СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 2012 года по МПК C04B33/28 C04B33/13 

Описание патента на изобретение RU2440318C1

Решение относится к области изготовления строительной керамики, в частности к изготовлению предметов декоративно-художественного назначения, облицовочной плитки и изразцов.

Известен способ получения керамических изделий на основе волластонита, каолина, глины с добавлением воды, жидкого стекла и кальцинированной соды с одновременным помолом компонентов и получением водного шликера при следующем соотношении компонентов шликера. мас.%: волластонит - 75-80, каолин 12-15, глина - 8-10, жидкое стекло и кальцинированная сода - 0,3 и 0,2 соответственно, при влажности шликера 29-30 мас.%, формование изделий в пористые гипсовые формы, сушку и обжиг, в шликер дополнительно вводят вермикулит вспученный с зерновым составом 0,6-2,5 мм в количестве 2,0-3,0% от массы шликера (патент РФ №2358951, C04B 33/28, опубл. 20.06.2009).

Однако этот способ предназначен для получения изделий, работающих в тяжелых производственных условиях, например желобов алюмопроводов, имеющих высокую прочность и жароустойчивость, что обеспечивается высоким содержанием волластонита 75-80%. Здесь не требуется тонкий помол и равномерное распределение компонентов в массе шликера.

В качестве прототипа принят патент РФ №2309924, C04B 33/13, опубл. 10.11.2007 на керамическую массу для изготовления электротехнических изделий, посуды, предметов декоративного назначения. Керамическая масса содержит в мас.%:

кварц-полешпатовый песок 12,0-16,0,

глина 20,0-30,0,

волластонит 5,0-7,0,

шамот (каолин) 20,0-30,0,

сода кальцинированная 1,0-2,0,

стеклобой 1,0-2,0.

Этот патент выбран в качестве прототипа как более близкий по назначению и по составу массы шликера.

В патенте не описан способ изготовления изделий. Однако, очевидно, он включает традиционные приемы: приготовление шликера смешиванием компонентов: песка кварцевого, глины, шамота, волластонита, соды кальцинированной и стеклосодержащего компонента, затворенне водой, сушку, формование, обжиг.

Недостатками этого решения являются использование стеклобоя и керамического боя, что усложняет технологию из-за необходимости их измельчения и невозможности достичь тонкого помола, что сказывается на качестве конечного продукта, шершавая поверхность, возможно образование центров концентрации напряжений, а следовательно, и разрушение при ударах, хотя прочность их достаточно высока.

Эти недостатки устраняются предлагаемым решением.

Решается задача расширения сырьевой базы и повышения качества керамических изделий, в частности изразцов.

Технический результат - получение изделий с гладкой поверхностью и стойких против разрушений при ударе.

Этот технический результат достигается тем, что в способе изготовления керамических изделий, включающем приготовление шликера смешиванием компонентов: песка кварцевого, глины, шамота, волластонита, соды кальцинированной и стеклосодержащего компонента, формование изделий и обжиг, отдельно готовят 1-й завес: затворяют водой песок кварцевый, глину и соду кальцинированную, и 2-й завес: волластонит, шамот и стеклосодержащий компонент, компоненты 1-го завеса обрабатывают в шаровой мельнице в течение 1,5-2 часов, до крупности помола с остатком на сите 100 18-21% и влажности 40-42%, затем добавляют компоненты 2-го завеса и обрабатывают еще 1-1,5 часа, полученный шликер выдерживают в расходном бассейне в течение 1,5-2 суток, заливают массу в формы и выдерживают 16-18 часов, обжиг изделий осуществляют в муфельной печи при температуре 1000-1100°C 18-20 часов, готовые изделия глазуруют и проводят окончательный обжиг при температуре 900-990°C 15-18 часов, при этом используют в составе шликера глину Веселовскую, а в качестве стеклосодержащего компонента - жидкое стекло при следующем соотношении компонентов, мас.%:

песок кварцевый 17-20,

глина Веселовская 30-35,

волластонит 5-8,

шамот 40-45,

сода кальцинированная 0,2-0,3,

жидкое стекло 0,3-0,5.

Использование глины Веселовской известно (напр., авт. свид. СССР №823346, C04B 33/16, опубл. 23.04.81), где она в совокупности с волластонитом, стеклобоем, кварцевым песком, нифелин-сиенитом и карбонатом лития обеспечивает снижение водопоглощения и повышает термостойкость. Однако нифелин-сиенит и карбонат лития достаточно дорогие и редкие компоненты.

В предлагаемом решении она используется в другом сочетании, влияя на получение гладкой поверхности.

Жидкое стекло и сода в совокупности являются стабилизаторами и способствуют, наряду с технологическим режимом способа, повышению стойкости против разрушения при ударе.

Глазурование снижает водопоглощение и придает изделиям товарный вид,

Пример осуществления способа

Готовят компоненты для шликера. Комья глины разбивают на куски, не превышающие 80-100 мм. Волластонит просеивают через сито с наклонной сеткой 1 мм. Шамот просеивают через вибросито с сеткой 0,9-1 мм. Готовят первый завес: песок кварцевый - 17,5%, глина Веселовская - 34%, вода - 29% от загруженных компонентов (по сухому весу), сода кальцинированная - 0,3%. Готовят второй завес: волластонит - 6,2%, шамот - 42,3%, жидкое стекло - 5%.

