Каменное литье Советский патент 1983 года по МПК C04B23/02 C03C3/22 

00

s|

Изобретение относится к производству строительных материалов; s частности к производству камнелитых изделий, предназначенных для защиты от воздействия высоких температур и .резких температурных перепадов металлоконструкций, аппаратуры и оборудования горнообогатительной, энергетической, металлургической, химической и других отраслей промышленности .

HaeectHO литье 1 следующего состава, мас,%:

SIO

8-10

TiOo,

10-13

A 1,0,,

6-8

Рег%

5-7

FeO

11-13

CaO /,-ij.

MgO

0,5-1,5

и, кроме того, окислы редкоземельных элементов 1-1,5.

Указанный состав содержит значительное количество окислов титана и окислов железа, образующих при кристаллизации титаномагнетит, магнетит и титанистые авгиты, котЬрые резко понижают термостойкость и кислотостойкость материала.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является состав каменного литья С 23, включающий компоненты, мас.:

W,5-51,0

Si02 10,5-12,0

A 12.03 20 -22

CaO 7,5- 8,5

MgO О,it- 0,6

FeO 2,5- 3,5

Fe-iP 5,2- 6,5

MnO 1,5- 1,9

Сг2.0 0,2- 0,3

TiOi 1,5- 20

M

Тё рмостойкость этого состава, оцениваемая по количеству , составляет при 600-20С 680-720 циклов, что для изделий, предназначенных для защиты оборудования и металлоконструкций, работающих в условиях многократных температурных перепадов - футеровок пылепроводов, рамп тушения кокса, недостаточно.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной термостойкости.

Указанная цзль достигается тем, что каменное литье, включающее , Aepi, CaO, MgO, FeO, ,,

О, , , NaiO и , дополтельно содержит и SOg при едующем соотношении компонентов, с.%:

Si02 15-23

А12.0з 7-19

CaO 5-8,7

MgO 0,5-1,0

FeO

k-6

MnO 0,2-0,5 0,5-1,0

TiOa, 0,7-1,0

0,3-1,0

1,0-1,5

KiO 0,3-1,3

Pa(V 0,-1,5,

SO

Fe

и этом соотношение 0,12-0,17.

Это содержание компонентов обуславливает определенную структуру и фазовый состав каменного литья, что проявляется в показателях термостойкости и механической прочности.

Приведенное соотношение и SOa интенсифицирует процесс выделе- . ния начальных фаз - хромшпинелидов () ( Сг, Al),j( и сульфидов 0, железа (FeS), увеличивая содержание основной кристаллической фазы твердых растворов на основе пироксена и обуславливая более высокую степень дисперсности кристаллических образований. Повышение содержания вследствие его ограниченной растворимости, привЪдит к уменьшению прочности и термостойкости из-за наличия реликтовых частиц хромсодерQ жащих добавок, являющихся концентраторами напряжений.

Количество . меньше 0,5% не обеспечивает каталитического эффекта в петрургических расплавах указанных составов.

, Повышение содержания 50 сверх указанных пределов затрудняет осветление расплава. Меньшее содержание SO-, чем 0,4, не обеспечивает образования необходимого количества сульфидов железа, уменьшая -содержание начальных фаз, способствующих эпитаксиальной кристаллизации основной фазы в виде твердых растворов на основе пироксена.

Уменьшение содержания ниже 15% равно как и увеличение количества СаО более 19%, повышает линейную скорость роста кристаллов, предопре31

деляя грубодисперсную структуру материала, что снижает его механическую прочность и соответственно термостойкость.

Введение Р и ТЮ, в указанных пределах модифицирует процесс агрегации пироксенной фазы, повышая степень дисперсности кристаллических образований.

Повьшение содержания МпО свыше 0,5% приводит к увеличению количества остаточной стеклофазы, что негативно сказывается на термостойкости материала.

Содержание оксидов железа FeO и в указанных количествах и отношение FeO/Fe O,равное 0,12-0,17, способствует минимальному выделению начальной кристаллической фазы магнетита (FeOFe O), что обеспечивает повышение термостойкости материала. При увеличении отношения FeO/Fe O более 0,17 резко повышается содержание магнетита, что приводит к снижению термостойкости. Уменьшение отношения feO/fe O ниже 0,12 приводит к понижений общего содержания кристаллической фазы в материале вследствие меньшего коли ««ства образующихся центров кристаллизации, что снижает прочнос материала.

Пр14веденное соотношение SiO-j,, tiO, , ,,, MgO, CdO обеспечивает максимально возможное выделение твердых растворов на основе пироксена. Содержание более 23 увеличивает количество остаточ7 ,

ной стеклофазы, что приводит к понижению термостойкости отливок. Уменьшение ниже 15% приводит к образеванию грубодисперсной структуры

материала, что снижает его механическую прочность и соответственно термостойкость.

Отклонения содержания компонентов за указанные пределы не обеспечивает

комплекса физико-химических свойств: высокой термостойкости, износостойкости и предела прочности при сжатии. В этом случае не достигается оптимального содержания основной кристаллической фазы - т,вердых растворов на основе пироксена. И только каменное литье указанного состава, имеющее 85-90% пироксеновой фазы, обогащенной алюминатной составляющей, характеризуется повышенной термостойкостью850±10 - 900tlO°C, количеством теплосмен 750-800 циклов при температурных перепадах 700-20 С, высокой износостойкостью 0,008-0,010 г/см при

удовлетворительных значениях предела прочности при сжатии , 550-770 МПа и плотности 2750-2820 кг/м.

Примеры. В качестве сырья для получения данного состава каменного литья используют шлаки, золу или шихту из осадочных горных пород-песка, доломита, глины с добавками хромита, сернокислого хрома, апатитов.

По составам, указанным в табл.1, изготавливают изделия, свойства которых приведены в табл.3.

Таблица 1

1010037

Продолжение табл. 1

КАМЕННОЕ ЛИТЬЕ, включающее SiO, AliO,, CaO, MgO, FeO, , MnO, , ,, Na2.0, K,j,0, о тличающееся тем, что,с целью повышения эксплуатационной термостойкости, оно дополнительно содержит PijjOf и 50з при следующем соотношении компонентов, мас.%: i , FeO при этом соотношение 0,12-0,17.

Температура плавления шихЙ50-1500 IJSO-ISOO

ты, С

Температура выработки рас1250-1270 1250-1270 плава,С

920-950 930-950

970±10 870t20 860ЯО. 800770750

1500-1550 1500-1570

1500-1550

1270-1300 1350-1370

1270-1300

950-980 950-1000

950-970

850±10 ИЗО ,

790при ЛТ 600-20С

720 7 Свойства каменного литья

0,010

0,009

Предел прочности, при сжатии,МПа

Высокие показатели термостойкости и износостойкости каменного литья данного состава в сочетании с удовлетворительной механической прочностью позволяют рекомендовать его для защиты металла оборудования и сооружений различных предприя0,008

0,008

0,010

тии многих отраслей промышленности. Это позволяет увеличить срок службы футерованных систем, надежность их работы и сокращает расход металла, где футеровка подвергается химическому разрушению, температурным перепадам и воздействию абразивных сред. 10100378 Номера составов каменного Питья -Т г--Т Г--т--т-Продолжение табл. Прототип