[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2374206C1 - Raw mixture for making ceramic objects - Google Patents

Raw mixture for making ceramic objects Download PDF

Info

Publication number
RU2374206C1
RU2374206C1 RU2008146325/03A RU2008146325A RU2374206C1 RU 2374206 C1 RU2374206 C1 RU 2374206C1 RU 2008146325/03 A RU2008146325/03 A RU 2008146325/03A RU 2008146325 A RU2008146325 A RU 2008146325A RU 2374206 C1 RU2374206 C1 RU 2374206C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
raw mixture
objects
slag
mixture
blast
Prior art date
Application number
RU2008146325/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Павлович Бобрышев (RU)
Владимир Павлович Бобрышев
Елизавета Федоровна Кочегарова (RU)
Елизавета Федоровна Кочегарова
Людмила Алексеевна Орлова (RU)
Людмила Алексеевна Орлова
Наталья Юрьевна Михайленко (RU)
Наталья Юрьевна Михайленко
Иван Юрьевич Колокольчиков (RU)
Иван Юрьевич Колокольчиков
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Вавилон"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Вавилон" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Вавилон"
Priority to RU2008146325/03A priority Critical patent/RU2374206C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2374206C1 publication Critical patent/RU2374206C1/en

Links

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to production of ceramic objects for construction purposes and can be used in making bricks, building tiles, roofing tiles, large-sized wall blocks, paving objects. The raw mixture for making ceramic construction objects contains natural sand, blast-furnace and/or steel-smelting slag, where SiO2 content in the mixture lies between 70 and 85%, with the following ratio of components, wt %: natural sand - 60 to 80; blast-furnace slag - 0 to 40; steel-smelting slag - 0 to 40; soluble glass - 0 to 5. The method of making ceramic construction objects from the said raw mixture involves preparation of the raw mixture, moulding objects and calcination. The raw mixture undergoes combined grinding to particle size of 20 to 50 mcm. Moulding is done at pressure ranging from 35 to 150 MPa, and calcination is done in the following procedure: raising temperature to 500°C at a rate of 150 to 200°C/hour, then to 1050 to 1150°C at a rate of 65 to 150°C/hour, maintaining temperature of 1150°C for 1 to 2 hours, and then cooling at a rate of 100 to 150°C/hour.
EFFECT: increased compression strength and frost-resistance of the material, use of natural sand as the main component of the raw mixture and recycling various wastes (blast-furnace and steel-smelting slag).
2 cl, 3 tbl, 1 ex

Description

Предлагаемое изобретение относится к производству керамических изделий строительного назначения и может быть использовано в технологии изготовления кирпича, керамических камней, черепицы, крупноразмерных стеновых блоков, тротуарных изделий.The present invention relates to the production of ceramic products for construction purposes and can be used in the manufacture of bricks, ceramic stones, tiles, large-sized wall blocks, paving products.

Известно большое количество изобретений (Патенты RU 2194680, 2284307, 2304123, 2287504), относящихся к составам керамических смесей и способам производства керамических изделий на их основе, но одним из основных компонентов в составе сырьевой смеси является глина. Одной из задач предлагаемого изобретения является исключение глинистой составляющей из состава смеси.A large number of inventions are known (Patents RU 2194680, 2284307, 2304123, 2287504) related to the compositions of ceramic mixtures and methods for the production of ceramic products based on them, but one of the main components in the composition of the raw mix is clay. One of the objectives of the invention is the exclusion of the clay component from the mixture.

Известна сырьевая смесь, включающая кварцевый компонент в виде отходов обогащения железистых кварцитов или слюды-мусковита, нефелиновую добавку в виде нефелинового концентрата или отходов обогащения апатитонефелиновых руд, стеклобой и сульфитно-спиртовую барду при крупности компонентов массы менее 0.05 мм и их соотношении, мас.%: отходы обогащения железистых кварцитов или слюды-мусковита 69.85-79.32, нефелиновый концентрат или отходы обогащения апатитонефелиновых руд 7.26-10.83, стеклобой 8.36-22.38, сульфитно-спиртовая барда 0.5-5.0. Использование керамической массы позволяет получить стеновые кирпичные изделия, имеющие пористость 40.7-44.2% и теплопроводность 0.29-0.32 Вт/м·К, прочность при изгибе 4.5-8.3, прочность при сжатии 31-46 МПа, водопоглощение 20.3-21.6% (Патент RU 2230047).A known raw material mixture comprising a quartz component in the form of wastes from the enrichment of ferruginous quartzites or muscovite mica, a nepheline additive in the form of nepheline concentrate or wastes from the enrichment of apatite-nepheline ores, cullet and sulphite-alcohol bard at a particle size of less than 0.05 mm and their ratio, wt.% : enrichment waste for ferruginous quartzite or muscovite mica 69.85-79.32, nepheline concentrate or enrichment waste for apatitenefelin ores 7.26-10.83, cullet 8.36-22.38, sulphite-alcohol stillage 0.5-5.0. The use of ceramic mass allows to obtain wall brick products having a porosity of 40.7-44.2% and a thermal conductivity of 0.29-0.32 W / m · K, bending strength of 4.5-8.3, compressive strength of 31-46 MPa, water absorption of 20.3-21.6% (Patent RU 2230047 )

