Керамічна маса

Керамічна маса, що містить каолін, глину, пегматит і кварцовий пісок, яка відрізняється тим, 40033 і каолінітові, але в два-три рази менший, що впливає на формування черепка при випалі. Позитивним в масі є те, що вона містить менше збагаченого каоліну, так як новоселицький каолін є вторинним, тобто природним. Цінність вторинних каолінів заключається в тому, що вони не містять залишкових електролітів та каогулянтів, як збагачені. Безелектролітний каолін сприяє отриманню шлікера підвищеної литтьової якості завдяки кращій текучості, він не згущується з часом і має незначну пружність. Але недоліком є те, що більше 8% новоселицького каоліну в керамічну масу вводити неможливо, тому що він досить крупнодисперсний (частинки розміром 0,05-0,23 - 11,3%, 0,01-0,05 - 27,4%, 0,005-0,01 13%). Це сприяє спісненню керамічної маси і, як слідство, призводить до посічок і тріщинуватості виробів. Він містить біля 10-15% вільного глинозему у формі гідраргіліту, що впливає на термічні перетворення під час спікання. Широка географія компонентів (веселовська, латненська, новоросійська, глуховецький, новоселицький) спричинює також додаткові затрати і підвищує собівартість продукції. В основу винаходу покладено завдання створити таку керамічну масу, в якій введенням нових компонентів і їх співвідношенням забезпечується регулювання дисперсності та мінералогічного складу глинистих компонентів і за рахунок цього підвищення пластичної міцності та тріщиностійкості виробів при знижені собівартості виробів. Поставлене завдання вирішується тим, що керамічна маса, яка містить каолін, глину, пегматит і кварцовий пісок, відповідно до винаходу, в якості глини та каоліну містить відповідну сировину Пологського родовища при такому співвідношенні компонентов, мас.%: пологський каолін відбірний ПЛК-0 17,5-18,5 пологський каолін першого сорту ПЛК-1 7,0-8,0 пологська глина другого сорту ПЛГ-2 14,0-16,0 пологська глина третього сорту ПЛГ-3 8,0-10,0 пегматит 38,5-42,3 кварцовий пісок 8,7-12,0 Від маси-прототипу маса за винаходом відрізняється тим, що містить тільки вторинний каолін і глини одного родовища та меншим вмістом каоліну та вільного кварцового піску. Тільки вся сукупність признаків за винаходом дозволяє досягти зазначеного результату. Пологський каолін вторинний, природний перевідкладений з первинного каоліну кристалічного масиву, вільного глинозему в ньому немає. По мінералогічному складу він містить пластинки каолініту, дрібні окатані зерна кварцу, слюди, польового шпату, а також акцесорні та рудні мінерали в незначній кількості. Міцність пологського каоліну в сухому вигляді: ПЛК-0 - 25,23 кг/см2, ПЛК-1 – 20,11 кг/см2, а збагаченого глуховецького 8,53 кг/см2, пружність пологського каоліну - 0,150,25 г/см3, а глуховецького збагаченого – 0,360,4 г/см3, що пояснюється присутністю в глуховецькому каоліні електролітів та коагулянтів. Пологські глини каолінітові, перевідкладені із каолінів, глиниста речовина їх в основній масі складається з каолініту. Вони мають велику дисперсність, пластичність. В пологських глинах кварц міститься в основному в дисперсному стані. В табл. 1 наведено хімічний склад пологських каолінітових глин, в табл. 2 - гранулометричний склад. Пологський каолін дисперсніший від новоселицького. Відсутність залишкових електролітів і коагулянтів, що характерні збагаченому каоліну, сприяє тому, що частинки каоліну, що мають пластинчату будову, не втрачають своєї природної гідрофільності, завдяки чому при змішуванні з водою оточуються адсорбованими на них оболонками води, що полегшує ковзання таких агрегатів. Це сприяє змішуванню каоліну з іншими компонентами. Дрібнодисперсні частинки каоліну рівномірно проникають між частинками іншого складу, утворюючи безперервний зв'язок між частинками в даному об'ємі. Досягається щільність упаковки. При сушці та випалюванні частинки взаємодіють одна з одною, утворюючи високорозвинену поверхню випалу. Присутність дрібнодисперсних окатаних зерен кварцу в пологських каоліні та глині сприяє зменшенню введеного кварцового піску, що має зерна неправильної форми, що також поліпшує литтьові якості шлікера і позитивно впливає на фізико-хімічні перетворення в керамічній масі при нагріванні та випалів Тобто керамічна маса набуває нової якості в цілому. Однорідність складу глини та каоліну, дисперсність і, завдяки цьому, однорідність перетворень в ній при випалі сприяє підвищенню пластичної міцності та тріщиностійкості. Рентгенографічним вивченням установлено, що