Керамічна маса

1. Керамічна маса, що включає глину, каолін збагачений, каолін незбагачений лужний, польовий шпат, пісок кварцовий, бій фарфорових виробів, яка відрізняється тим, що вона додатково містить шамот каоліновий алюмосилікатний дисперсністю не більше 0,1мм при такому співвідношенні компонентів, мас. %: глина 17,4-28,3 каолін збагачений 14,2-23,5 каолін незбагачений лужний 9,4-24,7 польовий шпат 8,2-16,2 пісок кварцовий 3,5-6,0 бій фарфорових виробів 8,3-10,5 шамот каоліновий алюмосилікатний 4,8-25. 2. Керамічна маса за п. 1, яка відрізняється тим, що шамот введений до складу керамічної маси на останній стадії помелу. Винахід стосується до керамічної промисловості, зокрема, до складів керамічних мас для виготовлення крупно габаритних виробів санітарного призначення. Відома фарфорова маса [А.с. 1291579 СССР, 4 МПК С 04 В 33/24, заявлено 21.06.85; Опубл. 23.02.87 Бюл №48], яка використовується для виготовлення санітарних керамічних виробів, що включає, мас.%: Глина вогнетривка 8-12 Глина легкоплавка 8-12 Каолін 28-30 Пегматит 22-25 Пісок кварцовий 20-21 Бій фарфорових виробів 5-7 Недоліком цієї маси є підвищена вологість шлікеру при формуванні (31,5-32%), наслідком чого є низька фільтраційна здатність шлікеру, а отже і тривалий час набору стінки виробів на поверхні гіпсової форми. Відома також фарфорова маса [А.с. 1063797 СССР, 3 МПК С 04 В 33/24, заявлено 16.07.82; Опубл. 30.12.83 Бюл №48], яка використовується для виготовлення санітарних керамічних виробів, що включає, мас.%: Глина вогнетривка 6-9 Каолін 14-18 Пегматит 26-29 Пісок кварцовий 29-31 Бій фарфорових виробів 20-22 Недоліком даної маси є підвищена температура випалу (1260°С) Відомий також склад маси [Белостоцкая Н.С., Шапиро Л.Я., Кудряшов Г.В. Составы массы и глазури для производства крупногабаритных санитарно-строительных изделий из шамотированного фаянса // Стекло и керамика. - 1977. - №4. - С.2122], яка використовується для виготовлення санітарних керамічних виробів, що включає, мас.%: Глина новорайська 15,0 Глина латненська 8,0 (19) UA (11) 81874 (13) (21) a200611154 (22) 23.10.2006 (24) 11.02.2008 (72) КОЛЄДА ВОЛОДИМИР ВАСИЛЬОВИЧ, UA, ШЕВЧЕНКО ТАМАРА ОЛЕКСАНДРІВНА, UA, МИХАЙЛЮТА ОЛЕНА СЕРГІЇВНА, UA, ЧЕБЕРКО АНДРІЙ ІВАНОВИЧ, UA (73) УКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ХІМІКОТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ, UA (56) UA 76660, C2, 15.08.2006 UA 77109, C2, 15.10.2006 SU 1008195, A, 30.03.1983 SU 846534, 15.07.1981 SU 1108083, A, 15.08.1984 WO 9507867, A1, 23.03.1995 US 5143871, 01.09.1992 SU 1291579, A1, 23.02.1987 SU 1063797, A, 30.12.1983 SU 1178734, A, 15.09.1985 SU 893956, 30.12.1981 DE 2140982, 22.02.1973 C2 1 3 81874 Глина часів-ярська 3,0 Каолін просянівський 12,0 Пісок кварцовий 13,0 Шамот 49,0 Недоліком даної маси є підвищена температура випалу (1260-1280°С), низька щільність (2,01г/см ) та високі показники водопоглинання (10,7%), що вимагає нанесення додаткового шару ангобу перед глазуруванням виробів, тобто необхідна додаткова технологічна операція. Найбільш близькою до винаходу, що заявляється, за технічною сутністю та результатом, який досягається, є керамічна маса [див. А.С. СРСР 1008191, [56], Бутылева Е.С. и др. Изучение литейных свойств необогащенного каолина Владимирского местороджения с целью использования его в массах для санстройизделий // Труды НИИстройкерамика, М., 1975, вып. 40-41, с.189-194] (прототип), яка застосовується для виготовлення виробів санітарно-керамічного призначення, що включає, мас.