Способ получения камнелитых изделий

 

Изобретение относится к переработке расплавов металлургических шлаков и горных пород и может быть использован для изготовления строительных материалов и изделий из шлакового и каменного литья. Сущность изобретения: заливку расплавов производят в формы, углы которых предварительно заполняют утеплителем линзообразной формы из материала с коэффициентом теплопроводности 1 - 8 кал/см · с · град. Достигаемым техническим результатом является устранение дефектов структуры литья и повышение производительности процесса. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к переработке расплавов металлургических шлаков и горных пород и может быть использовано для изготовления строительных материалов и изделий из шлакового и каменного литья.

Известны способы получения литых шлаковых изделий, заключающиеся в разливке шлакового расплава в формы и медленном охлаждении отливок до полного остывания. При этом после заливки шлакового расплава в формы и его охлаждения углы отливок часто остекловываются в результате большой скорости охлаждения до 300 град/мин, значительно превышающей скорость охлаждения остальной части отливки.

Это приводит к возникновению больших внутренних напряжений, микро- и макротрещин, являющихся основной причиной брака литья. Дальнейшая термообработка не всегда устраняет это напряженное состояние, так как кристаллизация центральных частей отливки происходит из расплава, угловых из стекла. В результате этого различаются как размеры, так и форма зерен, а иногда минералогический состав [1] Известен способ получения камнелитых изделий, в котором выравнивание напряжений по отливке осуществляется применением в стенках изложницы горизонтально расположенных сквозных каналов для равномерного охлаждения отливки током воздуха в кристаллизационной печи [2] Недостатком этого способа является то, что при охлаждении не учитывается большая скорость теплоотвода с углов отливки, а также повышаются энергозатраты, связанные с необходимостью использования мощного вентилятора.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ получения крупногабаритных камнелитых изделий, предусматривающий отливку расплава в формы с теплоаккумуляционной способностью, выдержку его и охлаждение по заданной температуре [3] Металлические формы-изложницы для реализации данного способа имеют изолированные друг от друга отсеки, каждый из которых снабжен индивидуальной системой подачи охладителя. Данный способ уменьшает время нахождения отливки в форе, однако при заливке в форму шлакового расплава в конструкции формы возникает температурный градиент, что вызывает коробление и разрушение стенок самой формы, а система подачи охладителя в формы очень громоздка, требуются дополнительные агрегаты. В связи с изложенным данный способ промышленного применения не получил.

Достигаемым техническим результатом изобретения является устранение дефектов структуры литья при одновременном повышении производительности процесса.

На чертеже изображена изложница с отливкой, вид сверху.

В изложнице 1 с утеплителем линзообразной, (например С-образной), формы изготавливают плиты 2 шлакокаменного литья. Утеплитель используют с низким коэффициентом теплопроводности: шамот, асбест, шлаковую вату или SiO₂.

П р и м е р. Доменный шлак плавили в печах сопротивления в графитовых тиглях, расплав выдерживали в печи в течение 20 мин при 1300^оС, после чего выливали расплав в чугунные формы, подогретые до 500^оС, с утеплителем углов 3 и без него. В качестве утеплителя использовали кремнеземистую добавку (SiO₂) песок кичигинского месторождения, используемый на Магнитогорском металлургическом комбинате (ММК) для устройства горновых канав, а также для штукатурных и кладочных работ с содержанием SiO₂ 93-97% и максимальной крупностью зерен 0,5-1 мм, шамот обожженную при 700-900^оС огнеупорную глину аркалыкского месторождения с такой же, как у песка, максимальной крупностью 0,5-1 мм, используемый на ММК для производства алюмосиликатных огнеупорных изделий, шлаковую вату и асбест, применяемые для теплоизоляционных работ. Охлаждение отливки проводили в кристаллизационной печи по схеме: выдержка при 950^оС 1 ч, охлаждение со скоростью 30-40 град/мин до 720-750^оС. Затем охлаждение до 500^оС со скоростью 10 град/мин и последующее остывание с отключенной печью. Изменение температуры фиксировали каждые 30 с в двух точках: в углах изложницы и в центре ее боковой грани. Процент стеклофазы определяли методом рентгенофазового анализа, предел прочности на сжатие по ГОСТ 8462-85.

При заполнении угловых частей изложницы утеплителем происходит снятие термонапряжений в наиболее опасных местах путем изменения теплофизических свойств изложницы.

Предлагаемый способ приводит к выравниванию скоростей охлаждения на боковых поверхностях отливки, контактирующих с поверхностью изложницы. В результате этого стеклофаза практически исчезает, что приводит к улучшению прочностных свойств отливки.

Таким образом, изобретение позволяет повысить прочностные свойства отливки, производительность процесса отливки и значительно сократить выход брака.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАМНЕЛИТЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающий заливку расплава в формы, имеющие изолированные одна от другой полости, отличающийся тем, что формы выполняют с полостями в углах линзообразной формы и перед заливкой заполняют эти полости утеплителем с коэффициентом теплопроводности 1 - 8 кал/см · с.град.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2