Сплав для изготовления мелющих тел, используемых при получении кремнеземистого вяжущего

 

Сущность изобретения: сплав содержит (мас.%) никель 10 - 25, хром 8 - 25, марганец 0,4 - 1,0, железо - остальное. 3 табл.

Изобретение относится к измельчению барабанными мельницами кварцевого песка при получении кремнеземистого вяжущего и предназначено для изготовления мелющих тел, которые применяются в мельницах в качестве измельчающих органов.

Среди технологических факторов, оказывающих большое влияние на характеристики вяжущих суспензий, наиболее существенным является тип футеровки и мелющих тел шаровой мельницы, т. е. материал этих элементов - керамика или металл.

Известны мелющие тела, выполненные из корунда. Получение вяжущего из кварцевого песка помолом в шаровой мельнице с применением керамических мелющих тел обеспечивает высокие физико-механические характеристики суспензии.

Недостатком керамических мелющих тел является значительная продолжительность процесса помола.

Известно также применение в качестве мелющих тел металлических шаров. Помол металлическими мелющими телами по сравнению с керамическими позволяет резко ускорить процесс.

Однако намол железа приводит к образованию его гидроксида, связывающего дополнительный объем жидкости, и эффекту гетерокоагуляции. Кроме того, наличие железа в системе тормозит растворение кремнезема и тем самым уменьшает вяжущие свойства суспензии, как следствие, ухудшаются показатели прочности изделий. Чтобы улучшить характеристики известного вяжущего, полученного измельчением песка стальными шарами, осуществляют многократную отмывку намолотого железа и суспензирование отмытого материала. Дополнительные операции снижают производительность процесса получения кремнеземистого вяжущего.

Изобретение направлено на решение следующей задачи: создать материал для мелющих тел, обеспечивающий такую же высокую скорость помола, которая достигается при использовании металлических шаров, и в то же время улучшить физико-механические характеристики вяжущего по сравнению с теми, которые оно имеет после помола металлическими шарами. При этом необходимо исключить дополнительные операции, связанные с отмывкой намолотого железа и соответственно снижающие производительность процесса.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в повышении производительности изготовления кремнеземистого вяжущего в шаровой мельнице и одновременно в повышении ударной прочности вяжущего.

В результате научно-исследовательской работы найден сплав, обеспечивающий достижение вышеуказанного технического результата. Описываемый материал мелющих тел для получения кремнеземистого вяжущего представляет собой сплав железа с никелем, хромом и марганцем при следующем соотношении компонентов, мас.%: Ni 10-25; Cr 8-25; Mn 0,4-1,0; железо остальное.

Изготовленные из указанного сплава мелющие тела (шары) обладают достоинствами известных железных шаров - они резко ускоряют процесс помола. В то же время полученная вяжущая суспензия имеет высокие физико-механические характеристики, в частности, опытным путем установлено, что повышается ударная прочность изделий из вяжущего. Входящие в сплав элементы обеспечивают ему достаточно высокие твердость, износостойкость и химическую инертность. В процессе помола истирание шаров весьма незначительно: на 1 т вяжущего - 0,4-0,5 мас. % материала мелющих тел, в суспензии практически отсутствуют частицы сплава.

Сравнительные данные времени помола до получения вяжущего в шаровой мельнице и износа мелющих тел при помоле мелющими телами из описываемого сплава и из известных материалов приведены в табл. 1.

Следует отметить, что незначительный намол металла от металлических мелющих тел в процессе получения вяжущей суспензии представлен преимущественно коллоидной составляющей описываемых сплавов. В ходе механохимической реакции при мокром помоле коллоидная составляющая сплава взаимодействует с формирующимся коллоидным компонентом исходного кремнеземистого сырья с образованием неорганических металло-керамических полимеров. Последнее обстоятельство однозначно приводит к повышению ударной прочности вяжущего.

Таким образом, заявленный сплав для мелющих тел обеспечивает повышение производительности помола, долговечности мелющих тел и ударной прочности вяжущего.

Проведена опытная проверка, в ходе которой осуществлялся помол кварцевого песка в шаровой мельнице с использованием мелющих тел, выполненных из описываемого сплава. Проверке подвергались 5 составов материала мелющих тел с различным количеством компонентов. Данные по составам сплавов приведены в табл. 2.

Проведена проверка физико-механических свойств образцов изделий из вяжущих, полученных с помощью мелющих тел из сплавов каждого состава. Результаты проверки отражены в табл. 3.

Полученные значения прочностных показателей вяжущего показывают, что изделия из вяжущего, изготовленного с применением мелющих тел из описанного сплава, обладают высокой прочностью, превышающей аналогичные показатели вяжущих, полученных с применением мелющих тел из известных материалов. Следует отметить, что стоимость мелющих тел из описанного сплава выше, чем мелющих тел из известных материалов, но они также обладают и более высокой износостойкостью. По сравнению, например, с керамическими они служат в 50 раз дольше, расчеты показывают, что их применение экономически целесообразно.

Формула изобретения

СПЛАВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕЛЮЩИХ ТЕЛ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ КРЕМНЕЗЕМИСТОГО ВЯЖУЩЕГО, содержащий железо, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса получения вяжущего и его ударной прочности, он дополнительно содержит никель, хром и марганец при следующем соотношении компонентов, мас.%: Никель 10 - 25 Хром 8 - 25 Марганец 0,4 - 1,0 Железо Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3