Способ формования заготовок из кварцевой керамики

Авторы патента:

Анашкина Антонина Александровна (RU)

C04B35/14 - на основе диоксида кремния

C04B2235/3418 - Известь; магнезия; шлак; цементы; их составы, например строительные растворы, бетон или аналогичные строительные материалы; искусственные камни; керамика (кристаллизуемая стеклокерамика C03C 10/00); огнеупоры, обработка природного камня

B28B1/263 - Производство фасонных изделий из материалов (с помощью прессов B28B 3/00; формование изделий на конвейерах B28B 5/00; производство трубчатых изделий B28B 21/00)

B28B1/26 - литьем из шликера, т.е. литьем материалов в суспензированном или диспергированном состоянии в поглощающие жидкость или пористые формы, где жидкость всасывается или проходит сквозь стенки формы; формы для этих целей (B28B 1/52 имеет преимущество)

Владельцы патента RU 2648749:

Акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" им. А.Г. Ромашина" (RU)

Изобретение относится к производству керамических изделий из кварцевой керамики, типа кварцевых тиглей для металлургической промышленности. Предложен способ формования заготовок из кварцевой керамики, включающий приготовление водного шликера кварцевого стекла с плотностью 1,80÷1,91 г/см³, его заливку в пористую форму под давлением и выдержку под давлением в течение заданного времени, в котором формование проводят в форме, выполненной из пористого полимера, под давлением 0,5÷0,8 МПа, а время выдержки шликера под давлением рассчитывают исходя из отношения толщины стенки заготовки к скорости набора, которая составляет 10÷20 мм/ч. Применение предложенного способа позволяет существенно (в 8÷10 раз) ускорить процесс формования керамических заготовок из кварцевой керамики. При этом отпадает необходимость промежуточной сушки пористой формы. 1 пр., 1 табл.

Изобретение относится к производству керамических изделий из кварцевой керамики, типа кварцевых тиглей для металлургической промышленности.

Известен способ получения изделий из кварцевой керамики (Ю.Е. Ливийский, А.Г. Ромашин. Кварцевая керамика, М., 1974 г.), включающий приготовление водного шликера кварцевого стекла, формование заготовок методом водного шликерного литья в гипсовые формы, сушку заготовок и их обжиг при температурах 1200÷1300°С.

К недостаткам известного способа относится то, что формование заготовок производится методом шликерного литья в гипсовые формы, расположенные в перфорированном металлическом каркасе. Гипс в процессе формования отбирает влагу из шликера, образуя тем самым плотный черепок заготовки. Процесс формования характеризуется большими временными интервалами, так, например, среднестатистическая скорость набора заготовки из кварцевой керамики толщиной до 20 мм составляет 1,8÷2,0 мм/ч. При увеличении толщины заготовки до 30÷40 мм скорость набора снижается до 1,0÷1,2 мм/ч. При этом после каждого формования необходимо производить сушку гипсовой формы, которая длится не менее 15 ч и требует наличия специализированного технологического оборудования. Таким образом, с одной формы можно отформовать не более одной заготовки в сутки. Кроме того, как показывает опыт эксплуатации таких формовых комплектов, максимальное количество отформованных заготовок, полученных на одной форме, достигает всего 30÷35 заготовок. После чего производится удаление использованной водопоглощающей матрицы и изготовление новой. Эта операция с учетом времени, необходимого для сушки гипса, занимает порядка 5÷6 дней. Указанные выше недостатки использования в качестве материала рабочей поверхности водопоглощающей матрицы гипса негативно сказываются на технологическом процессе и приводят к большим затратам на изготовление дополнительной оснастки, технологического оборудования и соответственно производственных площадей.

