Каменное литье
Иллюстрации
Реферат
КАМЕННОЕ ЛИТЬЕ, включающее SiOi, , AljO, , FeO, MnO, MgO, CaO, и KjO, о т л и ч aю щ е е с я тем, что, с целью повышения сопротивления изгибу и стойг кости к истиранню, оно содержит указанные компоненты при следующем соотношении мас.%: SiOz 40-45 ТЮг 11-13 AljO, 28-31 1,5-4,0 FejOj 0,01-1,0 FeO MnO 0,01-0,06 MgO 11-13 0,01-0,4 CaO 0,01-0,7 KoO 0,01-2,0
COOS СОВЕТСКИХ
СОЦ)4АЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТБУ. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГП4Й (21) 3601660/29-33 (22) 02.06.83 (46) 23.09.84. Вюл. Ф 35 (72) Л.К. Тимофеева и И.В. Лошкарева (71) Государственный научно-исследовательский институт стекла (53) 666.199(088.8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР
В 804585, кл. С 03 С 3/22, 1979.
2. Авторское свидетельство СССР
IIs 937375s кл. С 04 В 23/02, 1980 (прототип). (54)(57) КАМЕННОЕ ЛИТЬЕ, включающее
SiOg, Ti0 s AlgOgs Fe
SiOz 40-45
Ti0z. 11 13
А). 0 . 28-31
Ре О 1,5-4,0
Fe0 0,01-1,0
МпО 0,01-0,06
Мдс 11-13
СаО 0,01-0,4
Na<0 0,01-0,7
К,О 0,01-2,О
Ф 1114
Изобретение относится к производству строительных материалов и мажет быть использовано для получения камнелитых фасонных и плиточных изделий, обладающих повышенной стойкостью к истйранию и прочностью, обеспечи5 вающими эффективную защиту металлоконструкций и аппаратуры, работающей в условиях истирающего и ударного воздействия пневмо- или гидротранО спортируемого материала в системах предприятий металлургической, коксохимической, горнообогатительной, цементной промышленности и в дорожном строительстве.
Известно каменное литье 111 следующего состава, мас.Х:
SiO 46-48
AlгОз 8-12
Fe О5 8-14
FeO 0,7-1,2
Сао t8-2О
NgO 3-4
NnO 0,7-0,9
TiOz 1-2
Cr гО 0,2-0,5
NazO 0,2-0,8 к,о .0,9-1,4
Однако указанный состав содержит значительное количество оксидов железа и кальция, что обуславливает недостаточно высокую стойкость материала к истиранию вследствие образования диопсида и геденбергита, имеющих твердость по шкале Мооса 5-6.
Наиболее близким по технической
35 сущности и достигаемому результату к изобретению является каменное литье. включающее, мас.Х:
SiOã 47 55 тхОг 0,5-2,0
А1209 13,5-17,0
Fez0 0 5-6,3
FeO 1,0-9,5
NnO 0,1-0,5
NgO 5,0-10, О
Сао 8,0-18,0
Na,О 1,0-. 2,5 к о 0,5-1,0
СггОЗ 0 5-2,5
50 при отношении Гео к Ге оз, равном
1,5-2,0 (22.
Однако известный состав имеет недостаточную износостойкость и механи- 55 ческую прочность, так как основная минеральная фаза материала - твердые растворы на основе пироксена, обла649 2 дает твердостью 5-6 по шкале Мооса и относительно высокой линейной скоростью роста кристаллов.
Целью изобретения является повышение сопротивления изгибу и стойкости к истиранию.
Указанная цель достигается тем, что каменное литье, включающее Sion, TiOz, AlzO3, Fe
Сао, Nacho и Kzo, содержит указанные компоненты при следующем соотношении, мас.Х:
Si0z 40-45
Ti0z 11-13
Аl го 28-31
FezO> 1,5-4,0
FeO О, 01-1, О
Мпо 0,01-0,06 м8о 11,0-13,0
Сао О, 01-0, 4
NazО О, 01-0, 7
К20 0,01-2,0
Содержание Sio в количестве
40-45 мас.Х, А1 0з в количестве
28-31 мас.Х и Ngo в количестве
11-13 мас.X обеспечивает максимально возможное выделение кордиерита (2NgO -2А1 0з 5810д ), шпинели (Ngo» .А1гоа) и сапфирина (2Ngo 2Algog Sion)фаз с повышенной твердостью (7-8 по шкале Мооса), что обусловливает высокую стойкость материала к истиранию и значительное сопротивление изгибу, I
Увеличение содержания Sio@>45 мас. Х и А1 0 ) 31 мас. Х повышает содержание остаточной стеклофазы, что не позволяет получать материал с высокими показателями предела прочности при изгибе и износостойкости.
Содержание Sioz с 40 мас.Х и
Al Оз а 3 1 мас.Х затрудняет кордиеритообразование и кристаллизацию шпинеЛесапфириновой фазы. Вследствие этого литье не обладает высокой износостойкостью и повышенным сопротивлением изгибу.
