Каменное литье
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВКДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик ())) 787381 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 090? 79 (21) 2722750/29-33 (51)М. Кл.
С 03 С 3/22 с присоединением эаявни HP
Государственный комнтет
СССР но делам нзобретеннй н открытий (23) Приоритет
Опубликовано 15.1280. Бюллетень 1 11 46
Дата опубликования описания 15.12.80 (53) УДК 666. 199 (088. 8) И.Д. Тыкачинский, Л.К. Тимофеева, М.В. Недосеева, Т.С. Матвеева и И. В. Блинова (72) Авторы изобретения (71) Заявитель
Государственный научно-исследовательский институт стекла (54) КАМЕННОЕ ЛИТЬЕ
1О
Изобретение относится к производству камнелитых изделий, предназначенных для использования в промышленном и гражданском строительстве, для теп- лоизоляции различного промышленного 5 оборудования и других целей. . Известно каменное литье 1 следующего состава, масс.Ъ:
S.0, 4 1-46
АЕО 10-13
Fe<0>
6-8
Mg0 4-5
Сао 11-13
Ма ) + K O 0,5-1,5 TiOP 8-10 15
Fe0 5-7
Недостатком указанного состава является большая объемная масса (3000 кг/мо) и, соответственно, повышенная теплопроводность при удовлет- 20 ворительной термостойкости материала.
Известен также состав (2g каменного литья, включающий, масс.В:
5 i.0 46,5-55,0
A 1 йоа 12,0-14,0 25
Fe0 1,3-1,5
Fe 0 2,0-2,5
Сао 10,0-17,0
Mg0 1,5-11,0
На О 1,0-2,0 30
ТiOg 0,6-0,8
МпО 0,3-9,0
Р ов 0,6-5,0
СГ2 01, 5ОЬ 0,1-1,0
Материал не выдерживает перепады температур 500оС, а объемная масса
2960-3100 кг/мЬ препятствует использованию его в качестве теплоизоляции промышленных установок, при сооружении объектов промышленного и гражданского строительства.
Наиболее близким к предлагаемому является состав f3) стеклокристаллического материала, содержащий, масс.Ъ:.
Si 49,0-62,0
AE@O1, 7 0 12 5 мдо 0,1-12,0
СаО 20,0-35,0
К О 2,0-7,0
TiO@
FeO 0,1-1,0
МпО 0,1-1,0
Si 0,5-2,5
SiC 0,05-0,4
Такой материал обладает большой плотностью (2630-2750 кг/м ), недос;таточной термостойкостью (190-260оС).
Целью изобретения является полу1 чение поризованного каменного литья
787381 с объемной массой. менее 1000 кг/мЕ о термостойкостью порядка 550 + 40 С.
Эта цель достигается тем, что каменное литье (также являющееся стеклокристаллическим материалом), включающее Sio >AЩОЬ, Ng0„ Са0, KgO, TiO, Fe0, Ип0, SiС и Si, дополнительно с одер>кит F e< 0>, !! а 0 и Сг 0 при следующем соотношении указанных компонентов, масс.Ъ:
S! 0 44,0-50 0
> «>
Af 0 13,0-15,0
Ng0 6,0-8,5
СаО 7,0-11,0
К,O 0 5-1,0
Т(0 0,5-2,0
Fe0 10,5-14,0 15
NnO 0,1-0,5
SiC 0,05-0,2
Si 0,1-0,5
Fe«20> 3,0-4,5
Na 0 1,5-2,5 2О
Сг Оь 0,5-1,0 причем отношение Fe0 к Ге О равно
3,0-4,0.
