Заказать звонок
Если у вас остались вопросы, вы можете оставить нам свой телефон, и мы вам обязательно перезвоним!
Получить коммерческое предложение
Если у вас остались вопросы, вы можете оставить нам свой телефон, и мы вам обязательно перезвоним!
ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ И СВОЙСТВА КАМЕННОГО ЛИТЬЯ
Каменное литьё получают путём расплава горных пород близких к базальту и заливки их в земляные или металлические формы, а также методами центробежного литья.
Такие параметры, как высокая износостойкость, кислото и щёлочестойкость, термостойкость в сочетании с высокими механическими характеристиками позволили каменному литью стать незаменимым материалом при работе в тяжёлых условиях эксплуатации, при воздействии агрессивных сред, абразивном воздействии, повышенной температуре, влажности, запылённости, механических нагрузках.
При постоянном воздействии вышеперечисленных факторов изделия из каменного литья проявляют себя более работоспособными и долговечными, чем изделия из таких традиционных материалов, как сталь, чугун, железобетон, огнеупоры. Если также учесть, что стоимость 1 тонны продукции из каменного литья ниже, чем то же самое из металла, но при этом удельный вес камня в 2,7 раза меньше, чем стали, то его применение кроме улучшения эксплуатационных свойств представляет ещё и значительную экономическую перспективу.
Сегодня такой материал очень широко используют для изготовления вкладышей, которыми футеруют трубы большого диаметра для золо-шламо — шлакопроводов; при пневмоподаче сыпучих материалов; для изготовления желобов, каналов, течек; для защиты оборудования от абразивного и химического воздействия; для футеровки циклонов и гидроциклонов и многого другого. При этом значительно увеличивается срок службы оборудования, экономится металл и другие дорогостоящие материалы, увеличивается межремонтный период работы оборудования на предприятиях.
Каменное литьё изготавливается нескольких типов в зависимости от требований к эксплуатации. Наиболее широкое применение нашло износостойкое литьё (рабочая температура до 200 град С). У него наилучшие показатели по сопротивлению износу, кислотостойкости и механическим свойствам. У термостойкого литья температура эксплуатации достигает 700оС и выше, высокая стойкость к перепадам температур, но оно несколько дороже, чем износостойкое. Существуют также некоторые виды каменного литья со специальными свойствами.
Массовая доля окислов, %
Физико-механические свойства каменного литья
Основные физико-механические свойства каменного литья в сравнении с серым чугуном, шамотным кирпичом и огнеупорным бетоном приведены в таблице
Показателем, ограничивающим эксплуатационные возможности каменного литья, является повышенная хрупкость (низкая ударная вязкость). Уменьшения хрупкости добиваются путём армирования изделий металлическими сетками или применением закладных элементов. Данное качество следует учитывать при конструировании новых изделий из каменного литья.
Из таблицы 1 отчетливо видно, что по таким характеристикам, как коэффициент истираемости, кислотостойкость, твердость и водопоглощение, каменное литье значительно превосходит традиционные материалы. По шкале твердости Моаса каменное литье имеет 7÷8-ю группу, уступая лишь алмазу и корунду.
Стойкость каменного литья в различных средах
Как видно из таблицы 3 каменное литьё является устойчивым к воздействию практически всех кислот, кроме плавиковой. Следует также отметить хорошую стойкость каменного литья в расплавленном алюминии
Стойкость каменного литья к агрессивным средам
Кроме перечисленных выше, можно обозначить еще ряд положительных свойств каменного литья:
Эксплуатационные свойства каменного литья
Сопротивление каменного литья разрушению в результате термических напряжений (термическая стойкость) при перепадах температур в интервале 20−700оС по ГОСТ 6145–55 для термостойкого каменного литья — не менее 20 теплосмен;
Диэлектрические свойства каменного литья:
1. удельное объемное электросопротивление — 1,7−3,0 105 ·ОМ·м
2. диэлектрическая прочность — 0,8−3,0 кВ/мм
3. диэлектрическая проницаемость, при f=50 Гц — 0,095−0,13
4. диэлектрические свойства могут быть улучшены, если уменьшить содержание в каменном литье железа и марганца или если использовать светлокаменное или доломитовое литье;
2. диэлектрическая прочность — 0,8−3,0 кВ/мм
3. диэлектрическая проницаемость, при f=50 Гц — 0,095−0,13
4. диэлектрические свойства могут быть улучшены, если уменьшить содержание в каменном литье железа и марганца или если использовать светлокаменное или доломитовое литье;
Каменное литье не подвержено старению — его свойства со временем не изменяются;
Каменное литье при взаимодействии с радиоактивными веществами эффективно задерживает радиацию и не образует радиоактивной пыли.
