Способ получения каменного литья Советский патент 1992 года по МПК B28B1/54 

Изобретение относится к камнелитейному производству, в частности к производству петрургического расплава для производства плиточных и фасонных изделий.

Известен способ получения каменного литья, по которому шихту расплавляют и расплав выдерживают при 1320-1350°С в течение 1.0-2,5 ч, охлаждают со скоростью 8-12 град/мин до 1 50-1280°С и заливают в подогретые графитовые формы. Отформованные отлипки кристаллизуют и течение 5-10 мин при 980-1050°С. Способ требует длительного времени приготовления расплава и высокой температуры термообработки от л инок, что совершенно не экономично.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату ясляетс.л способ получения каменного литья путем плавления шихты, сосючщ- й из горной или осадочной породы и мапшисодоржащих добавок - доломита и магшлита. а также модифицирующей добавки ч пидо порошка хромистой руды рлзлипш рлсплапп п формы, формирования и термоооработ«.и отливок.

Доломит вводят вхостав шихты L виде пыли и крошки, являющихся отходами при производстве металлургического доломита. Магнезит также вводят с шихту в виде мелкой крошки, которая получается после обжига и дробления природного минерала. Мелкая, особенно пылевидная, фракция существенно затрудняет процесс плавления основной части шихгы, за счет чего удлиняется процесс приготовления расплава до 2,5-2,8 ч. Кроме того, магнезит - тугоплавкий материал, поэтому температуру п пло пильной печи приходится повышать до 1380-И20 С,

Цел и изобретения - снижение температуры и гфемони плавления

Для достижения постаппс нной цели в состав шихты н; основе юрной или осадоч ной породы п качссгоо добапки ЫЮДИЮР тальковый сланоц в количество 10-2Г млс.%, Толькооий сланец природное иско- пгшмос. имсо с юдуюи ий постои, мас.у.

(Л С

arc&

м

Сл5

СП

о о

4ь.

SI02 44.15-46.9; ТЮ2 0.11-0,3; AI203 7.85- 8.30: Ре20з 0,86-3.20; FeO 7,85-8.60 CaO 1.60-10.90; MgO 25.64-26.40; N100.11-0,14; KaO 0.11-0.30.

Предлагаемый способ отличается от известного наличием в составе шихты талькового сланца, состав которого отличается от состава традиционных добавок - доломита, магнезита и горнблеидита. За счет введения в состав талькового сланца возможно снизить температуру рабочего пространства плавильной печи и уменьшить длительность процесса приготовления расплава.

Тальковый сланец содержит значитель10

его прочностных свойств. Наличие же в тальковом сланце окислов никеля и щелочей способствует повышению жидкотекучести петрургического расплава.

Содержание в шихте талькового сланца в количестве 10-25% определяется количеством вводимой при этом окиси магния. Повышение количества талькового сланца более 25% резко увеличивает кристаллизационную способность расплава. При этом количество Мд в расплаве достигает 12%. Это приводит к образованию так называемого сухого материала, имеющего пониженное количество стеклообразной фазы

ное количество окислов магния (до 26.40%), 15 (менее 10%) и соответственно низкую соего прочностных свойств. Наличие же в тальковом сланце окислов никеля и щелочей способствует повышению жидкотекучести петрургического расплава.

Содержание в шихте талькового сланца в количестве 10-25% определяется количеством вводимой при этом окиси магния. Повышение количества талькового сланца более 25% резко увеличивает кристаллизационную способность расплава. При этом количество Мд в расплаве достигает 12%. Это приводит к образованию так называемого сухого материала, имеющего пониженное количество стеклообразной фазы

Использование: производство плиточных и фасонных изделий. Сущность изобретения: подготавливают шихту, включающую горные м осадочные породы, и добавку талькового сланца в количестве 10-25 мас,%. плавят при темперзт ре 1300 ±20°С в течение 2,0-2,3 ч. Формируют и термообрабаты- вают отлиоки. Характеристики издепш: износостоГлости 0.02 - 0,03 г/см2, предел прочности при изгибе 58-70 МПа. 1 табл.

поэтому петрургическии расплав на основе горной или осадочной породы в достаточной степени насыщается этим важным для придания кристаллизационных свойств окислом. Тальковый сланец в противопо- 20 ложность магнезиту и доломиту находится в виде кусков размером 50-100 мм, легко плавится (температура плавления около 1250°С) и практически неограниченно растворяется в петрургическом расплаве на ос- 25 нове горной породы. Введение в шихту талькового сланца дает возможность снизить температуру рабочего пространства печи до 1300-1280°С

Введение в шихту талькового сланца, 30 как магнийсодержащей добавки, повышает кристаллизационную способность расплава, снижает температуру кристаллизации литого материала, способствует созданию мелкой и плотной структуры отливки, улуч- 35 шает химическую и термическую стойкость Это определяется т ем что окись магния снижает вязкость расплава, так как МдО способствует разрыву связей между кремне- кислородными тетраэдрами ()4.40

С уменьшением вязкости, т, е. внутреннего трения частиц расплава, облегчается построение пространственной решетки - тем самым ускоряется процесс кристаллизации.45

В тальковом сланце и соответственно в каменном литье с его применением сумма окислов железа ниже, о отношение РозОз/ FcO не преиышэет 0,5 Поэтому практически

противляемость выкалыванию при воздействии абразивных сред, а также малую прочность при изгибе.

