Каменное литье
Владельцы патента RU 2527408:
Общество с ограниченной ответственностью "EUTIT-UA" (UA)
Изобретение относится к производству камнелитых изделий и может быть использовано для защиты металлических конструкций и агрегатов в условиях повышенных температур на предприятиях металлургической, химической, горно-обогатительной, энергетической и других областях промышленности. Каменное литье содержит, мас.%: SiO2 57,22-55,8; Аl2О3 9,13-6,0; CaO 21,6-17,4; MgO 14,22-12,0; Nа2О 3,17-1,2; Cr2О3 1,81-0,4; Fe2O3 1,54-0,5; FeO 0,4-0,l; TiO2 0,25-0,1; MnO 0,35-0,1. Каменное литье выдерживает до 28-30 теплосмен при перепаде температур 900-20°С. Прочность на сжатие составляет до 280 МПа. Использование каменного литья позволит повысить термостойкость и прочность изготовленных из него плит и других фасонных изделий, обеспечить срок их эксплуатации до 10 лет. 2 табл.
Изобретение относится к производству камнелитых изделии и может быть использовано для защиты металлических конструкций и агрегатов в условиях повышенных температур (200°-900°С) на предприятиях металлургической, химической, горно-обогатительной, энергетической и других областях промышленности.
Известно каменное литье (а.с. 804585, МПК С03С 3/22, опубл. 15.02.81 г.), которое содержит: SiO2 42-43; Аl2O3 17-19; FeO 6,5-7,5; Fе2O3 4,5-5,6; CaO 13,5-14,5; MgO 1,5-2,5; Na2O 5,5-6,0; Cr2О3 1,5-2,0; MnO 0,2-0,3; ТiO2 0,3-0,8. Недостатком данного каменного литья является его низкая термостойкость и прочность.
Наиболее близким к предлагаемому является каменное литье (а.с. 1433939, МПК С04В 30/00, опубл. 30.11.88 г., прототип), которое содержит: SiO2 51-55; Al2O3 5-12,0; FeO 0,8-1,2; Fе2О3 3,2-5,8; CaO 18,0-27; MgO 4,0-6,0; Na2O 1,5-2,5; Cr2О3 1,5-2,5; MnO 0,7-1,2.
Также в состав указанного каменного литья включено: SO3 0,3-0,6.
К недостаткам известного каменного литья следует отнести то, что оно содержит высокое процентное содержание окислов железа (FeO+Fе2O3), что увеличивает количество выделяемого магнетита, у которого объемное термическое расширение при 700-900°С достигает 4%, т.е. в 1,5-2 раза больше соседних минералогических фаз, что приводит к значительным локальным внутренним напряжениям и снижению термостойкости.
Также известное каменное литье имеет низкое содержание MgO, что снижает кристаллизационную способность расплава и способствует образованию неоднородных структур по сечению отливки, повышению внутренних напряжений, что также приводит к снижению термостойкости изделий.
В основу изобретения поставлена задача разработать состав каменного литья, который бы обладал повышенными характеристиками термостойкости и прочности за счет снижения остаточных напряжений структуры.
Поставленная задача решается тем, что каменное литье включающее
SiO2 Аl2O3, FeO, Fе2О3. CaO, MgO, Nа2О, Cr2О3, согласно изобретению, дополнительно содержит ТiO2 при следующем соотношении компонентов, мас.%: SiO2 57,22-55,8; Аl2О3 9,13-6,0; CaO 21,6-17,4; MgO 14,22-12,0; Na2O 3,17-1,2; Cr2O3 1,81-0,4; Fе2О3 1,54-0,5; FeO 0,4-0,l; TiO2 0,25-0,1; MnO 0,35 0,1.
Примеры конкретного осуществления изобретения приведены в таблице 1.
| Таблица 1 - Примеры составов каменного литья | ||||
| Перечень компонентов | Содержание компонентов, мас.%, в составах | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 (прототип) | |
| SiO2 | 57,22 | 53,08 | 55,8 | 53,7 |
| Аl2O3 | 7,6 | 9,13 | 6,0 | 5,0 |
| CaO | 17,4 | 20,24 | 21,6 | 23,7 |
| MgO | 12,0 | 11,74 | 14,2 | 4,0 |
| Na2O | 3,17 | 1,46 | 1,2 | 2,5 |
| Fе2O3 | 0,8 | 1,54 | 0,5 | 5,8 |
| FeO | 0,2 | 0,4 | 0,1 | 1,0 |
| Сr2O3 | 1,31 | 1,81 | 0,4 | 3,0 |
| MnO | 0,1 | 0,35 | 0,1 | 0,7 |
| ТiO2 | 0,2 | 0,25 | 0,1 | - |
| SO3 | 0,6 |
В таблице 2 приведены физико-механические характеристики составов каменного литья.
| Таблица 2 - Физико-механические характеристики составов каменного литья. | ||||
| Технологические параметры | Составы | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 (прототип) | |
| Температура °С при ликвидусе | 1300 | 1320 | 1350 | 1280 |
| Вязкость расплава в пуазах при ликвидусе | 148 | 140 | 102 | 120 |
| Термостойкость, теплосмен, 900 -20°С на плитах 200×200×25 мм | 22 | 28 | 30 | 20 |
| Прочность на сжатие, МПа (на образцах 20×20×20 мм) | 185 | 280 | 280 | 220 |
Сырьем для получения каменного литья могут служить горные породы, переклазохромит, кварцевый песок, доменные шлаки, доломит и др.
Перед загрузкой в печь сырьевые материалы измельчают, просеивают и дозируют в требуемых количествах. Температура плавления предлагаемых составов каменного литья составляет не менее 1300°С. Шихту плавят в дуговых электропечах или вращающихся печах при температуре 1450-1550°С. Готовый расплав из печи спускают в разливочный копильпик для подготовки расплава перед разливкой. Подготовленный расплав разливают в подогретые до 250-300°С земляные или металлические формы. Температура разливаемого расплава составляет 1240-1280°С. Отливки выдерживают 6-8 минут и подвергают охлаждению в туннельной печи со скоростью 30-50°С в час.
Предлагаемый состав каменного литья при указанных соотношениях компонентов снижает до минимума количество минералогических фаз, обеспечивает однородность структуры отливок, снижение остаточных и усадочных напряжений и, как следствие, повышение термостойкости.
В результате снижения напряженности структуры полученный материал обладает повышенной термостойкостью - до 30 теплосмен и прочностью на сжатие до 280 МПа, что выше, чем известный материал, соответственно на 27% и 50%.
Использование предлагаемого каменного литья позволит повысить термостойкость и прочность изготовленных из него плит и других фасонных изделий, обеспечить срок их эксплуатации до 10 лет.
Каменное литье, включающее SiO2, Аl2О3, FeO, Fе2О3, CaO, MgO, Na2O, Сr2О3, MnO, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит TiO2 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| SiO2 | 57,22-55,8 |
| Аl2O3 | 9,13-6,0 |
| CaO | 21,6-17,4 |
| MgO | 14,22-12,0 |
| Na2O | 3,17-1,2 |
| Сr2О3 | 1,81-0,4 |
| Fе2O3 | 1,54-0,5 |
| FeO | 0,4-0,1 |
| ТiO2 | 0,25-0,1 |
| MnO | 0,35-0,1 |
