Способ получения каменного литья

Способ получения каменного литья

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСОУБЛИК (51) 4 В 28 В 1/54

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2i) 3576381/29-33 (22) 12.04.83, (46) 15.05.86.Бюл. 9 18 (71) Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья

Кольского филиала АН СССР (72) Е.К.Назимова, А.А.Предовский и Г.В.Вебер (53) 666.199(088.8) (56) Липовский И.Е. и др. Основы петрургии.М.:Металлургия, 1972, е.119-165.

Авторское свидетельство СССР

У 166470, кл. С 03 С 3/22, 1961.

„80„„1230839 .А 1 (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАМЕННОГО

ЛИТЬЯ путем наполнения форм измельченной шихтой, нагревания, плавления, кристаллизации и охлаждения, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью получения декоративного кристаллического материала со свойствами природного камня, снижения себестоимости и расширения сырьевой базы, шихту из.минералов эгирина и диопсида в соотношении от 1:10 до 10:1 нагревают до температуры плавления со скоростью 180-200 град/ч, а охлаждение осуществляют от. температуры,плавления со скоростью 20-30 град/ч.

1 12308

Изобретение относится к получению строительных материалов, а именно каменного литья, и может быть использовано для изготовления декоративных и технических изделий, используемых в различных отраслях народного хозяйства, Целью изобретения являются полу-. чение декоративного кристаллического материала со свойствами природного 10 камня, снижение себестоимости и расширение сырьевой базы.

Шихта для получения каменного литья состоит из эгирина и диопсида.

Эгирин и диопсид являющиеся Отхо- 15 дами горно-обогатительных и горнодобывающих производств, берут в количествах, соответствующих области образования твердых растворов этих минералов, регулируя соотношение изо- 2О морфно смешиваемых компонентов. Это позволяет управлять процессами кристаллизации материала от температуры плавления без нарушения кристаллизационных структур первичного рас- 25 плава. Если вначале шихта состоит из двух минералов (эгирина и диопсида), то в итоге возникает кристаллическая масса, состоящая из одного минерала (ряда эгиринадиопсида), Процесс 5б получения полнокристаллического кам- неподобного материала заключается в термообработке шихты с определенной заданной скоростью до температуры ее плавления и в последующей управляемой кристаллизации расплава от точки плавления до точки завершения кристаллизации, что обеспечивает получение нового кристаллического материала — астролнта, представляющего изоморфную смесь эририндиопсидового состава.

Нарушение заданного режима нагрева или кристаллизации препятствует получению материала с кристаллической структурой и внешним видом астролита.

Постепенный нагрев шихты способствует полному удалению посторонних летучих примесей из нее и создает предпосылки для пропорциоиального совместного плавления эгирина и диопсида в соответствии с выбранным сосставом смеси.

Степень нагревания шихты и режим процесса определяются количественными соотношениями исходных минера39

2 лов в соответствии с температурами плавления изоморфных смесей.

Для .осуществления способа природный диопсид дробят и измельчают до размеров зерен менее 1 мм, перемешивают с готовым эгириновым концентратом крупностью также менее 1 мм, ко- . торый является отходом обогащения апатито-нефелиновых руд, и засыпают без очистки, смазки и прессования в формы из непрозрачного плавленого .кварца. Применение кварцевых форм обеспечивает декоративный вид соприкасающейся с днищем формы поверхности получаемого кристаллического материала и его свободное извлечение из формы после термообработки и охлаждения.

Нагревание шихты до температуры начала ее плавления ведут со скоростью 180-200 град/ч, что необходимо для равномерного прогревания шихты и перестройки кристаллических структур природных пироксеновых мине-,, ралов, входящих в состав шихты, а также для предохранения кварцевых форм от резких перепадов температуры.

Температура начала плавления составов в зависимости от соотношения эгирина и диопсида соответствует 1150-1300 С.

Температуры начала кристаллизации эгириндиопсидов находятся вблизи температур их плавления, что и определя- ет технологию процесса. Для получения полностью закристаллизованного материала кристаллизацию осуществляют при температуре, близкой к температуре плавления шихты, а охлаждение кристаллизованного продукта проводят со скоростью 20-30 град/ч, что обеспечивает сохранение кварцевых форм и самого материала от термического разрушения.

П р и и е р l. Исходную шихту, включающую эгириновый концентрат,и измельченный диопсид в соотношении

1:1, помещают в кварцевые формы, нагревают до 1220 С со скоростью о

190 град/ч .и охлаждают до комнатной температуры со скоростью 25 град/ч.

Полученный полнокристаллический материал - астролит декоративен и имеет достаточно высокие технические характеристики.

Пример 2. Исходную шихту, включающую эгириновый концентрат и измельченный диопсид в соотношении

1:10, засыпают в кварцевые формы, 1230839

Перегрев шихты выше температуры плавления разрушает структурные элементы расплава, готовые к кристаллизации твердых растворов, и, как и

5 быстрая кристаллизация, препятствует эффективному получению кристаллического материала заданного состава.

