КАМЕННОЕ ЛИТЬЕ
STONE CASTING

Изобретение относится к производству камнелитых изделии и может быть использовано для защиты металлических конструкций и агрегатов в условиях повышенных температур (200°-900°С) на предприятиях металлургической, химической, горно-обогатительной, энергетической и других областях промышленности.
2
2
3
2
3
2
2
3
2
Известно каменное литье (а.с. 804585, МПК С03С 3/22, опубл. 15.02.81 г.), которое содержит: SiO 42-43; АlO 17-19; FeO 6,5-7,5; FеO 4,5-5,6; CaO 13,5-14,5; MgO 1,5-2,5; NaO 5,5-6,0; CrО 1,5-2,0; MnO 0,2-0,3; ТiO 0,3-0,8. Недостатком данного каменного литья является его низкая термостойкость и прочность.
2
2
3
2
3
2
2
3
Наиболее близким к предлагаемому является каменное литье (а.с. 1433939, МПК С04В 30/00, опубл. 30.11.88 г., прототип), которое содержит: SiO 51-55; AlO 5-12,0; FeO 0,8-1,2; FеО 3,2-5,8; CaO 18,0-27; MgO 4,0-6,0; NaO 1,5-2,5; CrО 1,5-2,5; MnO 0,7-1,2.
3
Также в состав указанного каменного литья включено: SO 0,3-0,6.
2
3
К недостаткам известного каменного литья следует отнести то, что оно содержит высокое процентное содержание окислов железа (FeO+FеO), что увеличивает количество выделяемого магнетита, у которого объемное термическое расширение при 700-900°С достигает 4%, т.е. в 1,5-2 раза больше соседних минералогических фаз, что приводит к значительным локальным внутренним напряжениям и снижению термостойкости.
Также известное каменное литье имеет низкое содержание MgO, что снижает кристаллизационную способность расплава и способствует образованию неоднородных структур по сечению отливки, повышению внутренних напряжений, что также приводит к снижению термостойкости изделий.
В основу изобретения поставлена задача разработать состав каменного литья, который бы обладал повышенными характеристиками термостойкости и прочности за счет снижения остаточных напряжений структуры.
Поставленная задача решается тем, что каменное литье включающее
2
2
3
2
3
2
2
3
2
2
2
3
2
2
3
2
3
2
SiO АlO, FeO, FеО. CaO, MgO, NаО, CrО, согласно изобретению, дополнительно содержит ТiO при следующем соотношении компонентов, мас.%: SiO 57,22-55,8; АlО 9,13-6,0; CaO 21,6-17,4; MgO 14,22-12,0; NaO 3,17-1,2; CrO 1,81-0,4; FеО 1,54-0,5; FeO 0,4-0,l; TiO 0,25-0,1; MnO 0,35 0,1.
Примеры конкретного осуществления изобретения приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Примеры составов каменного литья
Перечень компонентов
Содержание компонентов, мас.%, в составах
1
2
3
4 (прототип)
SiO<sub>2</sub>
57,22
53,08
55,8
53,7
Аl<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
7,6
9,13
6,0
5,0
CaO
17,4
20,24
21,6
23,7
MgO
12,0
11,74
14,2
4,0
Na<sub>2</sub>O
3,17
1,46
1,2
2,5
Fе<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
0,8
1,54
0,5
5,8
FeO
0,2
0,4
0,1
1,0
Сr<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
1,31
1,81
0,4
3,0
MnO
0,1
0,35
0,1
0,7
ТiO<sub>2</sub>
0,2
0,25
0,1
-
SO<sub>3</sub>
0,6
В таблице 2 приведены физико-механические характеристики составов каменного литья.
Таблица 2 - Физико-механические характеристики составов каменного литья.
Технологические параметры
Составы
1
2
3
4 (прототип)
Температура °С при ликвидусе
1300
1320
1350
1280
Вязкость расплава в пуазах при ликвидусе
148
140
102
120
Термостойкость, теплосмен, 900 -20°С на плитах 200×200×25 мм
22
28
30
20
Прочность на сжатие, МПа (на образцах 20×20×20 мм)
185
280
280
220
Сырьем для получения каменного литья могут служить горные породы, переклазохромит, кварцевый песок, доменные шлаки, доломит и др.
Перед загрузкой в печь сырьевые материалы измельчают, просеивают и дозируют в требуемых количествах. Температура плавления предлагаемых составов каменного литья составляет не менее 1300°С. Шихту плавят в дуговых электропечах или вращающихся печах при температуре 1450-1550°С. Готовый расплав из печи спускают в разливочный копильпик для подготовки расплава перед разливкой. Подготовленный расплав разливают в подогретые до 250-300°С земляные или металлические формы. Температура разливаемого расплава составляет 1240-1280°С. Отливки выдерживают 6-8 минут и подвергают охлаждению в туннельной печи со скоростью 30-50°С в час.
Предлагаемый состав каменного литья при указанных соотношениях компонентов снижает до минимума количество минералогических фаз, обеспечивает однородность структуры отливок, снижение остаточных и усадочных напряжений и, как следствие, повышение термостойкости.
В результате снижения напряженности структуры полученный материал обладает повышенной термостойкостью - до 30 теплосмен и прочностью на сжатие до 280 МПа, что выше, чем известный материал, соответственно на 27% и 50%.
Использование предлагаемого каменного литья позволит повысить термостойкость и прочность изготовленных из него плит и других фасонных изделий, обеспечить срок их эксплуатации до 10 лет.