Керамическая масса для изготовления кислотоупорных плиток
Владельцы патента RU 2310625:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) (RU)
Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения кислотоупоров. Техническим результатом изобретения является повышение механической прочности и термостойкости. Указанный результат достигается добавлением микрокремнезема от производства ферросилиция и ферросплавов с содержанием аморфного SiO2 95-98% в керамическую массу, включающую тугоплавкую глину, шамот из тугоплавкой глины крупностью 0,5-1,0 мм и шамот из тугоплавкой глины крупностью 1,0-2,0 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%: тугоплавкая глина 40-70; микрокремнезем от производства ферросилиция и ферросплавов с содержанием аморфного SiO2 95-98% 10-25; шамот из тугоплавкой глины с размером фракции 0,5-1 мм 10-20; шамот из тугоплавкой глины с размером фракции 1-2 мм 10-15. 2 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. - С38-41/ [1].
Недостатком указанного состава является относительно низкая морозостойкость (30 циклов).
Наиболее близкой к изобретению является керамическая масса для изготовления кислотоупоров, включающая следующие компоненты, мас.%: тугоплавкая глина 40-70, шамот из тугоплавкой глины крупностью менее 0,5 мм 10-25, шамот из тугоплавкой глины крупностью 0,5-1,0 мм 10-20, шамот из тугоплавкой глины крупностью 1,0-2,0 мм 10-15 /пат. 11513 Республика Казахстан, МПК С04В 33/00. Керамическая шихта для изготовления кислотоупорных плиток и канализационных труб / Е.С.Абдрахимова. - Опубл. 15.05.2002, Бюл. №5 / [2]. Принят за прототип.
Недостатком указанного состава керамической массы является относительно низкая механическая прочность и термостойкость кислотоупоров.
Техническим результатом изобретения является повышение механической прочности и термостойкости кислотоупорных плиток.
Указанный технический результат достигается тем, что в известную керамическую шихту, включающую тугоплавкую глину, шамот из тугоплавкой глины крупностью 0,5-1,0 мм и шамот из тугоплавкой глины крупностью 1,0-2,0 мм, дополнительно вводят микрокремнезем от производства ферросилиция и ферросплавов при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| тугоплавкая глина | 40-70 |
| микрокремнезем от производства | |
| ферросилиция и ферросплавов | 10-25 |
| шамот из тугоплавкой глины с размером фракции 0,5-1 мм | 10-20 |
| шамот из тугоплавкой глины с размером фракции 1-2 мм | 10-15 |
Микрокремнезем является техногенным сырьем производства ферросилиция и ферросплавов с содержанием аморфного SiO2 до 95-98%. Удельная поверхность микрокремнезема находится в пределах от 6-4 м2/10-3 кг. Средний размер части составляет 0,25 мкм (25•10-8 м).
Введение в керамические массы микрокремнезема от производства ферросилиция и ферросплавов позволит частично исключить из технологии производства кислотоупоров дробильно-помольное оборудование, так как гранулометрический состав микрокремнезема позволяет вводить его в составы без дополнительного измельчения. Известно, что кварцевые пески с содержанием SiO2 90-95% повышают термостойкость и механическую прочность керамических материалов.
В качестве глинистого компонента для производства использовалась жана-даурская тугоплавкая глина. Усредненный химический состав глины представлен следующими оксидами, мас.%: SiO2 67,8; Al2О3 18,38; Fe2O3 3,10; CaO 2,02; MgO 1,42; R2O 0,20; п.п.п. 6,08. По огнеупорности жана-даурская глина относится к тугоплавкому сырью (огнеупорность 1540-1570°С), по спекаемости к среднеспекающемуся, с интервалом спекаемости 100-120°С.
Результаты физико-химического исследования показали, что глинистые минералы в жана-даурской глине представлены каолинитом.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Производство кислотоупорных плиток осуществляли по следующей технологии: компоненты перемешивали в сухом состоянии в одновальном смесителе и полученную шихту увлажняли до влажности 18-20%, из которой затем формовали плитки размером 100×100×20 мм. Отпрессованные плитки высушивали до остаточной влажности не более 5%. Высушенные плитки обжигали при температуре 1250-1300°С, изотермическая выдержка при конечной температуре 30 мин.
Составы керамических масс приведены в табл.1, а технические свойства - в табл.2.
| Таблица 1 Составы керамических масс | |||||
| Компоненты | Содержание компонентов, мас.% | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | прототип | |
| Тугоплавкая глина | 70 | 60 | 50 | 40 | 40-70 |
| Шамот из тугоплавкой глины с размером фракции 1-2 мм | 10 | 12 | 15 | 15 | 10-15 |
| Шамот из тугоплавкой глины с размером фракции 0,5-1 мм | 10 | 15 | 17 | 20 | 10-20 |
| Шамот из тугоплавкой глины с размером фракции менее 0,5 мм | - | - | - | - | 10-25 |
| Микрокремнезем от производства ферросилиция и ферросплавов | 10 | 13 | 18 | 25 | - |
| Таблица 2 Физико-механические показатели кислотоупоров | |||||
| Показатели | Составы | Прототип | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | ||
| Прочность при изгибе, МПа | 39 | 42 | 44 | 48 | 24-35 |
| Термостойкость, циклы | 9 | 11 | 12 | 14 | 4-8 |
| Кислотостойкость, % | 97,9 | 98,15 | 98,3 | 98,45 | 97,4-97,93 |
| Морозостойкость, циклы | 34 | 41 | 43 | 48 | - |
Как видно из табл.2, кислотоупорные плитки из предложенных выше составов имеют механическую прочность и термостойкость, чем прототип.
Полученное техническое решение при использовании микрокремнезема от производства ферросилиция и ферросплавов позволит значительно увеличить в составах керамических масс техногенное сырье.
Использование техногенного сырья при получении кислотоупоров способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды и расширению сырьевой базы для керамических 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. - С38-41.
2. Пат. 11523 Республика Казахстан, МПК С04В 33/00. Керамическая шихта для изготовления кислотоупорных плиток и канализационных труб / Е.С.Абдрахимова. - Опубл. 15.05.2002, Бюл. №5.
Керамическая масса для изготовления кислотоупорных плиток, включающая тугоплавкую глину, шамот из тугоплавкой глины крупностью 0,5-1,0 мм и шамот из тугоплавкой глины крупностью 1,0-2,0 мм, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит микрокремнезем от производства ферросилиция и ферросплавов с содержанием аморфного SiO2 95-98% при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| тугоплавкая глина | 40-70 |
| микрокремнезем от производства | |
| ферросилиция и ферросплавов | |
| с содержанием аморфного SiO2 95-98% | 10-25 |
| шамот из тугоплавкой глины | |
| с размером фракции 0,5-1,0 мм | 10-20 |
| шамот из тугоплавкой глины | |
| с размером фракции 1-2 мм | 10-15 |
