СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 1995 года по МПК C04B33/00 

Описание патента на изобретение RU2036181C1

Изобретение относится к керамической промышленности и может быть использовано при изготовлении изделий строительной керамики из легкоплавкого глинистого сырья.

Известен способ изготовления керамических изделий на основе легкоплавких красножгущихся глин путем горячего прессования заготовок при температурах 900-1000оС, давлении 5-40 МПа и времени приложениия давления 0,5-6 мин [1]
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ изготовления изделий строительной керамики на основе легкоплавкого глинистого сырья, включающий гранулирование, обжиг гранул при температуре 950-1050оС в слое в восходящем потоке продуктов сгорания, затем загрузку сырья при той же температуре в предварительно нагретые до 850-950оС формы, нагрев до температуры размягчения и формование при давлении 0,2-0,5 кгс/см2 катком, нагретым до 800-900оС и совершающим возвратно-поступательное движение.

Недостатками указанных способов, взятых за аналог и прототип соответственно, являются значительные нерациональные материальные и энергетические затраты, связанные со ступенчатыми нагревами сырья при его подготовке к формованию, а также необходимость использования сложного оборудования для проведения процесса. Кроме того, большая длительность этих процессов снижает производительность устройств.

Целью изобретения является ускорение и упрощение процесса изготовления изделий строительной керамики, снижение затрат ресурсов и повышение качества продукции.

Цель достигается тем, что в способе, включающем измельчение и обжиг легкоплавкого глинистого сырья, загрузку его в нагретую пресс-форму, формование в нагретом состоянии и последующее охлаждение, обжиг сырья осуществляют до температуры выше температуры фазовых превращений, но ниже температуры спекания, загружают сырье в форму, нагретую до температуры 100-700оС, и формуют изделия многократным динамическим прессованием с удельным давлением 50-100 МПа и частотой 2 Гц.

Способ осуществляют следующим образом. Сначала легкоплавкое глинистое сырье проходит первичную переработку по традиционной схеме, включающей удаление камней и инородных включений камневыделительными вальцами и электромагнитным сепаратором. Затем сырье поступает в дезинтегратор, где измельчается до размера фракции 0,1-5 мм. После дезинтегратора сырье подается в приемный бункер шахтной печи, имеющей три термические зоны с задержкой: верхняя зона 500-600оС; средняя зона 600-800оС; нижняя зона 1000-1200оС.

В приемном бункере печи в результате теплового удара из контактного слоя массы удаляется большое количество свободной влаги. Обезвоженная масса проваливается через технологические окна в верхнюю зону печи. В верхней зоне продолжается интенсивное испарение влаги, происходит выгорание органики, исходное сырье диспергируется.

В средней зоне происходят модификационные превращения кварца, полная дегидратация сырья, начинается разложение кальцитов, завершается выгорание органики.

Сырье после его обезвоживания рекристаллизируется, переходит почти полностью в аморфное состояние и при дальнейшем нагревании, вплоть до 800-880оС, в нижней зоне печи не имеет явной кристаллической структуры. В результате появления и взаимодействия дефектов кристаллической структуры происходит образование реакционной смеси. Кроме того, при этих температурах в легкоплавких глинах образуется некоторое количество расплавленной жидкой фазы при наличии значительного количества твердых частиц. Материал в таком состоянии подается в пресс-форму с температурой 100-700оС. Затем ударным механизмом производится многократное динамическое прессование. При этом в результате сближения частиц реакционной смеси происходит спекание черепка. Благодаря незначительному наличию жидкой фазы в процессе дополнительно участвуют силы внутреннего натяжения. После снятия нагрузок и выемки изделия из формы все термодинамические процессы в ней продолжаются в свободном состоянии. Процесс спекания переходит в диффузионную область с образованием стабильной фазы.

Обоснование диапазона температур пресс-формы: при температуре формы ниже 100оС сырье резко охлаждается; при температуре формы выше 700оС происходит сцепление спрессованного изделия со стенками пресс-формы, в результате и то и другое отрицательно сказывается на качестве изделий.

Обоснование диапазона удельного давления прессования: при давлении меньше 50 МПа недостаточно энергии для завершения процесса спекания; при давлении больше 100 МПа существует избыток энергии, который нецелесообразно создавать.

В зависимости от требуемых характеристик керамических изделий прессование может длится 1-3 с.

Изобретение иллюстрируется конкретными примерами, приведенными ниже.

П р и м е р 1. Легкоплавкое глинистое сырье после первичной переработки по уже описанной традиционной схеме загружали в шахтную печь и нагревали до температуры 850-880оС. Нагретое сырье загружали в форму, имеющую температуру 100оС. Затем ударным механизмом осуществляли многократное динамическое прессование в течение 2 с с частотой 2 Гц, удельным давлением 50 МПа и скоростью формующего органа 3-5 м/с.

Характеристики полученного керамического изделия (полнотелого кирпича): прочность на сжатие 25 МПа, плотность 2,05-2,1 г/см3, водопоглощение 6-8% морозостойкость 25 циклов.

П р и м е р 2. Все процессы до формования повторялись как и в первом примере. Нагретое сырье загружали в форму, имеющую температуру 400оС. Затем ударным механизмом осуществляли многократное динамическое прессование в течение 1 с с частотой 2 Гц, удельным давлением прессовали 70 МПа и скоростью формующего органа 3-5 м/с.

Характеристики керамического изделия (полнотелого кирпича): прочность на сжатие 32 МПа, плотность 2,08 г/см3, водопоглощение 6% морозостойкость 35 циклов.

