Каменное литье
Патент 1010037
Авторы
Каменное литье
Иллюстрации
Реферат
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.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3327898/29-33 (22) 18.08;81 (46) 07.04.83. Бюл. и 13 (72) Л.К.Тимофеева,И.П.Иышенкова и В.B.Íå÷àåâ (71) Государственный научно-исследовательский институт стекла (53) 666.199 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
H 42364 1, кл. С 03 С 3/22, 1974.
2. Авторское свидетельство СССР
Н 697415, кл. С 04 В 23/02, 1979 (прототип). (54)(57) KAHEkkOE ЛИТЬЕ, включающее
S i O, А1 О, СаО, Mg0, Fe0, F O>, ИпО, Сг О, Т) О, Ma 0, К О, о тличающееая тем, чтос целью повышения эксплуатационной тер,.SU„„, 1010037. А
З50 С 04 В 23/02; С 03 С 3/22 мостойкости, оно дополнительно содержит Р О и 50 при следующем . соотношении компонентов, мас.3: От 44-57
AQ С 15-23
Са0 7-19
ИдО 5-8,7
FeO О. 5-1,0
Fe
ИпО 0,2-0,5
С г О 0,5-1, О
T i 02. О, 7-1,0
Na<0 0,3-1,0
К О 1,0-1,5
Pg Q 0,3-1,3
SO 0,4-1,5, при этом соотношение Feo : Fe О =
= 0,12-0,17, 1 10
Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к производству камнелитых изделий, предназначенных для защиты от воздействия высоких температур и,резких температурных перепадов металлоконструкций, аппаратуры и оборудования порнообогатительной, энергетической, металлургической, хими" ческой и других отраслей промышленности.
Известно литье (1) следующего состава, мас.4:
ЫО, 41-46
Ti Oa. 8-10
A1ð 0 10-1 3
Ге 9 6-8
ГеО 5-7
СаО 11-13
MgO 4-5 в,о 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, которые резКо понижают термостойкость и кислотостойкость материала.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является состав каменного литья 5 2$, включающий компоненты, мас.3:
SiO2 48,5-5 1,0
А12 О 10, 5-12,0
СаО 20 -22
MgO 7,5- 8,5
FeO 0,4- 0,6
Fe O> 2,5- 3,5
Мпс 5,2- 6,5
Сг О 5 1,9
Т1 О . 0,2- 0,3
R О 1,5- 20
Термостойкость этого состава, оцениваемая по количеству теплосмен, составляет при 600-20 С 680-720 циклов, что для изделий, предназначенных для защиты оборудования и -ме- таллоконструкций, работающих в условиях многократных температурных пере падов - футеровок пылепроводов„ рамп тушения кокса, недостаточно.
Целью изобретения является повышение эксплуатационной термостойкости.
Указанная цзль достигается тем, что каменное литье, включающее
Si0, AEg>, СаО, MgO, FeO, Fe>0, 10037 2
МпО, Cr<0<, Ti0<, NaiO и КлО, дополнительно содержит Р> О и SO> при следующем соотношении компонентов, мас.4:
5 02 44-57
А1 0g 15-23
СаО 7-19
Мс10 5-8,7
ГеО 0 5-1,0
10 Ге О 4-6
МпО 0,2-0,5
С г О 0,5-1,0
Ti + 0,7-1,0
Na O О, 3-1,0
15 КдО 1,0" 1,5
Р С 0,3-1,3
SO 0,4-1,5, при этом соотношение Fe : Fe О, =
= 0,12-0,17.
20 Это содержание компонентов обуславливает определенную структуру и фазовый состав каменного литья, что проявляется в показателях термостойкости и механической прочнос25 ти.
Приведенное соотношение Cr О и
БОЪ интенсифицирует процесс выделе-ния начальных фаз - хромшпинелидов (Hg„Fe) (Сr., А1) Ол и сульфидов щ, железа (FeS), увеличивая содержание основной кристаллической фаэытвердых растворов на основе пироксена и обуславливая более высокую степень дисперсности кристаллических об- разований. Повышение содержания
Cr О вследствие его ограниченной растворимости, приводит к уменьшению прочности и термостойкости из-за наличия реликтовых частиц хромсодер40 жащих добавок, являющихся концентраторами напряжений.
Количество Cr О> меньше 0,53 не обеспечивает каталитического эффекта в петрургических расплавах указанных составов.
