Керамическая масса на основе волластонита


 


Владельцы патента RU 2422402:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (RU)

Изобретение относится к керамической промышленности, а именно к изготовлению футеровки агрегатов и литейной оснастки на основе волластонита для металлургии алюминиевых сплавов. Техническим результатом изобретения является повышение термостойкости изделий. Керамическая масса включает волластонит, щавелевую кислоту и воду, при следующем соотношении компонентов в мас.%: волластонит - 38-42; щавелевая кислота - 2-5; вода - остальное. Волластонит включает монофракцию 70-100 мкм или 100-200 мкм или 200-300 мкм. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

Изобретение относится к керамической промышленности, а именно к изготовлению футеровки агрегатов и литейной оснастки на основе волластонита для металлургии алюминиевых сплавов.

Известна масса на основе волластонита (Патент РФ 2132829, C04B 28/18, опубл. 10.07.99 г.), получаемого из 6-12% извести (CaO) и кварцевого песка в количестве 24-38% от веса сухих компонентов.

Недостатком данного технического решения является многостадийная технология получения, включающая автоклавную обработку, сушку и обжиг, а также содержание кварца, который кристаллизуется, что негативно сказывается на термостойкости изделий.

Известна керамическая масса (Патент РФ 2298537, C04B 33/28, опубл. 10.05.2007 г.), включающая 70-80% волластонита, 10-20% каолина и 5-10% глины.

Недостатком данного состава является использование при приготовлении формовочной массы компонентов (каолина и глины), содержащих оксид алюминия и, соответственно, снижающих химическую устойчивость готового изделия к алюминиевым сплавам.

Наиболее близким к заявляемому решению является состав для получения термосиликатного материала (Патент РФ 2258682, C04B 28/18, опубл. 20.08.2005 г.) на основе шихты, включающей 26-35 мас.% природного волластонита, 22-28 мас.% гашеной извести (Ca(OH)2), диатомит масс. 26-35 мас.%, нефелиновый шлам 5-10 мас.%, полуводный гипс 3-10 мас.%. Полученные изделия имеют объемную плотность 750-1000 кг/м3, открытую пористость - 40-50%, предел прочности при сжатии 8-10 МПа и термостойкость более 800°C.

Недостатком данной керамической массы является многокомпонентность с присутствием примесей нефелинового шлама и полуводного гипса, ухудшающих качество получаемого материала.

Задачей изобретения является упрощения процесса получения керамической массы, заключающегося в уменьшении количества компонентов с сохранением высоких технико-эксплуатационных характеристик.

Достигается это тем, что керамическая масса на основе волластонита дополнительно содержит щавелевую кислоту и воду при следующем соотношении компонентов в мас.%:

- волластонит - 38-42;

- щавелевая кислота - 2-5;

- вода - остальное.

Волластонит включает монофракцию 70-100 мкм, или 100-200 мкм, или 200-300 мкм.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является использование щавелевой кислоты и монофракций волластонита, обеспечивающих хорошие теплоизоляционные и термостойкие свойства изделиям.

Отличительной особенностью предлагаемого состава является формирование пористой структуры за счет использования монофракций волластонита 70-100 мкм, или 100-200 мкм, или 200-300 мкм.

Увеличение размера фракции волластонита способствует повышению прочности получаемого материала.

При формовании роль связки в данном составе выполняет силикагель, образующийся в результате введения щавелевой кислоты, при этом часть волластонита растворяется. При обжиге изделия силикагель превращается в волластонитовую связку, приводя к регенерации той части волластонита, которая растворилась при формовании, что обеспечивает чистоту получаемого материала и повышает его алюмофобность.

Керамическую массу готовят по следующей технологии. При постоянном перемешивании до состояния пластичной массы в волластонит вводят воду, добавляют щавелевую кислоту (H2C2O4·2H2O) с целью создания кислой среды. В формовочной массе волластонит взаимодействует с щавелевой кислотой с образованием силикагеля (SiO2·H2O), выполняющего роль связки.

При увеличении содержания щавелевой кислоты >5 мас.% образуется избыточное количество геля, что приводит к уменьшению прочности изделия и невозможности его механической обработки.

При уменьшении содержания щавелевой кислоты <2 мас.% образующееся количество геля недостаточно для связывания частиц волластонита, что также приводит к снижению прочности изделия.

