Керамическая масса для изготовления кислотоупорных плиток

Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения кислотоупоров. Техническим результатом изобретения является повышение кислотостойкости изделий. Керамическая масса для изготовления кислотоупорных плиток, включающая тугоплавкую глину, шамот из тугоплавкой глины крупностью 0,5-1,0 мм, шамот из тугоплавкой глины крупностью 1,0-2,0 мм и смесь шлаков от выплавки белого и серого чугуна, содержащая Al₂О₃ 19,06 мас.%, при следующем соотношении компонентов, мас.%: тугоплавкая глина - 40-70; смесь шлаков от выплавки белого и серого чугуна, содержащая Al₂O₃ 19,06 мас.% - 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. 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).

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 кислотостойкость кислотоупоров.

Техническим результатом изобретения является повышение кислотостойкости кислотоупорных плиток.

Указанный технический результат достигается тем, что в известную 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, дополнительно вводят шлак от выплавки чугуна при следующем соотношении компонентов, мас.%:

тугоплавкая глина	40-70
шлак от выплавки чугуна	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

В качестве отощителя и плавня для повышения кислотостойкости использовался кальцийсодержащий шлак от выплавки чугуна. Химический состав шлака от выплавки чугуна (смесь белого и серого) представлен следующими оксидами, мас.%: SiO₂ - 32,52; Al₂O₃ - 19,06; Fe₂O₃ - 1,02; CaO - 39,15; MgO - 6,07; R₂O - 1,0. Гранулометрический состав шлаков позволяет вводить их в шихту без предварительного дробления и рассева (табл.1).

Таблица 1
Гранулометрический состав шлака
Компоненты	Содержание фракций (мм), %
<0,315	0,315-0,63	0,63-1,25	1,25-2,5	>2,5
Шлак от выплавки чугуна (г.Нижний Тагил)	11,8	25,8	27,3	31,1	4

Известно, что СаО, несмотря на высокую температуру плавления, в глиносодержащих массах является сильным плавнем вследствие образования с Al₂O₃ и SiO₂ сравнительно легкоплавких соединений. Поэтому кальцийсодержащий шлак от выплавки чугуна применяется вместо традиционных дорогостоящих природных плавней, таких как мел, доломит и других кальцийсодержащих компонентов. Кроме того, повышенное содержание в шлаке оксида алюминия (Al₂O₃ более 15%) способствует при обжиге кислотоупоров образованию муллита. Муллит значительно повышает кислотостойкость кислотоупоров.

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; СаО - 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).

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.2, а технические свойства - в табл.3.

Таблица 2
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
Шлак от выплавки чугуна	10	13	18	25	-
Таблица 3
Физико-механические показатели кислотоупоров
Показатели	Составы	Прототип
1	2	3	4
Кислотостойкость, %	98,2	98,45	98,7	99,3	97,4-97,93
Морозостойкость, циклы	45	48	53	58	-

Как видно из табл.3, кислотоупорные плитки из предложенных составов имеют выше кислотостойкость, чем прототип.

Полученное техническое решение при использовании шлака от выплавки чугуна 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. - С. 38-41.

2. 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.

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 смесь шлаков от выплавки белого и серого чугуна, содержащую Al₂О₃ 19,06 мас.%, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

тугоплавкая глина	40-70
смесь шлаков от выплавки
белого и серого чугуна,
содержащая Al2О3 19,06 мас.%	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