Гомельский политехнический институт
им.П.О.Сухого
ПЕТРУРГИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ ЖИДКОГО ВАГРАНОЧНОГО ШЛАКА
При плавке чугуна в вагранках образуется шлак в количестве 6-7% от веса выплавленного чугуна. Ваграночные шлаки заводов республики Беларусь содержат 40-50% SiО2, 8-18% AI2О3, 20-37%СаО, 1-7% МnО, 2-10%Fe2О3, 1,3- 1,4 % МgО, до 0,9% TiО2, до 0,8% SО3, до 0,5%Nа2О и до 0,5% К2О [1]. Модуль основности этих шлаков меньше единицы, т.е. шлаки относятся к категории кислых. Гранулированный (быстро охлажденной водой) шлак состоит практически полностью из стекловидной массы, а в глыбовом (сравнительно медленно охлажденный на воздухе) шлаке имеет место некоторое количество кристаллической фазы. С увеличением степени кристаллизации петрургических расплавов ваграночных шлаков повышаются механические и эксплуатационные свойства материалов получаемых из них. Количество кристаллической фазы зависит от химического состава шлака, т.е. степени соответствия мономинеральному пироксеновому составу, а также от термического режима охлаждения затвердевшего материала.
Петрургия начала развиваться в 50-х годах в связи с развитием ведущих отраслей тяжелой промышленности (горнорудная, металлургическая, обогатительная и др.)
Было практически доказана возможность получения многих конструкционных изделий из каменного литья. Механические и эксплуатационные свойства полученных камнелитых изделий превысили аналогичные характеристики качества естественных базальтовых камней.
По данным [2] литые изделия из шихты, основным компонентом которых является базальт 86% с добавкой горнблендита - 10%, талька - 2% и хромита - 2% характеризуются следующими свойствами: удельный вес - 3 г/см3, сопротивление сжатию (кг/см2) — 2000, разрыву - 250, изгибу - 450, твердость по шкале Мооса-7, устойчивость против истирания в 4-6 раз превышает аналогичные показатели естественных камней в 10 раз марганцевистые стали, стойкость в серной кислоте - 99,8%, водопоглощение не более 0,1%, термостойкость до 7 теплосмен.
По данным [3] и Институте проблем литья НАН Украины приведены результаты исследований с целью получения камнелитых изделий из петрургического расплава на основе ваграночного шлака Киевского завода станков-автоматов. Расплавление шлака проводилось в электродуговой печи. С целью получения мономинерального пироксенового состава литого изделия в ваграночный шлак вводилось дополнительно 10-15% речного песка, 5-10% магнезита и 1-2% хромистой руды.
Физико-химические и механические свойства образцов полученных на шихте с применением ваграночных шлаков были следующие: плотность — 2,9 г/cм3, временное сопротивление при сжатии — 250 - 300 МПа, при изгибе — 70 - 80 МПа, абразивная износостойкость — 0,008 г/см, термостойкость — 52 теплосмены, химическая стойкость в серной кислоте - 99,5%. Из вышеприведенных данных видно, что камнелитые образцы, полученные с применением ваграночных шлаков не уступают по своим свойствам материалам, подученным из шихты с применением базальтов.
В настоящее время ваграночные шлаки в Белоруссии не нашли должного применения и чаще выбрасываются в отвалы, что ухудшает экологическую обстановку. Использование шлака для получения литых изделий позволяет значительно повысить уровень безотходности производства.
В условиях литейного цеха серого чугуна на Гомельском заводе «Центролит» были отлиты образцы из жидкого ваграночного шлака непосредственно из вагранки размером 10х10х10 см. При этом использовалась форма специальной конструкции, улучшающая кристаллизацию шлака при охлаждении.
Результаты испытаний показали, что прочность образцов на сжатие колебалась в пределах 280-370 кг/см2. Это соответствует прочности средних марок бетона и превышает прочность всех марок строительных кирпичей.
На основании технологии получения испытуемых образцов была изготовлена изложница специальной конструкции для отливки шлаколитых фундаментных строительных блоков. Изложницы заливались жидким ваграночным шлаком непосредственно из вагранки в чугунолитейном цехе Гомельского вагоноремонтного завода. Производительность вагранки 5 т/ч. Размеры фундаментных блоков 300х500х1200 см. Внедрение этого процесса в производство имеет большой экономический эффект, величина которого увеличивается с увеличением производительности вагранки.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ицкович С.М. и др. Отходы металлургии - строительству. Изд-во «Полымя», Минск 1973
2. Проблемы каменного литья. Сборник докладов. Изд-во АНУСССР. Киев 1963
3. Бочков И.И. Каменные изделия из ваграночного шлака. «Металл и литье Украины » N 4 -5, 1994
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.