Способ и технология улучшения качества каменного литья

Использование каменного литья для защиты технологического оборудования от коррозии и абразивного износа позволяет экономить черные и цветные металлы, продлевать межремонтный период работы узлов и агрегатов, а также значительно сокращать трудозатраты ремонтного персонала.
Сырьем для производства камнелитых изделий служат различные горные породы, отходы обогащения руд, металлургические шлаки, т.е. сравнительно дешевые материалы. При этом литые футеровочные изделия (плиты, трубы, втулки, вкладыши и т.п.), получаемые из таких расплавов, обладают рядом уникальных свойств: износостойкостью, сравнимой с легированной сталью и фарфором, кислотоупорностью, аналогичной керамике, высокой прочностью при сжатии.
Существенным недостатком отливок является низкая термостойкость, обусловленная малой теплопроводностью и хрупкостью материала. Многие виды оборудования эксплуатируются в условиях воздействия агрессивных сред в сочетании со знакопеременными термическими нагрузками. В связи с этим необходимы камнелитые футеровки, надежно работающие в таких условиях.
Повысить термостойкость камнелитых изделий, например за счет снижения коэффициента температурного расширения (КТР) материала, не удается, так как возможные вариации химического состава ограничены условием получения мономинеральной структуры, обеспечивающей износостойкость и кислотоупорность отливок. Известны составы каменного литья, получаемого из синтетических шихт на основе доломита, однако прочностные характеристики этого материала низки и область применения существенно ограничена. Одним из путей повышения термостойкости является создание в отливках микротрещиноватой структуры, препятствующей росту макротрещин, образующихся при термоударах. Термостойкие отливки с подобной структурой получают на основе железистых горных пород, добавляя в исходную шихту доменный шлак. Однако прочностные характеристики этих изделий не в полной мере удовлетворяют предъявляемым к ним требованиям. Известен и другой способ повышения термостойкости – создания пористой структуры в отливках. При этом микропоры, как и микротрещины, тормозят распространение возникающих при термоударах трещин; желательно также, чтобы микропоры были изолированы и, по возможности, равномерно распространены по объему изделия. Получить подобную структуру в изделиях на основе железистых силикатов можно за счет повышения основности и кристаллизационной способности расплавов. Известно, что такие расплавы характеризуются значительной объемной усадкой, а структура получаемых отливок слагается преимущественно пироксенами диопсидового ряда. Способ повышения термостойкости без существенного снижения основных эксплуатационных свойств каменных отливок является перспективным.
Известно, что наиболее высокие эксплуатационные свойства камнелитых изделий (износостойкость и килотоупорность) обеспечиваются при формировании в отливках пироксеновой структуры, допускающей широкие изоморфные замещения. Улучшить кристаллизационную способность расплавов пироксенового типа можно за счет повышения концентрации крупных катионов, например Ca2+, способствующих деполимеризации строения расплавов, облегчающих переориентацию анионных радикалов и деформацию пироксеновых структур с минимальным количеством межкристаллического стекла и, следовательно, с большим количеством усадочных дефектов, что с учетом затруднений в фильтрации вязкого расплава в процессе кристаллизации влечет образование множественных усадочных микропустот.
Изучение усадки высококальциевых силикатных расплавов позволило установить характер распределения усадочных дефектов в теле отливок в зависимости от степени закристаллизованности и габаритов изделия.
Рентгеноструктурный и петрографический анализы позволили установить, что кристаллическая фаза отливок представлена в основном сложными пироксенами диопсидавгитового ряда. С помощью дифференциального термического анализа выявлена зависимость температур кристаллизации пироксенитовых стекол от содержания в них главного стеклообразующего оксида – SiO2 и активного инициатора кристаллизации – Cr2O3, что позволяет обоснованно задавать температуры частичной докристаллизации межзеренного стекла. Количество вводимого в шихты модификатора (измельченная хромовая руда, 52% Cr2O3) при этом составляет 1,0–1,5%.
Согласно классификации хрупких материалов высококальциевое каменное литье относится к гетерогенным материалам, в которых при резких перепадах температур происходит постепенное зарождение и распространение трещин. В объеме такого материала формируется сеть мелких трещин, разбивающая тело отливки на отдельные фрагменты, способные смещаться относительно друг друга. Подвижность структурных элементов способствует релаксации возникающих при термоударах напряжений. При этом дальнейшее развитие трещин может замедляться или даже приостановиться.
Сравнительные испытания эксплуатационных свойств каменных отливок различного типа (горнблендитовых, доломитовых, базальтовых), выпускаемых отечественной промышленностью, показали, что пироксенитовые отливки (на базе пироксенитовых отходов Качканарского ГОКа) с повышенным содержанием щелочно-земельных оксидов имеют некоторый средний уровень основных свойств (кислотоупорность, износостойкость, прочность при сжатии), однако обладают значительно более высокой термостойкостью.
Установлено, что с повышением концентрации CaO увеличивается степень закристаллизованности отливок и, как следствие, возрастает объем усадочных дефектов. Структура отливок характеризуется значительной пористостью, довольно равномерно распределенной по объему. Характерно, что наряду с микропорами, выявляемыми петрографическим анализом, в изученных отливках формируется большое количество усадочных макропор размером до 1,5 мм.
Исследования показали, что хорошее сочетание эксплуатационных свойств с термостойкостью имеют расплавы, содержащие (мас.%): 51–52 SiO2; 7–8 Al2O3; 2–3 Fe2O3;
7–8 FeO; 18–19 CaO; 9–11 MgO; 0,6–0,8 R2O (состав запатентован).
Характерно, что разработанное авторами каменное литье повышенной термостойкости позволяет не только расширить традиционную сферу его применения (защитные плиточные футеровки технологического оборудования, шламопроводы, гидроциклоны, промышленные полы, электроизоляторы и др.), но и существенно снизить технологический брак при производстве изделий.
Известно, что малотеплопроводный литой силикатный материал требует медленного снижения температуры (20–40 К/ч) при охлаждении от температур кристаллизации (1100–11500С) до комнатной. Необходимо добиваться выравнивания температур по сечению отливки в процессе охлаждения для предупреждения растрескивания изделий. С этой целью камнелитейные предприятия применяют туннельные печи значительной длины (до 40–50 м), что влечет за собой соответствующее увеличение продолжительности технологического цикла.
Внедрение в производство новых, высококальциевых составов каменного литья позволило снизить уровень брака при термообработке отливок в 1,7–1,8 раза. Кроме того, удалось несколько сократить продолжительность плавки шихт за счет большей гомогенности сырья и существенно, в 2,5–3,0 раза сократить общую длительность технологического цикла изготовления каменных отливок.   