Наиболее близким техническим решением является способ формования заготовок из кварцевой керамики (Пивинский Ю.Е., Суздальцев Е.И. Кварцевая керамика и огнеупоры. Том. 1. Теоретические основы и технологические процессы: Справочное издание. Под ред. Ю.Е. Пивинского. - М.: «Теплоэнергетик», 2008 - 672 с.), включающий приготовление водного шликера кварцевого стекла с плотностью 1,80÷1,91 г/см³, его заливку в пористую гипсовую форму под давлением до 0,42 МПа и выдержку под указанным давлением в течение заданного времени.

К недостаткам этого способа относится то, что несмотря на существенное ускорение скорости набора заготовки (до 3,5 мм/ч) в качестве материала пористой формы по прежнему используется гипс, который необходимо сушить, что значительно снижает эффект от ускорения набора.

Задачей настоящего изобретения является создание эффективного производства за счет ускорения процесса формования заготовок на основе кварцевого стекла.

Поставленная задача достигается тем, что предложен способ формования заготовок из кварцевой керамики, включающий приготовление водного шликера кварцевого стекла с плотностью 1,80÷1,91 г/см³, его заливку в пористую форму под давлением и выдержку под давлением в течение заданного времени, отличающийся тем, что формование проводят в форме, выполненной из пористого полимера, под давлением 0,5÷0,8 МПа, а время выдержки шликера под давлением рассчитывают исходя из отношения толщины стенки заготовки к скорости набора, которая составляет 10÷20 мм/ч.

Авторы экспериментально установили, что выполнение водопоглощающей матрицы из пористого полимера обеспечивает существенное ускорение набора керамической заготовки, при этом не требуется сушка пористой формы и процесс на одной форме может быть повторен многократно.

Установлено, что приложенное к шликеру давление должно быть не менее 0,5 МПа, т.к. снижение указанной величины приводит к существенному замедлению процесса формования. Превышение давления выше 0,8 МПа также нецелесообразно, т.к. потребуется существенное усложнение конструкций формовых комплектов и систем подачи шликера под давлением.

Экспериментально установлено, что длительность формования каждой конкретной заготовки зависит от толщины ее стенки и определяется как отношение толщины стенки формуемой заготовки к скорости набора, которая в случае использования шликеров кварцевого стекла и приложения давления в интервале 0,5÷0,8 МПа составляет 10÷20 мм/ч.

Реализация предложенного технического решения представлена на следующем примере.

Из водного шликера кварцевого стекла, имеющего плотность 1,87 г/см³, отформовали три партии заготовок толщиной 14 мм:

1. Методом шликерного литья в гипсовую форму (по аналогу);

2. Методом шликерного литья в гипсовую форму с приложением давления 0,35 МПа (по прототипу);

3. Методом шликерного литья в полимерную форму с приложением давления 0,62 МПа (по предложенному техническому решению). При этом длительность выдержки шликера под давлением была рассчитана как 14 мм/15 мм/ч = 0,9 ч.

После формования часть образцов были обожжены при температуре 1250°С в течение 2 ч.

Параметры формования и свойства полученных образцов, как после формования, так и после обжига представлены в таблице.

Анализируя данные, представленные в таблице, можно заключить, что применение предложенного способа позволяет существенно (в 8÷10 раз) ускорить процесс формования керамических заготовок из кварцевой керамики. При этом отпадает необходимость промежуточной сушки пористой формы.

Источники информации

1. Пивинский Ю.Е., Ромашин А.Г. Кварцевая керамика, М., 1974 г.

2. Пивинский Ю.Е., Суздальцев Е.И. Кварцевая керамика и огнеупоры. Том. 1. Теоретические основы и технологические процессы: Справочное издание. Под ред. Ю.Е. Пивинского. - М.: «Теплоэнергетик», 2008 - 672 с.

