Последние новости
   Главная arrow Статьи arrow Литейное производство сегодня и завтра
Ознакомиться
 

Декабрь 2016:  Выполнены работы по замене футеровки нагревательной камеры печи и 2-х подов термических печей...

Замена футеровки нагревательной камеры печи

 

Ноябрь 2016:  Строительно-монтажный участок компании приступил к мобилизации Объекта и обустройству бытового городка на Объекте "Строительство испытательного стенда"...

Мобилизация Объекта "Строительство испытательного стенда"

 

Сентябрь 2016: Выполнены и сданы под сушку работы по футеровке реакторов и регенераторов установки производства изобутилена ...

Торкретирование промышленных аппаратов
 

Июль 2016:  Выполнены работы по усилению несущих металлоконструкций административно-бытового корпуса на Объекте в МО... ...

Изготовление и монтаж несущих металлоконструкций административно-бытового корпуса
 

Июнь 2016: Выполнены работы по ремонту футеровки КУ Г-420...

Ремонт футеровки КУ Г-420

 

Май 2016:  Специалисты нашего СМУ приступили к активной фазе работ по футеровке аппаратов новой установки дегидрирования изобутана (фотоотчет)...

Строительство новой установки дегидрирования изобутана

Подробнее...
 

Апрель 2016:  Выполнены работы по остановочным ремонтам футеровки тепловых агрегатов...

Остановочный ремонт футеровки печи плавки алюминия

 

Подробнее...
 

Март 2016:  Выполнен ремонт футеровки мусоросжигательного котла ...

Ремонт футеровки мусоросжигательного котла

 

Февраль 2016:  Капитальный ремонт (полная замена) футеровки двух 12-ти тонных миксеров выдержки алюминиевых сплавов...

Капитальный ремонт футеровки миксеров выдержки алюминиевых сплавов

 

Январь 2016:  Начаты работы по укрупнительной сборке и монтажу дымовой трубы Н=40м с внутренней термокислотоупорной футеровкой ...

Проектирование и строительство металлической дымовой трубы с внутренней футеровкой

 

Декабрь 2015:  Ремонт кирпичной дымовой трубы Н=59м с установкой внутреннего газоотводящего ствола...

Ремонт кирпичной дымовой трубы Н=59м с установкой внутреннего газоотводящего ствола

Подробнее...
 

Ноябрь 2015:  Ремонт сборной ж/б дымовой трубы Н=60м от стекловаренной печи с демонтажем/монтажом элементов...

Ремонт сборной железобетонной дымовой трубы Н=60м   

Подробнее...
 
Ознакомиться
Подробнее...
 
Освоение технологии производства фторфлогопитового каменного литья

Б.Х. Хан, Ю.А. Спиридонов, И.А. Жадан, П.Р. Киселев,
РХТУ им. Д.И. Менделеева г.Москва
ЗАО «Союзтеплострой Инжиниринг» г.Москва