Коэффициент температуропроводности, характеризующий скорость распространения температуры в материале для износостойкого и термостойкого литья составляет 1,2 x 03 м² /ч (при температуре до 100 0С) и 3,2 x 03 м² /ч (при температуре до 700 0С);
Анализ работы оборудования и сооружений добывающих предприятий, металлургии, а также других отраслей промышленности, подвергающихся абразивному изнашиванию, воздействию агрессивных сред и повышенных температур, показал, что большая часть поверхностей оборудования не защищена или защищена малоэффективными материалами от разрушающего воздействия рабочей среды; при этом более 90% площади оборудования и сооружений работают при давлениях менее 5 МПа.
По своим прочностным свойствам каменное литье выдерживает нагрузки значительно превышающие 5 МПа и поэтому может широко использоваться для защиты оборудования от абразивного изнашивания, воздействия агрессивных сред и повышенных температур, что подтверждается многолетней практикой эксплуатации камнелитых изделий в различных отраслях промышленности, обеспечивая увеличение срока службы оборудования до нескольких десятков раз.
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ И ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ КАМЕННОГО ЛИТЬЯ
Наиболее широкое применение каменное литье нашло в системах шламоудаления и гидроподачи рудных материалов. Каменным литьем футеруют хвостопроводы, пульпопроводы, сливные каналы, течки, лотки, воронки, желоба, гидроциклоны, классификаторы, бункера и другое оборудование.
Хвостопроводы, футерованные каменным литьем, служат 10 и более лет, в то время как металлические в этих же условиях не более 6–10 месяцев. Трубы, футерованные каменным литьем, превосходят по сроку службы более дорогостоящие трубы из биметалла.
На Ново‑Криворожском ГОКе более 10 лет эксплуатировался камнелитой шламопровод длиной 600 м. сечением 800 и 500 мм, в то время как металлический служил не более 2-х лет.
При применении камнелитых желобов их износ составляет в год 1 мм, в то время, когда металл изнашивается на 6–10 мм.
Гидроциклоны, футерованные каменным литьем, превосходят по своим эксплуатационным характеристикам чугунные, футерованные резиной или полиуретаном. Камнелитые мультициклоны в системах очистки воздуха на обогатительных фабриках служат свыше 10 лет без значительного износа.
На металлургических комбинатах камнелитые изделия применяют для футеровки коксовых воронок и коксовых бункеров. Износ этой футеровки в год составляет 2–2,5% (по толщине), в то время, когда марганцовистая сталь толщиной 40 мм изнашивается за 1–1,5 года. Такая футеровка применяется на Донецком мет.заводе, Ново‑Липецком и Кузнецком мет.комбинатах. В прокатных цехах камнелитые желоба используются в системах гидросмыва окалины.
Системы гидросмыва окалины снабженные камнелитыми желобами, установлены в ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат», ОАО «Ашинский металлургический комбинат», ОАО «Первоуральский новотрубный завод», ОАО «Абинский электрометаллургический завод».
Для очистки выходящих газов на агломашинах применяются блочные мультициклоны с элементами из каменного литья. По сравнению с элементами из чугуна они менее громоздки, за счет низкого сопротивления стенок элементов отделение выходящих газов от пылевидных частиц происходит более
технологичнее.
В промышленности цветных металлов каменным литьем зафутерованы отдельные узлы флотомашин, пульпопроводов 1-ой стадии измельчения сырья, классификаторы, гидроциклоны, приемные зумпфы насосов и пробоотборщиков, классификаторы, контактные чаны, желоба, течки между флотомашинами, телескопы тарельчатых питателей, полы под маслосистемами и др.