Повышение содержания SOy сверх указанных пределов затрудняет осветление расплава. Меньшее содержание
S0> чем 0,44, не обеспечивает обра50 зования необходимого количества сульфидов железа, уменьшая содержание начальных фаз, способствующих эпитаксиальной кристаллизации основной фазы в виде твердых растворов на основе пироксена °
Уменьшение содержания А1 0 ниже
15л равно как и увеличение количества
СаО более 193, повышает линейную скорость роста кристаллов, предопреТ а б л и ц а 1
Составы каменного литья
Компоненты, мас.3 Т
2 3
47,2 5?,0
54,9
44,0
AI kg
18,0
15,0 16,0
23,0
СаО
7,0
19:0 7 5
17,35
8,7
8,7
6,0
5,00
0,75
0,8
1,0
0,5
Fe0
4,0
6,0
5 5
Fe<0>
0,2
0 3
0,4
0,5
ИпО
3 10 деляя грубодисперсную структуру материала, что снижает его механическую прочность и соответственно термостойкость.
Введение Р 0 и TIO в указанных пределах модифицирует йроцесс агрегации пироксенной фазы, повышая степень дисперсности кристаллических образований.
Повышение содержания ИпО свыше
0,53 приводит к увеличению количества остаточной стеклофазы, что негативно сказывается на термостойкости материала.
Содержание оксидов железа FeO u
Fe О> в указанных количествах и отношение FeO/Ге О,равное 0,12-0,17, способствует минимальному выделению начальной кристаллической фазымагнетита (ГеО Ге, О ), 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 Fe0/F ОЗ ниже
О, 12 приводит к понижений общего содержания кристаллической фазы в материале вследствие меньшего количества образующихся центров кристаллизации, что снижает прочност материала, Приведенное соотношение Si0>, Т10, Р О ., Al О, NgO, COO обес печивает максимально возможное выделение твердых раствОров на основе пироксена. Содержание А1 0 более
234 увеличивает количество остаточI 0037 4 ной стеклофазы, что приводит к понижению термостойкости отливок, Уменьшение АI О ниже 153 приводит к образованию грубодисперсной структуры
S материала, что снижает его механическую прочность и соответственно термостойкость.
Отклонения содержания компонентов за указанные пределы не обеспечиввет комплекса физико-химических свОйств:, высокой термостойкости, износостойкости и предела прочности при сжатии.
В этом случае не достигается оптималь" ного содержания основной кристаллической фазы — твердых растворов на основе пироксена. И только каменное литье указанНого состава, имеющее
85-903 пироксеновой фазы, обогащенной алюминатной составляющей, харак"
20 теризуется повышенной термостойкостью850+ - 900 10 С, количеетвом теплосмен 750-800 циклов при температурных перепадах 700-20"С, высокой износостойкостью 0,008-0,010 г/см при
>5 удовлетворительных значениях предела прочности при сжатии 550-770 ИПа и плотности 2750-2820 кг/м
Пример ы. 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, укаэанным в табл. 1, изготавливают изделия, свойства которых приведены в табл.3.
1010037 Продолжение табл, 1
Составы каменного литья
) 2 1 3
Компоненты, мас.3
0 5
1,0
СГ2 ОЗ
Т10, 1,0!,0 1;0
На О
0 3
1 ю5
1,0
К О
0,3
0,8
0,4
ЬО
0,7
Fe0/Ге О.
0,14
0,15
Таблица 2
Технологи ческие параметры получе ния каменного литья
Состав каменного литья
Прототип
2 3 4
Температура плавления шихты, С
1450- 1500 1450-1500 1500-1550
1500-1550 1500-1570
Температура выработки расплава, С
1270-1300 1350-1370
l 250-1270 1250-1270 270-1300
Иаксимальная температура кристаллизации, С
950-970
920-950 930-950
Т а б л и ц а 3
Номера составов каменного литья
1 ) Свойства каменного литья
Прототип
2 3 4
970+10 870 20 860ИО
850+10 1130
Термостойкость по количеству теплосмен при
ЬТ 700-20 С, циклы (ГОСТ 11103-64) 800
770 при AT 600-20 С
720
750
790
Термостойкость С (ГОСТ 11103-64) 0,8 1,0
09 0,7
0,7 0,3
1,0 1,0
1,0 1,3 ! 0 1,5
0,17 0,12
95О =980 950-1000
Продолжение табл. 3
Е » а
1010037
Номера. составов каменного. Литья
Свойства каменного литья
npoTOTHП
2 3
Износостойкость, r/ñìà (Гост 6787-80) 0,008
0,008
0,010
0,010
0,009
Предел прочности при сжатии,МПа (ГОСТ 4071-80) 520
320
710
550
770
2780
2750
3000
Составитель А, Заславская
Техред К.Мыцьо Корректор Е. Роако
Редактор Н. Горват
Заказ 2396/9 Тираж 620 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, N-35, Раушская наб., д. 4/5
Ю
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Э
Плотность,кг/м (Гост 473.4-72) 2826 2800
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 предприятий многих отраслей промышленности.
Это позволяет увеличить срок службы футерованных систем, надежность их работы и сокращает расход металла, где футеровка подвергается химическому разрушению, температурным пере" падам и воздействию абразивных сред.