Kiven valu

Kivivalu ( toisesta kreikasta Petrurgia . pétros - kivi ja muu kreikka. érgon - työ) - materiaalien ja tuotteiden valmistus valamalla kivisulaista (kuten basaltista ja diabaasista ) valamalla teollisuusyrityksissä [1]

Kivivalutuotannossa käytettävät kivet ovat sulatteita, joilla on paremmat valu- ja kiteytysominaisuudet, mukaan lukien peruskoostumukselliset magmaiset kivet (diabaasit, gabrodiabaasit, basaltit, andesiittibasaltit) ja niitä kemialliselta koostumukseltaan lähellä olevia metamorfisia kiviä (amfiboliitit, liuskeet) jne.) ja sedimenttimuodostelmia (savet, hiekka jne.) [2] .

Joitakin kuonatyyppejä , teollisuusjätteen tuhkaa , käytetään joskus raaka-aineena valussa ja puristamisessa .

Historia

Kivivalu luonnossa voidaan suorittaa valamalla sulaa vulkaanista laavaa .

Yksi ensimmäisistä kivenvaluteollisuudesta perustettiin Ranskassa.

Vuonna 1902 Venäjällä aloitti F. Yu. Levinson-Lessing laboratoriotyöt teollisuustekniikan valmistelemiseksi .

Akateemikko D. S. Belyankin johti tekokivijärjestelmien (metallurgiset ja polttoainekuonat, dinaat, fireclay ja muut tulenkestävät aineet, sementtiklinkkerit, keramiikka, hankausaineet, lasikivet, ei-metalliset sulkeumat teräksessä ja muut) työskentelyä 1940-luvulla . Kokeita basalttilasien kiteyttämisestä kivivalajille suoritti Neuvostoliiton tiedeakatemian IGN:n kokeellisen petrografian osaston laboratorio A. I. Tsvetkovin johdolla .

Petrurgia

Kivivalutuotteita käytetään teollisuudessa (erityisesti kaivos- ja metallurgiassa , kivihiilessä jne.).

Kivivalu valmistetaan valokaari- tai kaasuuuneissa. Kivenvalun sulatusprosessi on samanlainen kuin metallin sulatus, sulamispiste on lähellä. Tiheän rakenteen saamiseksi kivivaletut tuotteet hehkutetaan alentamalla lämpötilaa asteittain 800 °C:sta 200 °C:seen. Siksi kiven valun valmistus on energiaintensiivisempi prosessi kuin esimerkiksi teräksen valmistus.

Kiven valun tärkeimmät fysikaaliset ja mekaaniset ominaisuudet on esitetty taulukossa nro 1 ja tiedot kestävyydestä aggressiivisissa ympäristöissä taulukossa 2.

Kivivaluja on kahta päätyyppiä - kulutusta kestävä ja lämmönkestävä . Lämmönkestävällä valulla on hieman huonommat fysikaaliset ja mekaaniset ominaisuudet, mutta se voi toimia jopa 800 °C:n lämpötiloissa (kulumista kestävä - jopa 200 °C:n lämpötiloissa). °C).

Kiven valun fysikaaliset ja mekaaniset ominaisuudet :

Indeksi	Kulutusta kestävä kivivalu	Lämmönkestävä kivivalu	Harmaa valurauta	Tulenkestävä betoni
Irtopaino, kg/m³	2900-3000	2800-2900	7200	1990
Veden imeytyminen, %	0.13	0,70	--	10.1
Puristuslujuus, MPa	250-500	100-260	500	44.4
Taivutuslujuus, MPa	30-50	10-30	280	3.6
Iskulujuus, kJ/m²	1.25	1.06	3	1.2
Kimmomoduuli, MPa	100630	43700	120 000	18 000
Lämmönjohtavuus, W/(m-0С), 200°С	1.52	1.07	51	0,83
Ominaislämpökapasiteetti, kJ/(kg-0С) lämpötilassa 200°С	0,77	0,67	0,46	0,79
Lineaarisen laajenemisen lämpötilakerroin, A-10	83,0	60,0	132	21
Kulutuskerroin, kg/m²	1.0	1.4	--	--