Способ формования заготовок из кварцевой керамики, включающий приготовление водного шликера кварцевого стекла с плотностью 1,80÷1,91 г/см³, его заливку в пористую форму под давлением и выдержку под давлением в течение заданного времени, отличающийся тем, что формование проводят в форме, выполненной из пористого полимера, под давлением 0,5÷0,8 МПа, а время выдержки шликера под давлением рассчитывают исходя из отношения толщины стенки заготовки к скорости набора, которая составляет 10÷20 мм/ч.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к производству керамических проппантов, в частности к подготовке сырьевой смеси, предназначенной для изготовления среднеплотных и легковесных магнезиально–кварцевых проппантов с насыпной плотностью 1,4–1,65 г/см3.

Способ получения кварцевой керамики и изделий из нее // 2640326

Изобретение относится к керамической промышленности, а точнее к технологии получения кварцевой керамики с пониженной температурой спекания, и может найти широкое применение для производства высокотермостойких керамических изделий различного назначения.

Способ получения высокоплотной кварцевой керамики и изделий из нее // 2637352

Изобретение относится к способам получения высокоплотных керамических материалов на основе кварцевого стекла - кварцевой керамики с открытой пористостью, близкой к нулю.

Легкий керамический расклинивающий агент и способ его изготовления // 2636089

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к технологии изготовления керамических расклинивающих агентов, предназначенных для использования при добыче нефти или газа методом гидравлического разрыва пласта.

Сегментированные гелевые композиты и жесткие панели, изготовленные из них // 2634774

Изобретение относится к способу получения сегментированного гелевого композита, содержащего стадии обеспечения листа сегментированного волокном холста или листа сегментированного пенопласта с открытыми порами, объединения листа с предшественником геля, гелеобразования предшественника геля, гелеобразования объединения с получением композитного листа, свертывания в рулон композитного листа и сушки композитного листа с получением сегментированного, армированного гелевого композита.

Способ изготовления бомз-подставок для обжига стеклокерамических изделий // 2634771

Изобретение относится к производству бомз-подставок для обжига крупногабаритных керамических изделий из стеклокерамики литийалюмосиликатного состава. Измельчают мокрым способом закристаллизованное стекла, либо забракованные после термообработки изделия, либо использованные бомз-подставки, либо отливки произвольной формы, получаемые из шликеров, оставшихся в подпиточных емкостях формовых комплектов после окончания набора стеклокерамических изделий до получения водного шликера с плотностью 2,10÷2,20 г/см3, с тониной помола с остатком на сите 0,063 мм 7,1÷12,5%.

Шихта для изготовления огнеупорного материала // 2631281

Изобретение относится к производству огнеупорных материалов, используемых для изготовления блоков, футеровки тепловых агрегатов. Шихта для изготовления огнеупорного материала включает, мас.

Шихта для изготовления огнеупорного материала // 2624745

Изобретение относится к производству огнеупорных материалов, используемых для изготовления блоков, футеровки тепловых агрегатов и т.п. Шихта для изготовления огнеупорного материала включает следующие компоненты, мас.%: жидкое стекло 9,2-9,8; кремнефтористый натрий 1,0-1,2; кварцит 29,0-32,0; железная окалина 1,0-1,5; бура 1,0-1,5; динас - остальное.

Способ изготовления керамического кирпича // 2611127

Изобретение относится к способам изготовления керамических кирпичей без применения глинистого сырья. Технический результат заключается в утилизации отходов крупнотоннажного тротилового производства при изготовлении керамических кирпичей, расширении сырьевой базы производства кирпичей с одновременным сохранением качества получаемых изделий.

Микропористый теплоизоляционный материал // 2606440

Изобретение относится к технологии производства теплоизоляционных материалов и может быть использовано в авиакосмической технике, в приборостроении, машиностроении, строительстве и других областях техники.

Способ приготовления бетонной смеси // 2648739

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к приготовлению мелкозернистых бетонных смесей. Технический результат - повышение сцепления пластмассы с цементным камнем.

