Кам’яне литво

Реферат: Кам'яне литво, що включає SiO2, Al2O3, FeO, Fe2O3, CaO, MgO, Na2O, Сr2О3, МnО, крім того воно додатково містить ТіО2. UA 74671 U (54) КАМ'ЯНЕ ЛИТВО UA 74671 U UA 74671 U 5 10 15 20 25 30 Корисна модель належить до виробництва каменелитих виробів і може бути використана для захисту металевих конструкцій і агрегатів в умовах підвищених температур (200-900 °C) на підприємствах металургійної, хімічної, гірничо-збагачувальної, енергетичної і інших областях промисловості. Відоме кам'яне литво (А.с. 804585, МПК С03 З 3/22, опубл. 15.02.81 p.), яке містить: SiO2 423 43; Al2О3 17-19; FeO 6,5-7,5; Fe2O3 4,5-5,6; CaO 13,5-14,5; MgO 1,5-2,5; Na2O 5,5-6,0; Cr2O 1,52,0; MnO 0,2-0,3; TiO2 0,3-0,8. Недоліком цього кам'яного литва є його низька термостійкість і міцність. Найбільш близьким до пропонованого є кам'яне литво (А.с. 1433939, МПК С04В 30/00, опубл. 30.11.88 p., прототип), яке містить: SiO2 51-55; Аl2О3 5-12,0; FeO 0,8-1,2; Fe2O3 3,2-5,8; CaO 18,0-27; MgO 4,0-6,0; Na2O 1,5-2,5; Cr2O3 1,5-2,5; MnO 0,7-1,2. Також до складу вказаного кам'яного литва включено: SO3 0,3-0,6. До недоліків відомого кам'яного литва слід віднести те, що воно містить високий процентний вміст оксидів заліза (FeO+Fe2O3), що збільшує кількість магнетиту, що виділяється, у якого об'ємне термічне розширення при 700-900 °C досягає 4 %, тобто в 1,5-2 рази більше сусідніх мінералогічних фаз, що призводить до значної локальної внутрішньої напруги і зниження термостійкості. Також відоме кам'яне литво має низький вміст MgO, що знижує кристалізаційну здатність розплаву і сприяє утворенню неоднорідних структур по перерізу відливання, підвищенню внутрішньої напруги, що також призводить до зниження термостійкості виробів. У основу корисної моделі поставлено задачу розробити склад кам'яного литва, який би мав підвищені характеристики термостійкості і міцності за рахунок зниження залишкової напруги структури. Поставлена задача вирішується тим, що кам'яне литво включає SiO 2, Аl2О3, FeO, Fe2O3, CaO, MgO, Na2O, Сr2О3, МnО, згідно з корисною моделлю, додатково містить ТiO 2 при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: SiO2 57,22-55,8; Аl2О3 9,13-6,0; СаО 21,6-17,4; MgO 14,22-12,0; Na2O 3,17-1,2; Cr2O3 1,81-0,4; Fe2O3 1,54-0,5; FeO 0,4-0,1; ТіО2 0,25-0,1; МnО 0,35-0,1. Приклади конкретного здійснення корисної моделі наведені в таблиці 1. Таблиця 1 Приклади складів кам'яного литва Зміст компонентів, мас. %, у складах Перелік компонентів SiO2 Аl2О3 СаО MgO Na2O Fe2O3 FeO Сr2О3 МnО TiO2 SO3 1 2 3 57,22 7,6 17,4 12,0 3,17 0,8 0,2 1,31 0,1 0,2 53,08 9,13 20,24 11,74 1,46 1,54 0,4 1,81 0,35 0,25 55,8 6,0 21,6 14,2 1,2 0,5 0,1 0,4 0,1 0,1 4 (прототип) 53,7 5,0 23,7 4,0 2,5 5,8 1,0 3,0 0,7 0,6 У таблиці 2 приведені фiзико-механічні характеристики складів кам'яного литва. 35 1 UA 74671 U Таблиця 2 Фізико-механічні характеристики складів кам'яного литва Склади Технологічні параметри Температура°С при ліквідусі В'язкість розплаву в пуазах при ліквідусі Термостійкість, теплозмін, 90020 °C на плитах 200×200×25 мм Міцність на стискування, МПА (на зразках 20×20×20 мм) 5 10 15 20 1 1300 2 1320 3 1350 4 (прототип) 1280 148 140 102 120 22 28 30 20 185 280 280 220 Сировиною для отримання кам'яного литва можуть служити гірські породи, переклазохроміт, кварцовий пісок, доменні шлаки, доломіт та ін. Перед завантаженням в піч сировинні матеріали подрібнюють, просіюють і дозують в необхідних кількостях. Температура плавлення пропонованих складів кам'яного литва складає не менше 1300 С. Шихту плавлять в дугових електропечах або печах, що обертаються, при температурі 1450-1550 °C. Готовий розплав з печі спускають в розливний копильник для підготовки розплаву перед розливанням. Підготовлений розплав розливають в підігріті до 250300 °C земляні або металеві форми. Температура розплаву, що розливають, складає 12401280 °C. Відливки витримують 6-8 хвилин і піддають охолодженню в тунельній печі із швидкістю 30-50 °C за годину. Запропонований склад кам'яного литва при вказаних співвідношеннях компонентів знижує до мінімуму кількість мінералогічних фаз, забезпечує однорідність структури відливань, зниження залишкової і усадкової напруги, і, як наслідок, підвищення термостійкості. В результаті зниження напруженості структури отриманий матеріал має підвищену термостійкість - до 30 теплозмін і міцність на стискування до 280 МПА, що вище, ніж відомий матеріал, відповідно на 27 % та 50 %. Використання запропонованого кам'яного литва дозволить підвищити термостійкість і міцність виготовлених з нього плит і інших фасонних виробів, забезпечити термін їх експлуатації до 10 років. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 Кам'яне литво, що включає SiO2, Al2O3, FeO, Fe2O3, CaO, MgO, Na2O, Сr2О3, МnО, яке відрізняється тим, що воно додатково містить ТіО2 при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: SiO2 57,22-55,8 Аl2О3 9,13-6,0 СаО 21,6-17,4 MgO 14,22-12,0 Na2O 3,17-1,2 Cr2O3 1,81-0,4 Fe2O3 1,54-0,5 FeO 0,4-0,1 ТіО2 0,25-0,1 МnО 0,35-0,1. Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2