каменное литье

Формула изобретения

Каменное литье, включающее SiO₂, Аl₂ О₃, FeO, Fе₂О₃, CaO, MgO, Na ₂O, 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
Сr 2О3	1,81-0,4
Fе2O3	1,54-0,5
FeO	0,4-0,1
ТiO2	0,25-0,1
MnO	0,35-0,1

Описание изобретения к патенту

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; Аl₂O ₃ 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; Cr₂ О₃ 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; Al ₂O₃ 5-12,0; FeO 0,8-1,2; Fе₂О ₃ 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

SiO ₂ Аl₂O₃, FeO, Fе₂О ₃. 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; Cr₂O ₃ 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
Аl 2O3	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
Na 2O	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.