Жаростойкое каменное литье
Иллюстрации
Реферат
(72) Авторы изобретения
А. В. Косинская и. Б. Х. Хан
Институт проблем литья АН Украинской ССР (71) Заявитеяь (54) ЖАРОСТОЙКОЕ КАМЕННОЕ ЛИТЬЕ
1 2
Изобретение относится к камнелитей-,плавления плавленолитых материалов, ному производству и может быть ис- поэтому рассматриваемые виды каменнопользовано для синтеза новых видов ка го литья имеют относительно низкую менного литья.,температуру плавления (1100 1175 С).
Известны различные виды каменного В результате наличия в них более 20% . литья, получаемые из расплавов горных свободной стеклообразной фазм они начипород, технического сырья, шлаков, от- нают размягчаться уже при 900 С и не о ходов промышленного производства, со- могут быть использованы в качестве держащие в своем составе окислы крем- жаростойкик"футеровок в высокотемперания, пнтнна, алкшиния, кальдия, магния турных аппаратах и печных установках. железа, щелочных металлов, отличающи1о еся повьппенной термостойкостью, проч- Наиболее высокую температуру.разностью, кислотостойкосгью и высокой мягчения (960 С) имеет каменное литье сопротивляемостью образивному износу. Ci) на, основе шлака никелевого про О -новные! кристаллические фазы этих . изводства, содержащее, %: S)Og 45-47;: материалов: диопснд, титанистый авгит, Т1 О о 0,3-0,5; А 9g О 11-13; Fep> титанистый волластонит и др. Они 21-23; СаО 7-9; М ф) 9-11; HjO содержат в своем составе в za- 0,12-0,15. честве изоморфных примесей окислы же- Наиболее близким по технической сушлеза, титана, щелочных металлов, которые ности и достигаемому результату к изобснижают температуру плавления пустых ретению является каменное литье; содерминералов, способствуют образованию жащее, %:МОу 46-49; Ti О 9-11; свободного стеклообразного вещества, А 2ОЗ 2 5; FegO 24; СаО 28-30; что приводит к понижению температуры NaP 2-3; КоО 0,3-0,6 НауО 0,5-LO„
0М471
3 которое имеет также невысокую жаростойкость (1175oC) С2 3 .
Пель изобретения - повышение жаростойкости при сохранении высокщс . прочностных свойств материала.
Поставленная пель достигается тем, что каменное литье, включакапее SiO, Тс О, АР2ОЭ, Fe Oq, Сао, МсР, К О дополнительно содержит р при следуюшем соотношении компонентов, вес. %:
5i0 у 10-1 5
T Oq. 25-35
ЛЕ О, 5-.1 0
Fe ъO 5-12
СаО 20-2 7
NgD 8-1 6 к о 1-3
Р „
1-6
Каменное литье получают плавлением шЮФты на основе технического сырья, отходов промышленного производства, содержаших двуокись титана, и осадочS ных пород в элеггродуговых печах. Отливки получают литьем расплавов в песочно-глиниствав формы. После затвердения расплава отливки подвергаюг медленному охлаждению-отжигу. Образую>,àååñÿ литье имеет кристаллическое с гро ение, сложенное на 70-85% тугоплавкими минеральными фазами титанатами кальпия и железа.
По описанной технологии изготовляют каменное литье, состав и свойства которого приведены в таблицее.
471 8 свободного стекла, понижающего жаростойкость отливок. Содержание свободного стекла связано и с присутствием
К О в литье. Если К О больше 3%, температура плавления снижается. При уменьшении КдО менее 0,5% затрудняется процесс расплавоприготовления, удлиняется время проварив ания, необходимы дополнительные энергозатраты на гомогенизацию расплава.
Полученное каменное литье имеет повышенную жаростойкость. Отсутствие свободной стеклообразной фазы s составе закристаллизаванного материала поэврляет на 300-350 С расширить температурный интервал эксплуатации отливок, так как материал не размягчается вплоть до температуры плавления.
Каменное литье обладает высокой прочностью: при сжатии 2280-2470, при изгибе 570-700 кгс/см . Э го обеспечивает надежную работу изделий при эксплуатации в высокотемпературных аппаратах и печных установках и может найти применение в цветной маталлургии, химии, энергетике для покрытий и футеровок в установках, где необходимы жаростойкие и s то же время прочные материалы.
Жаростойкое, каменное литье, включающее SiOy, Ti0>, AR, Feg>, CaO, MqO, К О, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью повьппения жаростойкости при сохранении высоких прочностных свойств материала, оно дополнительно содержит С при следующем соотношении компонентов, мас. %:
5 02 10-1 5 Г< О
25-35
А0203
5-10 еРЗ 5-12
СаО 20-27
Мс О 8-16
К О 1-3
Fg 1-6
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетелЫтво СССР
% 386859, zn. С 03 С 3/32, 1973.
2. Авторское свидетельство СССР
Хю 226450, кл. С 04 С 23/02, 1968 (нрототип) . раж 620 Подписное
7 992
Известно, что формирование тугоплавких минеральных фаз возможно при кристаллизации расплавов, образующихся из тугоплавкого сырья. Тугоплавкую шихту расплавить и превратить в гомогенизиро- у ванный и дегазированный расплав весьма трудно. Для облегчения процесса расплавообразования в ипату необходимо ввести фтор в виде фторсодержашего технического сырья, о
Наличие фтора в указанных количествах способствует снижению вязкости, облегчает процесс плавления шихты и приготовления качественного расплава. Если фтора менее 1%, то приготовить дегази- 1$ рованный гомогенный расплав не представляется возможным. При содержании
Fg более 6% в литье повышается ко- личес.тво фторидных соединений, что вызывает снижение температуры плавлен Ze ния материала.
Наличие в составе окислов титана, кальция, железа определяет формирование основных минеральных фаз (титанатов), сообщающих материалу повышен- 25 ную жаростойкость В озрастание количества окислов титана, кальция и железа выше указанных в таблице значений затрудняет процесс плавления и приготовления расплава, из-за наличия большо-3Q го количества тугоплавких составляющих.
Уменьшение Т О йиже 25, СаО 20,".
Fe0> 5% поводит к снижению обьемного содержания кристаллов титанатов кальция и железа, что также вызывает понижение жаростойкости.
Присутствие окислов кремния, алюминия, магния и кальция связано как с формированием второстепенных кристаллических фаз, так и со свойствами, а также количеством структурно свободного стеклообразного вещества. Уменьшение Bi On менее 10, A8gOgMenee 5, a Nqp — 8% приводит к образованию не прочного, рыхпого материала, так как
45 при этом понижается кщтичество пироксена, кристаллизующегося. в литье.
Возрастание ЯО более 15, AQP> 10, а Мс О выше 16% способствуев кристаллизации большого количества пироксена и увеличению содержания стеклообразного вещества. При этом температура . плавления материала понижается и приближается к значениям обычного каменного литья. При возрастании S)Og более
15 % возможно появление структурно
ВНИИПИ Заказ 360/26 Тн
Ф ормула изобретенйж филиал ППП Патент", г. Улаород, ул. Проектная, 4