при випалі керамічної маси за винаходом після 1200°С утворюється мулліт, а перед цим, при 1000°С утворюється кристалічна фаза, подібна gглинозему. У випадку ж керамічної маси-прототипу з новоселицьким каоліном та новорайською глиною, при 1000°С кристалічна структура не відповідає gглинозему, а після 1200°С - кристалічна фаза майже відповідає мулліту. І тільки після температури вище 1300°С кристалічна фаза повністю відповідає мулліту. Тобто однорідність пологськоЇ глини та каоліну позитивно впливає на випал. Тільки в межах співвідношення компонентів за винаходом досягаються найкращі результати, що викликано регулюванням вмісту часточок різної дисперсності та достатньою кількістю топника та опріснювача. Зміна вмісту пегматиту в більший чи менший бік призводить до деформації при обпалюванні готового виробу. Збільшення кількості кварцового піску знижує механічну міцність, зниження - порушує необхідне співвідношення фарфорової маси. При зменшенні кількості глини і каоліну знижується механічна міцність та пластичність. Підвищення їх кількості порушує співвідношення компонентів керамічної маси. Суть технічного рішення за винаходом пояснюється на прикладі. Використовували: пологський каолін відбірний (ПЛК-0); пологський каолін 1 сорту (ПЛК–1); пологську глину 2 сорту (ПЛГ-2); пологську глину 3 сорту (ПЛГ-3); єлисеєвський пегматит; пісок кварцовий; електроліти: сода кальцинована, розчинний силікат натрію, гідроокис барію. 2 40033 Литтьову фарфорову масу - шлікер готували роздільним помолом непластичних і глинистих матеріалів. Помол непластичних матеріалів здійснювали в шаровому млині до залишку на ситі № 0063 не більше 1%, час помолу 15-18 годин. Глинисті матеріали розпускали в турборозчиннику на протязі трьох годин при вологості 40%. Суспензію непластичних та глинистих зливали в ємність з лопастним перемішувачем, куди подавали каолін вологістю 13-20%. Електроліти добавляли в шаровий млин (50%) та в турборозчинник (50%). В'язкість шлікера корегували при необхідності рідким склом. Тонина помолу шлікера: залишок на ситі № 0056-1,0%. Витримка шлікера 3 доби, рН - 8,5-9,0; вологість – 30-31%; коефіцієнт загустіння - 1,8-2,3; густина - 1,770-1,79 г/см3. Загальна кількість електролітів (понад 100% керамічної маси): сода кальцинована - 0,1-0,15%; рідке скло - 0,2-0,25%; гідроксид барію - 0,060,08%. Лиття виробів здійснювали на механізованих стендах, в гіпсових формах. Сушку виробів здійснювали в камерній сушилці, після чого глазурували. Температура сушки +70°С. Випалювання проводили в тунельній електричній печі в окислювальному середовищі. Т=1250°С. В табл. 3 представлені приклади керамічних мас та властивості виробів. Як видно із результатів, керамічна маса, що пропонується, в порівнянні з відомою, дозволяє підвищити пластичну міцність виробів в сирому вигляді та тріщиностійкість їх в готовому вигляді. Таблиця 1 Сировина Пологсьний каолін відбірний (ПЛК-0) Пологський каолін І сорту (ПЛК-1) Пологська глина ІІ сорт (ПЛГ-2) Пологська глина ІІІ сорт (ПЛГ-3) SiO2 Al2O3 TiO2 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O В.п.п. 44,42 39,28 0,48 1,03 0,14 0,06 0,32 0,16 14,11 45,23 38,68 0,47 0,92 0,19 0,081 0,33 0,13 13,97 60,95 26,43 0,44 1,13 0,15 0,08 0,19 0,09 10,54 48,98 35,68 0,77 1,50 0,23 0,15 0,23 0,15 12,31 Таблиця 2 Сировина 0,005 74,21 67,25 28,25 26,25 Пологсьний каолін відбірний (ПЛК-0) Пологсьний каолін І сорту (ПЛК-1) Пологська глина ІІ сорт (ПЛГ-2) Пологська глина ІІІ сорт (ПЛГ-3) 0,005-0,01 18,5 16,5 31,25 28,25 Фракція, мм 0,01-0,05 6,23 7,25 24,5 18,5 0,05-0,23 1,06 9,0 15,0 24,5 0,23 1,0 2,5 Таблиця 3 Компоненти, властивості ПЛК-0 ПЛК-1 ПЛГ-2 ПЛГ-3 Новорайська глина Веселівська глина Латненська глина Каолін глуховецький Каолін новоселицький Череп фарфоровий Пегматит Кварцовий пісок Пластична міцність в сирому вигляді, МПа Трішиностійкість, % Набір черепка на стінці гіпсової форми за 1,5 год, мм 1 18,5 7,0 16,0 8,0 38,5 12,0 2 18,0 7,5 15,0 9,0 38,5 12,0 3 17,5 8,0 14,0 10,0 38,5 12,0 Вміст компонентів, % 4 5 6 7 18,5 17,0 19,5 17,5 7,0 7,0 9,0 8,0 8,0 17,0 13,5 14,0 16,0 8,5 7,5 10,0 42,3 38,5 38,5 43,5 8,7 12,0 12,0 7,0 8 17,5 8,0 14,0 11,0 37,0 13,0 9 17,5 8,0 15,0 8,0 40,5 11,0 10 18,0 7,5 15,0 10,5 39,0 10,0 23,1 24,4 24,0 22,8 21,6 24,0 21,4 19,6 20,4 20,7 13,43 2,5 1,8 2,0 2,1 2,5 3,2 3,8 4,0 3,6 3,4 4,5 8,0 8,5 9,0 8,0 7,6 7,3 7,8 7,6 7,6 8,2 7,1 3 По прототипу 7,0 10,0 3,0 20,0 8,0 10,0 20,0 22,0 40033 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4