Керамическая масса для получения кислотоупоров

Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения кислотоупоров. Техническим результатом изобретения является повышение термостойкости и кислотостойкости керамической массы. Указанный результат достигается добавлением кальцийсодержащего шлака от производства белого чугуна в керамическую массу, включающую глинистую часть «хвостов» гравитации циркон-ильменитовых руд, пирофиллит и керамический бой, при следующем соотношении компонентов, мас.%: глинистая часть «хвостов» гравитации циркон-ильменитовых руд - 40-55; пирофиллит - 35-40; керамический бой - 3-6 и указанный шлак - 7-14. 3 табл.

 

Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения кислотоупоров.

Известна керамическая масса для получения кислотоупоров следующего состава, мас.%: Жана-Даурская глина - 50, пирофиллит - 50 /Абдрахимова Е.С. Кинетика изменения структуры пористости в процессе обжига кислотоупоров /Е.С.Абдрахимова, В.З.Абдрахимов. // Известия вузов. Строительство. - 2000. - №9. - С.38-41/ [1].

Недостатком указанного состава является относительно низкая морозостойкость (30 циклов) и содержание в шихте дефицитной дорогостоящей Жана-даурской тугоплавкой глины.

Наиболее близкой к изобретению является керамическая масса для изготовления кислотоупоров, включающая следующие компоненты, мас.%: глинистая часть «хвостов» гравитации циркон-ильменитовых руд - 50-60, пирофиллит - 35-41, керамический бой - 5-6 /Пат. 12390 Республика Казахстан, МПК С04В 33/00. Керамическая масса для получения кислотоупоров /Е.С.Абдрахимова, В.З.Абдрахимов. - Опубл. 17.12.02, Бюл., №12/ [2]. Принят за прототип.

Недостатком указанного состава керамической массы является низкая термостойкость.

Техническим результатом изобретения является повышение термостойкости и кислотостойкости керамической массы.

Указанный технический результат достигается тем, что в известную керамическую массу, включающую глинистую часть «хвостов» гравитации циркон-ильменитовых руд, пирофиллит и керамический бой, дополнительно вводят кальцийсодержащий шлак от производства белого чугуна при следующем соотношении компонентов, мас.%:

глинистая часть «хвостов» гравитации циркон-ильменитовых руд	40-55
пирофиллит	35-40
керамический бой	3-6
кальцийсодержащий шлак от производства белого чугуна	7-14

В качестве отощителя и плавня для снижения усадки и водопоглощения использовался кальцийсодержащий шлак от выплавки белого чугуна. Известно, что СаО, несмотря на высокую температуру плавления, в глиносодержащих массах является сильным плавнем вследствие образования с Al₂О₃ и SiO₂ сравнительно легкоплавких соединений. Поэтому кальцийсодержащий шлак от выплавки белого чугуна применяется вместо традиционных дорогостоящих природных плавней, таких как мел, доломит и другие кальцийсодержащие компоненты. Кроме того, ввод в составы керамических масс кальцийсодержащего шлака от производства белого чугуна способствует при обжиге образованию муллита. Муллит повышает морозостойкость и термостойкость кислотоупоров. Химический состав компонентов приведен в табл.1.

Таблица 1. Химический состав компонентов
Компоненты	Содержание компонентов, мас.%
SiO2	Al2O3	Fe2О3	СаО	MgO	R2O	П.п.п.
Глинистая часть «хвостов» гравитации циркон-ильменитовых руд	58,74	21,39	6,21	1,81	1,8	1,62	7,34
Пирофиллит	52,8	34,9	0,4	0,22	0,1	0,09	7,88
Кальцийсодержащий шлак от выплавки белого чугуна	36,34	13,5	0,61	40,1	5,26	1,66

Керамическую массу готовили пластическим способом при влажности 18-22%. Формовали квадратные плитки типа ПК-1, которые высушивались до остаточной влажности не более 5% и затем обжигались при температуре 1250°С. В табл.2 приведены составы керамических масс, а в табл.3 физико-механические показатели кислотоупорных плиток.

Таблица 2. Составы керамических масс
Компоненты	Содержание компонентов, мас.%
1	2	3	4	5
Глинистая часть «хвостов» гравитации циркон-ильменитовых руд	55	50	45	42	40
Пирофиллит	35	37	38	39	40
Керамический бой	3	4	5	6	6
Кальцийсодержащий шлак от выплавки белого чугуна	7	9	12	13	14
Таблица 3. Физико-механические показатели кислотоупоров
Показатели	Составы	Прототип
1	2	3	4	5
Морозостойкость, циклы	75	80	84	88	85
Термостойкость, теплосмены	17	19	21	23	22	11-13
Кислотостойкость, %	97,8	98,1	98,4	98,5	98,4	97,4-97,8

Как видно из табл.3, кислотоупорные плитки из предложенных составов имеют выше кислотостойкость и термостойкость.

Полученное техническое решение позволит с применением отходов производств получить термостойкие и кислотостойкие кислотоупоры. Использование отходов производства при получении керамических кислотоупорных материалов способствует их утилизации, охране окружающей среды и расширению сырьевой базы для строительных керамических кислотоупорных материалов.

Источники информации

1. Абдрахимова Е.С. Кинетика изменения структуры пористости в процессе обжига кислотоупоров/Е.С.Абдрахимова, В.З.Абдрахимов. // Известия вузов. Строительство. - 2000. - №9. - С 38-41.

2. Пат. 12390 Республика Казахстан, МПК С04В 33/00. Керамическая масса для получения кислотоупоров /Е.С.Абдрахимова, В.З.Абдрахимов. - Опубл. 17.12.02, Бюл., №12.

Керамическая масса для получения кислотоупоров, включающая глинистую часть "хвостов" гравитации циркон-ильменитовых руд, пирофиллит и керамический бой, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит кальцийсодержащий шлак от производства белого чугуна с содержанием Fe₂O₃ 0,61 мас.%, а СаО и Al₂O₃ соответственно 40,1 и 13,5 мас.% при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Глинистая часть "хвостов" гравитации циркон-ильменитовых руд	40-55
Пирофиллит	35-40
Керамический бой	3-6
Указанный шлак	7-14