Kiven valun kestävyys hapoissa ja emäksissä :

Hapon nimi	Kulutusta kestävä kivivalu	Lämmönkestävä kivivalu
H2SO4 ( väk . )	97	92
HCl (väk.)	90	80
HCl (liuos 20 %)	94	ei tutkimusta.
CH 3COOH (väk. )	97	ei tutkimusta.
HNO 3 (liuos 56 %)	95	ei tutkimusta.
H 3 PO 4 (liuos 85 %)	95	ei tutkimusta.
HF (r-r 45 %)	40	ei tutkimusta.
NaOH (liuos 20 %)	95	ei tutkimusta.
NaOH (liuos 20 %)	87	ei tutkimusta.
KON (liuos 20 %)	98	ei tutkimusta.
KON (liuos 40 %)	95	ei tutkimusta.
KON (liuos 50 %)	85	ei tutkimusta.

Kivenvalun perusominaisuudet

Korkea kulutuksenkestävyys. Koska kivivalulla on 7. - 8. kovuusryhmä Mohsin asteikolla (eli itse asiassa se on tässä indikaattorissa huonompi kuin timantti ja korundi), sen kulutuskestävyys ylittää merkittävästi kaikki teräkset, mukaan lukien mangaani, valuraudat (mukaan lukien CCH). ), kumia, muovia ja kaikkea muuta.
Korkea kemiallinen kestävyys useimpia teollisesti käytettyjä happoja ja emäksiä vastaan, fluorivetyhappoa lukuun ottamatta .
Mekaaniset ominaisuudet ovat alhaisemmat kuin teräksellä ja valuraudalla , mutta ne ovat riittävät, jotta kivivalu toimii kantajamateriaalina ja hoitaa suojatehtävänsä tehokkaasti.
Alhainen lämmönjohtavuus ja pieni lineaarilaajenemiskerroin. Antaa tiettyjä lämmöneristysominaisuuksia .
Kivivalutiheys on 2,8-2,9 g/cm3 eli 2,7 kertaa pienempi kuin teräksen eli saman alueen vuoraamiseksi kiven valu tarvitsee 2,7 vähemmän painoa kuin esimerkiksi teräs. Eli kiven valun teknisten ominaisuuksien lisäksi lisätään sen käytön taloudellinen kannattavuus.
On myös useita erikoisominaisuuksia: nämä ovat alhainen veden kyllästyminen, sähköeristysominaisuudet sekä se, että kivivalu ei ole alttiina vanhenemiselle (eli sen ominaisuudet eivät muutu ajan myötä) eikä muodosta radioaktiivista pölyä. vuorovaikutuksessa radioaktiivisten aineiden kanssa

Ominaisuuksiensa mukaan lämmönkestävä valu kestää jopa 800 ° C vähintään 40 lämmitys-jäähdytysjaksoa (ja itse asiassa tuotantotietojen mukaan tämä luku on 3-4 kertaa suurempi). Tämä erottaa lämmönkestävän kivivalun suotuisasti useimmista tulenkestävistä materiaaleista. Yllä mainituilla ominaisuuksilla kivivalu on löytänyt laajan sovelluksen teollisuudessa. Nimittäin:

Putket ja mutkat sellun, lietteen ja tuhkan valmistukseen ja vuoraukseen halkaisijaltaan enintään 1220 mm. Tällaisten sisäpuolelta kivivalulla vuorattujen putkien käyttöikä kasvaa 5-7 kertaa. Taulukossa on esitetty metalliputkien ja kivivalulla vuorattujen putkien kestävyystietojen vertailu. .

Tuotantotyyppi, rodun ominaisuudet	Metallin käyttöikä putket	Alatunnisteiden käyttöikä. putket
Rautamalmit ja niiden limat	1-2,5 vuotta	vähintään 10 vuotta
kvartsihiekkaa	jopa 2 vuotta	vähintään 7 vuotta
Kupari-sinkkiyhdisteet	jopa 2 vuotta	vähintään 8 vuotta
CHP:n tuhka	1-2 vuotta	20-25 vuotta vanha

Kivivalulla vuorattu putki on metalliputki, johon työnnetään 1 metrin pituiset kivivaluputket. Suuttimien väliset saumat peitetään erityisellä kitillä, jonka täyteaine on haponkestävä jauhe-hiomakivivalu.