%: Глина 22,0 Каолін збагачений 16,0 Каолін незбагачений лужний 10,0 Польовий шпат 20,0 Пісок кварцовий 21,0 Бій фарфорових виробів 11,0 Недоліком прототипу є підвищена вологість шлікеру (32%), знижена швидкість набору черепка на поверхні гіпсової форми (4,2-4,4мм) та підви 4 щена усадка після випалу при температурі 1250°С(13,5%). Задачею винаходу, є розробка керамічної маси з покращеними технологічними характеристиками, шляхом створення каркасу у виробах, який сприяє кращої вологовіддачі під час набору стінки та зниженню деформації під час випалу. Поставлена задача досягається тим, що відома керамічна маса для виготовлення санітарних керамічних виробів включає, глину, каолін збагачений, каолін незбагачений лужний, польовий шпат, пісок кварцовий, бій фарфорових виробів, і згідно винаходу, вона додатково містить шамот каоліновий алюмосілікатний дисперсністю не більше 0,1мм при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: Глина 17,4-28,3 Каолін збагачений 14,2-23,5 Каолін незбагачений лужний 9,4-24,7 Польовий шпат 8,2-16,2 Пісок кварцовий 3,5-6,0 Бій фарфорових виробів 8,3-10,5 Шамот алюмосилікатний каоліновий 4,8-25,0 Шамот алюмосилікатний - являє собою продукт випалу природного каоліну в обертових печах при температурах 1400-1450°С. Хімічний склад шамоту каолінового алюмосилікатного приведено в таблиці 1. Таблиця 1 Матеріал SiO2 АІ2O3 Шамот алюмоси лікатний 52,0-54,0 38,0-42,0 ШК-40 Fe2O3 Хімічний склад,мас.% CaO MgO 0,6-1,5 0,5-1,8 Шамот раніше використовувався у виробництві алюмосилікатних вогнетривів з підвищеною термостійкістю та зниженою усадкою [А.с. 1079638 СССР, 3 МПК С04В33/22/ Огнеупорная масса Сорокин И.Н., Перепелицын В.А., Ратман Д.С. и др. Заявлено 15.12.82; Опубл. 15.03.84 Бюл №10], у кислототривких виробах - для розширення інтервалу спікання, підвищення міцності [А.с. 1350156 СССР, 3 МПК С 04 В 33/24/ Керамическая масса Орлов Ю.Д., Радюхин B.C., Краев В.М., Заявлено 31.03.86; Опубл. 07.11.87 Бюл №41; А.с. 876604 СССР, 3 МПК С 04 В 33/24/ Керамическая масса для изготовления кислотостойких изделий Павлов 0,8-1,3 К2О Na2O В.п.в. 0,5-0,9 0,3-0,7 0,3-0,6 В.Ф., Климова Т.Е., Заявлено 03.10.79; Опубл. 30.10.81 Бюл №40; А.с. 391101 СССР, 3 МПК С 04 В 33/00/ Керамическая масса Гуменюк Е.Л., Трубников Н.Н., Ралиевская Е.Г., Коновалова М.К., Заявлено 19.10.70; Опубл. 25.06.73 Бюл №31-32], та у вогнетривких розчинах - для підвищення зчеплення в ранні строки твердіння [А.с. 881068 СССР, 3 МПК С04В 33/22/ Огнеупорный раствор Хлыстов А.И„ Новопашин А.А., Рєзанов В.А., Бирюков В.В., Заявлено 02.04.79; Опубл. 15.11.81 Бюл №42]. В таблиці 2 приведені склади мас для виготовлення крупногабаритних виробів. Таблиця 2 Компоненти Глина Каолін збагачений Каолін незбагачений лужний Польовий шпат Пісок кварцовий Бій фарфорових виробів Шамот алюмосилікатний 1 28,3 14,2 24,7 16,2 3,5 8,3 4,8 2 26,1 14,5 23,7 15,5 3,6 8,6 8,0 Склади керамічних мас, мас.