Известно также изобретение, используемое в технологии изготовления кирпича, керамических камней, черепицы, крупноразмерных блоков. Согласно изобретению изготовление строительных изделий осуществляют путем приготовления формовочной массы, состоящей, мас.%: 0,1-50,0 песка, 3,4-15,0 оксида кальция, 0,1-4,0 активатора твердения в виде каустической или кальцинированной соды, соли аммония или смесей указанных веществ, в которую введен 0,1-4,0 силикат натрия в виде жидкого стекла, и глины, пластического формования изделий и их термообработки, включающей стадии предварительной осушки до влажности 10,0-11,5% при температуре 60-70°С, термовлажностной обработки в замкнутой атмосфере насыщенного пара при температуре 100-105°С в течение двух часов и последующей сушки с постепенным снижением влажности. Последующую сушку проводят в процессе постепенного подъема температуры от 105-130°С в течение 8-10 часов до остаточной влажности 1,0-1,5%. Формовочную массу приготавливают в три этапа: при этом на первом этапе осуществляют предварительное смешение компонентов формовочной смеси, на втором этапе - вылеживание ее в течение 12-24 часов до окончания гашения оксида кальция и гидролизации глины и на третьем этапе производят окончательную переработку формовочной смеси для придания ей однородности, подавая в вакуум-пресс после тонкого помола и растирания. Реализация заявленного изобретения позволяет удешевить производство и повысить качество выпускаемой продукции (Патент RU 2225379).Also known is the invention used in the manufacture of bricks, ceramic stones, tiles, large blocks. According to the invention, the manufacture of building products is carried out by preparing a molding mass, consisting, wt.%: 0.1-50.0 sand, 3.4-15.0 calcium oxide, 0.1-4.0 curing activator in the form of caustic or calcined soda, ammonium salt or mixtures of these substances, into which 0.1-4.0 sodium silicate is introduced in the form of water glass, and clay, plastic molding of products and their heat treatment, including the stages of preliminary drying to a moisture content of 10.0-11.5% at a temperature of 60-70 ° C, heat-moisture treatment in a closed atmosphere saturated steam at a temperature of 100-105 ° C for two hours and subsequent drying with a gradual decrease in humidity. Subsequent drying is carried out in the process of a gradual rise in temperature from 105-130 ° C for 8-10 hours to a residual moisture content of 1.0-1.5%. The molding material is prepared in three stages: at the first stage, preliminary mixing of the components of the molding mixture is carried out, at the second stage, it is aged for 12-24 hours until quenching of calcium oxide and clay hydrolysis are completed, and at the third stage, the molding mixture is finally processed to impart homogeneity, feeding into a vacuum press after fine grinding and grinding. The implementation of the claimed invention allows to reduce the cost of production and improve the quality of products (Patent RU 2225379).

Недостатком аналогов является сложность технологического процесса и недостаточно высокие прочностные характеристики получаемых керамических изделий.The disadvantage of analogues is the complexity of the process and insufficiently high strength characteristics of the obtained ceramic products.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является формовочная масса из кремнеземсодержащего связующего, в качестве которого используются гидроксид щелочного металла или аммония, и кремнеземсодержащего заполнителя, в качестве которого используют речной, морской, карьерный пески, гранит, базальт и т.д. (Патент RU 2283818). Недостатком данного аналога является использование щелочесодержащих гидроксидов, требующих специальной щелочестойкой футеровки оборудования и снижающих водостойкость получаемых строительных изделий.The closest analogue of the claimed invention is a molding mass of silica-containing binder, which is used as an alkali metal or ammonium hydroxide, and silica-based aggregate, which is used as river, sea, quarry sand, granite, basalt, etc. (Patent RU 2283818). The disadvantage of this analogue is the use of alkali-containing hydroxides that require special alkali-resistant lining of equipment and reduce the water resistance of the resulting building products.

