В. А.ДОРОФЕЕВ
ПРОИЗВОДСТВО ШЛАКОЛИТЫХ ИЗНОСОСТОЙКИХ ИЗДЕЛИЙ В ГДР
Производство таких изделий организовано на медеплавиль ном заводе им.Августа Бебеля в г.Хельбра.
На этом заводе имеется шесть шахтных печей, перерабатыва ющих медные руды (до 2% меди), при этом в год образуется около 800 тыс.тн. шлаков, из которых перерабатывается 350 ты с.тн.:
100 тыс.тн. отправлены цементным заводам, 200 тыс.тн. - идет на изготовление блоков и камня (литого) для дорожного строи тельства з 50 тыс.тн. - на изготовление износостойкого литья.
Химический состав шлака в %: 6’^02 - 46y49; Са0-Г7-22;
А1203 - 16-19; 1^0 - |
5-9; К20 + ь/&£ - 3-5; РеО - 3,6; |
С^ -0,9; |
М»ф- 0 ,3 . |
|
|
|
Шлак (в кристаллическом виде) |
имеет плотность 2,8-3,1 |
г/см3; объемный вес |
2,5-3,0 г/см3; |
твердость по Моосу - |
8; кио- |
лотостойкость в |
_ 99,5%; в HCI - 95,5%. |
|
Еще в 1769 г . |
шлак разливали |
в формы и получали плиты. В |
1836 г . началось проиводство литых дорожных камней и в корот кое время было изготовлено более 1000000 штук камней, которые
были ухожены в Германии и Голландии. |
v |
В |
1036 г . из |
шлаков начали получать |
трубы, которые при |
менялись |
в угольной |
промышленности. |
Выпуск |
труб прекратился |
в 1943 г . |
и возобновился в 1966 г . |
Причем, |
трубы отливались |
центробежным способом. В настоящее время таким способом трубы
не производят.
На заводе имеется цех, в котором производят секции тру бопроводов. В цехе из листа толщиной’4 мм изготавливают металли ческие секции диаметром 250-300 Им, длиной 3 и, которые футе руются базальтовши вкладышами соответствующего диаметра дли ной 500 нм. Базальтовые вкладыши импортируются из ЧССР. Здесь же изготавливают и колене к трубопроводам.. В 1971 г . этим цехои выло выпущено более lOOOo пог.метров труб.
Шлаколитейный цех состоит из 2-х участков:
а / открытой площадки, на которую по узкоколейкам по даются шлаковые ковши емкостью 5/5 тн. Вдоль путей расположены ямы, где устанавливают металлические формы, в которые заливает
ся шлак (плиточные изделия) |
! |
|
I |
б) здания, где отливают фасованные |
изделия в формы, |
изготовляемые из формовочной смеси. |
|
Литейные формы для плит изготавливают из листовой ста |
ли толщиной 6-8 мм. |
|
Формы собирают из отдельных полос |
с пазами, образующих |
решетку с ячейками (до 140 ячеек). Т^гие |
формы делают 50-60 |
оборотов. Из ковша шлак равномерной струей поступает в форму,
причем по заполнении ее наливается избыточный |
ело. |
шлака тол |
щиной до |
100 мм., позволяя отливкам проходить |
кристаллизацию |
и отжиг |
в естественных условиях. Цикл этот длится |
в течение |
96-100 часов. После этого форма разбирается, отливки вынимают ся проверяются ОТК и поступают на склад готовой продукции. Подобным образом происходит отливка и фасонных изделий с той лишь разницей, что отливают изделия в песочные формы. Интерес но производство плит размерами от 1000 х 500 х 100 мм. до 200 х 200 х 50. Технология производства таких плит такая же,
как описанная выше, с той лишь разницей, что литейная форма в
|
|
|
|
|
|
|
этом |
случае |
армирует плиты и монтируется вместе с отливкой. |
Такие |
плиты в эксплуатации |
являются более надежными. |
|
|
В цехе отливаются также плиты толщиной от 30 до 70 мм, |
размерами от 180 х 70 мм |
до 310 х 310 мм, |
а также |
колена для |
трубопроводов и броневые плиты для футеровки мельниц. |
|
И недостаткам производства следует отнести отсутствие |
механизации. |
Несмотря на это |
технология производства хорошо |
отработана. |
Вес производство |
рентабельно и дает заводу до 20 |
млн. марок ежегодного дохода. |
|
|
|
|
Производимые изделия нашли широкое применение в различ |
ных отраслях промышленности и сельском хозяйстве. |
|
|
На тепловой электростанции "Шварцепумпе" металлические |
трубы на гидрозолоудалении |
эксплуатировались |
5 лет, |
а базаль |
товые работают уже 15 лет без видимого износа. |
|
|
На щебеночном заводе |
близ Эберэвальде |
при транспортиро |
вании пневмотранспортом отсева металлические трубы эксплуатиро вались не более 3 недель, после чего полностью выходили иа строя, базальтовые эксплуатируются до 5 месяцев.
