Способ изготовления изделий из шлака

Изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано при изготовлении различных изделий из шлака, в том числе труб, кислотоупорной арматуры, брусчатки для мостовых, электротехнических изоляторов, строительных изделий (блоков, плит, подоконников, лестничных маршей, облицовочных плиток, черепицы и др.), поребриков дорог, тормозных колодок, железнодорожных шпал и грузов и т.д. В способе изготовления изделий из шлака, включающем получение жидкого шлака, заполнение шлаком рабочих полостей форм, выдержку шлака в формах для охлаждения и последующее удаление охлажденных изделий из форм, дозу нагретого шлака вначале заливают в специально введенную камеру выжимания, а затем вытесняют из нее шлак в рабочую полость формы при помощи механического давления. Шлак вытесняют из камеры в форму при температуре ниже точки "солидус", преимущественно при 800÷900°С. Для формообразования изделий используют пенополистироловые газифицируемые модели. Отдельные изделия армируют некомпактным материалом - металлической стружкой или кварцевым песком. Техническим результатом изобретения является повышение производительности изготовления изделий и снижение себестоимости продукции, утилизация доменных шлаков, расширение номенклатуры изделий. 3 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано при изготовлении различных изделий из шлака, в т.ч. труб, кислотоупорной арматуры, брусчатки для мостовых, электротехнических изоляторов, строительных изделий (блоков, плит, подоконников, лестничных маршей, облицовочных плиток, черепицы и др.), поребриков дорог, тормозных колодок, железнодорожных шпал и грузов, скульптур и т.д.

Известно шлаковое литье, заключающееся в получении расплава шлака, последующей заливки расплава в литейную форму, выдержки залитого в форму расплава для кристаллизации и последующем удалении охлажденного изделия из формы (В.Н.Иванов. Словарь-справочник по литейному производству. Москва: Машиностроение. 1990 г, стр. 100).

Недостатки известного способа заключаются:

- в длительной выдержке запитого в форму шлака (температура заливки 1200°С, выдержка изделия в форме несколько десятков часов), низкая производительность, задействование большого количества производственных площадей;

- в ограничении технологических возможностей в части армирования изделий некомпактными материалами, например кварцевым песком, как это делается при изготовлении бетонных изделий.

Целью предлагаемого изобретения является устранение отмеченных недостатков, а именно:

- повышение производительности,

- расширение технологических возможностей при получении изделий.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления изделий из шлака, включающем получение жидкого шлака, заполнение шлаком рабочих полостей форм, выдержку шлака в формах для охлаждения, последующее удаление охлажденных изделий из форм, дозу нагретого шлака вначале заливают в специально введенную камеру выжимания, а затем вытесняют шлак из нее в рабочую полость формы при помощи поршневого давления.

Нагретый шлак вытесняют из камеры в форму при температуре ниже точки «солидус», преимущественно при 800÷900°С (интервал кристаллизации доменных шлаков составляет 1050÷1200°С).

Это позволяет на 300÷400°С снизить температуру заливаемого в форму шлака, сократить время выдержки изделий в форме, повысить производительность.

Следующее отличие способа заключается в том, что для формообразования изделий используют пенополистироловые газифицируемые модели.

Такое решение позволяет решить проблему оборачиваемости литейных форм, расширить номенклатуру изделий за счет изготовления широкого ассортимента труб, художественных изделий, в т.ч. скульптур.

Запас тепла доменных шлаков можно использовать для армирования изделий некомпактными материалами, например кварцевым песком или металлической стружкой.

Добавляя в расплав шлака (при перемешивании) кварцевый песок, можно получить изделие, конкурирующее по стоимости и качеству с изделиями из бетона, и отказаться в отдельных случаях от дорогостоящего и экологически вредного в производстве цемента.

Необходимо отметить, что бетонные изделия по сравнению со шлаковыми склонны к разрушению при эксплуатации в атмосферных условиях.

Примеры осуществления заявляемого способа.

Пример 1.

Плиты подоконников, брусчатку для мостовых, художественные скульптуры получают в формах по газифицируемым пенополистироловым моделям следующим образом.

Расплав доменного ишака при температуре 1420°С смешивают с кварцевым песком и заливают определенную дозу в камеру выжимания при температуре 1020°С.

При температуре 850°С шлак, армированный песком, вытесняют при помощи поршневого давления в рабочие полости литейных форм. После затвердевания шлака в формах и охлаждения изделий до 40°С производят извлечение их из форм и процесс повторяют.

За счет снижения температуры заливаемого в форму шлака на 300°С сокращается время выдержки изделий в формах, повышается производительность.

Пример 2.

Пористые строительные блоки типа "Сибит" получают литьем в многоместные графитовые формы в следующей последовательности.

Доменный шлак при температуре 1420°С заливают в поризатор, в который подают пар под давлением 1÷3 ат, и в течение 5÷6 минут производят вспенивание шлака до падения температуры до 1050°С, после чего дозу вспененного шлака заливают в камеру выжимания и при температуре 800°С вытесняют под поршневым давлением в литейную форму.

После затвердевания и охлаждения шлака в форме до температуры 40°С полученный блок извлекают из формы и процесс повторяют. За счет литья при пониженной температуре сокращается цикл производства блоков.

Пример 3.

Тормозные колодки из доменного шлака получают следующим образом.

Пенополистироловые газифицируемые модели тормозных колодок, армированные сталью, монтируют в блоки по 40 штук с центральным литником и устанавливают в контейнеры.

Дозу доменного шлака заливают при температуре 1400°С в камеру выжимания и при температуре 900°С вытесняют под поршневым давлением в рабочую полость формы с одновременным вакуумированием контейнера для удаления продуктов газификации моделей. За счет стальной арматуры процесс затвердевания и охлаждения шлака ускоряется, что обеспечивает повышение производительности производства.

После охлаждения готовое изделие извлекают из контейнеров и процесс повторяют.

Использование изобретения позволяет повысить производительность производства изделий и снизить себестоимость их изготовления, утилизировать металлургические доменные шлаки, создать изделия более дешевые и конкурентоспособные по сравнению с изделиями из бетона.

1. Способ изготовления изделий из шлака, включающий получение жидкого шлака, заполнение шлаком рабочих полостей форм, выдержку шлака в формах для охлаждения и последующее удаление охлажденных изделий из форм, отличающийся тем, что дозу нагретого шлака вначале заливают в специально введенную камеру выжимания, а затем вытесняют из нее шлак в рабочие полости формы при помощи механического давления.

2. Способ изготовления изделий по п.1, отличающийся тем, что шлак вытесняют из камеры в форму при температуре ниже точки "солидус", преимущественно при 800÷900°С.

3. Способ изготовления изделий по п.1, отличающийся тем, что для формообразования изделий используют пенополистироловые газифицируемые модели.

4. Способ изготовления изделий по п.1, отличающийся тем, что изделия армируют некомпактным материалом типа металлической стружки или кварцевого песка.