Патент на изобретение №2176227

(54) СОСТАВ ЛИТЕЙНОГО ШЛИКЕРА (ВАРИАНТЫ)

(57) Реферат:

Изобретение относится к керамической промышленности, преимущественно к составам для изготовления термостойкой фарфоровой посуды и лабораторного оборудования, в частности лодочек, предназначенных для анализа расплавленных металлов и замера серы и углерода в чугунах и сталях экспресс-методом. Состав литейного шликера по первому варианту включает следующие компоненты, мас. %: шамот 47-53; пегматит 17-24; глина 23-27; каолин 3-6; стекло жидкое 0,1-0,2; сода кальцинированная 0,1-0,2. По второму варианту состав линейного шликера дополнительно включает глинозем при следующем соотношении компонентов, мас.%: шамот 43-47; пегматит 15-21; глина 21-24; каолин 3-6; глинозем 9-11; стекло жидкое 0,1-0,2; сода кальцинированная 0,1-0,2. Предложенные составы позволяют получать изделия с повышенными прочностью и термостойкостью. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к керамической промышленности, преимущественно к составам для изготовления термостойкой фарфоровой посуды и лабораторного оборудования, в частности для лодочек, предназначенных для анализа расплавленных металлов и замера серы и углерода в чугунах и сталях экспресс-методом.

Известны составы литейного шликера для изготовления указанных изделий.

Состав литейного шликера /1/ содержит при следующем соотношении компонентов, мас. %: глина 24,8 – 37,0, нефелин – сиенитовый концентрат 27 – 28, каолин 15 – 24,6, песок кварцевый 10 – 13, шамот 5 – 7, жидкое стекло 0,1 – 0,2, сода кальцинированная 0,1 – 0,2, дегидратированная глина 3,2 – 4,8.

Известен состав литейного шликера / 2/, включающий следующие компоненты, мас. %: глина 5, каолин 10, шамот 15, кварцевый песок 10, нефелиновый концентрат 30, стеклобой 30, сода кальцинированная 0,1 – 0,2, жидкое стекло 0,2 (сверх 100%), применяемый для изготовления керамических плиток.

Недостатком изделий из известного литейного шликера являются пониженная химическая (термическая) устойчивость, высокое водопоглощение, недостаточно высокая прочность и непостоянство массы при прокаливании изделий.

Разжижающееся воздействие на шликер осуществлено добавлением электролита, в качестве которого применено жидкое стекло – силикат натрия, кальцинированная сода – в количестве 0,02 – 0,5%, что повышает текучесть шликера.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявляемым изобретениям является /1/.

Цель изобретения – повышение термостойкости, снижение пористости, сохранение постоянства масс изделий (лодочек, предназначенных для определения зольности твердого топлива; лодочек для сжигания, предназначенных для прокаливания веществ при анализах). Изделия используются (без их глазурования) при резком, внезапном изменении температуры в пределах 1200 – 1320^oС.

Поставленная цель достигается тем, что состав литейного шликера (1 вариант) включает пегматит, шамот, глину, каолин, жидкое стекло, кальцинированную соду, при этом указанные ингредиенты имеют следующее соотношение, мас. % (см. табл. 1) и следующий химический состав при (мас.%) содержании ингредиентов (см. табл. 2).

По второму варианту состав литейного шликера дополнительно включает глинозем.

Из приведенного научно-технического анализа известного уровня техники следует, что заявляемое техническое решение в части количественного содержания в составе литейного шликера оптимально для достижения технического результата, связанного с повышением термостойкости, постоянством масс изделий, что свидетельствует о соответствии заявляемого технического решения критериям изобретения – “новизна”, “изобретательский уровень” и “промышленная применимость”, что и подтверждается нижеприведенным описанием.

В качестве сырьевых материалов в соответствии с технологическим процессом производства фарфоровых изделий применяют: шамот ГОСТ 7030 – 75, каолин просяновский ГОСТ 21286 – 82, пегматит чупинский ГОСТ 7030 – 75, глина дружковская ТУ 14-8-183-75, стекло жидкое ГОСТ 13078 – 81, сода кальцинированная ГОСТ 5100-73, глинозем, например, марки ГОО ГОСТ 6912-74.

