§ 6. Каменные кислотоупорные и литые изделия

Некоторые магматические и метаморфические (кварциты) горные породы используют для футеровки разнообразных установок и аппаратов, подвергающихся действию кислот, щелочей, солей и агрессивных газов, а также испытывающих влияние высоких и резко меняющихся температур и давлений. Кислотоупорные породы идут на изготовление тесаных плит, кирпичей, брусков и фасонных изделий, а в дробленном и размолотом виде служат в качестве заполнителей и наполнителей в кислотоупорном бетоне, являются составными частями кислотоупорных цементов.

В соответствии с назначением применяемые горные породы должны удовлетворять определенным требованиям, а именно: 1) быть кислотоупорными, т. е. хорошо сопротивляться воздействию различных кислот и других реагентов; это свойство оценивается по растворимости порошка породы в концентрированных кислотах (соляной, серной) при нагревании; 2) иметь высокую огнеупорность; 3) обладать достаточным сопротивлением сжатию и изгибу, а также вязкостью; 4) выдерживать резкие колебания температур.

Из изверженных горных пород кислотоупорными являются главным образом кислые мелкокристаллические, к которым относятся бештаунит, андезиты, граниты и некоторые туфы, а из метаморфических — кварциты.

Применение кислотоупорного штучного камня ограничено его высокой стоимостью, обусловленной трудностью добычи и обработки, а также малым выходом готовой продукции из горной массы. Полноценным заменителем камня служит значительно более дешевый кислотоупорный бетон. Со штучным тесаным камнем соперничает также искусственный литой камень (базальтовый, диабазовый).

При камнелитейном производстве, минуя трудоемкую и дорогостоящую механическую обработку, путем плавления и отливки камню придают необходимую форму, сохраняя или даже улучшая при этом его первоначальные свойства. Для этой цели применяют магматические породы, преимущественно базальты и диабазы.

Производство литого камня состоит из расплавления, отливки в формы, кристаллизации и охлаждения. Плавление исходного камня, раздробленного до кусков размерами 50 — 150 мм, производится в пламенных или дуговых электропечах при температурах 1350 — 1450°С. Полученный однородный расплав застывает в виде стекловидной хрупкой массы. Чтобы избежать этого, форму с расплавом помещают в специальную обжигательную печь для отжига, где отливку выдерживают при температуре 900 — 1000°С в течение определенного времени. Цель обработки — получить изделие с кристаллической структурой и снять внутренние напряжения, возникшие при отливке. Лишь затем отливка медленно охлаждается и в случае, если требуется изделие точных размеров, подвергается механической обработке.

Отливки из расплавленных горных пород характеризуются высокими показателями механической прочности, плотностью, морозостойкостью и кислотоупорностью, нередко лучшими, чем у исходной породы.

Из плавленых пород получают разнообразные изделия: плиты для полов и тротуаров, лестничные ступени, плиты для облицовки стен, электроизоляторы, разнообразные детали для аппаратуры в химической промышленности, кислотоупорные трубы и желоба, шары для шаровых мельниц и т. п. Литой базальт иногда применяется как заменитель металла.