Наиболее близкими к предлагаемой сырьевой смеси и способу изготовления керамических изделий по технической сущности и достигаемому эффекту являются сырьевая смесь и способ изготовления по патенту RU 2287501.Closest to the proposed raw mix and method of manufacturing ceramic products according to the technical nature and the achieved effect are the raw mix and manufacturing method according to patent RU 2287501.

Согласно патенту сырьевая смесь содержит микрокремнезем и алюмосиликатный компонент, в качестве которого используется термически обработанный закарбонизованный суглинок с содержанием СаО+MgO - 10-11%, а также углеродсодержащий отход Al-производства - пыль электрофильтров, при следующем соотношении компонентов, мас.%:According to the patent, the raw material mixture contains silica fume and an aluminosilicate component, which is used as a heat-treated carbonized loam with a CaO + MgO content of 10-11%, as well as carbon-containing Al-production waste - electrostatic dust, with the following ratio of components, wt.%:

микрокремнеземsilica fume 60,9-70,560.9-70.5 термообработанный суглинокheat treated loam 20,4-26,120.4-26.1 пыль электрофильтровdust of electrostatic precipitators 9,1-13,09.1-13.0

Недостатком прототипа являются относительно низкие значения прочности на сжатие (18,4-27,2 МПа) и морозостойкости (85-175 циклов) материала и высокие значения водопоглощения (28,0-38,5%).The disadvantage of the prototype is the relatively low values of compressive strength (18.4-27.2 MPa) and frost resistance (85-175 cycles) of the material and high values of water absorption (28.0-38.5%).

Задачей настоящего изобретения является разработка состава керамической смеси и создание способа, позволяющих получить керамический материал строительного назначения с повышенными прочностными свойствами, при этом ставится также цель использования в качестве основного компонента природного песка, поскольку создаваемый строительный материал предназначается для регионов, бедных другими сырьевыми компонентами (в частности, регионов Крайнего Севера), и утилизация различных отходов производства (доменных и сталеплавильных шлаков, зол и шлаков ТЭС).The objective of the present invention is to develop the composition of the ceramic mixture and the creation of a method that allows to obtain ceramic material for construction purposes with increased strength properties, while also setting the goal of using natural sand as the main component, since the building material is intended for regions poor in other raw materials (in in particular, regions of the Far North), and the disposal of various production wastes (blast furnace and steelmaking slag, ash and slag TPP).

Технический результат достигается тем, что предлагаемая сырьевая смесь содержит кремнезем и алюмосиликатный компоненты и отличается тем, что для обеспечения повышения прочности на сжатие до 130-160 МПа она включает в качестве кремнеземсодержащего компонента различные природные пески - кварцевый, речной, морской, строительный, в качестве алюмосодержащего компонента доменный и/или сталеплавильный шлак, причем содержание SiO2 в смеси составляет не менее 70-85% при следующем соотношении компонентов, мас.%:The technical result is achieved in that the proposed raw material mixture contains silica and aluminosilicate components and is characterized in that in order to provide increased compressive strength up to 130-160 MPa, it includes various natural sands as silica-containing component - quartz, river, marine, building, as aluminum-containing component blast furnace and / or steelmaking slag, and the content of SiO 2 in the mixture is at least 70-85% in the following ratio of components, wt.%:

природный песокnatural sand 60-8060-80 доменный шлакblast furnace slag 0-400-40 сталеплавильный шлакsteelmaking slag 0-400-40 растворимое стеклоsoluble glass 0-5.0-5.

Используемый природный песок содержит SiO2 не менее 93%, в песке может присутствовать оксид алюминия в количестве 2%, оксиды железа, титана, калия, кальция. В качестве основной кристаллической фазы присутствует кварцеподобный твердый раствор на основе высокотемпературного кварца, встречаются вкрапления каолинита, полевого шпата и рутила. Гранулометрический состав песка представлен зернами в зависимости от вида песка от 100 до 300 мкм, по данным лазерного дисперсионного анализа удельная поверхность зерен составляет от 0,075 до 0,3 м2/г.Used natural sand contains SiO 2 of at least 93%, aluminum oxide in the amount of 2%, oxides of iron, titanium, potassium, calcium can be present in the sand. A quartz-like solid solution based on high-temperature quartz is present as the main crystalline phase; inclusions of kaolinite, feldspar, and rutile are found. The granulometric composition of sand is represented by grains depending on the type of sand from 100 to 300 microns, according to laser dispersion analysis, the specific surface area of grains is from 0.075 to 0.3 m 2 / g.

