СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КАМЕННОГО ЛИТЬЯ Советский патент 1973 года по МПК C04B5/00 

1

Известен способ изготовления каменного литья на основе, например, золы путем плавления шихты, заливки расплава в формы и последующей кристаллизации.

Цель изобретения - получить хорошо полируемый материал Следующего состава, вес. %:

SiOa40-50

А1оОз+Ре20з20-30

RaO+RO10-35.

Достигается это тем, что шихту плавят и выдерживают при температуре 1500-1400°С, затем прИ температуре 1400-1300°С заливают расплав в формы и кристаллизуют при температуре 1300-1150°С.

В качестве сырья используют шлак, летучую золу, получаемую в результате сгорания каменного угля, отвальные породы угольных шахт.

При обработке шихты образуются кристаллические соединения, содержащие 55- 70 вес. % плагиоКлазов, 4-20 вес. % пироксенов, а также 5-25 вес. % окислов, имеющих, например, структуру шпинели, в которой в качестве трехвалентного элемента присутствует РгОз.

Предлагаемый способ позволяет получать каменное литье, состоящее, из кристаллов с размерами 0,1 -10 мм.

Сырьевые материалы, иногда вместе с добавками, подвергаются плавлению. Если сырьевые материалы не содержат топлива, то смесь расплавляется при помощи внешнего обогрева.

При наличии в сырьевых материалах топлива процесс плавления можно проводить различными технологическими методам-и Если каменный уголь сжигается в шлакоплавильной печи, то шлак выливается из печи в расплавленном состоянии и в подаче дополнительного тепла для поддержания процесса плавки нет необходимости.

При введении добавок практически нейтральных с точки зрения коррозии целесообразно смешивать их с измельченным каменным углем, так как в этом случае происходит равномерное распределение добавки во всем объеме материала. Часть или все количество добавки можно вводить в уголь, находящийся в камере сгорания. Часть или все добавки, присутствие которых может вызвать коррозию футеровки печи, смешивают с расплавом при выпуске его из печи.

Если каменный уголь сжигают в печи, из которой шлак, летучая зола или просто зола удаляются при низкой температуре, то сырьевые материалы расплавляют с дополнительным обогревом и добавки вводят в расплав.

Часто шлак, используемый в качестве исходного материала, выпускают из печи при относительно высокой температуре, но в твердом состоянии (печи с принудительной циркуляцией с подвижной колосниковой решеткой). В этом случае шлак имеет температуру около 800-1000°С и расплавляется при помощи дополнительного тепла. Подобные условия возникают, когда в качестве исходного материала используют золу с температурой около 100°С.

В .качестве исходного материала или добавок молшо .использовать отходы отвальных пород, получаемые при разработке каменноугольных шахт. Материал расплавляется при помощи внешнего обогрева, но уголь, содержащийся в отходах, дает дополнительную энергию.

В некоторых случаях в качестве добавок используют минералы, иногда - неорганические соединения, например, в виде окислов.

Химический состав добавок можно изменять регулированием температуры плавления, вязкости и температуры кристаллизации.

Весьма выгодно, когда основной сырьевой материал содержит фтор и карбонаты, что , уменьшает вязкость расплава в той области температур, где наиболее целесообразно проводить затвердевание расплава.

Для окрашивания искусственной породы можно добавлять минералы или химические соединения, цвет которых отличается от цвета исходного материала.

В зависимости от исходного материала состав и количество добавок можно варьировать в широких пределах. Например, если в исходном материале - шлаке содержится относительно большое количество алюминия, то точка плавления такого материала будет весьма высокой и условия кристаллизации неблагоприятными. Образующиеся кристаллы оказыв ают влияние на свойства получаемого продукта, например на его прочность или восприимчивость к полировке. В этих случаях целесообразно добавлять вещества, содержащие магний или кальций. Целесообразно заменять легко расплавляемые стеклообразные риолитовые туфы на недостающее количество двуокиси кремния. Содержание

щелочей в получаемом продукте регулируют путем добавления фенолита, а содержание кальция - введением известняка.

Состав искусственной породы, изготовленной по предлагаемому способу, рассчитывают заранее, принимая во внимание химический состав исходных материалов, добавок и метода их обработки. Кристаллическая структура получаемого продукта соответствует, в

основном, расчетным величинам. Текстура

искусственной породы похожа на структуру

естественных пород с тем же химическим

составом.

Расплав соответствующего состава вводят

в печь, в которой его выдерживают при высокой температуре 1500-1400°С. Цель этой стадии, во-первых, заключается в том, чтобы удалить газообразные включения, содержащиеся в смеси, т. е. провести осветление

этой смеси. Цосле этого высокотекучий расплавленный материал выливается в изложницы (форму). После отливки в формы целесообразно проводить кристаллизацию в печи туннельного типа, в которой должен быть

выдержан заданный градиент температур. Размер отдельных кристаллов и текстур получаемого продукта можно менять регулированием температуры при кристаллизации. В зависимости от требуемых свойств получаемого продукта и от температуры оптимальной кристаллизации кристаллов, при необходимости можно вводить окрашивающие добавки в ходе процесса кристаллизации.

Предмет изобретения

Способ изготовления каменного литья на основе, например, золы путем плавления шихты, заливки расплава в формы и последующей кристаллизации, отличающийся тем, ЧТО , с целью получения хорошо полируемого материала состава, вес. %:

SiOa40-50

ЛиОз+РегОз20-40

R2O+RO10-35

шихту |плавят и выдерживают при 1500- 1400°С, затем при 1400-1300°С заливают расплав в формы и кристаллизуют при 1300- И50°С.