На обогатительной фабрике Балхашского ГМК эксплуатировался песковый желоб реечного классификатора, зафутерованный каменными плитами. Такая футеровка служит более 3-х лет в сравнении 6 месяцами работы металлической. Там же в сушильно-фильтровальном цехе скрубберы мокрой очистки, защищенные камнелитыми плитами, служат около 2-х лет, тогда, как металлические работали не более 2-х месяцев.
В алюминиевой промышленности каменным литьем заменена асбестовая защита электролизных ванн, а в системах пневмо — и гидроподачи компонентов и растворов применяются трубы Ø 159–325 мм с внутренней футеровкой каменным литьем.
Открытые хвостопроводы и течки на фабриках и карьерах также футеруются каменным литьем, что позволяет значительно увеличить срок их службы.
На ОАО «Комбинат КМА-руда» в 2008 г. был установлен вертикальный шламопровод для закачки шламовых стоков в шахтные пустоты на глубину более 600 м.
Каменное литье в горнодобывающей и металлургической промышленности
На предприятиях нерудных материалов течки, футерованные каменным литьём стоят по 7−10 лет без видимого износа, в то время как футерованные более дорогим марганцовистым литьём не более 1 года. Применение резиновой футеровки также не дает таких технико-экономических показателей, которые могут быть получены при применении каменного литья.
Эффективно применение в системах пневмоподачи сыпучих материалов (доломита, кварцита и др.) труб, футерованных каменным литьём, стойкость которых в условиях высоких скоростей подачи превосходит стоимость металлических труб более, чем в 10 раз.
Каменное литье на предприятиях нерудных материалов
В угольной промышленности каменным литьем футеруют сепараторы, желоба и отсадочные машины, скребковые транспортеры и бункера, трубопроводы. Скрубберы, футерованные каменным литьем, служат в 3−4 раза дольше, чем бетонные, железобетонные или резиновые. На флотомашинах каменным литьем футеруют трубопроводы для передачи пульпы, а также сами корпуса таких машин.
Также известны примеры эффективного применения такой футеровки для бункеров концентрата скребковых конвейеров, валков грохота, контактных чанов, сгустительных воронок. Во всех этих случаях срок службы по сравнению с металлом увеличивался от 3 до 10 раз.
На углеобогатительных фабриках используются гидроциклоны, футерованные каменным литьем, которые по своим эксплуатационным свойствам более эффективны, чем гидроциклоны, футерованные другими материалами (износостойкий чугун, резина, полиуретан и пр.)
Наиболее эффективна защита каменным литьем желобов, течек и трубопроводов шламовых вод. На одном из комбинатов ОАО «Кузбассуголь» с помощью камнелитого трубопровода к обогатительной фабрике подают 30–35 тыс. м3 материала, тогда, как металлический трубопровод пропускал 6 тыс. м3 материала и выходил из строя.
Каменное литьЕ в угольной промышленности
В стекольной промышленности, на стекольных, электроламповых и кинескопных заводах широко используются пневмопроводы с каменным литьём, срок службы которых составляет 15−20 лет, в то время как обычная стальная труба с толщиной стенки 8−12 мм приходит в негодность через 3−6 месяцев. Каменная футеровка обладает ещё и свойством пониженного механического сопротивления проходу транспортируемых материалов, что делает процесс более технологичным.
В 2005 г. на ОАО «Кавминстекло» были заменены трубопроводы подачи компонентов стекловаренного производства (доломит, полевой шпат и хромо-вый огарок) Ø 219 мм. со стенкой стальной трубы 10 мм. на футерованные каменным литьем. Стальные трубы выходили из строя каждые 2−3 месяца. На протяжении многих лет трубы футерованные каменным литьем работают без видимого износа. Это приносит огромную экономическую выгоду предприятию
Каменное литье в стекольной промышленности
Каменное литье не вступает в химическую реакцию с агрессивными средами, поэтому является незаменимым антикоррозийным материалом.