% 3 4 5 24,8 20,2 17,4 15,0 22,6 23,5 22,6 13,8 9,4 13,8 12,4 8,2 3,5 5.8 6,0 8,3 10,2 10,5 12,0 15,0 25,0 Прототип 22,0 16,0 10,0 20,0 21,0 11.0 5 81874 Керамічні маси готують сумісним мокрим помелом сировинних компонентів в шаровому млині при вологості 28-29%. З виготовленого шлікеру методом лиття в гіпсові форми здійснюють формування виробів. Потім напівфабрикат сушать, замивають та покривають поливою, після чого випалюють в температурному інтервалі 11801210°С. Наводимо приклад конкретного виконання пропонуємого виробу. Приклад Виготовлення керамічної маси здійснюють сумісним мокрим помелом з поетапним завантаженням сировинних матеріалів: в першу чергу розмелюють опіснюючі компоненти (польовий шпат, кварцовий пісок, бій фарфорових виробів та незбагачений лужний каолін); далі додають глинисті складові і здійснюють помел до залишку на ситі №0063 менше за 1%. Шамот алюмосилікатний з дисперсністю не більше 0,1мм додають на останній стадії помелу, щоб змішати з іншими компонентами та активувати його поверхню. Для розрідження водної суспензії використовують рідке скло, соду кальциновану та вуглелужний реагент. Вироби виготовляють методом лиття в гіпсові форми, сушать при температурі 100-110°С до залишкової вологості 1-2%, глазурують та випалюють при максимальній температурі 1180-1210°С. 6 Властивості випалених виробів приведені в табл. 3. Присутність шамоту алюмосилікатного в фарфоровій масі чинить комплексний вплив. Поперше на стадії формування виробів він діє як опіснювач, що сприяє прискоренню набирання стінки на поверхні гіпсової форми. По-друге, оскільки матеріал являє собою продукт високотемпературної обробки каоліну, то всі зміненим у фазовому складі вже відбулися, тому при спіканні маси при більш низьких температурах формування (з підвищеною кількістю плавнів в її складі), шамот служить каркасом, який попереджує небажані деформаційні процеси, що супроводжують спікання. Потретє, шамот за рахунок своєї мікро неоднорідності сприяє зниженню внутрішніх напруг, які можуть привести до руйнування виробів після випалу. Крім цього, завдяки наявності у складі шамоту високої кількості муліту значно підвищується його загальна кількість в черепку, що сприяє покращенню експлуатаційних характеристик виробів в цілому. Додавання тонко дисперсного (не більше 0,1мм) шамоту алюмосилікатного на останній стадії приготування маси дозволяє знизити загальний час приготування керамічного шлікеру, а наявність часток шамоту вказаної дисперсності дозволяє знизити вологість шлікеру і покращити литтєві характеристики. Таблиця 3 Контрольовані параметри Вологість шлікеру при формуванні, % Набір стінки виробів на поверхні гіпсової форми за 30хв, мм Температура випалу, °С Усадка після випалу, % 2 29,6 5,1 5,5 6,1 6,8 8,1 4,2-4,4 1180 12,0 1190 11,9 1200 11,6 1210 10,8 1210 8,5 1250 13,5 Таким чином, з представленої таблиці видно, що при введенні шамоту алюмосилікатного до складу керамічної маси, можна досягти зниження вологості шлікеру на 6,2-12,5%, прискорити набір стінки на поверхні гіпсової форми в 1,3-1,8 разів, а також знизити усадку після випалу на 11-37%. Отже, використання керамічної маси даного складу дозволить вирішити комплекс проблем, існуючих у виробництві крупно габаритних виробів - знизити вологість шлікеру при формуванні та Комп’ютерна верстка В. Клюкін Показники властивостей 3 4 5 29,3 28,9 28,0 1 30,0 Прототип 32 прискорити набір стінки на поверхні гіпсової форми, а також знизити температуру випалу виробів, зменшити загальну усадку і деформацію при цьому. Керамічні маси придатні для виготовлення санітарних керамічних виробів з великою за площиною поверхнею, таких як вбудовані елементи ванних кімнат (умивальники зі столешницями), керамічні ванни та піддони для душових кабін та ін. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601