Износостойкими плитами футеруются коксовые бункера, лот ковые цепные транспортеры, желоба и др.
По данным немецких специалистов срок олухбы трубопроводов
защищенных износостойкий литьеи б 20 раз |
больше металлических, |
а срок службы оборудования, защищенного |
износостойкими плита |
ми в 10-12 раз продолжительнее, чем у незащищенного литьем |
оборудования. |
|
С.Т.СУЛЕЙМЕНОВ, Т•А. АБДУВАЛИЕВ, Г.В.ОРЛОВА, |
Н.В.БАЧИЛОВА |
|
ПИРОКСЕНОБЫЕ ТВЕРДЫЕ РАСТВОРЫ В СИСТШ |
CaUgS'^O^—CaAl^S ? 0^—CaFe^^Og |
При использовании отходов промышленности и различных горных пород для получения каменного литья и ситаллов наиболее часто расчет материала ведется на преимущественно пироксеновый состав. Общеизвестно, что моноклинные пироксены в поликомпонентных системах я б ля ю тс я наиболее рациональной минераль ной фазой, которая, благодаря широкому изоморфизму способна вместить в себя основные составляющие системы и обеспечить стеклокристаллическому материалу желаемую практическую мономинеральность. Кроне того, преимущество этой фазы заключается и в том, что построению элементов структуры пироксенов соот ветствуют низкие значения энергии активации., а в условиях неравновесной кристаллизации обеспечивается первичное зарож дение тех фаз, которые облагают наиболее простым структурным мотивом по сравнению с другими возможными минералами данной, системы 1,2.
Именно пироксены обеспечивают стеклокристаллическому ма териалу ряд ценнейших физико-химических и механических свойств. Однако, емкое определение - пироксен вмещает в себя обширный ряд минералов с довольно широким диапозоном тех или иных свойств, поэтому для проектирования составов стеклокристалли ческих материалов с заданными свойствами необходимо четко знать об их зависимости от состава пироксеновых твердых раст воров. Кроме того, в основе регулирования процессами формиро вания микроструктуры материала, т .е . управляемой кристаллиза ции, лежит кинетика скорости роста кристаллов, показатели ко торой также должны быть определены в зависимости от состава пироксена. Отсутствие в литературе сведений по данным вопро сам в настоящее время является серьезным препятствием в раз работке технологий производства высококачественных стеклокриоталлических материалов на основе недифицитного сырья.
Настоящая работа посвящена изучению составов и свойств
пироксеном в системе CaM4Si206CaA^SiUgCaFegSiOg.
