Способ изготовления изделий из шлакового литья

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ШЛАКОВОГО ЛИТЬЯ, включающий уклад-, ку заполнителя в форму, разогрев его, заливку в форму расплава и ее вибрирование , отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и однородности структуры изделий по высоте, а также повьшения теплозащитHoix свойств шлакового литья, разогрев заполнителя осуществляют до пиропластического состояния, вибрирование производят в течение 15-45 с, после чего форму резко охлаждают на воздухе до 800-900 0, выдавливают из нее изделие пуансоном сверху вниз и ох- . лаждают его сначала на воздухе до 700-800 С, а затем в печи - до 500 С со скоростью 130-170 град/ч и от 500 до 40°С со скоростью 200 град/ч.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (б1) С 04 В 23/02

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

°, )

:"1 Г (21) 35033 1 8/29-33 (22) 16.09.82 (46) 30.12.84. Бюл. Р 48 (72) В.С. Грызлов, С.Е. Александров, Г.Е. Штефан и В.Л. Пржецлавский (71) Липецкий политехнический институт (53) 666..199(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 108042, кл. В 28 В 1/54, 1956.

2. Авторское свидетельство СССР

1Ф 355125, кл. С 04 В 23/02, 1 972. .(54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ

ИЗ ШЛАКОВОГО ЛИТЬЯ, включающий уклад-. ку заполнителя в форму, разогрев его, заливку в форму расплава и ее вибрирование, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и однородности структуры изделий по высоте, а также повышения теплозащитных свойств шлакового литья, разогрев заполнителя осуществляют до пиропластического состояния, вибрирование производят в течение 15-45 с, после чего форму резко охлаждают на воздухе до 800-900 С, выдавливают из нее о изделие пуансоном сверху вниз и ох- . лаждают его сначала на воздухе до

700-800 С а затем в печи — до о о

500 С со скоростью 130-170 град/ч о и от 500 до 40 С со скоростью

200 град/ч. -

1131847

Изобретение относится к производству строительных материалов, в част. ности к производству конструкционнотеплоизоляционных изделий из шлакового литья. 5

Известен способ изготовления изделий из шлакового литья, включающий укладку пористого заполнителя в форму, накрывание форм покровными пластинами, заливку шлаковго рас- 10 плана (1) .

Однако этот способ характеризуется возникновением микротрещин вследствие недостаточного контакта расплава с зернами заполнителя из-за 15 наличия газовых раковин, что приводит к снижению прочности изделий.

Ф

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ из- 20 готовления изделий из шлакового расплава, заключающийся в укладке заполнителя в форму, подогреве его одо 400-1000 С, заливке в форму расплава и ее вибрировании (2) .

Недостатком этого способа являет,ся расслоение смеси в процессе виброуплотнения за счет всплывания заполнителя, что приводит к созданию крупнопористой структуры в верхней З0 части изделий. Поэтому этот способ применим только для изготовления тонкостенных изделий, формуемых в горизонтальном положении, Кроме того, этот способ не обеспечивает исключение термических напряжений, что приводит к снижению прочности изделий.

Цель изобретения — повышение прочности и однородности структуры изде40 лий по высоте, а также повьппение теплозащитных свойств шлакового литья.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления изделий из шлакового литья, 45 включающему укладку заполнителя в форму, разогрев его заливку в форму расплава и ее вибрирование, разогрев заполнителя осуществляют до пиропластического состояния, вибрирование50 производят в течение 14-45 с, после чего форму резко охлаждают на возо духе до 800-900 С, выдавливают из нее изделие пуансоном сверху вниз и охлаждают его сначала на воздухе до 55 о о

700-800 С, а затем в печи цо 500 С" со скоростью 130-170 град/ч и от

500 до 40 С со скоростью 200 град/ч, Сущность изобретения заключается в укладке пористого заполнителя— керамзитового гравия или шлаковой пемзы в форму, разогреве до 8009

900 С в высокотемпературной печи с последующей заливкой его шлаковым расплавом. Заливку формы расплавом производят после извлечения ее из печи и установки на виброплощадку для осуществления вибрирования в процессе заливки расплава, который в данном случае является связующим вешеством. Вибрирование используют для равномерного распределения расплава между зернами заполнителя.

