Способ изготовления кварцевойкерамики

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04Я4.79 (21) 2748236/29-33

<о804607

<5ЦМ. Кл. с присоединением заявки ¹

С 04 В 35/14

1 осударствеииый комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150281. Бюллетень N9 6

Дата опубликования описания 18. 02. 81 (53) УДН 666.763.

; 3 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В. А, Бевз и Ю. E. Пивинский

1 « (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КВАРЦЕВОЙ КЕРАМИКИ

Изобретение относится к производству огнеупорных и керамических материалов, в частности, получаемых на основе кварцевого стекла или плавленного кварца по безобжиговой технологии.

Известен способ получения кварцевых огнеупоров, включающий подготовку исходного материала, мокрое измельчение, стабилизацию полученной суспенэии, шликерное литье и спекание при 1200-1300 С (1(.

Недостатком этого способа является необходимость спекания.

Наиболее близким по технической 15 сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ получения кварцевых огнеупоров, включающий мокрое иэмельчение,:стабили-. зацию суспензии, формование шликер- . 20 ным литьем, сушку, выдержку в водном растворе жидкого стекла с плотностью

1,005-1,06 г/см с последующей сушкой (21.

Однако изделия, полученные по это- 2 му способу, имеют недостаточно высокую прочность (прочность на изгиб составляет 107-250 кг/смз).

Цель изобретения — повышение прочности изделий. 30

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления кварцевой керамики, включающем мокрое измельчение, стабилизацию суспензии, формование .изделий шликерным литьем, суш.ку и выдержку в водных растворах жидкого стекла или соды с плотностью

1,002-1,07 г/см, после выдержки иэделия подвергают автоклавной обработ.ке при 110-220 С в течение 1-10 ч. о

В процессе автоклавирования полуфабриката, выдержанного в щелочном растворе, происходит интенсивное растворение поверхности частиц кварца с последующим осаждением гидросиликатов калия или натрия на контактах частиц, что и обуславливает возрастание прочности материала в 1,5-4 раза.

Если прочность беэобжигового кварцевого огнеупора после выдержки в водных растворах жидких стекол сильно зависит от плотности раствора и времени выдержки, то автоклавная обработка эти различия в известных пределах уравнивает.

Наибольшую степень упрочнения после автоклавной обработки имеют кварцевые материалы с наполнителем, в качестве которого используют бой кварцевого стекла и кварцевой кера804607

Формула и з об р е те ни я

Источники информации, принятые so внимание при экспертизе

1. Пивинский И. Е., Ромашин A. Г.

Кварцевая керамика. M. "Металлургия", О 1974, c . .24-28.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 688482, кл. С 04 В 35/14, 1978. тель В. Соколова

М.Коштура Корректор М.Шароши

Заказ 10807/37 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,.Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент,. r. Ужгород, ул. Проектная,4 мики, молотый кварцевый песок и кристобалит, циркон и др.

С повышением температуры автоклавирования от 110-220 С происхоо дит повышение прочности материала,, однако, начиная с 169-175 С, рост о прочности замедляется. Увеличение продолжительности автоклавирования свыше 10 ч не приводит к заметному возрастанию прочности.

Пример 1. В качестве исходного материала используют отходы прозрачного кварцевого стекла с содержанием 99,9% %0 . Суспенэию получают мокрым помолом при влажности

15,5Ъ, рН 5,0-6,0, 50-60 С на протяжении 24 ч до зернового состава, соответствующего остатку на сите

63 мкм — 4,2%. Полученную суспенэию отделяют от мелющих тел и подвергают механическому перемешиванию в мельнице в течение 70 ч. Из стабилизированной таким образом суспензии в гипсовые формы отливают образцы с размерами 10х10х70 мм, 20х80х140 мм, кубы с ребрами 30,40 и 50 мм, пористости 12-14Ъ и подвергают сушке при

120 С, затем выдерживают в водном растворе натриевого жидкого стекла плотностью 1,025 г/см 24 ч при комнатной температуре. Выдержанные в щелочном растворе образцы подвергают автоклавной обработке. Прбчность образцов при изгибе после обработки при 110 С и выдержке 3 ч составляет

405 кг/cM 10 ч — 430 кг/см2, при

169 С и времени выдержки 1 ч составляет 650 кг/см, 8 ч — 720 кг/см

40 ч — 620 кг/см, при 220 С и выдер>кке 1 ч составляет 620 кг/см 4 ч620 кг/см . ,Пример 2. Отливки кварцевого стекла, полученные аналогично примеру 1, выдерживают 24 ч в водных растворах жидких стекол различной плотности, а затем автоклавируют при

1690С в течение 8 ч. Керамика, обра-. ботанная растворами с плотностью

1,002; 1,015; 1,04 1,07 г/смз, после автоклавирования имеет прочность при изгибе OO, 700, 700, 620, кг/ем соответственно.

Пример 3. В стабилизированную суспензию, полученную аналогично примеру 1, вводят 20Ъ от боя кварцевого стекла размером частиц 0,20,315 мм и 20 об.Ъ кварцевого песка той же дисперсности. Из этих шликеров отливают образцы с пористостью

8,5-9,5% и выдерживают 3 ч в водном растворе трехмодульного калиевс>го

Состави

Редактор T. Веселова Техред стекла плотностью 1, 02 r/::ì. . После .щелочной обработки проч ность при из— гибе образцов с наполнителем иэ боя и кварцевого стекла равняется 105 кг/см, для образцов с песком — 100 кг/см, после автоклавирования при 169 С в течение 8 ч прочность составляет

400 и 460 кг/см2соответственно.

Пример 4. В стабилизирован ную суспензию, полученную аналогично примеру 1, вводят в виде суспензий кристобалит и кварц с содержанием

4% частиц больше 63 мкм. Кристобалит вводят в количестве 2%, кристалличесий кварц — 12%. Высушенные отливки выдерживают в растворе нат15 риевого жидкого стекла б ч и затем подвергают автоклавной обработке в течение 8 ч при 169оС. Прочность при изгибе безобжиговой кварцевой керамики

- с добавкой кристобалита составляет

Щ 640 кг/см, кварца — 570 кг/см, в то

2. время как обожженные при оптимальных температурах материалы имеют прочность

230 и 280 кг/см соответственно.

Пример 5. Отливки кварцевого стекла, полученные аналогично .примеру

2, выдерживают 30 мин в содовом растворе плотности 1,004 г/см3, а затем автоклавируют в течение 3 ч при 179С.

Безобжиговая кварцевая керамика в этом случае обладает прочностью

560 кг/см при изгибе.

Кварцевая керамика, полученная по предлагаемому способу, не снижает свою прочность до 900 С и может длительно работать до 800 С в условиях о резких теплосмен.

4р Способ изготовления кварцевой керамики, включающий мокрое иэмельчение, стабилизацию суспензии, формование изделий шликерным литьем, сушку и выдержку в водных растворах жидкого стекла или соды с плотностью

1 002-1 07 г/смз, о т л и ч а ющ и. и с я тем, что, с целью повМаения прочности изделий, после выдержки их подвергают автоклавной обработке при 110-220 С в течение 1-10 ч.