Наличие Fe8 и Fe О в количестве определяемом отношейием Fe0 : Fe< 0, равном 3,0-4,0, обусловливает ьыдЕление одной из начальных кристаллических фаз — магнетита FeO ° Fen0 у инициирующей процесс образования оснонной кристаллической фазы материала — твердых растворов на основе пироксена; частично остаточное количество Fe0 обусловливает образование второй начальной кристаллической фазы — хромшпинелидов состава
Fe0 (Cr, А! ) 0 (при Сг О >Л O ) c
35 вводимой добавкой Сг2 О, котораЗт-так же как и магнетит, вследствие близости параметров кристаллической решет-ки, способствует эпитаксиальнаму росту основной кристаллической фазы - 4О твердых растворов на основе пироксена. Так как. температуры 4>ормировачия названных вышефаэ совпадают с температурным интервалом разложения вводимого вспенивателя — карбида крем-„ ния, то повышение значений кажущейся вязкости системы обусловливает ее вспенивание с образованием материала заданной объемной массы.
Введение в состав 1,5-2,5 масс.В
Na O, как и присутствие незначительного количества К О, способствует понижению вязкости остаточного стек-ла (после выпадения первичных кристаллических фаз) и является благоприятным для смещения процесса вспенивания силикатного расплава - разложения SiC в область более низких температур.
Процесс разложения карбида кремния 60 в .силикатных расплавах сопровождается образованием CO и тонкодиспергированных частиц кремния, инициирующих выделение кристаллов таких фаэ, как волластонит, псевдоволластонит, роксенавые твердые раст..о«>ы >рп пемпературах730-800 С. ...им образом, наличие кремния в составе также является положительным вследствие быстрого нарастания вязкости системы в процессе вспенивания.
Приведенные соотношения CaO, NgO, Р.., .,О, и S 0«,обеспечивают максималь> но возможное выделение твердых растворов †.ироксена на кристаллах магнет. а и хромшпинелидов. При этом алюминатная составляющая входит в структуру пироксена в виде молекулы Чермака Ме(й1, Fe)< SiC«,, где Ne Ca
ЯФ !
>!0«- ", И; -, «. е +: Присутствующие в составе поризованного каменнбго литья окислы железа и марганца также участвуют B формировании твердых растворов.
Окись ти-ана входит в состав остаточного стекла, повь>шая его кислотность и вязкость.
Все это обеспечивает степень закристаллизованности материала не менее, чем на 70Ъ с остаточной стеклофазой повышенной вязкости.
Изменение содержания компонентов состава сверх указанных пределов не- желательно в силу того, что они обеспечивают оптимальный интервал вязкости системы в процессе вспенивания, что в свою очередь способствует получению материала заданной объемной массы — менее 1000 кг/м .
Требуемая термостойкост= обеспечена как пористостью материала, так и теплофизическими свойствами ос нонной кристаллической фазы — пироксеновыми твердыми растворами, а так>ке низким содержанием остаточной стеклофаэы.
Вследствие этого, каменное литье обладает низкой теплопроводностью, что в сочетании с удовлетворительными физико-химическими и механическими свойствами позволяет рекомендовать его к использованию в качестве
"..«-.ïëîиэоляционного материала в промышленном и гражданском строительстве, а также для теплоизоляции промь>шленного оборудования.
Примеры конкретных составов и свойств приведены, соответственно, в табл. 1, 2.
Поризованное каменное литье экономичнее получать из отходов камнелитейного производства, в частности из гранулята пироксено-порфиритового расплава (идущего на вторичный переплан), из бракованных партий диабазового кислотоупорного порошка, из порошка боя камнелитых изделий; практически для получения указанного материала возможно использование молотого гранулята расплава из магматических горных пород — диабаза, базальта, габбро, пироксенового порфирита и т.д.