После вибрирования в течение. 15-45 с до прекращения выделения пузырьков воздуха на поверхности расплава изделия подвергают охлаждечию на воздухе в течение 15-20 мин до 800-900 С и достижения необходимой вязкости, после чего выдавливают пуансоном и охлаждают сначала на воздухе до 700800 С, а затем в печи до 500 С со о о скоростью 130-170 град/ч и от 500 до 40 С со скоростью 200 град/ч. о

Пример. Огнеупорную форму, не имеющую дна, торцы которой выполнены шпунтованными, устанавливают на съемное дно и в нее засыпают на 2-3 мм ниже краев заполнителькерамзитовый гравий фракции 520 мм с объемной насыпной массой

840 кг/мз. Форму помещают в высокотемпературную печь, разогретую до

1200 С, где заполнитель разогревают

9 до пиропластического состояния до

850 С. Затем форму извлекают из печи, Р заливают расплавленным шлаком с температурой 1200 С при одновременном о вибрировании в течение 30 с, после чего форму устанавливают на две квадратные формы-подставки и после приобретения изделием необходимой вязкости о за счет охлаждения до 800 С его выдавливают сверх вниз пуансоном, имеющим ту же конфигурацию, что и изделие. Выдавленное изделие охлаждают сначала на воздухе до 700 С, а затем, в печи до 500 С со скоростью

130 град/ч и от 500 до 40 С со скоростью 200 град/ч.

Расход керамзитового гравия составляет. в среднем 770 кг, а шлакового расплава 180 кг на 1 м изделий, Химический состав используемого для изготовления иэлелий шлака следующий, мас.7.: Si0 38,0; СаО 44,0;

1131847

3

MgO 6,0; А1 0 10,0; FeO 0,5;

Мп0 0,8 S 0,7, объемная масса 2000 кг/м .

По режимам, приведенным в таблице готовят образцы шлакового литья, свойства которого приведены в той же таблице.

Время вибрирования изделий должно находиться в пределах 15-45 с, так как уменьшение его до 10 с приводит к снижению объемной массы и увеличению пористости за счет недостаточного уплотнения, при котором еще не достигается равномерное распределение расплава между зернами заполнителя, что приводит к снижению прочности изделий.

Увеличение времени вибрирования до 60 с неэффективно, так как большая плотность не достигается и начинается интенсивное расслоение смеси за счет всплытия пористого легкого заполнителя.

Режим разогрева заполнителя до пиропластического состояния является оптимальным, так как при более высоких температурах происходит заваривание пор в заполнителе, что снижает его теплозащитные свойства, а при более низких температурах .происходит растрескивание зерен заполнителей из-за резкого перепада температур при заливке его расплавом имеющим температуру поряд о ка 1200 С.

Достижение пиропластического сос тояния шлакопемзового и керамзитового заполнителей происходит при

800 900оC

Режимы охлаждения являются оптимальными.

Резкое охлаждение от 1200 до о

700-800 С не опасно, так как изделие находится еще в размягченном состоянии и легко подвергается сжа тию и растяжению. Кроме того, в этом интервале отсутствуют кварцевые эффекты и крупнокристаллическая структура. В размягченной стекловидной и мелкокристаллической структуре еще не возникают термические напряжения. Кроме того, резкое охЮ лаждение приводит к фиксации мелкокристаллической структуры, способствующей повышению прочности изделий.

При резком охлаждении расплава кристаллы не успевают. вырасти до больших размеров. В крупнокристаллической

40 структуре обычно возникают более высокие термические напряжения, что приводит к снижению прочности по сравнению с мелкокристаллической структурой изделий.

