Керамическая масса

Изобретение относится к составам керамических масс, которые могут быть использованы в производстве керамических облицовочных материалов. Техническим результатом является повышение прочности при изгибе изделий. Керамическая масса содержит глинистый компонент, отработанную формовочную смесь литейного производства, бой литейных керамических форм, шламы газоочистки литейного производства и стеклобой, при следующем соотношении компонентов, мас.%: бентонит - 10-15; отработанная формовочная смесь литейного производства - 40-45; шламы газоочистки литейного производства - 17-20; бой литейных керамических форм - 3-5; стеклобой - 25-20. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к составам керамических масс, которые могут быть использованы в производстве керамических облицовочных материалов.

Известна керамическая масса для изготовления облицовочной плитки, содержащая глину (10-20 мас.%), стеклобой (5-6 мас.%), отработанную формовочную смесь литейного производства (55-65 мас.%), жженую известь (5-6 мас.%), мел (5-6 мас.%), жидкое стекло (5-12 мас.%) (Пат. РФ №2304125, МПК C04B 33/132, от 5.04.2006, опубл. 10.08.2007 г.).

Недостатком известного состава является недостаточная прочность при изгибе (30-35 МПа).

Наиболее близким к заявляемому составу является керамическая масса для производства облицовочных плиток. Керамическая масса содержит компоненты в следующих соотношениях (мас.%):

Глина	30-40
Отработанная формовочная смесь литейного производства	46-54
Известь	8-12
Пыль электрофильтров вращающихся печей цементной
промышленности	4-6

(Пат. РФ №2307103, МПК C04B 33/132, от 17.04.2006, опубл. 27.09.2007 г.).

Недостатком наиболее близкой к заявляемому известной керамической массы является недостаточная прочность при изгибе керамической облицовочной плитки (30-40 МПа).

Задачей предлагаемой керамической массы является получение облицовочных керамических материалов с существенно более высокими физико-техническими свойствами, а именно прочностью при изгибе.

В этом состоит новый технический результат, находящийся в причинно-следственной связи с существенными признаками изобретения.

Существенные признаки изобретения заключаются в том, керамическая масса, содержащая глинистый компонент и отработанную формовочную смесь литейного производства, дополнительно содержит бой литейных керамических форм, шламы газоочистки литейного производства и стеклобой при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Бентонит	10-15
Отработанная формовочная смесь
литейного производства	40-45
Шламы газоочистки литейного производства	17-20
Бой литейных керамических форм	3-5
Стеклобой	25-20

Соотношение свободного кремнезема (SiO₂) к сумме плавней в общем составе массы составляет от 3 до 4.

Минералогически бой литейных керамических форм представлен в основном β-кварцем (90%) с примесью кристобалита (6%). Шламы газоочистки литейного производства представлены в основном магнетитом (40-45%) и β-кварцем (35-45%). Содержание в шламах газоочистки оксида железа в форме магнетита делает этот отход литейного производства эффективным плавнем, обеспечивающим оптимальное соотношение SiO₂/сумма плавней от 3 до 4 при условии его введения в состав массы от 17 до 20%, при этом облицовочная плитка имеет максимальные значения по прочности при изгибе. Увеличение содержания шлама до 21 мас.% приводит к переизбытку жидкой фазы (плавней), что отражается на некотором падении этого показателя.

Бой литейных керамических форм являются скелетообразующим элементом и их функция может быть определена как дисперсноупрочняющая добавка, приводящая к существенному повышению прочности при изгибе. Оптимальное количество боя литейных керамических форм, соответствующее 3-5 мас.%, обеспечивает сбалансированную структуру дисперсно-упрочненного композиционного материала с наилучшими показателями. Добавка стеклобоя в керамическую массу способствует снижению температуры плавления жидкой фазы.

Керамическая масса для облицовочной плитки реализуется следующим образом. Компоненты керамической массы в соответствии с заявляемым составом измельчаются в шаровых мельницах мокрого помола до остатка на сите №0063 2-4%. Далее смесь подвергается сушке в распылительных сушилках до остаточной влажности 6-7%. Высушенная смесь прессуется при удельном давлении прессования 30 МПа, подвергается скоростному обжигу при температуре 950-980°С.

Составы заявляемой керамической массы для облицовочной плитки, а также показатель прочности при изгибе в сравнении с прототипом представлены в таблице 1. Анализ данных табл.1 свидетельствует о преимуществе заявляемого состава в сравнении с прототипом в части достижения более высоких значений прочности при изгибе.

Таблица 1
Составы масс и показатели качества
Компоненты керамической массы, показатели прочности при изгибе, МПа	Состав, мас.% и соотношение свободного SiO2/сумме плавней
SiO2/сумма плавней 2,5	SiO2/сумма плавней 3	SiO2/сумма плавней 4	SiO2/сумма плавней 4,5	Прототип
Глинистый компонент (бентонит)	10	10	15	10	30-40
Отработанная формовочная смесь литейного производства	37	40	45	48	46-54
Стеклобой	30	25	20	20	-
Шламы газоочистки литейного производства	21	20	17	16	-
Бой литейных керамических форм	2	5	3	6	-
Известь	-	-	-	-	8-12
Пыль электрофильтров вращающихся печей цементной промышленности	-	-	-	-	4-6
Прочность при изгибе, МПа	72	78	76	69	50

1. Керамическая масса, содержащая глинистый компонент и отработанную формовочную смесь литейного производства, отличающаяся тем, что дополнительно содержит бой литейных керамических форм, шламы газоочистки литейного производства и стеклобой, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

бентонит	10-15
отработанная формовочная смесь литейного производства	40-45
шламы газоочистки литейного производства	17-20
бой литейных керамических форм	3-5
стеклобой	25-20

2. Керамическая масса по п.1, отличающаяся тем, что соотношение свободного кремнезема (SiO₂) к сумме плавней в общем составе массы составляет от 3 до 4.