Введение в шихту менее 10% талькового сланца и соответственно уменьшение в расплаве резко снижает его кристаллизационную способность При этом образуется литой материал с повышенным содержанием (до 40-50%) стеклообразной фазы. Такое каменное литье имеет низкие механические свойства.

В таблице приведены опытные составы шихт для получения петрургического расплава на основе базальта. Состав базальта, мас.%: SI02 49.46, 2,56; А120з 13.2Г,, Ре20з 3,29; ГеО 9,00. МпО 0,18, МдО 6,41, СаО 9.5; №20 2,44, «20 1.88; Н20 0.50, п.п.п. 1.5.

Химический состав талькового сланца, который использован в опытно-промышленных плавках, мае %: SI02 46,50: TI02 1.02; АЬОз 7.40: Ре20з 3,02; FeO 7,20; МдО 26.10: СаО 28.0; №20 0,50: «20 0.40; Сг20з 0,35: N10 0.20: S 0.22; Н20 0,05; п.п.п. 3,44.

П р и м е р 1. На Донецком камнелитейном заводе проводят опытно-промышленные плавки в газовой вращающейся печи емкостью 1.2 т. Состав шихты, мас.%: базальт 84; тальковый сланец 15. хромистая руда 1.0. Температура рабочего пространства печи 1300-1320 С. время плавки 2 ч. Температура рпсплаоа прь выдаче из плавильной печи 1300°С. В копильнике расплав выпсе окислы железа входят о состав моно- 50 дсрживают о течение 30 мин, а затем произкпинного пироксенээигита, а литой материал обладает мономинеральным строением Изделии из такого материала имеют повышенную термостойкость

Присутстоие о тальковом сланце до 47% SI02 и до 8,3% А(20з обеспечивает содержание остаточной стеклообразной фазы о литом материале в пределах 15-20%. Это придаст материалу отлиоки определенную эластичность, что способствует повышению

противляемость выкалыванию при воздействии абразивных сред, а также малую прочность при изгибе.

Введение в шихту менее 10% талькового сланца и соответственно уменьшение в расплаве резко снижает его кристаллизационную способность При этом образуется литой материал с повышенным содержанием (до 40-50%) стеклообразной фазы. Такое каменное литье имеет низкие механические свойства.

В таблице приведены опытные составы шихт для получения петрургического расплава на основе базальта. Состав базальта, мас.%: SI02 49.46, 2,56; А120з 13.2Г,, Ре20з 3,29; ГеО 9,00. МпО 0,18, МдО 6,41, СаО 9.5; №20 2,44, «20 1.88; Н20 0.50, п.п.п. 1.5.

Химический состав талькового сланца, который использован в опытно-промышленных плавках, мае %: SI02 46,50: TI02 1.02; АЬОз 7.40: Ре20з 3,02; FeO 7,20; МдО 26.10: СаО 28.0; №20 0,50: «20 0.40; Сг20з 0,35: N10 0.20: S 0.22; Н20 0,05; п.п.п. 3,44.

П р и м е р 1. На Донецком камнелитейном заводе проводят опытно-промышленные плавки в газовой вращающейся печи емкостью 1.2 т. Состав шихты, мас.%: базальт 84; тальковый сланец 15. хромистая руда 1.0. Температура рабочего пространства печи 1300-1320 С. время плавки 2 ч. Температура рпсплаоа прь выдаче из плавильной печи 1300°С. В копильнике расплав выводят отлипку плит размером 360 х 240 х 40 мл литьем п массивные формы карусельной машины. Температура разлиоки расплава 1230-1250°С. Формирование отливок про- 5 исходило в течение 2-2.5 мин. Затем отливки загружают в зону рольганговой термической печи с температурой 700°С, В течение 30 мин изделия перемещают в зону печи с температурой 850°С, где происходит кристаллизация литого материала. После

кристаллизации .сделка медленно охлаждают в течение 6-7 ч со скоростью 120 град/ч.

Строение литого материала отливки мелкокристаллическое с размером дендри- тов пироксена 20-30 мкм. Образования пироксена тесно переплетаются со стеклообразными прослойками. Количество стеклообразной фазы не превышает 15%.

Свойства камнелитого материала: предел прочности при сжатии 360 МПэ; при изгибе 65 МПа; износостойкость 0,015 г/см2; термостойкость ДТ 700°С. количество теплосмен при 600°С 20 шт; химическая

стойкость: вН250(конц)99.6%.вНС1(20%) 99.0, щелочестойкость (35% NaOH) 92.5%. Результаты остальных плавок в сравнении с известным способом приведены в таблице. Формула изобретения Способ получения каменного литья путем подготовки и плавления шихты, включающей горные и осадочные породы и добавки, разливки расплава в формы и термообработки отливок, отличающийся тем, что, с целью снижения температуры и времени плавления шихты, в качестве добавки вводят тальковый сланец в количестве 10-15 мае.%.