На химических и коксохимических предприятиях каменным литьем футеруют корпуса и ловушки сатураторов, оборудование реакционных башен, коксовые рампы (термостойкое литьё), отстойники для генерированной кислоты, змеевики, перегонные котлы, травильные ванны, кислотопроводы, фильтры, сборники жидкостей и масла, дистилляционные башни, баки, мешалки, цистерны и сборники кислот, раковины, ковши и эскгаустеры для кислотных паров, коксовые платформы, днища флотаторов и другое оборудование.
Наиболее широкое применение в данной отрасли нашло термостойкое каменное литье для футеровки коксовых рамп и систем подачи горячего кокса (течки, воронки и т.п.). Таким образом, удалось уйти от дорогостоящих футеровки нержавеющих сталей и свинца при сохранении эксплуатационных характеристик. Более дешевые заменители — чугун, шлакокаменное литье эксплуатировались гораздо меньший межремонтный период, что приводило к увеличению затрат на ремонт.
Футеровка каменным литьем баков емкостей и цистерн позволяет надежно защитить дорогостоящее оборудование от агрессивных жидкостей.
Как и в остальных отраслях промышленности, здесь эффективно применяются трубы, футерованные каменным литьем для подачи агрессивных жидкостей.
Как и в остальных отраслях промышленности, здесь эффективно применяются трубы, футерованные каменным литьем для подачи агрессивных жидкостей.
На протяжении многих лет используются пневмопроводы, защищенные износостойким каменным литьем для подачи порошкообразных удобрений (азотных, фосфорных, сложных и пр.) на предприятиях по производству минеральных удобрений таких, как ОАО «Акрон», ОАО «Балаковские минеральные удобрения», ОАО «Фосфорит» и др.
Имеется опыт применения базальтовых кирпичей в качестве несущих конструкций в адсорбционных башнях, что дает значительный экономический эффект в сравнении с нержавеющими сталями. Системы отвода и подачи агрессивных газов (в т.ч. трубы, газоходы, камеры) также рекомендуется защищать каменным литьем для увеличения срока службы.
Каменное литье в химической и коксохимической промышленности
Каменное литье в энергетической промышленности нашло широкое применение на угольных станциях. Его используют для футеровки скрубберов, труб Вентури систем гидрозолоудаления, золопроводов, для систем подачи угля и угольной пыли, а также для изготовления камнелитых сопел.
За счет своих уникальных свойств камнелитые вкладыши, которыми футеруются системы гидрозолоудаления, не вступают в реакцию с горячими шлаками и не подвержены истиранию при их гидро — и пневмотранспортировке, что позволяет надежно защитить металлические трубы от износа. Такие золопроводы эксплуатируются без замены до 20 лет. Аналогичную функцию выполняют камнелитые желоба.
Системы камнелитых желобов на самотечном удалении золы установлены на многих тепловых электростанциях — на Хабаровской ТЭЦ-3, Усть-Илиимской ТЭЦ, Сосновоборской ТЭЦ и на целом ряде объектах электроэнергетики.
В 1997 г. на Кумертауской ТЭЦ ОАО «Башкирэнерго» была произведена футеровка каменным литьем дымососа мелющего вентилятора. Без футеровки камнелитыми плитками дымосос приходил в негодность каждые 2–3 месяца. После модернизации этого оборудования ежегодные проверки в течение 14 лет не выявили сколько‑нибудь значительного износа.
Скруббера и трубы Вентури футеруются плиткой или специальными фасонными изделиями, отлитыми из каменного литья, что позволяет надежно защитить такие изделия в наиболее опасных местах.
Скруббера и трубы Вентури футеруются плиткой или специальными фасонными изделиями, отлитыми из каменного литья, что позволяет надежно защитить такие изделия в наиболее опасных местах.
В системах пневмозолоподачи футеровка трубопроводов каменным литьем позволила увеличить срок их службы в 5–8 раз. То же можно сказать о камнелитых соплах. Имеются также разработки контейнеров для хранения отработанного ядерного топлива для атомных электростанций, так как каменное литье может длительно не взаимодействовать с ОЯТ и не создавать радиоактивной пыли. Камнелитая внутренняя оболочка таких контейнеров позволяет удерживать радиоактивные вещества от взаимодействия с окружающей средой.
