керамическая масса для изготовления кислотоупорных плиток

Формула изобретения

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 микрокремнезем от производства ферросилиция и ферросплавов с содержанием аморфного SiO₂ 95-98% при следующем соотношении компонентов, мас.%:

тугоплавкая глина	40-70
микрокремнезем от производства
ферросилиция и ферросплавов
с содержанием аморфного SiO2 95-98%	10-25
шамот из тугоплавкой глины
с размером фракции 0,5-1,0 мм	10-20
шамот из тугоплавкой глины
с размером фракции 1-2 мм	10-15

Описание изобретения к патенту

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. - С38-41/ [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 механическая прочность и термостойкость кислотоупоров.

Техническим результатом изобретения является повышение механической прочности и термостойкости кислотоупорных плиток.

Указанный технический результат достигается тем, что в известную керамическую шихту, 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 микрокремнезем от производства ферросилиция и ферросплавов при следующем соотношении компонентов, мас.%:

тугоплавкая глина	40-70
микрокремнезем от производства
ферросилиция и ферросплавов	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

Микрокремнезем является техногенным сырьем производства ферросилиция и ферросплавов с содержанием аморфного SiO₂ до 95-98%. Удельная поверхность микрокремнезема находится в пределах от 6-4 м²/10-3 кг. Средний размер части составляет 0,25 мкм (25 10-8 м).

Введение в керамические массы микрокремнезема от производства ферросилиция и ферросплавов позволит частично исключить из технологии производства кислотоупоров дробильно-помольное оборудование, так как гранулометрический состав микрокремнезема позволяет вводить его в составы без дополнительного измельчения. Известно, что кварцевые пески с содержанием SiO ₂ 90-95% повышают термостойкость и механическую прочность керамических материалов.

В качестве глинистого компонента для производства использовалась жана-даурская тугоплавкая глина. Усредненный химический состав глины представлен следующими оксидами, мас.%: SiO₂ 67,8; Al₂ О₃ 18,38; Fe₂O ₃ 3,10; CaO 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), по спекаемости к среднеспекающемуся, с интервалом спекаемости 100-120°С.

Результаты физико-химического исследования показали, что глинистые минералы в жана-даурской глине представлены каолинитом.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. 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.1, а технические свойства - в табл.2.

Таблица 1 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
Микрокремнезем от производства ферросилиция и ферросплавов	10		13		18		25			-
Таблица 2 Физико-механические показатели кислотоупоров
Показатели		Составы							Прототип
		1		2		3		4
Прочность при изгибе, МПа		39		42		44		48	24-35
Термостойкость, циклы		9		11		12		14	4-8
Кислотостойкость, %		97,9		98,15		98,3		98,45	97,4-97,93
Морозостойкость, циклы		34		41		43		48	-

Как видно из табл.2, кислотоупорные плитки из предложенных выше составов имеют механическую прочность и термостойкость, чем прототип.

Полученное техническое решение при использовании микрокремнезема от производства ферросилиция и ферросплавов 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. - С38-41.

2. Пат. 11523 Республика Казахстан, МПК С04В 33/00. Керамическая шихта для изготовления кислотоупорных плиток и канализационных труб / Е.С.Абдрахимова. - Опубл. 15.05.2002, Бюл. №5.