В интервале температур 500-700 С скорость охлаждения снижена,до

130-170 град/ч, так как в этом интервале происходит кварцевый эффект, т.е. переход кристаллической структуры кварца из oL в 3 форму при о

576 С с увеличением в объеме в

2,5 раза, что и приводит к растрескиванию" изделий при быстрых режимах охлаждения, способствующих возникновению в этом интервале кварцевых эффектов, Интервал 500-700 С являето ся оптимальным, так как во внутренних слоях изделия, где охлаждение замедляется, кварцевые эффекты могут происходить и при более высоких температурах. Выше и ниже этого интервала кварцевые эффекты не происходят, поэтому режимы охлаждения могут быть более быстрыми. Этим объясняется ускорение охлаждения изделий ниже

500 С до 200 град/ч, чтобы ускорить о процесс производства иэделий.

По внешнему виду изделия, изготовленные по предлагаемому способу, имеют достаточно плотную однородную структуру и не имеют признаков растрескивания, в то время как изделия, изготовленные по известному способу (составы 15-17), в верхней части имеют крупнопористую структуру за счет

1 ° всплытия легкого керамзитового гравия в процессе вибрирования, а после резкого охлаждения на воздухе имеют . сетку мелких трещин, что приводит к снижению прочностных показателей этих изделий.

Изделия, охлаждаемые на воздухе до 600 С (состав 1), также имеют микротрещины, хотя и в значительно меньшем количестве, чем у изделий, изготовленных по известному способу.

Изделия, охлаждаемые на воздухе до 700-800 С и до 500 С - со скоо ° о ростью 130-170 град/ч не имеют трещин и, как видно из таблицы, имеют наибольшие прочностные показатели. о

Изделия, охлаждаемые до 900 С на воздухе (состав 5), а затем со скоростью 180 град/ч имеют несколько микротрещин из-за быстрого охлаждения в зоне кварцевых эффектов (500о

600 C). Эти данные свидетельствуют

1131847 о том что оптимальным является охВ о лаждение на воздухе до 700-800 С и до 500 С вЂ” со скоростью 130д

170 град/ч. Ниже 500 С скорость охлаждения может быть увеличена до

200 град/ч.

Преимуществами предлагаемого способа являются обеспечение большей прочности за счет высокой плотности изделий благодаря сочетанию вибриро= вания и давления при выдавливании изделия и в то же время сохранение его теплозащитных свойств за счет приме5 нения пористого заполнителя, который после заливки его расплавом приобретает закрытую пористую структуру, обеспечивающую хорошие теплозащитные свойства изделиям.

Са4

Р4

Ф ь о

О о

O л л л о

6Ъ

4Ч

Ю

D о

СМ л

Cl л

О0 сР

Ю

D о

КЪ

C) о о о о л

cv

Ю о л

° Р

МЪ

- CO о л

Ю со

Оь

Ю о

A л е

Ю

Ю л

1 а»4

Ю

D о

60

Са4 сО

О

Р\

° В

an

Ю Р а

Ю

Ю

00 со о

A л

О

Ю

00 о

Ю л

4Ъ

О

О

СО

О (Ъ л

Ю о о

00

4 4

МЪ о

C) л

00 ь о

Ф °

44Ъ

МЪ

Ф о /Ъ

О

О л л

an

Оа

1 л

I — — I л

D о

В сО иЪ

OО

Ф о

Ю о

СЧ

Ю ь о

Ю ао

4Ъ

С4

° ь сО о

О

М л

44Ъ

4Ь

Ю»

Ф о

О л

О о

1 . 1

60

° Ь о о

60

44Ъ

Ю

О м

Ю

1

L !

1 1 л

° в о

О\

an! 1

Ю

Ю ю о

1

1 44

Ф

44Ъ

° с

Ю

ОЪ

Ю (Ч о о О ° ф о о

Cl

3 ио оо а о

43 О

o a

1О о

I о

1 о ф и Ia4

З о

Р 2

f o

X Ì ф а

С", t

1 о

Ю

1. О к о

5 Р аф 1

Ф:3 Р й

I 131847 у. о

Ю oooo

g»»

3е О

V 4. о м

0 В о и а я. и I ф (3 и

О3

Э Я аа

r3 й

3. V

И 4 о ы ро е

"6

Ц Я

Э М

C( йй

5 tJ aa3

yO0 у 1I i

Фаям .