П р и м е р 3. Все процессы до формования повторялись как в первом примере. Нагретое сырье загружали в форму, имеющую температуру 700оС. Затем осуществляли многократное динамическое прессование в течение 1 с с частотой 2 Гц, удельным давлением прессования 100 МПа и скоростью формующего органа 3-5 м/с.

Характеристики керамического изделия (полнотелого кирпича): прочность на сжатие 30 МПа, плотность 2,1 г/см3, водопоглощение 6% морозостойкость 40 циклов.

Предлагаемый способ значительно упрощает технологический процесс, позволяет снизить затраты энергии и ресурсов по сравнению с известными способами, обеспечить экологически чистый процесс.

Изделия, полученные предлагаемым способом, отличаются высокими прочностными свойствами, обусловленными созданием близких связей при высокой плотности черепка, близкой к значению удельного веса исходного вещества, фазовой долговечностью, повышенными физико-механическими свойствами, улучшенным товарным видом.

Похожие патенты RU2036181C1

название год авторы номер документа
Сырьевая смесь для изготовления строительных керамических изделий 2020
  • Буравчук Нина Ивановна
  • Гурьянова Ольга Владленовна
RU2748199C1
Керамическая масса 2018
  • Борисенко Ольга Геннадьевна
  • Котляр Антон Владимирович
  • Орлова Марина Евгеньевна
  • Гайшун Евгений Сергеевич
  • Ященко Роман Алексеевич
  • Лазарева Яна Владимировна
  • Явруян Хунгианос Степанович
  • Терехина Юлия Викторовна
  • Козлов Григорий Александрович
RU2709267C1
Керамическая масса 2017
  • Брызжев Ярослав Максимович
  • Рябов Геннадий Гаврилович
  • Рябов Роман Геннадьевич
RU2664288C1
Керамическая масса 2019
  • Яценко Александр Иванович
  • Вильбицкая Наталья Анатольевна
  • Яценко Наталья Дмитриевна
  • Попова Лилия Дмитриевна
RU2725204C1
СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ 2012
  • Ашмарин Геннадий Дмитриевич
  • Илюхин Вячеслав Викторович
  • Илюхина Ляиля Гатиповна
  • Ашмарин Дмитрий Геннадьевич
RU2515107C2
Керамическая масса 2020
  • Божко Юлия Александровна
  • Небежко Николай Иванович
  • Котляр Владимир Дмитриевич
  • Небежко Юрий Иванович
RU2731323C1
ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО РЯДОВОГО КИРПИЧА 2017
  • Гурьева Виктория Александровна
  • Дубинецкий Виктор Валерьевич
  • Вдовин Кирилл Михайлович
RU2646292C1
Технологическая линия для производства стенового клинкерного кирпича 2020
  • Небежко Николай Иванович
RU2749693C1
Сырьевая смесь для получения изделий стеновой керамики и дорожного клинкерного кирпича 2020
  • Терехина Юлия Викторовна
  • Котляр Антон Владимирович
  • Божко Юлия Александровна
  • Гайшун Алексей Сергеевич
  • Гайшун Евгений Сергеевич
RU2740965C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ 1991
  • Беляков А.В.
  • Корнеев И.В.
RU2021232C1

Реферат патента 1995 года СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

Использование: произволдство изделий строительной керимики на основе легкоплавного глинистого сырья. Сущность изобретения: глинистое сырье из естественных месторождений после первичной обработки подвергают обжигу до температур выше температуры фазовых превращений, но ниже температуры спекания, загружают в форму, нагревают до температур 100-700°С, формуют изделие динамическим прессованием с удельным давлением 50-100 МПа и частотой 2-4 Гц. Физико-механические показатели полнотелого кирпича: предел прочности на сжатие 25-32 МПа, плотность 2,05-2,1 г/см3 водопоглощение 6-8%, морозостойкость 25-40 циклов.

Формула изобретения RU 2 036 181 C1

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ на основе легкоплавкого глинистого сырья, включающий измельчение и обжиг сырья, загрузку в нагретую форму, формование в нагретом состоянии и последующее охлаждение, отличающийся тем, что обжиг сырья осуществляют до температуры выше температуры фазовых превращений, но ниже температуры спекания, загружают сырье в форму, нагретую до 100 700oС, затем формуют изделия многократным динамическим прессованием с удельным давлением 50 100 МПа и частотой 2 4 Гц.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1995 года RU2036181C1

Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Способ изготовления изделий строительной керамики и устройство для осуществления этого способа 1975
  • Демиденко Борис Афанасьевич
  • Низамов Марсель Садреевич
  • Шмидт Вальтер Павлович
  • Воронин Владимир Александрович
  • Ремизникова Вита Иосифовна
  • Потиха Израиль Абрамович
  • Кулеев Мурат Тауфикович
  • Тодосов Алексей Матвеевич
  • Хилобоченко Константин Семенович
  • Лейченко Илья Яковлевич
  • Трутнев Виктор Александрович
  • Наролин Виктор Григорьевич
  • Ашмарин Геннадий Дмитриевич
  • Иванов Василий Николаевич
  • Буланов Петр Федорович
SU719985A1
Очаг для массовой варки пищи, выпечки хлеба и кипячения воды 1921
  • Богач Б.И.
SU4A1

RU 2 036 181 C1

Авторы

Иванников И.В.

Рычков В.П.

Даты

1995-05-27Публикация

1992-07-28Подача