29.Шлаковое и каменное литье

Каменное литье – это искусственный материал, получаемый расплавлением при 1400…1500 градусов Цельсия горных пород с последующей тепловой обработкой разлитого по формам расплава. В зависимости от сырья и цвета различают каменное литье: темное – из вулканических горных пород (базальт и диабаз – 88%) и металлургических шлаков (12%); светлое – из кварцевого песка и осадочных горных пород (кварцевый песок – 46%, доломит – 32%, известняк – 22%). После охлаждения для снижения напряжений и образования кристаллической структуры изделия отжигают при температуре 800…900 градусов Цельсия. Производство литых каменных изделий начинается с подготовки и плавления (1400…1500 °С) сырьевой шихты. Полученный расплав выливается в формы и подвергается медленному охлаждению для прохождения кристаллизации. С целью ускорения кристаллизации вводят добавки-минерализаторы, служащие центрами кристаллизации. Последняя операция — отжиг — второй этап медленного охлаждения, проводимый для снятия внутренних напряжений.

Свойства каменного литья. Изделия из каменного литья по своей однородности и техническим свойствам превосходят природные каменные материалы. Плотность каменного литья 2700…3000 кг/м; пористость — не более 1…2 %; поры замкнутые, что обеспечивает нулевое водопоглощение и высочайшую морозостойкость. Прочность при сжатии составляет 200…250 МПа, при изгибе — 30…50 МПа. Для каменного литья характерна очень высокая и универсальная химическая стойкость.

Применение. Литые каменные изделия используют для облицовки конструкций, подвергающихся серьезным агрессивным воздействиям: многократному замораживанию-оттаиванию, интенсивному истиранию, воздействию химически агрессивных веществ и т. п. Поэтому основными видами литых каменных изделий являются облицовочные плитки, брусчатка для мощения дорог, мелющие тела и облицовка для мельниц, трубы. Диэлектрические свойства каменного литья используются в производстве электроизоляционных изделий. Каменное литье светлых тонов применяют как материал для облицовки уникальных зданий и сооружений, а также для изготовления архитектурных деталей и скульптуры. Из каменного литья на основе шлаков (шлакового литья) на некоторых металлургических заводах изготовляется дорожная брусчатка.

30 Ситаллы, шлакоситаллы, получение, свойства, применение.

Это стеклокристаллические материалы, общим признаком которых является наличие как стекловидной, так и кристаллической составляющих. В массе стекла равномерно распределены кристаллы размером 0,01…0,1 мкм в количестве примерно 50…90 % по объему. Они обладают более высокими физико-механическими свойствами.

Например, прочность на сжатие у ситаллов – 1000…1600 МПа, плотность – 2400…2900 кг/м³, температура размягчения – 1000…1300 градусов Цельсия, прочность на растяжение – 25…600 МПа.

Сырье: то же, что и для стекла (кварцевый песок, кальцинированная соль, доломит, мел, известняк, полевой шпат) и соединения фтора.

Недостатки: хрупкость, но высокая хим. стойкость.

Процесс изготовления ситаллов включает варку стекла определенного состава, формование из него прокатом или прессованием изделий и специальную термообработку. Их нагревают и выдерживают при температуре, соответствующей образованию центров кристаллизации, а затем при температуре максимальной скорости кристаллов. Изменяя время и температуру термообработки, можно получать кристаллы необходимых размеров и нужное количество кристаллической фазы.

Шлакоситаллы (более дешевые из-за добавления шлаков) получают введением в огненно-жидкие шлаки катализаторов кристаллизации – TiO₂, CaF₂, P₂O₅ и др. Они имеют предел прочности при сжатии 90…130 МПа, высокую химическую стойкость, низкую истираемость – 0,013…0,03 г/см², коэффициент морозостойкости – 750.

В строительстве применяют листы и плиты из прокатного белого и черного шлакоситалла, а также цветные изделия, получаемые путем нанесения на поверхность шлакоситалла силикатных красок. Шлакоситаллы применяют для наружной и внутренней облицовки стен, колонн, устройства покрытий полов, особенно в зданиях с высокой влажностью и агрессивной средой, для футеровки желобов, бункеров, химической аппаратуры и др.