Доменный шлак имеет следующий химический состав, мас.%: SiO2 - 42,5; Al2O3 - 8,0; СаО - 42,6; MgO - 4,4; Fe2O3 - 0,4; SO3 - 2,1, представляет собой в основном стеклообразную смесь крупной и мелкой фракции светло-серого цвета от 1 до 30 мм. По данным петрографического анализа содержание стекла в пробе составляет 99,0%, встречаются вкрапления рудного минерала, вероятно, магнетита и силикатной фазы состава плагиоклаза техногенного происхождения. Крупные куски имеют пористое строение и раковистый излом.Blast furnace slag has the following chemical composition, wt.%: SiO 2 - 42.5; Al 2 O 3 - 8.0; CaO - 42.6; MgO - 4.4; Fe 2 O 3 - 0.4; SO 3 - 2,1, is basically a glassy mixture of coarse and fine fractions of light gray in color from 1 to 30 mm. According to the petrographic analysis, the glass content in the sample is 99.0%; inclusions of ore mineral, probably magnetite and a silicate phase of plagioclase of technogenic origin, are found. Large pieces have a porous structure and a conchoid fracture.

Сталеплавильный шлак является неоднородной по размеру и составу смесью. Размер кусков от 1 до 20 мм, частично магнитен. Преобладают куски пористого строения. Имеет следующий химический состав, мас.%: SiO2 - 36,8; Al2O3 - 5,4; СаО - 33,1; MgO - 5,5; Fe2O3 - 13,2; SO3 - 0,6.Steelmaking slag is a heterogeneous mixture in size and composition. The size of the pieces is from 1 to 20 mm, partially magnetic. Pieces of a porous structure prevail. It has the following chemical composition, wt.%: SiO 2 - 36.8; Al 2 O 3 - 5.4; CaO - 33.1; MgO - 5.5; Fe 2 O 3 - 13.2; SO 3 - 0.6.

По данным петрографического анализа шлак имеет в основном кристаллическую структуру, неоднородную и сложную по минералогическому составу. Проведенный рентгенофазовый анализ выявил обилие присутствующих в сталеплавильном шлаке кристаллических фаз: присутствует кварц с d=3,58, как в кварцевом песке, пироксеновые твердые растворы, по составу близкие к диопсиду, фаялит, волластонит, магнетит γ - Fe.According to the petrographic analysis, the slag has a mainly crystalline structure, heterogeneous and complex in mineralogical composition. The X-ray phase analysis revealed the abundance of crystalline phases present in the steelmaking slag: there is quartz with d = 3.58, as in quartz sand, pyroxene solid solutions similar in composition to diopside, fayalite, wollastonite, and magnetite γ - Fe.

Выбор металлургических шлаков обусловлен тем, что в процессе спекания при получении керамических изделий шлаки обеспечивают жидкофазный механизм спекания, обусловленный тем, что доменный шлак представляет собой стекловидную фазу, которая на ранней стадии спекания переходит в жидкое состояние, а сталеплавильный шлак в силу значительного количества оксидов железа плавится при температурах спекания и также играет роль компонента, обволакивающего зерна песка и связывающего их в дальнейшем в прочный монолит.The choice of metallurgical slag is due to the fact that during sintering upon receipt of ceramic products, the slag provides a liquid-phase sintering mechanism, due to the fact that blast furnace slag is a vitreous phase, which at the early stage of sintering becomes liquid, and steelmaking slag due to a significant amount of iron oxides It melts at sintering temperatures and also plays the role of a component that envelops grains of sand and binds them in the future into a strong monolith.

Целесообразно для повышения прочности сырца использовать силикат-глыбу в количестве до 5%. При приготовлении сырьевой смеси желательно, чтобы ее влажность составляла 3-5%.It is advisable to increase the strength of the raw material to use a silicate block in an amount up to 5%. When preparing the raw mix, it is desirable that its moisture content is 3-5%.