На основе чистых окислов получено |
четыре серии |
стекол |
(табл.1), составы которых соответствуют |
точкам диаграммы на |
|
Таблица |
I. |
/ |
А ! |
С о О |
J U ) 0 |
S i 0 2 Мг Оз |
M |
a |
|
25.89 |
17.698 |
' |
54.0? |
2.32 |
|
|
Т |
А |
2 |
о с L~) CVJ
|
16.75 |
52.67 |
4.71 |
|
|
АЗ |
25.71 |
15.32 |
|
51.53 |
6.98 |
|
|
|
А |
4 |
25.85 |
14.38 |
|
49.86 |
9.41 |
|
|
|
А |
5 |
25.83 |
13.92 |
|
48.90 |
11.63 |
|
|
|
Д |
б |
25.83 |
13 .Cl |
|
47.05 |
14.11 |
|
|
— |
F |
2 |
1 25.45 |
17.46 |
|
52.56 |
|
2.845 |
|
II |
F |
25.22 |
16.33 |
|
49.54 |
|
5.69 |
|
|
F |
3 |
24 .'86 |
15.21 |
|
47.16 |
|
8.53 |
|
— |
Т ) 1 |
25,621 |
16.76 |
|
52.44 |
2.32 |
2.845 |
|
|
Ф |
2 |
25.34 |
15.835 |
|
50.708 |
2.32 |
5.69 |
|
|
Ъъ |
25.08 |
14.96 |
|
49.17 |
2.32 |
8.33 |
|
IV |
K |
I |
25.62 |
16.76 |
|
52.44 |
2.32 |
2.845 |
|
К 2 |
25.52 |
15.835 |
|
50.94 |
4.65 |
2.34 |
|
|
К |
З |
23.01 |
14.95 |
|
49.17 |
6.98 |
2.845 |
|
рисунке |
I . |
Кристаллизация осуществилась при температуре |
950°С |
в течение 3-х часов. |
|
|
|
|
|
|
|
Рентгенографические |
исследования |
показали, |
что все стек |
ла кристаллизуются с образованием пироксеновых твердых раство ров. Существенные различия на ионизационных кривых проявляют
ся в области 20 |
равных 34-36°, |
что хорошо иллюстрируется |
фрагментами рентгенограмм (рис.2 ;, полученных со скоростью |
оъеыни I град/мин. |
{ |
Независимо от вида иона, входящего в диопсид в составе |
силиката Чермака, |
все образцы, |
содержащие 5% этого компонента, |
обнаруживают на рентгенограммах, как_и диопсид, два дифракци-
онных максимума. Увеличение в ооставе диопсида
силината Чермака (вплоть до |
концантрации 20% для CaAI2.S;0g |
и до 15% Ca?a2Si Og) приводит |
к существенным изменениям этой |
области рентгенограммы. Появляется три максимума, причем со держание молекул Чермака определяет соотношение и величины
пиков. |
|
|
|
Изменения в характере |
ионизационных кривых в |
области |
2 © |
34-36° в зависимости от |
содержания в составе |
твердого |
раствора силиката Чермака в чисто алюминатных составах на |
блюдаются при содержании 15% |
CaAI2Si0g, а в железо содержащих- |
при |
10% CaFe2^i0g. Совместное присутствие железа и алюминия |
в составе твердого раствора характеризуется появлением трип - летов уще для составов Д-2 и К-2.
Структура пироксенов, имеющих цепочечный мотив, зави сит от положения кремнекислородных цепочек, соединенных иона
ми металлов, т .е ., в известной мере, |
определяется координа - |
цией катионов металлов по кислороду. |
|
|
Б диопсиде (рис.З) |
позиции Мт занимает катион |
магния |
в шестерном координации, |
ппичем |
координирован |
только |
кислородом, имеющим связь с одним атомом кремния. Позиции М2 занимает катион Са^+ в восьмерной координации и особенность его положения состоит в связи с мостиковым^кислородом в крем некислородной цепочке.
Изоморфные замещения в катионной части, благодаря не соответствию ионных радиусов замещающихся элементов, могут
привести к изменению расстояния |
Ме-0 и углов 0-5! -О,то |
есть |
к изменению параметров решетки. |
По мнению Торопова Н.А. |
и |
Хотиыченко В.С. /3 / именно несоответствие параметров элемен тарных ячеек фаз, образующих твердый раствор, может вызвать раощепление линии на рентгенограмме, так как атомы, внедряю щиеся в элементарную ячейку, деформируют ее.
Авторы считают, что смещение дифракционных мансисыувов в сторону меньших плоскостных расстояний свидетельствует об изменении концентрации твердого раствора. Детальное иссле дование алюыинатных составов I серии стекол покаэало, что ос новные дифракционные максимумы пироксеновой фазы снещаютоя в зависимости от содержания алюминатной молекулы Чермака в сто рону снижения величин межплоскостных расстояний (рис.2).
Сопоставляя параметры элементарных ячеек диопсида, алюминатного твердого раствора и геденбергита /4 /, мы можем убе диться в том, что наименьшими величинами характеризуются па раметры глиноземистых пироксенов, то есть определяющей являет-