Каменное литье в энергетической промышленности
В промышленности строительных материалов наибольшее применение нашли трубы и фитинги (отводы, тройники, крестовины) наружным диаметром от 100 до 375 мм. Футерованные изнутри камнелитыми вкладышами, они используются в системах пневмоподачи (в основном цемента, стекла или их составляющих). Такие трубопроводы не изнашиваются длительное время, не образуют свищей, а значит, не создают запыленности в
производственных помещениях. Такие же трубы стоят и в системах гидрозолоудаления.
производственных помещениях. Такие же трубы стоят и в системах гидрозолоудаления.
В настоящее время на пневмоподачах многих цементных заводов России и некоторых стран СНГ установлены трубы и отводы, футерованные каменным литьем. Это предприятия Евроцемент Групп, ОАО «Мордовцемент», ОАО ХК «Сибирский цемент», ОАО «Серебряковцемент» и многие другие.
В целях более длительной эксплуатации каменным литьем футеруют циклоны, газоходы, элементы очистки воздуха. Также имеется опыт применения каменного литья в течках и желобах для подачи сыпучих материалов.
В 1998 г. на Сухоложском огнеупорном заводе был установлен трубопровод, футерованный каменным литьем, предназначенный для возврата некондиционного шамота на домол в шаровую мельницу. По прошествии 12 лет износа практически нет. До этого не защищенный каменным литьем трубопровод меняли 2 раза в год.
Каменное литье в промышленности строительных материало
В коммунальном хозяйстве есть примеры использования канализационных труб, футерованных каменным литьем. За счет того, что камень не подвержен коррозии и не изнашивается, удается значительно увеличить срок службы таких труб, уменьшить вероятность возможных аварий и экологических катастроф. Особенно эффективно их применение в тех местах, где нет возможности частой замены таких труб (в центре города, под автомагистралями и т.д.). Для канализационных коллекторов также изготавливают плитку, кислотоупорный кирпич, тюбинги, фасонные защитные части. Применяются также бордюрные камни из каменного литья для пешеходных и автомобильных дорог.
В строительстве широкое применение нашло светлокаменное литье. Светлокаменными плитами облицовывают общественные здания, путепроводы, возможна замена гранита и мрамора при изготовлении цоколей, карнизов, лестничных ступеней. Интересно применение светлокаменных плит для облицовки метрополитена.
В качестве вяжущих составов при изготовлении аппаратов для химических производств применяются кислотоупорные цементы на основе кислотоупорного порошка — размола каменного литья. Кислотоупорные бетоны и замазки нашли применение во всех отраслях промышленности. В связи с тем, что бетонная защита береговых укреплений от морской волны недолговечна, применяют ее облицовку каменным литьем.
Каменное литье в строительстве и коммунальном хозяйстве
Каменное литье в других отраслях промышленности
В аэрокосмической отрасли каменным литьем специального состава футеруют огнеотводящие каналы стартовых столов.
В электротехнической промышленности применяют камнелитые изоляторы, щеткодержатели, камнелитую футеровку аккумуляторных сосудов электролизных ванн, сосудов для кислот.
В машиностроении каменным литьем футеруют травильные ванны, хранилища для агрессивных сред, выкладывают полы производственных помещений, изготавливают фундаменты для станков и машин.
На заводах эмалевой и лакокрасочной промышленности нашли применение мелющие шары и футеровки мельниц.
В сельском хозяйстве — полы для загонов КРС в забойных отделах, кровесточные канавы, футеровка лотков и силосных башен.
В пищевой промышленности каменным литьем облицовывают полы пивоваренных заводов, молокозаводов, кондитерских фабрик и мясокомбинатов. Возможно применение каменного литья для футеровки свекломоек, подающих желобов, разделочных площадок.
В целлюлозно-бумажной промышленности камнелитые изделия пригодны для футеровки варочных котлов, трубопроводов для агрессивных сточных вод и др.
На транспорте из каменного литья можно изготавливать устои мостов, облицовки, сегменты для тоннелей, бордюрные камни для дорог и др.
Для ядерной промышленности разработаны специальные контейнеры для захоронения отработанного ядерного топлива.