Способ получения каменного литья

 

Использование: производство плиточных и фасонных изделий. Сущность изобретения: подготавливают шихту, включающую горные м осадочные породы, и добавку талькового сланца в количестве 10-25 мас,%. плавят при темперзт ре 1300 ±20°С в течение 2,0-2,3 ч. Формируют и термообрабатывают отлиоки. Характеристики издепш: износостоГлости 0.02 - 0,03 г/см2, предел прочности при изгибе 58-70 МПа. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕ1СКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Н„Я.) „„1735004 А1

02 JUN 1998

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4860555/33 (22) 20.08.90 (46) 23.05.92. Бюл. )ч) 19 (71) Институт проблем литья ЛН УССР (72) И. И, Быков, Л. Ф. Лекаре«ко, В. А.

Богно, Ж. Д. Богатырева и Е. С. Сел)отин (53) 666.199(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 546590, кл. С 04. б) 27/00. 1977, Липовский И. Е., Дорофеев B, A, Основы петрургии. Металлургия, 1972, 105, 106.

",1 б,б„б (.Г ;..) б.„„„) .j

Изобретение относится к камнелитейному производству, в частности к производству петрургического расплава для производства плиточных и фасонных изделий.

Известен способ получения ка)ленного литья, по которому шихту расплавляют и расплав выдерживают при 1320-1350 С в течение 1.0-2,5 ч, охлаждают со скоростью

8-12 град/ми«до 1?50-1280 С и заливают в подогретые графитовь)е формы. Отформо1)at)I«, отливки кристаллиэу10т в течение

5-10 ми«при 980-1050"С. Способ требует длительного времени приготовления рас-, плава и высокой tennoðÿ)ópt 1 термообработки отливок, что соле!)шенно не

ЭКОНО)ЛИЧНО, Наиболее близкил. по тех«и)сскпй сущности и достб)гле)101)у результату является

cflocoG получе«ия каме«)30г литья путам плавления шихти, сос)ояб)б .й иэ горной или

Осадочной popo))II и MIII II))йсбтда!)жаибих до баб)ок доломита 11 1ла! «е;)ита, а также MDДифи!1ИРУ)ОП!ой Доб

ЛИТЬЯ (57) Использован))е; производство плиточных и фасонных изделий. Сущность изобретения; подготавлива!от шихту, вкл)О )ающу)о горные и осадочные породы, и добавку талькового сланца в количестве 10-25 мас,%. плавят при температ), ре 1300 )- 20 С в течение 2,0-2.3 ч. Формиру)от и термообрабатывают Отливки. Характеристики изделий: износостой.:ость 0.02 — 0,03 г/см, предел

t)po I«octè при изгибе 58 — 70 МПа. 1 табл. мы, фор!лированб)я и термообработк)1 отливокк.

Доломит вводят в состав шихты ь виде пыли и крошки, являющихся отходами при производстве металлургического доломита.

Магнезит также вводят в шихту в виде мелкой KpoIUKN, KolopG)I получается после обжига и дробления природного минерала.

Мелкая, особенно пылевидная, фракция существенно затр дняет процесс плавления

octloI))IoA части шихты. зэ счет чего удли«яется процесс приготовле«ия рэс«лава до

2,5-2,8 ч. Крома того, мап)аэит — тугоплавкий материал, поэтому температуру в плэ вильной печи приходится повышэт), до

1300-1420" С, Цвл, изобро)а«ия — сниже))ие темпера. туры и I)pet f0«и плавления ших)и

ДЛЯ Дости>кения f)OGT )f)f)(!IIIIOA цели в состав шихты tl;! Основе горной или осапо !

)ОЙ по))о,б)! в квчесfGo доб Iвvvl 01)оди)ся тапьковь)Й сланец в количаст в() 10 ".

t4 )c, /, ллб ковб)й cttotf01$ — п )бл )одное l4cKo пвемоа. и!лео) с )Одующий состав. )лас. >/::

1735004

РОг 44,15-46.9; Т102 0.11-0,3; А120з 7,858,30: ГегОэ 0,86-3,20; FeO 7,85-8,60 СаО

1.60-10ЯО: MgO 25,64 — 26,40; NIO 0,11-0,14;

К2О 0,11-0,30.

Предлагаемый способ отличается от известного наличием в составе шихты талькового сланца, состав которого отличается от состава традиционных добавок — доломита. магнезита и горнблеидита. Зв счет введения в состав талькового сланца возможно снизить температуру рабочего пространства плавильной печи и уменьшить длительность процесса приготовления расплава.

Тальковый сланец содержит значительное количество окислов магния (до 26,4 0%), поэтому петрургический расплав на основе горной или осадочной породы в достаточной степени насыщается этим важным для придания крис аллиэационных свойств окислом. Тальковый сланец в противоположность магнезиту и доломиту находится в виде кусков размером 50-100 мм, легко плавится (температура плавления около

1250 С) и практически неограниченно растворяется в петрургическом расплаве на основе горной породы, Введение о шихту. талькового сланца дает воэможность снизить температуру рабочего пространства печи до 1300-1280" С.

Введение в шихту талькового сланца, как магнийсодержащей добавки, повышает кристаллиэационную способность расплава. снижает температуру кристаллизации литого материала, способствует созданию мелкой и плотной структуры отливки, улучшает химическую и термическую стойкость.

