Файл: Строение и свойства стеклокристаллических материалов на основе горных пород и шлаков (г. Чимкент, 8-10 октября 1974 г.) [сборник статей] 250-летию АН СССР посвящается.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 178

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

отавляет большой интерео. Оно обогащает науку о ситаллах, по­ казывает один из необычных путей возникновения стеклокристалличеокого ооотояния, позволяет установить новые свойства обра*» зующихоя при этом материалов.

Л и т е р а т у р а

I . V . ftouivko..

J \d a tO uw .

сьгоС . 1/ t o i .

а з , лчз ( 1970)

2» Ю.А.Пятенко.

Геохииия, № 9,

1077 (1970).

 

3. Г.А.Сидоренко . В об, "Рентгенография минерального сырья” , вып. 3, 55 (1963),

 

И,М.Липова. Геохииия, te 6, 729 (1966).

 

 

 

5.

И.in.Липова. Природа ыетаииктных цирконов,

U.,

Атомиздат,

 

1972.

 

 

 

6* W c . & 4 tUvneK,, tiJ .fo tfa , J m a M iw w io iid s z ,

sso

(1967)

7.

И. J t o k f i l h i , Т . Quanta . R t f a c t c x l d ,

23,

268

(1971).

 

Г.А,ЛЕБЕДЕВА., Г.П.ОЗЕРОВА., Ю.к.КАЛИНИН

 

ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА

И ' ТЕХНОЛОГИИ .

 

НА ТЕРМОСТОЙКОСТЬ КАМЕННОГО ЛИТЬЯ

 

 

Каменное литье, получаемое из основных и ультраосновных

горных пород без существенного изменения их состава подшихтовкаыи, обладает низкой термостойкостью, что ограничивает область его применения.

В последние годы выполнен ряд исследований, посвященных путям повышения термостойкости каменного литья. Так, з работе А.П.Шапошникова и Л.П.Тимофеевой ( I ) , показано, что на терыоотойкооть отеклокристаллических материалов оказывает влияние структурный фактор: мелкозернистые материалу менее термостой­ ки, чем крупнозернистые} Х.Д.Богатырева, А.В.Кооинокая и др.

(2) разработали состав термостойкого литья из синтетической шихты волластонитового состава, недостатком которого является

низкая кислотоотойкосхь.

Авторы работы последовали 25 ооотазов, подученных на ос­ нове горных пород и синтезированных из чиотых окиолов. Стеклонг’Ш)таяли .эокие материалы получены как по ситалловой техноло­ гии (кристаллизацией отекла "снизу"), так и криоталлизацией раопаава "сверху". Образцы имели форму цилиндра диаметром 25 мм и высотой 50 мм. Термостойкость определяли по, температуре,

295


при которой образец разрушается.

Исследования показали, что одним из важных факторов, влияющих на термостойкость, являетоя количество остаточного отекла.

Так каменное литье из пирокоенового порфирита, содержа­ щее 50—60% остаточного стекла, разрушается при 400°, снижение количества отекла до 20-25$, путем добавки пирокоенита, повы­ шает термоотойкость до 700°. Возможное количеотво остаточного

отекла можно оценить

по диаграмме П.Ниггли.

 

 

Материалы, содержащие не более 20-25$ отекла, могут бы»

получены из ооставов,

лежащих близ линии P-lSffv

и в пирокоен-

плагиоклазовом поле в случае, воли значение коэффициента М

превышает 44$} это указывает на значительное преобладание

пирокоена, над плагиоклазом в нормативном составе. Составы,

лежащие выше линии F

, имеют большее содержание

кремнезема,

а составы о меньшим значением коэффициента Мсодержат больше

плагиоклаза. В обоих случаях это приводит к увеличению коли­

чества

остаточного отекла в отеклокристаллических материалах,

. -

С ставы из пирокоен-плагиоклазового поля обладают тем

преимуществом перед мономннеральными, что они при кристаллиза­ ции дают меньшую уоадку. Другой важной характеристикой химичэокого состава являетоя соотношение. CaO, MyO, РеО, 'Pa2Cj. Повы­ шение термоотойкости до ЗОО-ЮОСЙ отмечалось при содержании, лирокоеновой фазы не менее 75-30$ и при молекулярном соотноше­

нии -----------------Q3Q-----------------------------К » о* 4в Яб 65JS.