Состав 1 получают из отходов камнелитейного производства в виде из787381
Т а б л и ц а 1
Отношение п и
S i Fe>0> Na>0 С гл О
Fe0
S I 0@
A l 0 Hg0 Са0 К О T i 02 FeO MnO S i С
К
Ге О
1 49,8 13,7 6,9 8,6 0,7 1,8 11,0 0,2 0,1 О, 3,6 2,4 1,0 3,0
2 44,7 14,6 8,3 10,7 0,5 0,6 13,5 0,4 0,05 0,45 4,0 1,6 0,6 3,5
3 48,1 14,0 7,9 7,3 0,5 1,9 13,7 0,3 0,1 0,5 3,2 2,0 0,5 4,0
Таблиц а 2
Объемная масса, кг/м
З
Термостойкость, оС
Р и/и
510
990
550
840
590
720 мельченного боя трубу состав 2 — из молотого гранулята пироксена-порфиритового расплава; состав 3 — из отходов оТ производства кислотоупорного порошка.
Пример 1. Поризованное каменное литье состава 1 получают из смеси порошка измельченного боя камнелитых труб с удельной поверхностью
5000 сМ /г и 1,0 масс.% технического
Q карбида кремния, которую подвергают термообработке по заданному режиму, это обеспечивает получение материала с объемной массой 990 кг/м и термо стойкостью 510оC.
Пример 2. Поризованное каменное литье состава 2 получают из 15 смеси молотого гранулята пироксено-порфиритового расплава той же дисперсности, что и в примере 1, с добавкой 0,8 масс.% технического карбида кремния путем тепловой обра- gg ботки по заданному режиму с последующим охлаждением изделий в печи до комнатной температуры, в результате чего получен материал с объемной массой 840 кг/м и термостойкостью
550оС °
Пример 3. Поризованное каменное литье состава 3 получают из забракованной по кислотостойкости партии кислотоупорного порошка с удельной поверхностью 7000 см /г термоооР Содержание окислов, масс. %
/ работкой смеси с 1,0 масс.% технического карбида кремния по заданному режиму с последующим охлаждением изделий до комнатной температуры вместе с печью. В результате получен материал с объемной массой .720 кг/м и термостойкостью 590 С.
Наряду с приведенными выше значениями объемной массы и термостойкости поризованное каменное литье обла даЪЧ.-комплексом других ценных свойств, например высокой кислотостойкостью (до 93% в 20%-ной соляной кислоте и 97% в концентрированной серной кислоте). и удовлетворительной механической прочностью. (до 150 МПа).
Все это позволяет рекомендовать
его для использования в качестве теплоизоляционного материала для промышленных агрегатов, где по услови— ям эксплуатации изоляции требуется выдерживать температурные перепады до
500 С и быть устойчивой к воздействию агрессивных сред.
Экономические расчеты показывают, что ориентировочно стоимость 1 т поризованного каменного литья заявляемого состава меньше стоимости 1 т пеностекла на 45 руб. При организации производства указанного материала в объеме 3000 т применение его вместо пеностекла даст ежегодный экономический эффект в размере 135000 руб.
787381
Формула изобретения
Составитель Л. Чубукова
Редактор Т. Портная Техред С. Мигунова Корректор О. Ковинская, Заказ 8264/21 Тираж 528 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Каменное литье, включающее SIO@, 69<0, Hg0, СаО, КаО, t I Î, Fe0, МпО, SIC@St,отличающееся тем, что, с целью получения поризовай ного каменного литья с обьемной массой менее 1000 кг/ма и термостойкостью порядка 550 + 40 С, оно дополнительно содержит Fe (b ИааО и Cr O при следующем соотношений указанных компонентов, масс.%:
SiOg 44,0-50 0
Af@Q 13,0-15,0
МОО 6,0-8,5
СаО 7,0-11,0
К О 0,5-1,0 15
Ti0g 0,5-2,0
Fe0 10,5-14,0
МпО 0,1-0,5
SiC 0,05 0,2
Si " 0105
Fey+
Ма О 1,5-2,5
С r Oy„ 0,5-1,0 причем отношение ГеО к F О равно 3,0-4,0.
Йсточники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
У 423642, кл. С 03 С 3/22, 1972.
2 ° Авторское свидетельство СССР
„М 631473, кл. С 03 С 3/22, 1978.
3. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2495710/29-33, кл. С 03 С 3/22, 1977.