Освоение технологии производства
фторфлогопитового каменного литья

   Технология получения фторфлогопитового каменного литья базируется на синтезе из оксифторидного расплава, включающего оксиды калия, магния, кремния, алюминия, а также ионы фтора в стехиометрическом соотношении, соответствующем минералу фторфлогопиту: [КMg3(AlSi3O10)F2] плавленолитого слюдокристаллического материала и изделий на его основе методом классической литейной технологии. Минерал фторфлогопит является синтетическим аналогом природной слюды - флогопита, в котором анионы гидроксила (ОН)¯ - замещаются ионами фтора (F)¯, имеющих с гидроксилом одинаковый заряд и близкий по размерам ионный радиус. При охлаждении и затвердевании такого оксифторидного расплава формируется литой материал, законы образования которого аналогичны формированию литого металла: зональность строения, образование усадочной пористости и концентрированной усадочной раковины и т.д.
   Этот материал обладает ценным комплексом физико-химических свойств, позволяющих отнести его к жаростойким и коррозионностойким литым материалам. Изделия из него хорошо зарекомендовали себя в условиях работы с цветными металлами в качестве футеровочных материалов в теплотехнических агрегатах и аппаратах при электролизе магния, производстве алюминия, меди и их сплавов (в плавильных и литейных установках). Фазовый состав фторфлогопитового каменного литья представлен кристаллическими образованиями слюды в виде сферолитов, звездчатых и пластинчатых кристаллов различного размера (2-10 мм), занимающих до 95% объема, сопутствующими окислами и фторидными образованиями (до 5% по объему), а также остаточной стеклофазой (5-7% по объему), которая «скрепляет» слюдокристаллический каркас.
   Главные характеристики материала следующие:
- температура плавления фторфлогопита - 1350-1380°С;
- термостойкость на образцах соответствующего размера, характеризующаяся количеством теплосмен 900°С - вода-20°С - 50-70 циклов;
- кажущаяся плотность - 2,65-2,75 г/см³;
- коэффициент линейного термического расширения в интервале 20-1000°С - 1*10‾6/К‾¹.
   Особо следует отметить, что поверхностная пористость литых изделий составляет ~ 1%, поэтому изделия из этого материала практически не пропитываются расплавленным алюминием и его сплавами, а также расплавами хлоридов и некоторых фторидов при рабочих температурах 600-900°С. Поэтому применение отливок из фторфлогопитового плавленолитого материала экономически и технически целесообразно взамен керамических огнеупоров, включая неформованные массы и смеси.
   Технология изготовления изделий из фторфлогопитового каменного литья включает следующие основные этапы и операции:
- приготовление исходной шихты, дозирование и смешение исходных компонентов с учетом их влажности;
- Окомкование шихты и получение окатышей различных размеров диаметром 5-20 мм (Рис.1);

Пример изображения
Рис.1 Тарельчатый окомкователь шихты в деле

- Сушка (прокаливание) окомкованной шихты в термической печи при температуре 200°С;
- Плавление неметаллической шихты оксифторидного состава в дуговой электропечи при температуре ~ 1500-1600°С (рис. 2);

Пример изображения
Рис. 2 Работа дуговой однофазной печи при плавке шихты

- Получение достаточного количества расплава с заданной температурой в пределах 1450-1500°С;
- Заливка расплавом литейных форм (песочно-глинистых, графитовых, металлических) (рис. 3);

Пример изображения
Рис. 3 Заполнение литейных форм

- Выдержка заполненных форм для полного затвердевания отливок в течении 3-10 минут;
- Разборка форм, извлечение отливок, очистка от пригоревшей формовочной массы, удаление литниковой системы (рис. 4);

Пример изображения
Рис.4 Извлечение из песочно-глинистой формы крупногабаритной отливки

- Помещение затвердевших отливок в термическую печь с температурой 850-900°С с выдержкой при этой температуре в течение 2-3-х часов и последующего охлаждения вместе с печью со скоростью 30-50 °С/час (рис. 5);

Пример изображения
Рис.5 Загрузка отлитого изделия в термическую печь


- Дефектовка и осмотр охлажденных отливок, удаление остатков литниковой системы и прибылей, финальная обработка главным образом монтажных поверхностей изделий с целью минимизации размеров стыков;
- Упаковка комплекта изделий, маркировка и отправка потребителю.
В 2006-2008 годах в системе ЗАО «Союзтеплострой» создан опытно-промышленный участок по производству изделий из фторлогопитового каменного литья различного назначения и габаритов. Вес отливок колеблется от нескольких десятков грамм до нескольких десятков килограмм (рис. 6).