Приготовление состава шликерной массы производят по следующей технологии. В шаровую мельницу загружают каменистые материалы с 5% глинистых, одновременно вводя электролиты, и измельчают до остатка на сите N 056 до 1,5 – 3,0%. Затем в эту жидкую массу добавляют остальную часть глинистого материала и перемешивают. Процесс разжижения шликера происходит при введении электролита в рекомендованном количествах: стабилизация суспензии обеспечивается в количестве, меньшем необходимого для полного разжижения, при дальнейшем порционном добавлении – полное разжижение. Слив литейного шликера из шаровых мельниц производится в мешалку через сито, и он в мешалках находится во взвешанном состоянии.

Отливку изделий производят в гипсовых формах. Полуфабрикат изделий после отливки поступает на подвялку, затем на сушку. Обжиг изделий проводят при 1320 – 1350^oC (см. табл.3).

В результате исследований (теоретические, лабораторные, производственные) установлено:
– заданное содержание в предложенном составе шликерной массы каолина, глины и глинозема придает изделию достаточную термостойкость, прочность;
– изменение содержания пегматита ниже и выше указанного диапазона в рецептуре составов приводит к деформации при обжиге готового изделия;
– увеличение количества кварцевого песка свыше верхнего предела компонента приводит к снижению механической прочности шликерной массы полуфабриката;
– соотношение электролита (жидкое стекло – по жидкому весу, кальцинированная сода – по сухому весу) обеспечивает оптимальное разжижение и стабилизацию литейных свойств шликерной массы. Введение в шликер избытка жидкого стекла < 0,2 и кальцинированной соды < 0,2 способствует снижению фильтрующей способности шликера и уменьшению прочности изделия. Увеличение содержания в шликерной массе верхнего предела электролита приводит к тиксотропии, т.е. к его загустеванию при некотором выстаивании в спокойном состоянии, расслаиванию, что приводит к дефектам литья;
– уменьшение процентного содержания глины и соответственно каолина приводит к ухудшению пластичности шликерной массы и ее механической прочности;
– введение в состав шликерной массы глинозема повышает термостойкость, способствует стабилизации массы при обжиге и повышает прочность изделий; увеличивает интервал спекания материала, что позволяет снизить брак (в частности, прыщ) при обжиге изделий.

Предлагаемый состав шликерной массы для производства изделий соответствует основным технологическим требованиям производства керамической продукции, преимущественно термостойкой и с постоянством масс согласно ГОСТ 9147-80 “Посуда и оборудование лабораторные, фарфоровые”
Источники информации
1. Авт. св-во N 1108083 (1 вариант), С 04 В 33/28.

2. А.Т. Добровольский. Шликерное литье, 1967. (см. табл. 7 – с.96).

3. Августиник А.И. Керамика. Изд. 2-е. Л., Стройиздат, 1975.

Формула изобретения

1. Состав литейного шликера, содержащий пегматит, шамот, глину, каолин, жидкое стекло, соду кальцинированную, отличающийся тем, что указанные ингредиенты имеют следующее соотношение, мас.%:
Шамот – 47 – 53
Пегматит – 17 – 24
Глина – 23 – 27
Каолин – 3 – 6
Стекло жидкое – 0,1 – 0,2
Сода кальцинированная – 0,1 – 0,2
2. Состав по п.1, отличающийся тем, что он содержит ингредиенты в следующих количествах, мас.%:
SiO₂ – 57 – 61
Al₂O₃
23 – 29
СаО – 0,5 – 0,7
MgO – 0,8 – 1,0
К₂О – 2 – 3
Fe₂O₃ – 0,8 – 1,0
Na₂O – 0,9 – 1,3
TiO₂ – 0,4-1,8
Na₂CO₃ – 0,5-0,7
K₂SO₄ – 0,2 – 0,4
ППП – Остальное
3. Состав литейного шликера, содержащий пегматит, шамот, глину, каолин, отличающийся тем, что он дополнительно содержит глинозем, при этом ингредиенты имеют следующее содержание мас.%:
Шамот – 43 – 47
Пегматит – 15 – 21
Глина – 21 – 24
Каолин – 3 – 6
Глинозем – 9 – 11
Стекло жидкое – 0,1 – 0,2
Сода кальцинированная – 0,1 – 0,2
4. Состав по п.3, отличающийся тем, что он содержит ингредиенты в следующих количествах, мас.%:
SiO₂ – 54 – 58
Al₂O₃ – 28 – 38
СаО – 0,4 – 0,6
MgO – 0,8-1,0
К₂О – 1 – 2
Fe₂O₃ – 0,6-1,0
Na₂O – 0,8-1,2
TiO₂ – 0,5-1,1
Na₂CO₃ – 0,3-0,6
K₂SO₄ – 0,1-0,3
ППП – Остальное

РИСУНКИ