Сочетание кварцевого песка, доменного и/или сталеплавильного шлака с добавлением растворимого стекла обуславливает образование при обжиге высокопрочных долговечных керамических изделий при применении предлагаемого способа.The combination of quartz sand, blast furnace and / or steelmaking slag with the addition of soluble glass causes the formation of high-strength durable ceramic products when firing using the proposed method.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому эффекту является способ по патенту RU 2287501, включающий приготовление сырьевой смеси, формование, сушку, обжиг изделия при температуре 875 и 950°С, отличающийся тем, что перед приготовлением шихты закарбонизованный суглинок измельчают и подвергают термообработке при 500°С. Недостатком прототипа является то, что по приведенному способу получаются керамические материалы, имеющие относительно низкие значения прочности и морозостойкости и высокие значения водопоглощения.Closest to the proposed method according to the technical essence and the achieved effect is the method according to patent RU 2287501, which includes preparing a raw mix, molding, drying, firing the product at a temperature of 875 and 950 ° C, characterized in that before preparing the charge carbonized loam is crushed and subjected to heat treatment at 500 ° C. The disadvantage of the prototype is that according to the above method, ceramic materials are obtained having relatively low values of strength and frost resistance and high values of water absorption.

Технический результат предлагаемого способа достигается тем, что предварительно проводят совместное измельчение сырьевой смеси до дисперсности 30-50 мкм, прессование осуществляют при давлении не ниже 35-150 МПа, обжиг проводят по следующему режиму: нагрев до 500°С со скоростью 150-200°С/час, далее до 1050-1150°С со скоростью 65-150°С/час, выдержка при температуре обжига 1-2 часа, охлаждение со скоростью 100-150°С/час.The technical result of the proposed method is achieved by pre-conducting joint grinding of the raw material mixture to a dispersion of 30-50 microns, pressing is carried out at a pressure of at least 35-150 MPa, firing is carried out according to the following mode: heating to 500 ° C at a speed of 150-200 ° C / hour, then to 1050-1150 ° C at a speed of 65-150 ° C / hour, holding at a firing temperature of 1-2 hours, cooling at a speed of 100-150 ° C / hour.

Достижение заявляемого технического результата подтверждается следующими примерами. Составы сырьевых смесей приведены в таблице 1.The achievement of the claimed technical result is confirmed by the following examples. The compositions of the raw mixes are shown in table 1.

Пример 1Example 1

Для приготовления сырьевой смеси используют природный песок из региона Крайнего Севера и доменный шлак металлургического комбината. Дозируют компоненты в соотношении 60/40 и проводят их совместный помол в планетарной мельнице корундовыми шарами до удельной поверхности 1,5 м2/г с преобладанием частиц размером 20 мкм. Полученную смесь увлажняют водой до влажности не более 3%, и методом полусухого прессования при давлении 150 МПа формуют образцы для определения прочности на изгиб, на сжатие, керамических свойств и морозостойкости. Обжиг ведут по следующему режиму: подъем температуры до 500°С со скоростью 200°С/час, далее до 1150°С со скоростью 150°С/час, выдержка при 1150°С - 1 час, охлаждение со скоростью 150°С/час.To prepare the raw material mixture, natural sand from the Far North region and blast furnace slag of the metallurgical plant are used. Dose the components in a ratio of 60/40 and carry out their joint grinding in a planetary mill with corundum balls to a specific surface of 1.5 m 2 / g with a predominance of particles with a size of 20 μm. The resulting mixture is moistened with water to a moisture content of not more than 3%, and samples are formed by semi-dry pressing at a pressure of 150 MPa to determine bending strength, compressive strength, ceramic properties, and frost resistance. The firing is carried out according to the following mode: raising the temperature to 500 ° C at a speed of 200 ° C / h, then to 1150 ° C at a speed of 150 ° C / h, holding at 1150 ° C for 1 hour, cooling at a speed of 150 ° C / h .

Другие примеры осуществления изобретения раскрыты в таблицах 1, 3.Other embodiments of the invention are disclosed in tables 1, 3.

