Охлаждение расплавов уральских доменных шлаков

Высокие температуры кристаллизации обеспечивают значительные размеры призматических кристаллов мелилита: до 1,1 X0,3 мм в магнитогорском и нижнетагильском шлаках и до 0,75X0,3 мм — в чусовском. В поверхностных слоях отливок, где расплав подвергается быстрому первоначальному охлаждению при соприкосновении со стенками форм, встречаются дендритные структуры, образованные скелетными кристаллами мелилита.
В лабораторных условиях опробован иной режим кристаллизации. Шлаки, расплавленные при 1450°С, подвергались быстрому охлаждению до 700-1150°С и последующей изотермической обработке. Выдержка осуществлялась при 700, 800, 900, 1000, 1100, 1150°С в течение 3 мин.; 0,5; 1; 2; 3; 4 и 8 час. Принятая методика позволяла определить не только минералогический состав и структуру, но и физико-механические свойства отливок. Минимальной температурой кристаллизации, при которой получены прочные закристаллизованные отливки, является 900°С для магнитогорского и нижнетагильского шлаков и 800°С — для чусовского, при продолжительности кристаллизации 0,5-1 часа.
Описанный температурный режим сокращает продолжительность кристаллизации на 7- 9 час. по сравнению с полигонным производством брусчатки. Указанный режим можно в полной мере осуществить лишь в технически оснащенном шлаколитейном производстве. Однако Тобольский нашел оригинальный способ форсировать режим кристаллизации расплава при получении литых шлаковых изделий с наполнителем. Резкое охлаждение расплава и нагрев наполнителя происходят до тех пор, пока не сравняются их температуры (800-950°С). После этого, в связи с выделением теплоты кристаллизации, отливка некоторое время сохраняет постоянную температуру.