Файл: Чернявский И.Я. Износоустойчивые металлошлаковые трубы.pdf

вызывала бы нежелательных дефектов шлакового слоя. Она оказалась равной 50—80 град/ч.

Изложенное позволяет схематично представить ти­ повой режим отжига металлошлаковых изделий после намораживания (рис. 68). Температуру садки /Сад опре­ деляли условиями прекращения течения шлака по по­ верхности намороженного слоя и охлаждением его во время транспортирования на отжиг. Практически, /оад

щим охлаждением по заданному режиму до комнатных температур; затем — охлаждение со скоростью, уста­ новленной выше.

В настоящее время в УралНИИСтромпроекте изуча­ ется возможность термической обработки металлошла­ ковых изделий без печей отжига под слоем теплоизоля­ ционного материала (например, вермикулита) за счет сохранения в изделиях собственного тепла. Результаты весьма обнадеживающие, особенно на «коротких» шла­ ках.

Характеристика намороженного шлакового слоя

Намороженный шлаковый слой неоднороден по вы­ соте. Хорошо кристаллизующиеся в период наморажи­ вания и устойчивые в изделиях к деформациям при от­ жиге шлаки образуют слой, имеющий две четко разгра­ ниченные зоны. Из-за резкого охлаждения шлакового расплава, попадающего на относительно холодную ме­ таллическую стенку, прилегающий к металлическому кожуху слой шлака, как правило, остеклован. Более глубокие слои, как было ранее показано, остывают мед­ леннее; возникают условия для первичной кристаллиза­ ции охлаждающегося шлака, начинается образование и рост кристаллической зоны.

Соотношение этих зон разное и определяется приро­ дой шлака, условиями заливки, в частности температу­

рой заливаемого расплава, а также временем намора­ живания. Чем выше температура заливаемого шлака, тем больше при прочих равных условиях остеклованная зона и тем больше вероятность получения полностью стекловидного намороженного слоя. Наоборот, при низ­ ких температурах, близких к температуре солидуса за­

намораживания также способствует появлению и росту кристаллической зоны.

Склонные к кристаллизации из расплава шлаки (на­ пример, титанистый доменный НТМК, доменный ММК) имеют после намораживания остеклованный слой тол­ щиной 2—3 мм (заливка при температуре на 100—150° выше температуры плавления). В некоторых случаях прогрев остеклованного слоя теплом глубинных слоев шлака приводит к прохождению в нем вторичных кри­ сталлизационных процессов. Самоотжигу шлакового слоя способствует создание условий, уменьшающих от­ вод тепла с поверхности отливки, например остывание изделий после намораживания под слоем теплоизоляци­ онного материала. Такой прием в ряде случаев позво­ ляет без отжига изделия в печи существенно улучшить износоустойчивые свойства намороженного шлака.

Склонные к стеклованию кислые металлургические шлаки (например, медный шлак БГМК с низким содер­ жанием окислов железа, марганцевистый шлак Зестафони) требуют для первичной кристаллизации низкой температуры заливки и большего времени наморажи­ вания, что не всегда достижимо.

Такая характеристика намороженного шлакового слоя несколько условна, так как в кристаллической зо­ не всегда присутствует некоторое количество равномер­ но распределенной по объему остаточной стекловидной фазы и четкой границы между зонами, как правило, нет, они соединены переходным слоем с переменным со­ держанием кристаллической фазы. Но относительно меньшая толщина переходных слоев и значительное от­ личие этих зон по износоустойчивости позволяют про­ вести такое деление при изучении свойств наморожен­ ного шлакового слоя.

Зона перехода от шлакового расплава к затвердев­ шему шлаковому слою при намораживании (до слива

отличается высокой износоустойчивостью, поэтому и после отжига средняя истираемость слоя обычно выше, чем слоя, закристаллизованного отжигом из стекла, и находится в пределах приведенных крайних величин. Мелкая ситаллоподобная кристаллическая структура некоторых шлаков (например, обогащенного окислами железа шлака БГМК и титанистого НТМК) придает слою повышенную износоустойчивость: на круге Баушпнгера она достигает 0,07—0,10 смъ/смг.

Т а б л и ц а 10

Сравнительная характеристика истираемости шлаков, прошедших термическую обработку по различным режимам

Влияние различных режимов термообработки на ис­

большинства шлаков. Для сравнения в таблице приве­ дены усредненные данные об истираемости по толщине

времени намораживания 9 мин. Эти условия обеспечи­ ли образование снталлообразной структуры на всю глу­ бину шлакового слоя. Образцы на истирание мы гото­ вили по одинаковому режиму намораживания из одной партии шлака заливкой из одного ковша. После слива жидкого остатка шлака одна партия отливок оставлена

воздухе.

Приведенные данные показывают, что с отжигом значительно повышается износоустойчивость шлакового слоя. Повышение износоустойчивости шлака ММК мож­ но достичь самоотжигом изделия за счет тепла самой - отливки (охлаждение под слоем теплоизолятора). Вли­ яние самоотжига на склонность к истиранию слоя этого шлака аналогично влиянию двухчасового отжига его при 800—900° С. Лишь отжиг при 1000° С (оптимальная тем­ пература отжига для шлака ММК) позволяет еще уменьшить истираемость шлакового слоя.

Рис. 69. Истираемость шлакового слоя после отжига

слоя в результате охлаждения под слоем теплоизолято­ ра характерно для хорошо кристаллизующихся шлаков типа доменных ММК, НТМК и др. Для шлаков, склон­ ных к стеклованию (например, БГМК), самоотжиг не только не увеличивает износоустойчивость, но может привести к ее понижению. Не улучшает износоустойчи­ вости и отжиг изделия при 890—900° С. Лишь отжиг при 950—1000° С повышает износоустойчивость шлако­ вого слоя по сравнению с износоустойчивостью слоя, ох­ лажденного на воздухе. Подобный характер изменения износоустойчивых свойств шлакового слоя в зависимо­ сти от режима термообработки отмечается и в других случаях, например во время заливки шлака БГМК при