Пример изображения
Рис.6 Примеры полученных фторфлогопитовых отливок


   В процессе освоения технологии были испытаны различные составы шихтовых материалов, главным образом изменяя вид фторосодержащих компонентов, калий и алюминий содержащих составляющих, варьируется их соотношением. Оказалось, что колебание химического состава исходного сырья не оказывает особого влияния на фазовый состав плавленолитого материала. Во всех случаях отмечена хорошая степень кристаллизации с высоким содержанием основной кристаллической фазы - фторфлогопита. Однако макроструктура литых изделий получалась различной: в некоторых образцах материал получался полностью столбчатого строения, в других отмечено образование трех зон, а некоторые образцы имели только две зоны. Во всех образцах поверхностная зона получалась мелкокристаллической и плотной, а при литье в графитовые и или металлические формы отливки имели гладкую поверхность, не требующую никакой обработки. На од-ном виде изделий проверили способность материала к механической обработке. На рис. 7 в качестве примера приведена фотография цилиндрической отливки в виде стержня диаметром 50 мм и длиной 450 мм с нарезанной на токарном станке резьбой М42*3 и просверленным каналом диаметром 6 мм.

Пример изображения

Рис.7 Цилиндрические отливки после механической обработки

   Фторфлогопитовый материал легко обрабатывается металлорежущим инструментом, обеспечивая удовлетворительное качество обработки. Назначение указанного изделия - рафинирование газообразным хлором литейных алюминиевых сплавов.
   В таблице приведен химический состав материала, полученного в результате плавления шихты в электродуговой печи в восстановительных условиях при графитовой футеровке. Анализ произведен методом рентгеноспектрального анализа на установке ISM 6700F фирмы JEOL (Япония). Полученные данные свидетельствуют о том, что состав отдельных участков микроструктуры, т.е. материалообразующих фаз, не является постоянным, а колеблется из отдельных элементов по разному. Наиболее стабильным является содержание магния и алюминия; в несколько меньшей степени стабильно содержание калия и кремния. Более заметные колебания имеют место у фтора и кислорода. В двух случаях в материале обнаружено присутствие кальция, что связано с приме-нением извести для стабилизации работы электропечи в начале ведения плавки.

Таблица 1. Химический состав плавленолитого слюдокристаллического материала
№ п/п      Место анализа                  Содержание элемента, вес%
                                              К      Са      Mg      Al      Si      O      F
  1             Кристалл               6,2      -      15,5    5,1    16,4  38,2  18,6
  2             Кристалл               4,8      -      14,5    5,5    13,8  43,0  19,3
  3             Стеклофаза          12,0     -      18,6    8,2    24,0  30,6  7,7
  4             Средний состав      6,7    3,1     15,0    5,6    16,4  36,1  17,2
  5             Кристалл               5,2      -       15,8    5,4    15,7  40,0  17,8
  6             Средний состав      6,8    2,4     15,3    5,2     16,2 37,6  16,0
  7             Расчетный состав   9,3      -       17,2    6,4     20,0 38,1   9,0

   Несмотря на колебание содержания отдельных элементов в полученном материале и также в повышенном содержании фтора по сравнению со стехиометрическим составом минерала фторфлогопита, образование последнего в кристаллизующемся расплаве произошло в достаточной степени полно, что подтверждается рентгенофазовым анализом, произведенном на установке ДРОН-3. (рис. 8.)

Пример изображения 

   Такая закономерность формирования кристаллов слюды объясняется способностью к широким изоморфным и гетероморфным замещениям элементов в кристаллической решетке минерала. Исследования, проведенные в лабораторных условиях, подтвердили возможность замещения калия - натрием, магния - кальцием, кремния - алюминием. При этом количество основной материалообразующей фазы в слюдокристаллическом материале происходило достаточно полно. При этом имело место изменение отдельных параметров кристаллической решетки минерала.
   Таким образом, технология фторфлогопитового литья осваивается на территории России впервые. Данное освоение происходит на основе применения экономичных, недефицитных материалов с учетом создания надлежащих экологических условий получения литого материала необходимого строения и свойств. Также разработанная технология направлена на разработку приемов и методов литейного производства, обеспечивающих надлежащее качество изготовляемых отливок из своеобразного литейного сплава.

 
 
 

ЗАО «Союзтеплострой Инжиниринг» © 2006 - 2014  
тел. +7 (495) 465-18-81  
e-mail: marketing@zaosts.ru