Каменное литье и материалы на его основе

Камнелитныс изделия (брусчатка для дорог, плиты, трубы, желоба и др.) получают путем расплавления предварительно подготовленной шихты из горных пород и соответствующих добавок к ним, отливки расплава в формы, кристаллизации изделий, их отжига и охлаждения. Сырьем для производства темноокрашенных изделий служат диабазы и базальты, а для светлоокрашенных изделий — доломит, мел, известняк, мрамор, кварцевый песок. Целесообразно применять отходы при разработке горных пород. Для понижения температуры плавления в шихту вводят флюсы (плавиковый шпат — 3%); для ускорения процессов кристаллизации при охлаждении расплава — тугоплавкие материалы (магнезит, хромит и хромитовую руду), действующие как центры кристаллизации; для отбеливания расплава — оксид цинка в количестве 0,8%. Перед загрузкой в печь сырьевые материалы измельчают, просеивают и дозируют в необходимом соотношении.

Для получения темноокрашенных изделий шихту плавят в ванных печах или вагранках, светлоокрашенных изделий — в электропечах. При непрерывной отливке изделий расплавленный материал поступает в копильники, где создается запас однородной массы с температурой 1180—1250°С. Охлаждение расплава перед разливкой в формы необходимо для уменьшения усадочных дефектов (трещин, раковин). Далее расплав выливают в земляные, металлические или силикатные формы, подогретые до температуры 600—700°С, где он постепенно охлаждается. Затем изделия подвергают отжигу в туннельных или камерных печах при температуре 600—900°С или в специальных печах. Отжиг способствует снижению температурных напряжений, связанных с охлаждением и кристаллизацией, увеличению сопротивляемости ударным нагрузкам.

Введение

м добавок и регулированием температуры в процессе изготовления камнелитных изделий можно управлять степенью их кристаллизации. Основные минералы, входящие в состав камнелитных изделий: лироксены, плагиоклазы, оливин, магнетит и др. Их плотность 2900—3000 кг/м³, Я_с* — 200—240 МПа, R_p — 20— 30 МПа, они имеют высокую морозостойкость и химическую стойкость и эксплуатируются в особо тяжелых условиях, например плитки для полов используют в цехах с агрессивными средами, в дорожном строительстве, изделия из каменного литья применяют для футеровки бункеров, течек, корпусов флотационных машин, травильных ванн, отстойников и т. п.

Из расплава горных пород получают также волокнистый материал (горную вату) с длиной волокон 2—60 мм. Ее изготовляют по той же технологии, что и стекловату. Марки изделий из горной ваты по средней плотности от 50 до 250, коэффициент теплопроводности их 0,077—0,064 Вт/(м-К).

Производство ИСК на основе каменного литья возможно по схеме, когда огнеупорный заполнитель объединяю! с расплавом, после чего изделие формуют, а при необходимости и прессуют с последующим охлаждением до обычных температур. По другой схеме заполнитель объединяют с холодным высокодиспсрсным сырьем (в присутствии какой-либо жидкой среды), после чего отформованные изделия подвергают определенной термической обработке. Во время этой обработки сырьевая прослойка в отформованном изделии частично расплавляется и при охлаждении переходит в стеклокристаллическое состояние с цементирующими свойствами, фиксируя микрои макроструктуру конгломерата на основе каменного литья. Полученный по обеим технологиям конгломерат характеризуется микроструктурой вяжущей части и контактного слоя между вяжущим веществом и заполнителем, существенно влияя на макроструктуру ИСК и его свойства. При оптимизации составов и технологических переделов можно получать эти ИСК с комплексом требуемых технических свойств.