Полученная керамическая масса заливается в формы, после затвердевания, извлекается из формы и подвергается сушке при 100°C в течение 3 ч и обжигу при 1160°C в течение 6 ч.

При обжиге изделия в массе протекают реакции, способствующие образованию волластонита.

H2SiO3→SiO2+H2O↑

CaC2O4→СаСО3+СО↑

2СО+O2→2CO2

CaCO3→СаО+CO2

СаО+SiO2→CaSiO3

Благодаря происходящей регенерации в изделии не содержится остаточного кремнезема, что позволяет исключить нежелательные явления, связанные с его кристаллизацией, негативно сказывающейся на термостойкости изделий.

Данные по составу и свойствам керамической массы представлены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1
Компоненты Состав, мас.%
1 2 3 1-А 2-А 3-А 1-Б 2-Б 3-Б
Волластонит фракции 70-100 мкм 38 40 42 - - - - - -
Волластонит фракции 100-200 мкм - - - 38 40 42 - - -
Волластонит фракции 200-300 мкм - - - - - - 38 40 42
Щавелевая кислота 2 4 5 2 4 5 2 4 5
Вода остальное
Таблица 2
№ образца Свойства
Плотность, кг/м3 Прочность на сжатие, МПа Термостойкость, °C
1 850 8,0 >800
2 750 7,5 >800
3 950 9,0 >800
1-А 955 9,0 >800
2-А 930 8,0 >800
3-А 940 8,5 >800
1-Б 1000 11,0 >800
2-Б 960 10,0 >800
3-Б 980 9,5 >800

1. Керамическая масса на основе волластонита, отличающаяся тем, что масса содержит дополнительно щавелевую кислоту и воду при следующем соотношении компонентов в мас.%:

волластонит 38-42
щавелевая кислота 2-5
вода остальное

2. Керамическая масса на основе волластонита по п.1, отличающаяся тем, что волластонит включает монофракцию 70-100 мкм, или 100-200 мкм, или 200-300 мкм.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к производству облицовочной плитки. .

Изобретение относится к производству конструкционно-теплоизоляционных золосодержащих керамических материалов и может быть использовано при изготовлении строительной керамики стенового назначения с повышенными теплоизолирующими свойствами.
Изобретение относится к производству керамических изделий строительного назначения и может быть использовано в технологии изготовления кирпича, керамических камней, черепицы, крупноразмерных стеновых блоков, тротуарных изделий.
Изобретение относится к технологии производства конструкционных керамических элементов оснастки литейных агрегатов алюминиевой промышленности. .

Изобретение относится к области получения большемерных огнеупорных безобжиговых изделий на основе керамической вяжущей суспензии (КВС), в частности монолитных алюмосиликатных фурм длиной 4-6 м, применяемых, в основном, в металлургической промышленности для продувки в сталеразливочном ковше инертными газами сверху.
Изобретение относится к технологии получения керамических изделий из горных пород основной группы с использованием связующего. .
Изобретение относится к технологии производства футеровочных и конструкционных керамических элементов оснастки литейных агрегатов алюминиевой промышленности. .
Изобретение относится к составам керамических масс для изготовления деталей печей и тепловых агрегатов. .
Изобретение относится к производству облицовочной плитки
Изобретение относится к области технологии силикатов и касается состава керамической массы для производства кирпича, содержащей глину тугоплавкую, кварциты

Изобретение относится к производству плит из керамического материала
Изобретение относится к производству строительных материалов и предназначено для изготовления облицовочной керамической плитки
Изобретение относится к составам декоративно-облицовочных материалов, которые могут быть использованы в строительстве
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при изготовлении легковесных алюмосиликатных изделий нормальных размеров и простых фасонов, предназначенных для футеровки тепловых агрегатов в зонах с температурой до 1250°С, не подвергающихся действию расплавов, истирающих усилий и механических ударов