Астролиты могут быть получены во

0 всем диапазоне существования твердых растворов. Интервал составов, содержащих диопсид и эгириновый концентрат в соотношении от 1:10 до 10:l, может быть расширен до 1007 диопсида и 100 эгиринового концентрата. Однако тогда полученные материалы будут представлены чисто диопсидовыми или эгириновыми. При этом для синтеза диопсида необходима температура термообработки 1350 С, а для эгирина—

ll50 С. Для получения чисто эгиринового литья методом классической петрургии с разливкой расплава понадобится нагрев эгиринового концентрата до 1250-1300 С, чтобы его можно было отлить в формы а для диопсида— о

У вьппе 1400 С. Кроме того, литье будет содержать значительные количества (до 507) стеклофазы и получение на его основе полнокристаллического камнеподобного материала затруднено, так как требует. дополнительной обработки для обеспечения раскристаллизации. нагревают со скоро" òüþ 180 град/ч

0 до !ЗСО С и охлаждают со скоростью

30 град/ч до комнатной температуры.

Пример 3. Исходную шихту, включающую эгириновый концентрат и измельченный диопсид в соотношении

I0:1, помещают в кварцевые формы, нагревают со скоростью 200 град/ч до о

1!50 С.и охлаждают до комнатной температуры со скоростью 20 град/ч..

В табл.1 приведен химический состав исходных компонентов шихты.

Свойства полученного материала представлены в табл.2.

Оптимальным технологическим режимам нагрева отвечают 180-200 град/ч, Более быстрый нагрев приводит к выбросу шихты из формы и нарушает пропорциональность совместного плавления эгирина и диопси@а. Последнее . 2 приводит к изменению состава расплава по сравнению с заданным, так как сначала плавится более легкоплавкий эгирин, его расплав может локализоваться и впоследствии кристаллизоваться отдельной фазой. Кроме того, при быстром непропорциональном плавлении неполностью плавится шихта на заданных интервалах температур. В це-! лом более быстрый нагрев, помимо выб-ЗО роса шихты, не обеспечивает получения нужного кристаллического материала, резко снижает однородность расплава, а также однородность, декоративность и полезные свойства ко35 нечного продукта. Более медленный нагрев ведет к неэффективной затрате электроэнергии. Для получения полнокристаллического материала выбранного состава кристаллизация расплава

40 должна осуществляться от температуры плавления шихты определенного состава со скоростью 20-30 град/ч. Меньшая скорость кристаллизации приемлема, но приводит к затягиванию процес"45 са и снижению его производительности. Большая скорость не обеспечивает .получения кристаллического материала заданного состава как твердого раствора. При слишком быстром охлаждении

50 образуются стекла или частично закристаллизованные материалы, в которых кристаллической фазой являеТся диоисид. В целом это приводит к ухудшению физико-технических свойств ко- . 55 нечного продукта.

Предлагаемый способ обеспечивает получение высокодекоративного полностью закристаллизованного материала с высокими техническими свойствами, близкими к свойствам таких природнь x пород, как габбро и граниты, из недорогого легкодоступного минерального сырья, являющегося отходами переработки промьппленных предприятий и горнодобывающих производств, менее трудоемким технологическим способом по сравнению с традиционным способом получения камнелитых материалов.

Полученный материал можно рассматривать как искусственный аналог природных метаморфическнх пород. Он может найти применение в различных отраслях народного хозяйства, в технике, строительстве, для изготовления сувенирных и художественных изделий и т.д. б л

Ю л л

Ю

СЧ л

Ю л

IH

Ф ь л

CV ю

OQ л

Ю

С ) О

С Ъ

СЧ

Ю ф л

Р ) 1

1 сЧ

1 1 л ь

С1

С Ъ л

D О л О

СЧ о

СЧ л

Ю л

СЧ

Ch б 1 л

СЧ, л

СЧ

Ю б л О

Q 3

Н &

4 Х

Х cd

1 Г» а

1 С Е»

3 а о с. î м

Рл

I

Ю е-1

1

Ю

I (-

Г Т

1

1 м

Ю

1 +

1 M

Г

1230839

1 1

О О

Х

О 3

> О

Р3 )

О

Х 1

Х а ь В м л

Ю 1

I

4 1 л

О ) О1 л о1 1

1

1230839

Таблица 2

Способ Физико-технические свойства материала

Износостойкость, г/см

0,05

950

98,0

0,05

1000

99,6

0,08

900

95,5

Составитель А.Заславская

Редактор Л.Веселовская Техред М.Ходанич Корректор M.111àðoøè

Заказ 2484/19 Тираж 555 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

««

Производственно-полиграфическое предприятие,г.Ужгород, ул.Проектная,4 по при меру Стойкость в

25Х-ной НС1, Х

Термическая устойчивость