Таблица 1Table 1 Составы сырьевых смесейThe composition of the raw mixes No. ПесокSand Доменный шлакBlast furnace slag Сталеплавильный шлакSteel Slag Растворимое стеклоSoluble glass 1one 6060 4040 -- -- 22 6060 4040 -- 33 33 7070 30thirty -- -- 4four 7070 30thirty -- 55 55 8585 15fifteen -- -- 66 7070 -- 30thirty -- 77 7070 15fifteen 15fifteen --

Выбранные сочетания сырьевых компонентов (кварцевого песка и доменного шлака, кварцевого песка и сталеплавильного шлака, кварцевого песка и смеси шлаков: доменного и сталеплавильного) в соотношении 60/40 и 70/30 в присутствии растворимого стекла и без него обеспечивают получение керамических изделий с прочностью на изгиб выше 70 МПа и прочностью на сжатие выше 130-160 МПа, водопоглощением ниже 1%, о чем свидетельствуют данные таблицы 2. Присутствие растворимого стекла в сырьевой смеси повышает прочность сырца и уменьшает процент брака.The selected combinations of raw materials (silica sand and blast furnace slag, silica sand and steelmaking slag, silica sand and a mixture of slag: blast furnace and steelmaking) in the ratio of 60/40 and 70/30 in the presence and presence of soluble glass provide ceramic products with strength on bending above 70 MPa and compressive strength above 130-160 MPa, water absorption below 1%, as evidenced by the data in table 2. The presence of soluble glass in the raw mix increases the strength of the raw material and reduces the percentage of rejects.

Количество песка выше 80% приводит к снижению прочностных характеристик получаемого материала.The amount of sand above 80% leads to a decrease in the strength characteristics of the resulting material.

Содержание песка в сырьевой смеси меньше 60% не отвечает поставленной цели.The sand content in the raw material mixture of less than 60% does not meet the intended purpose.

Таблица 2table 2 Прочностные и керамические свойства материалов, получаемых на основе заявляемых керамических смесей по заявляемому способуStrength and ceramic properties of materials obtained on the basis of the inventive ceramic mixtures of the present method № смесиMix No. Вид помолаType of grinding S смеси
м2
S mixture
m 2 / g
Т-ра обжига °СFiring ° C σизгиба, МПаσ bending , MPa σсжатия, МПаσ compression , MPa Плотность, кг/м3 Density, kg / m 3 Водопоглощение, %Water absorption,% Морозостой-
кость циклы
Frost-resistant
bone cycles
1one совместныйjoint 1,51,5 11501150 8080 160160 24702470 0,30.3 250250 1one раздельныйseparated 11501150 4343 105105 20002000 15,015.0 150150 22 совместныйjoint 1,351.35 11501150 8585 150150 24502450 0,40.4 -- 33 совместныйjoint 1,51,5 11501150 7070 135135 23002300 0,70.7 -- 4four совместныйjoint 1,41.4 11501150 6565 145145 23502350 1,01,0 -- 55 совместныйjoint 1,61,6 11501150 4040 102102 20102010 12,512.5 -- 66 совместныйjoint 1,421.42 10501050 7575 158158 24002400 0,80.8 -- 77 совместныйjoint 1,551.55 11001100 8787 165165 24302430 0,250.25 270270 Прото-
тип
Proto-
type of
950950 22,822.8 13401340 33,133.1 175175

Выбранный интервал температур обжига обеспечивает участие жидкой фазы в процессах спекания, что придает конечному материалу высокие керамические и прочностные свойства.The selected range of firing temperatures ensures the participation of the liquid phase in the sintering processes, which gives the final material high ceramic and strength properties.

При применении доменного шлака температура обжига не должна быть выше 1150°С, так как при более высоких температурах (1200°С и выше) наблюдается вспенивание и оплавление образцов. При температурах ниже 1050°С не происходит полного спекания и σизгиба не превышает 30 МПа.When using blast furnace slag, the firing temperature should not be higher than 1150 ° С, since at higher temperatures (1200 ° С and higher) foaming and fusion of the samples are observed. At temperatures below 1050 ° C, complete sintering does not occur and the bending σ does not exceed 30 MPa.

При применении сталеплавильных шлаков температура обжига должна быть не выше 1100°С, при более высокой температуре происходит их оплавление.When using steelmaking slags, the firing temperature should not be higher than 1100 ° С, at a higher temperature they melt.