Это определяется тем что окись магния снижает вязкость расплава, так как MgO способстоует разрыву связей между кремнекислородными тетраэдрами (S10<)

С уменьшением вязкости, т, е. внутреннего трения частиц расплава, облегчается построение пространственной решетки— тем са лым ускоряется процесс кристаллизации.

В тальковом сланце и соответственно в каменном литье с его применением сумма окислов жслсэа нижс, о отношение ГсэОэ/

FeO нс превышает 0,5, Поэтому практически осе окислы железа входят о состав моноклиннсио пироксенааогига. а литой материал обладает мономинсральным строснисм.

Издслия иэ окого магсриала имсют пооышснную тсрмостойкосгь.

Присутст оие о тал K0 00M сланце до 47%

SION и до 8,3% А120э обеспечивает содержание остаточной стсклообраэной фазы о литом матсриалс о пределах 15-20%. Это придаст материалу отливки определенную эластичность, что спасобстоуот пооышснию его прочностных свойств. Наличие же в тальковом сланце окислов никеля и щелочей способствует повышению жидкотекучести . петрургического расплава.

5 Содержание в шихте талькового сланца в количестве 10 — 25 определяется количеством вводимой при этом окиси магния. Повышение количества талькового сланца более 25% резко увеличивает кристаллиза10 ционную способность расплава. При этом количество Mg в расплаве достигает 12%.

Это приводит к образованию так называемого "сухого" материала, имеющего пониженное количество стеклообразной фазы

15 (менее 10%) и соответственно низкую сопротивляемость "выкалыванию" при воздействии абразивных сред, а также малую прочность при изгибе.

Введение в шихту менее 10 тальково20 го сланца и соответственно уменьшение в расплаве MgO<8% резко снижает его кристаллиэационную способность, При этом образуется литой материал с повышенным содержанием (до 40 — 50%) стеклообраэчой

25 фазы. Такое каменное литье имеет низкие механические свойства.

В таблице приведены опытные составы шихт для получения петрургического расплава на основе базальта. Состав базальта, 30 мас.%: $10г 49.46: Т102 2,56: А120з 13.2С;

Ге20э 3,29; ГеО 9,00, МпО 0.18; MgO 6,4".;

СаО 9.5; йаг0 2,44, KzO 1,88; Н20 0,50, п,п,п.

1.5.

Химический состав талькового сланца, 35 который использован о опытно-промышленных плавках, мас, : S10z 46,50 Т10 1,02;

А1зОз 7,40: ЕегОэ 3,02; FoO 7,20; MgO 26,10:

СаО 28,0; Ма20 0,50; КгО 0,40; СгрОз 0;35;

NiO 0,20: S 0,22; Н20 0,05; п.п.п. 3,44.

Пример 1. На Донецком камнелитейном заводе проводят опытно-промышлен.ные плавки в газовой вращающейся печи емкостью 1,2 т. Состав шихты, мас.%: ба45 залы 84; тальковый сланец 15, хромистая руда 1,0. Температура рабочего пространства печи 1300-1320 С, время плавки 2 ч. Темпервтура расплава при выдаче из плаоильной печи 1300"С. В копильнике расплав вы50 дсрживают о течение 30 мин. а затем производят отливку плит размером 360 х 240 х 40 мл литьем о массивные формы карусельной машины.. Температура разливки расплава

1230-1250 С. Формирооанис отливок про55 исходило о течение 2-2,5 мин. Затем отливки загружают в зону рольгангооой термической печи с температурой 700 С, В течение 30 мин изделия перемещают о зону печи с температурой 850 С, где происходит кристаллизация литого материала. Послв

1735004

Состллиrел< Л.Милпл»

Редакт ор С.f T33 рушева TLõðàä M.Моргентал Корректор M,Màêñèìèèèâèçö

Заказ 1 /75 1ираж Подписное

BI(ÈÈÏÈ Государств и нного комигета ио изобретениям и открытиям при ГКН Г СССР

113035. Москва, Х -35, Раушская наб., Л/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". r. Ужгород, ул.Гагарина. 101 кристаллизации ;:;,алия медленно охлаждают в течение 6-7 ч со скоростью 120 град/ч.

Строение литого материала отливки мелкокристаллическое с размером дендри- 5 тов пироксена 20-30 мкм. Образования пироксена тесно переплетаются со стсклообразными прослойками. Количество стеклообразной фазы не превышает 15(.

Свойства камнелитого материала: пре- 10 дел прочности при сжатии 360 МПа; при изгибе 65 МПа; износостойкость 0,015 г/cM: термостойкость ЛТ-700 С, количеств. во теплосмен при 600 С 20 шт; химическая стойкость: в HzS0< (конц) 99,6,(,, в НС! (20/;)

99.0, щелочестойкость (357, NaOH) 92,5, Результаты остальных плавок в сравнении с известным способом приведены в таблице, Формула изобретения

Способ получения каменного литья путем подготовки и плавления шихты. вклю I3ющей горные и осадочные породы и добавки, разливки расплава в формы и термообработки отливок, о т л и ч а ю ьц и и с я тем, что, с целью снижения температуры и времени плавления шихты, э качестве добавки вводят тальковый сланец в количестве

10-15 мас. .