Каменное литье

Каменное литьё получают путём расплава горных пород, близких к базальту и заливкой их в земляные и металлические формы или машины центробежного литья.

ТУ 5714-003-44643319-2015

Каменное литье имеет высокую износостойкость, устойчивость к кислотам, щёлочам и температурному воздействию. Каменное литье предназначено для работы в тяжёлых условиях эксплуатации, при воздействии агрессивных сред, абразивном воздействии, повышенной температуре, влажности, запылённости, механических нагрузках.

Каменное литьё изготавливается нескольких типов в зависимости от требований эксплуатации.

  • Износостойкое литьё — рабочая температура до 150 градусов и высокая сопротивляемость износу, кислотам и щелочам.
  • Термостойкое литье — рабочая температура до 700 градусов и высокая сопротивляемость кислотам и щелочам, стойкость к перепадам температур в совокупности с абразивными нагрузками.

Изделия из каменного литья

Из каменного литья изготавливают плитку, желоба, вкладыши труб и различные фасонные изделия.

Преимущества использования каменного литья

  • Использование каменного литья позволяет увеличить срок службы оборудования и сооружений в 10 раз.
  • Срок службы металлического оборудования 1 – 2 года, а футерованного каменным литьем 10 – 20 лет.
  • В одинаковых условиях эксплуатации каменное литье изнашивается на 1 миллиметр в год, а метал изнашивается на 10 миллиметров в год.
  • Футеровка оборудования каменным литьем снижает время на ремонт оборудования примерно в 10 раз.
  • Камнелитая футеровка позволяет снизить затраты на замену изношенного оборудования в 5 раз.
  • Термостойкое каменное литье на рампе коксовой батареи служит от 5 до 7 лет. Любой другой материал служит не более 8 месяцев.

Область применения каменного литья

Изделия из каменного литья применяют для защиты сооружений и оборудования на предприятиях добывающих отраслей, металлургии, а также других отраслей промышленности, где оборудование подвергается абразивному износу, воздействию агрессивных сред и повышенных температур. Рекомендуется применять каменное литье для защиты оборудования и сооружений, работающих при давлениях 1 МПа и выше.

В горнодобывающей промышленности каменное литье используют в системах удаления шламов и гидравлической подачи рудных материалов. Им футеруют хвостовые отвалы, пульпопроводы, сливные каналы, течки, лотки, воронки, желоба, гидроциклоны, классификаторы, бункера и другое оборудование.
В металлургической промышленности камнелитые изделия применяют для футеровки коксовых рамп, воронок и бункеров. В прокатных цехах камнелитые желоба используются в системах гидравлического смыва окалины. Плиткой футеруют узлы флотомашин, пульпопроводов, классификаторы.
В угольной промышленности каменным литьем футеруют сепараторы, желоба и отсадочные машины, скребковые транспортеры и бункера, трубопроводы. На флотомашинах каменным литьем футеруют трубопроводы для передачи пульпы, а также сами корпуса таких машин.
В стекольной промышленности, на стекольных, электроламповых и кинескопных заводах широко используются пневматические трубопроводы с каменным литьём. Каменная футеровка обладает ещё и свойством пониженного механического сопротивления проходу транспортируемых материалов.
На химических и коксохимических предприятиях каменным литьем футеруют корпуса и ловушки сатураторов, оборудование реакционных башен, коксовые рампы, отстойники для генерированной кислоты, змеевики, перегонные котлы, травильные ванны, кислотные трубопроводы, фильтры, сборники жидкостей.
В энергетической промышленности каменное литье используют для футеровки скрубберов, труб Вентури, систем гидравлического золоудаления, для систем подачи угля и угольной пыли, а также для изготовления камнелитых сопел. Что позволяет надежно защитить такие изделия в наиболее опасных местах.

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КАМЕННОГО ЛИТЬЯ

Каменное литье по шкале твердости Мооса имеет 7 — 8 группу, уступая лишь алмазу и корунду. Для повышения механических свойств и эксплуатационной надёжности изделия размерами более 400*400 мм армируются металлическими сетками. По необходимости такие детали оснащаются монтажными петлями и закладными элементами.

Стойкость каменного литья к агрессивным средам.

Наименование кислоты

Стойкость различных материалов, в %

Износостойкое каменное литье

Термостойкое каменное литье

H2 SO4(концентрированная)

98

96

H Cl (концентрированная)

90

80

H Cl (р-р 20 %)

97

92

CH3COOH (концентрированная)

97

не исследовалось

HNО3 (р-р 56 %)

95

не исследовалось

H3PO4 (р-р 85 %)

94

не исследовалось

HF (р-р 45 %)

40

не исследовалось

NaОН (р-р 20 %)

95

не исследовалось

NaОН (р-р 40 %)

87

не исследовалось

КОН (р-р 20 %)

98

не исследовалось

КОН (р-р 40 %)

95

не исследовалось

КОН (р-р 50 %)

85

не исследовалось

Отчётливо видно, что каменное литьё является устойчивым к воздействию практически всех кислот кроме плавиковой.

Химический состав каменного литья

Каменное литье

Массовая доля окислов, %

SiО2

Al2О3

СаО

МgО

МnО

FeO+Fe2O3

Износостойкое

45-52

9-16

6-10

7-12

15-22

Термостойкое

47-52

7-14

11-17

10-15

8-15

Эксплуатационные свойства каменного литья

  • Сопротивление каменного литья разрушению в результате термических напряжений (термическая стойкость) по ГОСТ 6145-55 для износостойкого каменного литья составляет 7-8 теплосмен, для термостойкого каменного литья – не менее 20 теплосмен;
  • Водонасыщение (способность литья впитывать воду при кипячении или давлении ниже атмосферного в течение 24 ч.) составляет для каменного литья 0,13 — 0,7 % (испытания по ОСТ 8269-56).
  • Коэффициент теплопроводности, характеризующий скорость распространения температуры в материале для износостойкого и термостойкого литья составляет 1,24х103 м2/ч (при температуре до 100°С) и 3,22х103 м2/ч (при температуре до 900°С).

Электрические свойства каменного литья:

  • удельное объемное электросопротивление – 1,7-3,0 105·ОМ·м
  • электрическая прочность – 0,8-3,0 кВ/мм
  • диэлектрическая проницаемость, при f=50 Гц – 0,095-0,13

Диэлектрические свойства могут быть улучшены, если уменьшить содержание в каменном литье железа и марганца или если использовать светлокаменное или термостойкое (доломитовое) литье.

Каменное литье не подвержено старению – его свойства со временем не изменяются.

Каменное литье при взаимодействии с радиоактивными веществами — не образует радиоактивной пыли.