СаО + Ф РеО Ф Pe2Ch

Повышение термоотойкости ооотавов, обогащенных СаО, обус­ ловлено следующими факторами:

Повышение содержания СаО в раоплаве способствует ввязыва­ нию At** и Ре^+ в пирокоен. 3 овязи о этим происходит онижение количества магнетита и анортитовой составляющей в остаточном стекле. Уменьшение количества магнетита приводит к снижению числа центров кристаллизации и укрупнению образований пироксе­ на. Известно, что крупнозернистые материалы имеют большую теп­ лопроводное» и меньший к .т .р ., чем мелкозерниотые, что спо­ собствует повышению термоотойкости. (3 ,4 ).

Кроке того, увеличение оодержания СаО за очет Му'О в пи­ роксена онижает его к .т .р . Так магнезиальный пирокоен-клиноэн- отатит имеет более выоокий к .т .р ,, чем кальциево-железистый

.(*)•

236


В наших экспериментах при одинаковом режима получения ‘ стеклокристалличеоких материалов к .т .р . ооотавов, обогащенных

кальцием, в ореднеы соотавлял

86»95, П*'^, в

то время пак для

магниевых составов характерно

скачкообразное

повышение А

до 1^0—150*10“'^. Влияние технологии получения материалов на

термостойкость прооленено на

образцах, полученных, ив одного

расплава, но по резным режимам. Обычно материалы, подученные

по оитадльной технологии, были более мелкозернисты и разру­ шались при более низких температурах, чем образцы, закристал­ лизованные "оверху".

Таким образом, для повышения термоотойкооти каменного литья, получаемого иZ горных пород основного состава, можно рекомендовать добавки, оодоржадие главным образом, СаО - из»:.;, вестник, мрамор, уашлак. При атом для сохранения вг^окой киолотоотойкости материалов СаО должна входить в авгит и не вызывать образования водлаотонита. Наиболее благоприятной тех­ нологией являетоя кристаллизация расплава "сверху". Раоллавы ооновного состава с повышенным содержанием СаО имеют узкий интервал гомогенной криоталлизации в области высоких темпера­ тур (1100-1000°). Для расширения температурного диапазона кристаллизации необходимо введение нуклеатора-хромита.

Л и т е р а т у р а

 

1 . А.П.Шапошников,"Л.Тимофеева. СО. Кристаллизация окионых

 

раоплавов и овойства литых изделий. Киев, 1972.

о

2. Я.Д.Богатырева, А.В.Косинокая и др. Авт. овидетельотво

226450 кл 80 в 22/04.

3. А.А.Галяо, С.А.Полуянский. Основы термомеханичеокого раз­ рушения горных пород, "йаукова Думка". Киев, 1972.

4. Справочник физических констант горных по'род, йзд-во "Мир",

М., 1969.

Б.В.ВАГИН., А.И.УЙГАЬ.,Т.Н.ДОРОЩЕНКО., о А.Р.РЗРЕЖ5ГЙНА.

УНИФИКАЦИЯ КАШШИГЫХ изделий НА предприятиях гшчЕРиетА ссср

Изделия из каменного литья обладают рядом ценных свойотв, основными из которых являются; большая химическая стойкость и высокое сопротивление износу; споообнооть обеспечить необхо­ димую производительность, долговечность и экономичность эк£-

2-97


плуатеции при использовании оборудования.

Анализ работы оборудования предприятия Минчерыета СССР, выполненный лабораторией износостойких материалов НИИАчермет,

показал,

что

ежегодная потребность в каменном литье составля­

ет 55-38

тыс.тонн. Наибольшее количество каменного литья (6056)

требуется для

защиты труб диаметрами IC0-I2CQ мм.Потребность

в камнелитых

плитах составляет 25ft,в фасонных изделиях (жело­

ба, колена.гидроциклоиы, мульт”циклоны) - 15%. Однако,несмот­ ря на экономическую эффективность, каменное литье недостаточ­ но широко используется на предприятиях Иинчермета СССР. В на­ стоящее время в отрасли устанавливается не более 6-7 тыс.тонн

каменного литья в год. Такое

большое несоответствие возможной

и дей .твительной потребностей

объясняется рядом причин, основ­

ными из которых являются:

 

а) отсутствие унификации изделий, выпускаемых камнелитей­ ными предприятиями;

б) отсутствие специализированных бригад-по монтажу каменново литья;

в) потребность не только в отдельных камнелитых изделиюс, но и в собранных в металлические оболочки и подготовленных для монтажа узлах;

г) относительно высокие отпускные цены на кам'Нелитые изде­ лия, которые не обеспечивают но-вому материалу высокого эконо­ мического эффекта.