Putket ja mutkat pneumaattisiin putkistoon irtotavaran syöttämiseen. Paikoissa, joissa irtotavaraa syötetään pneumaattisesti (jotka ovat yleensä erittäin hankaavia ja syötetään suurilla nopeuksilla), kivivalu suojaa pääputkea (tai haaraa) luotettavasti kulumiselta, vastaavasti, putkisto toimii luotettavasti ilman fisteleitä ja onnettomuuksia.

Tällaisia putkia eivät käytä vain tehtaat sementin, ei-metallisten materiaalien tuotantoon, lasitehtaat, rakennusteollisuuden yritykset, mutta myös kaivos- ja metallurgiset laitokset.

Kivivalukouruja käytetään tuhkan, kalkin ja kuonan hydrauliseen huuhteluun, pääasiassa sisätiloissa. Niitä käyttävät kivihiililämpövoimalaitokset, metallurgiset laitokset ja jalostuslaitokset.
Valetut kivilaatat. Sitä käytetään pääasiassa bunkkerien, kourujen, kaasukanavien, puhdistusaineiden, kanavien vuoraukseen, ja sitä käytetään myös kourujen , lattioiden ja erilaisten laitteiden vuoraukseen.

Se asetetaan erityiselle laastille tai erityiselle liimalle, halkeamat levitetään haponkestävällä kitillä.

Kivivalettujen monisyklonien käyttö sintrauslaitosten kaasunpuhdistusjärjestelmissä on tehokasta.
Lämmönkestävää kivivalua käytetään pääasiassa koksin valmistuksen ramppien vuoraukseen. Se on valmistettu erityisestä dolomiittipohjaisesta sulatuksesta . Kestää yli 50 lämpösykliä. Basalttivalu ei kestä edes yhtä.

Kirjallisuus

Lehti "Basalt Technologies".
Obruchev VV Bibliografia kivenvalusta // Mineraaliraaka-aineet. 1933. Nro 10. S. 76-78.
Obruchev V.V. Kiven valun ominaisuudet // Tekniikan uutisia. 1932. Nro 10. S. 186.
Ginzberg A., Obruchev V.V., Osipov M., Semjonov F. Ensimmäisen sähköuunin diabaasin sulattamiseen pitäisi luoda perusta tehokkaalle Leningradin petrgylle // Tekhnika. 1933. nro 37 (184). 21. huhtikuuta
Obruchev VV Kivenvalutuotteiden käyttö // Mineraali. raakamateriaalit. 1933. Nro 10. S. 67-68.
Obruchev VV Uusi tapa käyttää kiveä // Tiede ja tekniikka. 1933. Nro 22.
Obruchev VV Kivenvalu // Tiedetiedote. 1934. Nro 5. S. 316-317.
Pelikaani A. Sulatetut kivet // Tuotanto ja käyttö teollisuudessa. M.: 1959.
Lipovsky I.E. Kivivalutuotanto . M.: 1965.
Lipovsky I. E., Dorofejev V. A. Petrurgian perusteet. M.: "Metallurgia", 1972. 319 s.
Uutta kivenvalutekniikassa: la. tieteellinen tr. M., 1981.
Basalttivilla: historiaa ja nykyaikaa. Perm: IIET RAN, 2003. 124 s.
Pechenkin I. G. Kotimaisen petrgyn alku // Basalttitekniikat. 2013. Nro 3. S. 16-25.
Pechenkin I. G. Petrurgian muodostuminen Neuvostoliitossa (1920-1940) // Kysymyksiä luonnontieteen ja tekniikan historiasta. 2016. V. 37. Nro 2. S. 251-268.

Muistiinpanot

↑ Obruchev V.V. Kivenvalu // Tiedote. 1934. Nro 5. S. 316-317.
↑ Teollisuuden raaka-aineet Arkistokopio 19.11.2018 Wayback Machinessa // Great Russian Encyclopedia.

Linkit

[bse.sci-lib.com/article088802.html TSB. Artikkeli "Petrugy"]