Установка для производства литых шлаковых изделий

 

Изобретение относится к области переработки металлургических шлаков и может быть использовано для производства литых изделий с ячеистой структурой. Технический результат - снижение теплопроводности и веса литых изделий из оксидных расплавов для их использования для тепловой защиты жилых зданий и промышленных сооружений. Установка содержит шлакопроводящий желоб 1, полый цилиндрический кокиль 2, внутри которого консольно на валу 6 установлен диск 3 с перфорированной боковой поверхностью и с ребрами 4 на свободной наружной торцевой поверхности. 1 ил.

Изобретение относится к области переработки металлургических шлаков и может быть использовано для производства литых изделий с ячеистой структурой.

Известна установка [1] с паровым поризатором. Последний представляет собой цилиндрический сосуд с пористым керамическим днищем, под которым находится металлический кессон. Пар поступает в кессон из котла под давлением, обеспечивающим пронизывание керамического днища и всей толщи расплава. При этом расплав полностью вспучивается. Затем он поступает на водоохлаждаемые валки для фиксирования ячеистой структуры и литейные формы. Недостатком поризатора с керамическим днищем является необходимость его ручной очистки от шлака после каждого рабочего цикла.

Недостатками барабанного поризатора являются невозможность регулирования структуры вспученной массы, водоохлаждаемые валки ненадежны в работе (возможно приваривание расплава к металлу) и низкая их производительность.

Известна установка [2] включающая поризатор, водоохлаждаемые валки и тоннельную печь.

Поризатор выполнен в виде полого металлического цилиндра, установленного на опорных роликах и вращающегося от электродвигателя. Из плавильной печи расплав поступает внутрь барабана. Сюда же одновременно подается вода, которая обеспечивает получение вспученной массы с температурой 1200^oС. В валках последняя охлаждается до 1000^oС, чем достигается увеличение продолжительности образования пузырьков. Затем происходит формование изделий с ячеистой структурой, их кристаллизация и отжиг в тоннельной печи.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному результату к предлагаемому изобретению является устройство для центробежной отливки труб, содержащее шлакоподводящий желоб и горизонтально установленный с возможностью вращения полый кокиль [3] Процесс изготовления труб происходит следующим образом. Расплав поступает во вращающийся кокиль и под действием центробежной силы растекается по его внутренней поверхности слоем заданной толщины. Вращение кокиля происходит в течение времени, необходимого для полного затвердевания отливки. С помощью толкателя последняя удаляется из кокиля и подается в термическую печь для кристаллизации и отжига. Недостатком устройства является невозможность получения изделий с различной средней плотностью в зависимости от требований потребителя.

Задача, которую решает изобретение получение изделий с низкой теплопроводностью, необходимых для строительства тепловых агрегатов и тепловой защиты зданий и сооружений. Поставленная задача достигается тем, что в установке, включающей шлакоподводящий желоб, горизонтально установлен с возможностью вращения полый цилиндрический кокиль. В полости кокиля установлен консольно по валу с возможностью вращения водоохлаждаемый диск с перфорированной боковой поверхностью и с ребрами на свободной наружной торцевой поверхности.

Конструкция данной установки позволяет управлять процессом поризации оксидных расплавов за счет изменения количества воды, поступающей внутрь кокиля через отверстия в диске, а также изменения числа оборотов диска. При оптимальных скорости вращения и перфорации диска можно осуществлять равномерное контактирование расплава с водой, за счет чего получать изделия с высокой степенью поризации. Изменяя в каждом конкретном случае площадь перфорированного участка вращающегося диска, можно добиться ведения процесса в заданном температурном режиме.

Установка позволяет получать литые шлаковые изделия с объемной массой от 400 до 1200 кг/м^З и пределом прочности при сжатии соответственно от 20 до 150 кг/см².

Литые шлаковые материалы, получаемые с помощью предложенной установки, могут быть использованы и в качестве теплоизоляционных и в качестве конструкционных материалов.

Изменяя диаметр кокиля на установке, можно получать цилиндрические кольца или полуцилиндрические скорлупы для теплоизоляции трубопроводов различных диаметров, а также пористые шлаковые блоки или пористые шлаковые заполнители для бетона.

При использовании блоков и скорлуп из шлакового литья взамен ячеистых бетонов и минераловатной теплоизоляции значительно снижаются затраты и улучшаются условия труда. Предложенный режим охлаждения снижает расход воды в 3-5 раз по сравнению с известными устройствами, значительно уменьшает выделение в атмосферу сернистых соединений. Отсутствие оборотного водаснабжения делает возможным введение в воду компонентов, повышающих степень поризации оксидных расплавов. Описываемая установка благодаря своей компактности, простоте в изготовлении и надежности в работе может быть использована как для производства готовых литых изделий с ячеистой структурой, так и при существующем увеличении габаритов, для производства искусственных легких заполнителей бетонов.

На чертеже изображена схема установки.

Установка содержит шлакоподводящий желоб 1, горизонтально установленный с возможностью вращения полый цилиндрический кокиль 2, внутри которого размещен вращающийся водоохлаждаемый диск 3, на свободной (торцевой) внешней поверхности диска 3 размещены ребра 4, обеспечивающие диспергирование исходного расплава шлака, а боковая поверхность диска 3 выполнена перфорированной, т. е. на ней насверлены отверстия 5 для поступления внутрь кокиля 2 технологической воды, обеспечивающей вспучивание шлаковых гранул. Диск 3 установлен консольно на полом валу 6, по которому вода поступает в диск 3.

Процесс центробежного литья изделий с ячеистой структурой из оксидных расплавов осуществляется следующим образом. Перед началом работы приводятся во вращение кокиль 2 и диск 3. Оксидный расплав с помощью воздушной струи по желобу 1 поступает на внешнюю торцевую поверхность диска 3, снабженную ребрами 4. Одновременно в диск 3 подается вода по полому валу 6. При выходе из отверстий 5 вода контактирует с каплями раствора и вспучивает их. Ребрами 4 диска 3 вспученная масса набрасывается на внутреннюю поверхность кокиля 2. После затвердевания массы кокиль 2 перемещается к установке, где из него извлекается отливка. Здесь же происходит поворот отливок из горизонтального в вертикальное положение. С помощью погрузчика отливки подаются в термическую печь, где происходит их кристаллизация и отжиг.

Формула изобретения

Установка для производства литых шлаковых изделий, включающая шлакоподводящий желоб, горизонтально установленный с возможностью вращения полый кокиль, отличающаяся тем, что она снабжена узлом дробления и вспучивания расплава шлака, выполненным в виде консольно установленного на валу в полости кокиля с возможностью вращения диска, имеющего перфорированную боковую поверхность и ребра на свободном конце.

РИСУНКИ

Рисунок 1