Кам'яне литво і матеріали на його основі
Камнелітние вироби (бруски, плити, труби, жолоби і ін.) Отримують шляхом розплавлення попередньо підготовленої шихти з гірських порід і відповідних добавок до них, виливки розплаву у форми, кристалізації вироби, відпалу і охолодження його.
Сировиною для їх виробництва служать Темна магматичні породи: діабаз, базальт і светлоокрашенние осадові породи: доломіт, крейда і кварцові піски. Доцільно застосовувати відходи при розробці гірських порід. Плагіоклази підвищують кристаллизационную здатність розплаву, але підвищують температуру плавлення. Олівіни і піроксени поліпшують ливарні якості матеріалу, але збільшують крихкість виробів і підвищують температуру плавлення. Для зниження температури плавлення в шихту вводяться флюсами речовини (плавиковий шпат 3%); для прискорення процесів кристалізації при охолодженні розплаву - тугоплавкі матеріали: магнезит, хроміт і хромітную руду, що діють як центри кристалізації (затравки); для відбілювання розплаву вводять оксид цинку в кількості 0,8%. Перед завантаженням в піч сировинні матеріали подрібнюють, просівають і дозують в необхідному співвідношенні.
Для плавки шихти застосовують шахтні, ванні, що обертаються і електричні печі. Найбільш поширені ванні печі. Розплав виходить при температурі 1400. 1500 ° С. При безперервної відливання виробів розплавлений матеріал надходить в копильниках, в яких створюється запас однорідної маси з температурою 1180. 1250 ° С. Охолодження розплаву перед розливанням у форми необхідно для утворення належної структури виробів і зниження усадочних дефектів (тріщин, раковин). Далі розплав виливається в земляні, металеві або силікатні форми, підігріті до 600. 700 ° С, і поступово охолоджується. Потім вироби піддаються відпалу (повільному охолодженню) зазвичай в тунельних або камерних печах при температурі 800. 900 ° С або в спеціальних печах. Відпал сприяє підвищенню деформативности, знищення температурних напружень, пов'язаних з охолодженням і кристалізацією, збільшення опірності ударних навантажень.
Поступове зниження температури сприяє випаданню кристалічної фази з розплаву. Введені в сировинну суміш мінералізатори сприяють прискоренню процесу кристалізації, шляхом регулювання температури управляють ступенем кристалічності камнелітних виробів. Процес кристалізації можна направляти за допомогою впливу електричного або магнітного поля, додатком вібрації, опроміненням розплаву рентгенівськими та радіоактивними речовинами. При охолодженні базальтових розплавів при температурі 1250 ° С починається виділення найдрібніших октаедричних кристалів магнетиту, що призводить до освітлення прилеглих ділянок основний склоподібної маси і сприяє спонтанному перебігу процесу кристалізації. При 1200 ° С виділяються окремі, одиничні кристалики польового шпату типу плагиоклаза. Близько 1150 ° С різко збільшується число центрів кристалізації плагіоклазу і виникає тонкокристаллическая сітка дрібних кристаликів плагиоклаза. При подальшому зниженні температури (1100 ° С) паралельно з триваючим виділенням магнезиту і плагіоклазу починають виділятися кристали піроксену. Основні мінерали, що входять до складу кам'яного лиття, - піроксени, плагіоклазу, олівін, магнетит і ін. Камнелітние вироби (труби, плитки) мають однорідну мелкокристаллическую структуру. Межа міцності при стисненні їх 250. 400 МПа, вони мають високу твердість, морозо- і кислотостійкість, що обумовлено їх великою щільністю (2900. 3000 кг / м3) і малою пористістю не більше 1,0. 1,5% при замкнутих порах. Стираність виробів з кам'яного діабазу, граніту, лиття становить 0,7 г / см2, що в 2. 5 разів менше, ніж базальту.
Вироби з кам'яного лиття знаходять широке застосування для футерування бункерів, течок, корпусу флотаційних машин і т. Д. Плитки з кам'яного лиття з успіхом замінюють метал, їх використовують для підлог в цехах з агресивними середовищами, при влаштуванні підлог, в дорожньому будівництві. Вироби з кам'яного лиття застосовуються на хімічних заводах в якості футеровки травильних ванн і відстійників.
Виробництво ІБК на основі кам'яного лиття можливо за схемою, коли вогнетривкий заповнювач об'єднується з розплавом, після чого виріб формується, а при необхідності і пресується з подальшим охолодженням до звичайних температур. За іншою схемою заповнювач об'єднується з холодним високодисперсним сировиною (в присутності будь-якої рідкої середовища), після чого відформовані вироби піддаються певної термічній обробці. Під час цієї обробки сировинна прошарок в відформований виріб частково розплавляється і при охолодженні переходить в стеклокристаллических стан з цементують властивостями, фіксуючи мікро- і макроструктуру конгломерату на основі кам'яного лиття.
Одержуваний по обидва технологій конгломерат характеризується стеклокристаллических микроструктурой в'язкої частини і контактного шару між в'язкою речовиною і заповнювачем, істотно впливаючи на макроструктуру ИСК і його технічні властивості.