Активированное щелочью алюмосиликатное вяжущее с высокой устойчивостью при замерзании и оттаивании // 2648735

Изобретение относится к применению по меньшей мере одного содержащего азот органического соединения и/или его соли в комбинации с по меньшей мере одной ароматической карбоновой кислотой и/или ее солью для улучшения устойчивости при замерзании и оттаивании активированного щелочью алюмосиликатного вяжущего, а также к активированному щелочью алюмосиликатному вяжущему, содержащему ε-капролактам и бензоат натрия в качестве стабилизирующих веществ при замерзании и оттаивании.

Бетонная смесь // 2648727

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству бетонных стеновых блоков для малоэтажного строительства. Бетонная смесь включает, мас.%: портландцемент 23,0-25,0, керамзит фракции 10-20 мм 46,7-53,7, керамзитовый песок 5,0-7,0, омыленную канифоль 0,1-0,2, мылонафт 0,1-0,2, воду 18,0-21,0.

Добавка для масс, которые схватываются гидравлически // 2648382

Изобретение относится к добавке, которая может быть применена в качестве ускорителя твердения для гидравлически схватывающихся композиций, включающая: a) по меньшей мере, один полимерный диспергатор, включающий структурные единицы, имеющие анионные или анионогенные группы, и структурные единицы, имеющие боковые цепи простого полиэфира, b) по меньшей мере, одно соединение сульфоновой кислоты формулы (I) в которой A1 означает NH2, NHMe, NMe2, N(CH2-CH2-OH)2, CH3, C2H5, CH2-CH2-OH, фенил или п-CH3-фенил и Kn+ означает катион щелочного металла или один эквивалент катиона, выбранного из Ca2+, Mg2+, Sr2+, Ba2+, Zn2+, Fe2+, Fe3+, Al3+, Mn2+ или Cu2+ и c) частицы гидрата силиката кальция.

Добавка для гидравлически схватывающихся составов // 2647711

Изобретение относится к составу добавки для гидравлически схватывающихся составов, содержащей коллоидно-дисперсный препарат по меньшей мере одной водорастворимой соли многозарядного катиона металла, по меньшей мере одного соединения, способного высвобождать анион, который образует с многозарядным катионом металла труднорастворимую соль, и по меньшей мере одного полимерного диспергатора с анионными и/или анионогенными группами и простыми полиэфирными ответвлениями, к способу получения добавки, к строительной смеси, содержащей указанную добавку, и к применению указанной добавки.

Спин-стекольный магнитный материал с содержанием иттербия // 2647544

Изобретение относится к области разработки новых керамических редкоземельных оксидных материалов с магнитным состоянием спинового стекла и может найти применение в химической промышленности и электронной технике, в частности, для разработки моделей новых типов устройств магнитной памяти.

Сырьевая смесь для производства строительных растворов и безобжиговых строительных изделий // 2647541

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для производства строительных растворов и безобжиговых строительных изделий, например фасадной плитки.

Способ получения композиционных керамических изделий на основе нитрида кремния // 2647540

Изобретение относится к области получения композиционных керамических изделий и может быть использовано в строительстве или промышленности, в частности в термонагруженных местах энергетических установок.

Комплексная добавка для пенобетонной смеси // 2647532

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в качестве комплексной добавки в растворную смесь при производстве пенобетонов. Комплексная добавка для пенобетонной смеси содержит, мас.%: пенообразующую добавку на протеиновой основе 94,2-94,8, поливинилацетат 5,2-5,8.

Комплексная добавка для пенобетонной смеси // 2646925

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в качестве комплексной добавки в растворную смесь при производстве пенобетонов. Комплексная добавка для пенобетонной смеси включает, мас.%: пенообразующую добавку на протеиновой основе 96,1-96,7, латекс синтетический СКС-65ГП 3,3-3,9.

Способ отливки бетонных изделий и соответствующее устройство // 2645025

Группа изобретений относится к отливке сборных бетонных изделий. Способ отливки включает применение процесса отливки с, по существу, горизонтальной скользящей опалубкой.