Первым этапом по устранению этих недостатков явилась ра­ бота,проведенная НИИАчерметом совместно с камнелитейными цеха­ ми Южного горнообогатительного комбината, Криворожского Цент­ рального рудоремонтного завода,Первоуральского завода по ре­ монту горного оборудования (*‘ЗГР0),по составлению "Номенкла­ турного перечня камнелитых изделий и рекомендации по их монта­ жу". Перечень был разослан 23 проектным институтам и после по­ лучения отзывов был уточнен, дополнен,затем утвержден Замести­

телем Министра Минчермета СССР т.Борисовым

А.ф. и разослан по

всем предприятиям и проектным

организациям

отрасли.

В номенклатурном перечне

приведены данные о физико-механи­

ческих свойствах каменного литья в сравнении о чугуном и сталыо, табл.I,опыты его эксплуатации к рекомендации по его применению, В разделе "Плиты" показано,как,в зависимости от условий

эксплуатации плит используются материалы соответствующего

химического ооотава. При низких температурах - износостойкие плиты с шифром "П",при повышенных температурах - термостойкие'

298


ббг

Таблица I

 

 

 

 

 

вязико-иеханичесвио свойства иаяеннсго литья

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Физические

свойства

 

ТХии.св-ва

IПредал п р о ч н о с т и

!Удар--?Кик- ! Относитель­

Над

I

жат.-

НСоэфЫноэфф.

ITeune- {Терио-

1

Ки с л о г о -

 

 

 

н а я ‘

!ро-

!ная

износо-

! При ! При t При !“““_

?£^п-тстойкость

ЩГГЪЯ

\'£ 5 *ь !линей'тепло-

!ратзра!стойк. !стойкость,! ежа-

'растя! изги- ! ® ^ „ ; Л сть'ш п

лвиже-

| “

 

!воло

[провода.!начала!кох-во

!

%

!тии

!жении!бе

И ос.^лость.ари

дойке

 

|J R W «

t n s k r v n u t

П П Я Ж

 

t>!»AnVfW

t

r _

 

? ! v n ,

 

•l<T/c-^

■^ цй

пУльпи

 

 

 

jpactasi

и ка л "

!пад ен . {те п л о -

t „

f ___! Kr/fcM2 1K^fcu2 ; KE/6m^ j

 

 

 

!рения!и.час,гр!иех.

! c u g h в

[HAoJ hcI

 

 

 

 

 

[фракции

 

 

 

^гяфОГ

 

!арочя.!ннтврв.!

 

4!

 

 

 

 

 

!0 *

2

ы*

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

I

=3-4

м/сек

 

 

 

!80£г

Ь

 

!издал.!тейпера!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J £ G x B l__________I _______ I s a _____I

 

 

 

 

 

 

___!__________

В зносо -

2 ,9 - 3 ,0

12

0 ,8 - 1 ,0

600°С

2 0 (1 0 0 -

 

9 9 ,7

9 8 ,8

2 5 0 0 -

2 0 0 -

4 7 0 -

1 ,2 -

1030-

 

6 ,0

 

стойкое

 

 

 

 

 

 

20°С )

 

 

 

4000

250

800

1 ,2 8

1050

 

 

 

Т ерио -

2 ,8 - 3 ,0

9 ,1

 

1 ,0

8^0°С

2 0 (6 0 0 -

 

9 7 ,0

8 8 ,8

4000-

30 0 -

4 0 0 -

2 ,0

950-

 

4 ,0

 

стойкое

 

 

 

 

 

 

Ш ; )

 

 

 

4500

950

650

 

НХЮ

 

 

 

Диопсвдо-

2 ,9

6 ,2

 

1 ,4

900°с

2 0 (8 0 0 -

 

9 6 ,0

7 3 ,9

3000 -

150-

3 0 0 -

2 ,5

900-

 

3 ,0

 

вое

 

 

 

 

 

 

го°с>

 

 

 

4000

200

350

 

950

 

 

 

В лакосв -

 

2 ,6 5

8 ,5

 

1 ,2

350°С

3 5 (1 0 0 -

 

9 9 ,8

9 8 ,9

5000-

35 0 -

9 0 0 -

4 ,5 -

810- з .о

 

тадлы

 

 

 

 

 

 

гсрс)

 

 

 

6500

370

D 0 0

6 ,0

840

 

 

 

Сталь у т -

7 ,8

14 ,6

 

6 5 ,0

300°С

 

 

 

 

 

4800

*

400

12Ot

 

1 ,0

 

л врод яс- •

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

140

 

 

 

та я С7..3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Чугун се­

 

 

 

 

 

-

 

-

 

 

 

 

 

100-

 

 

 

рый СЧ

 

7 ,2

13,2

 

4 0 ,4

400°С

 

 

 

1200

2800

50

 

1,2

 

12-18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

200