м) одна на другую высотой в 12 р дов. При этом верхний слой каждой нижней отливки, на который ранее бьта нанесена колошникова  пыль, контактировал с нижним слоем лежащей на ней отливки, на который не наносилась колошникова  пыль. Отливки сначала кристаллизо .вали при 860-890 С в течение 2030 мин, а затем охлаждали со скоростью 60-70 град/ч.

Конкретные параметры осуществлени  способа, а также свойства полученного при этом каменного лить  приведены в таблице.

Колошниковую пыль нанос т слоем 1-2 мм, поскольку меньша  толщина его не обеспечивает образовани  антиадгезивного недеформируемого сло  на отливке, а при большей толщине сло  пыль не успевает растворитьс  в расплаве и осьшаетс  при извлечении из формы и перемещении отливки.

Отливки вьщерживают перед извлечением их из форм в течение 3-5 мин дл  затвердевани  расплава. При более раннем извлечении из форм о.тливки не успевают затвердеть и растекаютс  по поддону, а при запоздаломрастрескиваютс  и отслаиваютс  стекл нные поверхностные слои. При выдержке отливки в форме в течение 3-5 мин температура сло  ее уменьшаетс  от 1350-1280С до 700-750С, а сам поверхностный слой превращаетс  в стекло. При этом в зкость возрастает от до 10-10 2 Па-с. При нанесении колошниковой пыли температура поверхностного сло  отлив-- ки вначале снижаетс  более интенсивно от 1250-1280 с и через 3-5 мин достигает 700-750 с. Поверхностный сло при охлаждении становитс  кристаллическим . В зкость его возрастает от (при 1250-1280С) до 10 10 Па-с через 2 мин(при 950-1000 С) и почти не измен етс  на прот жении

последунмдих 3 мин выдержки отливки в форме. Стекл нный поверхностный слой отливок при последующей термообработке разм гчаетс  и деформируетс , а

кристаллический не подвержен ни разм гчению , ни деформированию.

Кристаллизацию провод т при 860890°С . Снижение температуры кристаллизации отливок из термического лить .

дл  которого она составл ет 920950 с , обусловлено тем, что при термообработке массива (блока) плотно уложенных плит, которые не спекаютс  только при использовании антиадгезив

ных прослоек, образующихс  при нанесении колошниковой пыли, в значительно большей степени используетс  внутренн   теплота массива (блока). Разность температур кристаллизации при

этом остаетс  без изменени : . При меньшей температуре кристаллизации отливк полностью не закристаллизовываютс , а при большей - происходит разм гчение и деформаци  отливок.

пережог их с раскристаллизацией и

ослаблением св зей.между кристаллами (разупрочнение).

Продолжительность кристаллизации 20-30 мин. При снижении ее отливки полностью .не закристаллизовьшаютс  остаетс  много стеклофазы а при увеличении - происходит раскристаллизаци  тонких прослоек стеклофазы между кристаллами и ослабл етс  сцепление между ними.

Скорость охлаждени  отжига составл ет 60-70 град/ч. При снижении ее уменьшаетс  производительность печи и не измен етс  качество изделий, а при увеличении - возникают опасные внутренние нaпp жeшi  и происходит ослабление структуры.

При применении предлагаемого способа производительность существующей технологической линии, получени  термостойкого лить  возрасла в 12 раз без изменени  технологического оборудовани . По известной технологии производительность технологической линии составл ла 12 т/сут, при использовании предлагаемого способа она составила 144 т/сут с использованием одной и той же кристаллизационно-отжиговой печи.

Способ приемлем дл  получени  маложелезистого термостойкого лить , поскольку только у него обеспечиваетс  образование поверхностного антиадгезионного сло . При получеНИИ каменного лить  с повышенным содержанием железа, из-за которого оно не обладает те рмостойкостью и. имеет пониженную температуру кристаллизации и повышенную скорость кристаллизации, слипани  между соприкасающимис  отливками обычно не происходит.

Эксплуатационные характеристики лить  возрастают за счет увеличени дисперсности структуры, изменений в минеральном составе, уменьшени  стёклофазы., релаксации внутренних напр жений и улучшени  условий термообработки. Вхождение окислов железа в состав кристаллизующихс  минералов приводит к снижению их кэффициента термического расширени  и к повышению термостойкости. Коэффициент истирани  лить  снижаетс  за счет повышени  дисперсности и износостойкости железосодержащих минералов . Стойкость в концентрированной практически остаетс  без изменени , а в 30%-ной NaOH возрастает за счет снижени  в структуре

содержани  стёклофазы. Характеристики свойств минералов возрастают также вследствие более равномерной и улучшенной термообработки, происход щей в блоке-массиве, при которой теплоперенос не вызывает возникновени  в отливке недопустимых внутренних напр жений, ослабл ющих структуру .

Claims (3)

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕРМОСТОЙКИХ КАМНЕЛИТЫХ ИЗДЕЛИЙ путем приго товления расплава, разливки его в формы, кристаллизации и отжига, о тличающийся тем, что, с целью повышения производительности и эксплуатационных характеристик изделий, после разливки расплава в формы поверхность каждой отливки покрывают слоем колошниковой пыли толщиною 1-
2. 2 мм, отливки выдерживают
3. 3-5 мин, извлекают их из форм, устанавливают одна на другую, кристаллизуют при 860-890 °C в течение 2030 мин, а отжигают со скоростью 6070 град/ч.

   ю сл ί