Таблица 3Table 3 Влияние температуры обжига на прочностные и керамические свойства получаемых материаловEffect of firing temperature on the strength and ceramic properties of the materials obtained No. Т-ра обжига, °СT-firing, ° C Прочность на изгиб, МПаBending Strength, MPa Водопоглощение, %Water absorption,% Пористость, %Porosity,% Плотность, кг/мDensity, kg / m 1-а1-a 10001000 23,023.0 18,618.6 36,036.0 19001900 1-б1-b 10501050 31,031,0 13,013.0 25,625.6 19701970 1-в1-in 11001100 51,551.5 10,410,4 23,523.5 22502250 1-г1 g 11501150 8080 0.30.3 0,750.75 24702470 1-д1-d 12001200 Вспенивание и оплавление образцаFoaming and melting of a sample

Важным технологическим параметром является скорость подъема температуры в интервале спекания, определяемом методом высокотемпературной дилатометрии. При скорости, меньшей 65°С/час, вести режим энергетически невыгодно, при скорости подъема выше 150°С/час неравномерно проходит усадка изделий. Это особенно важно для крупногабаритных изделий.An important technological parameter is the rate of temperature rise in the sintering interval, determined by high-temperature dilatometry. At a speed of less than 65 ° C / hour, it is energetically disadvantageous to conduct the regime; at a rate of rise above 150 ° C / hour, product shrinkage unevenly takes place. This is especially important for bulky products.

Таким образом, заявляемый состав и способ обладают следующими преимуществами:Thus, the claimed composition and method have the following advantages:

- обеспечивают получение керамических материалов с повышенными прочностными характеристиками и морозостойкостью;- provide ceramic materials with high strength characteristics and frost resistance;

- используют дешевый недефицитный сырьевой компонент - природный песок (речной, морской, строительный, кварцевый) в количестве не менее 60%;- use a cheap, non-deficient raw material component - natural sand (river, sea, building, quartz) in an amount of at least 60%;

- в состав сырьевой смеси в качестве связующего зерен песка вводятся отходы производства - доменные и сталеплавильные шлаки;- industrial waste - blast furnace and steelmaking slags are introduced into the composition of the raw material mixture as a binder grain of sand;

- открывают возможность создания производства керамических изделий строительного назначения в регионах, бедных сырьевыми материалами, в частности регионах крайнего Севера России, и исключают дорогостоящие транспортные перевозки.- open up the possibility of creating the production of ceramic products for construction purposes in regions poor in raw materials, in particular in the regions of the far North of Russia, and exclude expensive transportation.

Claims (2)

1. Сырьевая смесь для изготовления строительных керамических изделий, содержащая кремнезем- и алюмосодержащий компоненты, отличающаяся тем, что для обеспечения повышения прочности на сжатие до 130-160 МПа она включает в качестве кремнеземсодержащего компонента природный песок, в качестве алюмосодержащего компонента доменный и/или сталеплавильный шлак, причем содержание SiO2 в смеси составляет 70-85% при следующем соотношении компонентов, мас.%:
природный песок 60-80 доменный шлак 0-40 сталеплавильный шлак 0-40 растворимое стекло 0-5
1. The raw material mixture for the manufacture of building ceramic products containing silica and aluminum-containing components, characterized in that to provide increased compressive strength up to 130-160 MPa, it includes natural sand as a silica-containing component, blast-furnace and / or steel-making component as an aluminum-containing component slag, and the SiO2 content in the mixture is 70-85% in the following ratio of components, wt.%:
natural sand 60-80 blast furnace slag 0-40 steelmaking slag 0-40 soluble glass 0-5
2. Способ изготовления строительных керамических изделий из сырьевой смеси по п.1, включающий приготовление сырьевой смеси, формование изделий и обжиг, отличающийся тем, что предварительно проводят совместное измельчение сырьевой смеси до дисперсности 20-50 мкм, прессование осуществляют при давлении 35-150 МПа, обжиг проводят по следующему режиму: подъем температуры до 500°С со скоростью 150-200°С/ч, далее до 1050-1150°С со скоростью 65-150°С/ч, выдержка при 1150°С - 1-2 ч, охлаждение со скоростью 100-150°С/ч. 2. A method of manufacturing building ceramic products from a raw mix according to claim 1, comprising preparing a raw mix, molding products and firing, characterized in that the raw mix is co-milled before dispersion to 20-50 microns, pressing is carried out at a pressure of 35-150 MPa , firing is carried out according to the following mode: raising the temperature to 500 ° C at a speed of 150-200 ° C / h, then to 1050-1150 ° C at a speed of 65-150 ° C / h, holding at 1150 ° C - 1-2 hours cooling at a speed of 100-150 ° C / h.
RU2008146325/03A 2008-11-25 2008-11-25 Raw mixture for making ceramic objects RU2374206C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008146325/03A RU2374206C1 (en) 2008-11-25 2008-11-25 Raw mixture for making ceramic objects

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008146325/03A RU2374206C1 (en) 2008-11-25 2008-11-25 Raw mixture for making ceramic objects