В.М. КАРПОВ,
В.С. БАЛИН,



Для вас, снабженцы!
Поиск по сайту

Везде   В статьях   В материалах  
Если поиск не дал результата, попробуйте изменить текст запроса.
Примеры поиска по запросу "Потолки Armstrong": "Потолки Armstrong", "Потолок Armstrong", "Потол Arms", "Потолки Армстронг", и т. п.
Полезное для строителей...
Читайте также у нас на сайте:


Информация для строителей.

Новости строительной индустрии

Транспортный коллапс взвинтил цены на цемент

  Компания «СМПро» опубликовала статистику по росту цен на цемент, согласно которой с начала 2011 г. цены на российский цемент выросли на 35%. В частности, по итогам сентября средние цены от ...

Россия прирастет дорогами

Как недавно заявил премьер-министр Российской Федерации Владимир Владимирович Путин, в ближайшие 3 года на автомобильные дороги страны будет потрачено 1,3 трлн руб. Из этих денег 678 млрд руб. планиру ...

«ОБЪЕДИНЕНИЕ 45-М» поставит бетон для реконструкции здания университета им. Плеханова

   Московское предприятие группы ЛСР ООО «Объединение 45-М» стало основным поставщиком бетона для реконструкции старейшего корпуса РЭУ им. Плеханова. Предприятие поставит около 5 тыс. ...

Kerneos объявляет о запуске новых продуктов

  Компания Kerneos, входящая в группу компаний Materis, выводит на рынок продукты, предлагающие новые технические решения для производителей готовых к использованию строительных смесей:< ...

Ярославская область: переселение граждан из аварийного жилья

  Фондом содействия реформированию жилищно-коммунального хозяйства принята к заявка Ярославской области на предоставление финансовой поддержки для переселения граждан из аварийного жилищно ...

«Бецема»: в Красногорске выпустили «Истру»

  В рамках выставки СТТ-2011 машиностроительный завод "Бецема" совместно со своим партнером "Мерседес Бенц Тракс Восток" организовали Дни "Бецемы". Журналисты ...

Лифтовая отрасль в России: быть или не быть?

В Москве состоялся I съезд Национального союза лифтовых саморегулируемых организаций (НСЛ СРО), на котором специалисты пришли к выводу о необходимости перехода к обязательному саморегулированию и заро ...

В Думе решили обязать использовать новые материалы при ремонте дорог

На заседании Госдумы России представителями комитета по транспорту принято решение о внесении поправок в действующий техрегламент строительства дорог. В частности, в них предлагается сделать обязатель ...
 
 Архив строительных новостей

 Архив строительных новостей (продолжение)

Строителям на заметку.

Новости сайта

Строительные материалы в Интернете