Увеличение количества Ngo> 13 мас.Х повышает содержание клиноэнстатита (Hg0 Si0Z), обладающего меньшей твердостью, чем кордиерит, шпинель и сапфирин. Это обусловливает понижение сопротивления истиранию литого материала, отличающегося к тому же грубозернистой структурой, что проявляется в уменьшении его предела прочности при изгибе.
Содержание компонентов, мас.Ж, в составе
1 2 3 4
Компоненты состава
SiO<
43,51
42
0,5
17,0
"403
28
Fe<0>
4,0
1,5
0,5
FeO
0,3
1,0
0,01
1,0
0,3
0,4
СаО
0,01
0,2
14,79
5,25
0,48
0,01
0,7
Na O
0,25
2;5
КО
2,0
0,01
О, 15., 1,0
0,05
0,05
0,01
0,06
ИпО
0 5!
Cr О
1,96
3 1114
Содержание Mg0 а 11 мас.Х не обеспечивает полноты процессов кристаллизации кордиерита и шпинелесапфириновой фазы.
Наличие СаО, NB 0, K O и МпО в
5 указанных пределах оказывает модифицирующее воздействие на процессы кристаллизации шпинелесапфириновой фазы и кордиерита, обеспечивая высокую степень дисперсности кристаллических образований этих фаз (1-3 мкм). затрудняя агрегирование и перекристаллизацию.
Увеличение содержания Na Oo 0,7 и К О > 2 мас.7. подавляет образование кордиерита. Содержание Na>0 0,01 и К О с 0,01 мас.% неэффективно с точки зрения модифицирующего воА действия на процесс кристаллизации основных фаз.
Повышение концентрации СаО ) 0,4 и ИпО 0,06 мас.7 приводит к образованию пироксеновой фазы, обладающей недостаточной твердостью и высокой линейной скоростью роста кристаллов, что сказывается в уменьшении предела прочности при изгибе и стойкости к истиранию.
Ti0 в количестве 11-13 мас.Ж каталитически интенсифицирует кристаллизацию фаз с повышенной твердостьюкордиерита, шпинели, сапфирина, при
649 4 высокой степени дисперсности их образований. Увеличение содержания TiO>>
> 13 мас.Х способствует образованию повышенного количества рутила (Т О ), имеющего меньшую твердость (6-6,5 ед. по шкале Мооса), что обуславливает понижение стойкости к истиранию.
Уменьшение содержания TiO а 11 мас,X приводит к понижению количества кордиерита и шпинелесапфириновой фазы, определяющих основные .эксплуатационные свойства литого материала — высокую стойкость к истиранию и предел прочности при изгибе.
В качестве сырья для получения каменного литья используют золы и шлаки ТЭЦ, ГРЭС, тальк и. концентраты, обогащенные диоксидом титана.
Шихту плавят при 1500+30 С. Готовый расплав с температурой 14001450 Ñ вырабатывают и формуют обычными в камнелитейном производстве методами.
Кристаллизацию осуществляют при
900-1100 С в течение 30-90 мин в зависимости от геометрических размеров и сложности профиля изделий, а отжиг — со скоростью 30-100 /ч до температуры 50 С. По составам, приведенным в табл. 1, изготавливают образцы камнелитых изделий, свойства которых указаны в табл. 2.
Таблица 1.1 114649
Таблица 2
Состав
1 1
1 2 3 4 Известный
Предел прочности при изгибе, МПа (ГОСТ 473.7-72) 180
310 270
250
Стойкость к истиранию, -кг/м, (ГОСТ 6787/80) 0,009 0,005 0,007 0,008
0,6
Объемная масса, кг/м, (ГОСТ 473.4-72) 2640 .. 2820 2750 2790
3000
40 35
37
Повышенные стойкость к истиранию и сопротивлению изгибу позволяют рекомендовать камнелитые изделия предлагаемых составов. для защиты аппаратуры и металлоконструкций энергетической, металлургической, коксохимической, горнообогатительной, цементной .промышленности и в дорожном строительстве. Применение этого материала позволяет увеличить сроки службы оборудования в 3-5 раз. УвелиСоставитель А. Заславская
Редактор Н.Егорова Техред О.Неце
Корректор Г. Решетник
Заказ 6696/15 Тираж 605
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Подписное
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Свойства изделий и методы их определения Температурный коэффициент .линейного расширения, сС-10ч град.", в интервале. температур
20-1000 С (ГОСТ, 10978-69) чение срока службы оборудования с камнелитой футеровкой сокращает .затраты на монтажные работы и расход металла.
Каменное литье предлагаемых составов можно получать непосредственно на ТЭЦ, ГРЭС, металлургических предприятиях организаций соответствующего производства,.позволяющего осуществить процесс утилизации отходов
1 в виде зол и шлаков.