Настоящее изобретение относится к окислительному катализатору, способу его изготовления, способу обработки выбросов отработавших газов двигателей внутреннего сгорания, к системе выпуска отработавших газов и к транспортному средству. Описан окислительный катализатор, включающий экструдированный твердый материал, содержащий: 10-95 масс.%, по меньшей мере, одного компонента связующего/матрицы; 5-90 масс.% синтетического алюмосиликатного цеолитного молекулярного сита или смеси любых двух или более таких сит, каждое из которых имеет в качестве своей наибольшей структуры отверстий пор 10-кольцевую структуру отверстий пор или большую, чем 10-кольцевая, структуру отверстий пор и имеет соотношение диоксида кремния и оксида алюминия, составляющее от 10 до 150; и 0-80 масс.% необязательно стабилизированного диоксида церия, причем катализатор содержит, по меньшей мере, один драгоценный металл и необязательно, по меньшей мере, один недрагоценный металл, в котором: (i) основная масса, по меньшей мере, одного драгоценного металла находится на поверхности экструдированного твердого материала; (ii) по меньшей мере, один драгоценный металл нанесен в одном слое или нескольких слоях на поверхность экструдированного твердого материала; (iii) по меньшей мере, один металл присутствует в объеме экструдированного твердого материала, а также присутствует в повышенной концентрации на поверхности экструдированного твердого материала; (iv) по меньшей мере, один металл присутствует в объеме экструдированного твердого материала, а также нанесен в одном слое или нескольких слоях на поверхность экструдированного твердого материала или (v) по меньшей мере, один металл присутствует в объеме экструдированного твердого материала, присутствует в повышенной концентрации на поверхности экструдированого твердого материала и также нанесен в одном слое или нескольких слоях на поверхность экструдированного твердого материала. Описаны способ изготовления описанного выше катализатора, способ обработки выбросов отработавших газов двигателей внутреннего сгорания, система выпуска газов и транспортное средство. 5 н. 28 з.п. ф-лы, 6 ил., 2 табл., 10 пр.
Предлагаемое изобретение относится к производству щебня, используемого при строительстве дорог, мостов, аэродромов, прокладке железнодорожных путей, при производстве бетона, при кладке фундамента зданий, для укрепления слабых грунтов. Предлагаемый способ включает подготовку сырья, его измельчение, уплотнение, сушку и термическую обработку. Сырьевую смесь получают из природного песка и добавок металлургического шлака или шлака и зол ТЭС, проводят совместный помол всей сырьевой смеси, уплотняют прессованием при давлении 35-150 МПа в виде плиты толщиной 5-150 мм. После сушки плиту разрезают на щебень кубической формы и проводят обжиг при температуре 1100-1180°С. Технический результат - получение высококачественного керамического щебня кубической формы с повышенными прочностными характеристиками, нулевой лещадностью с применением недефицитного и техногенного сырья. 2 табл.
Изобретение относится к области технологии силикатов и касается составов керамических масс для производства керамического кирпича. Технический результат заключается в повышении прочности кирпича, полученного из керамической массы. Керамическая масса содержит, мас.%; глина тугоплавкая 40,0-45,0; кварциты 10,0-15,0; волластонит 35,0-40,0; циркон 5,0-10,0. 1 табл.
Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано при изготовлении облицовочной керамической плитки для внутренних и наружных отделочных работ, а также облицовочного кирпича. Керамическая масса включает, мас.%: отходы обогащения медно-никелевых руд 39,8-58,5, нефелиновую добавку в виде отходов обогащения апатит-нефелиновых руд 19,0-39,8, отходы обогащения железных руд 14,6-19,9 и связующее - сульфитно-спиртовую барду 0,5-5,0. Отходы обогащения медно-никелевых руд включают, мас.%: хлорит, гидрохлорит 50,6-65,7, серпентиновые минералы 10,2-15,0, тальк 10,0-14,0, магнетит 3,2-7,1, пироксены, амфиболы 5,0-6,7, альбит 2,0-2,3, кварц 1,9-2,2, гипс 1,9-2,1. Отходы обогащения апатит-нефелиновых руд содержат, мас.%: нефелин 56,8-61,1, эгирин 10,2-13,0, вторичные минералы по нефелину 7,5-10,2, полевой шпат 5,8-7,4, апатит 3,4-5,4, сфен 2,2-3,2, рудные минералы 0,9-1,7, слюда 1,5-2,3. Отходы обогащения железных руд имеют состав, мас.%: кварц 56,2-68,9, полевой шпат 17,0-25,5, слюда 4,4-8,4, амфибол и пироксен 1,5-3,4, сростки минералов 1,3-3,3, магнетит 1,2-3,2. Технический результат заключается в повышении прочности и снижении водопоглощения изделий, полученных из керамической массы. 3 з.п. ф-лы, 2 табл.
Наверх