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2374206C1 true RU2374206C1 (en) 2009-11-27

Family

ID=41476637

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008146325/03A RU2374206C1 (en) 2008-11-25 2008-11-25 Raw mixture for making ceramic objects

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2374206C1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2476394C1 (en) * 2011-06-29 2013-02-27 Автономное муниципальное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарская академия государственного и муниципального управления" (АМОУ ВПО "САГМУ") Method of obtaining waterproof porous filling agent
RU2502706C1 (en) * 2012-09-14 2013-12-27 Юлия Алексеевна Щепочкина Raw material mixture for production of silicate brick
RU2513949C2 (en) * 2012-06-09 2014-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "СиБиКорп" Method of ceramic ballast production
RU2517364C1 (en) * 2013-04-17 2014-05-27 Юлия Алексеевна Щепочкина Ceramic mass for brick production
RU2595029C1 (en) * 2015-05-29 2016-08-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) Furnace burden for producing high-basic pellets
RU2751616C1 (en) * 2020-08-28 2021-07-15 Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Технологический Центр Быстрая Керамика Method for preparing suspension for casting ceramic articles
RU2786052C1 (en) * 2022-04-11 2022-12-16 Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") Method for manufacturing articles by synthetic stone casting

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2476394C1 (en) * 2011-06-29 2013-02-27 Автономное муниципальное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарская академия государственного и муниципального управления" (АМОУ ВПО "САГМУ") Method of obtaining waterproof porous filling agent
RU2513949C2 (en) * 2012-06-09 2014-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "СиБиКорп" Method of ceramic ballast production
RU2502706C1 (en) * 2012-09-14 2013-12-27 Юлия Алексеевна Щепочкина Raw material mixture for production of silicate brick
RU2517364C1 (en) * 2013-04-17 2014-05-27 Юлия Алексеевна Щепочкина Ceramic mass for brick production
RU2595029C1 (en) * 2015-05-29 2016-08-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) Furnace burden for producing high-basic pellets
RU2751616C1 (en) * 2020-08-28 2021-07-15 Общество С Ограниченной Ответственностью Научно-Технологический Центр Быстрая Керамика Method for preparing suspension for casting ceramic articles
RU2786052C1 (en) * 2022-04-11 2022-12-16 Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") Method for manufacturing articles by synthetic stone casting

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Moukannaa et al. Alkaline fused phosphate mine tailings for geopolymer mortar synthesis: Thermal stability, mechanical and microstructural properties
Torres-Carrasco et al. Waste glass as a precursor in alkaline activation: Chemical process and hydration products
ES2638051T3 (en) Processing of fly ash and manufacture of articles that incorporate fly ash compositions
CN107935555B (en) Nickel iron slag ceramic and preparation method thereof
RU2374206C1 (en) Raw mixture for making ceramic objects
KR20070095767A (en) A process for the preparation of self-glazed geopolymer tile from fly ash blast and blast furnace slag
Nana et al. Innovative porous ceramic matrices from inorganic polymer composites (IPCs): microstructure and mechanical properties
KR20080077002A (en) Multi-function composition for settable composite materials and methods of making the composition
US20080022903A1 (en) Process for the production of portland slag cement using granulated blast furnace slag
JPS6242871B2 (en)
JP2022545616A (en) Process for obtaining powdered sodium silicate from placer slag produced in the iron ore concentrate process
Souza et al. Processing of floor tiles bearing ornamental rock-cutting waste
RU2361841C1 (en) Ceramic mass
Mostafa et al. Sintering mechanism of blast furnace slag–kaolin ceramics
PL226104B1 (en) Geopolymer material and method for manufacturing geopolymer material
JP4966596B2 (en) Ceramic substrate and ceramic fired body
KR101696716B1 (en) Manufacturing method of high-strength artificial stone block using tailing
KR101658887B1 (en) Method of preparing light weight aggregate using gold mine tail
JP2004107183A (en) Crystallized material and method of manufacturing it
JP2000063172A (en) Production of highly strong lightweight ceramic plate
Rashwan et al. Low-cost, highly-performance fired clay bodies incorporating natural stone sludge: Microstructure and engineering properties
RU2433106C2 (en) Method of producing heat-insulating calcium hexaaluminate material
RU2592927C1 (en) Composition for producing heat-resistant concrete
RU2426707C1 (en) Heat insulation mass
EP2074073A2 (en) Process for producing thermoformed goods

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20101126

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20120727

PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20140411

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20141126

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20170609

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181126