Такое раздельное смешивание более равномерно и позволяет подобрать компоненты по их физико-химическим свойствам.

Загружают компоненты 1-го завеса в шаровую мельницу. Помол ведут в течение 2-х часов. Крупность помола должна характеризоваться остатком на сите 100 18-21%, влажность 40-42%. Загружают туда же компоненты 2-го завеса. Жидкое стекло вливают постепенно вместе с постепенной засыпкой шамота. Продолжительность помола 1 час. Шликер сливают через магнитный сепаратор в пропеллерную мешалку. Выдержанный шликер мембранным насосом подают в расходный бассейн, где выдерживают 2 суток.

Готовят пористые гипсовые формы, которые обеспечивают отвод воздуха из залитой массы.

Заливают керамическую массу в формы, где выдерживают 17 часов до образования изделия, например плитки облицовочной. Извлекают изделия из формы, сушат до влажности не более 1% в помещении с температурой не менее 25°C и относительной влажностью 60-70%.

Обжиг изделий осуществляют в муфельной печи с выкатным подом при температуре 1100°C в течение 20 часов.

После этого изделия готовы к использованию, имеют гладкую поверхность. Для повышения их товарного вида и снижения водопоглощения изделия покрывают глазурью, которую наносят пульверизатором. Могут быть использованы различные глазури, например на основе фритты с использованием глины, воды и пигментов. После нанесения глазури проводят окончательный обжиг в муфельной печи при температуре 990°C 15-18 часов.

Готовые изделия укладывают на поддоны глазурованной стороной вверх.

В других примерах меняли параметры процесса. При совместном одновременном перемешивании компонентов шликера трудно было исключить комкование, то же наблюдалось при нарушении режима перемешивания компонентов указанной рецептуры, снижалась прочность плиток при ударе, появлялись трещины. При увеличении количества компонентов наблюдались неразмешанные комочки. То же наблюдалось при недостаточном просеивании и нарушении режима влажности, что отрицательно влияло на гладкость поверхности.

Выдерживание шликера в расходном бассейне менее 1,5 суток не обеспечивало достаточной однородности массы, а более 2-х суток - нецелесообразно, т.к. результат уже достигнут.

Выдержка в форме менее 16 часов не обеспечивала достаточного затвердевания, а более 18 часов - нецелесообразно, т.к. результат уже достигнут.

При температуре обжига менее 1000°C не до конца проходят процессы отверждения керамики, а более 1100°C - возможен пережог и трещины. То же можно сказать и о времени обжига 18-20 часов.

При температуре обжига глазури менее 900°C возможно ее отслоение от изделия. При температуре 1000°C образовывались микротрещины. То же можно сказать о времени отжига 15-18 часов.

Полученные изделия являются прочным, сравнительно недорогим материалом, имеют привлекательный товарный вид.

Похожие патенты RU2440318C1

название год авторы номер документа
КЕРАМИЧЕСКАЯ МАССА 1997
  • Погребенков В.М.
  • Решетников А.А.
  • Верещагин В.И.
RU2136627C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ НА ОСНОВЕ ВОЛЛАСТОНИТА 2007
  • Викулин Владимир Васильевич
  • Русин Михаил Юрьевич
  • Русанова Лидия Николаевна
  • Саванина Надежда Николаевна
  • Суздальцев Евгений Иванович
  • Куликова Галина Ивановна
  • Цветкова Мария Михайловна
  • Алексеев Михаил Кириллович
  • Конанова Анна Юрьевна
  • Татьяна Ивановна
  • Горчакова Лидия Ивановна
  • Бизин Игорь Николаевич
RU2358951C1
Состав литейного шликера (его варианты) 1982
  • Криницина Вера Ароновна
  • Аргентов Александр Сергеевич
SU1108083A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ НА ОСНОВЕ ВОЛЛАСТОНИТА 2007
  • Русин Михаил Юрьевич
  • Викулин Владимир Васильевич
  • Русанова Лидия Николаевна
  • Куликова Галина Ивановна
  • Алексеев Михаил Кириллович
  • Конанова Анна Юрьевна
  • Татьяна Ивановна
  • Горчакова Лидия Ивановна
  • Бизин Игорь Николаевич
RU2365559C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ НА ОСНОВЕ ВОЛЛАСТОНИТА 2005
  • Суздальцев Евгений Иванович
  • Викулин Владимир Васильевич
  • Русин Михаил Юрьевич
  • Русанова Лидия Николаевна
  • Цветкова Мария Михайловна
  • Куликова Галина Ивановна
  • Савченко Петр Михайлович
  • Шушкова Ольга Петровна
  • Конанова Анна Юрьевна
  • Молодкина Елена Николаевна
  • Горчакова Лидия Ивановна
  • Алексеев Михаил Кириллович
  • Бизин Игорь Николаевич
RU2298537C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ НА ОСНОВЕ ВОЛЛАСТОНИТА 2013
  • Алексеев Михаил Кириллович
  • Бизин Игорь Николаевич
  • Горчакова Лидия Ивановна
  • Ева Татьяна Ивановна
  • Жуков Александр Александрович
  • Кузнецова Вера Феофановна
  • Куликова Галина Ивановна
  • Русин Михаил Юрьевич
  • Савченко Петр Михайлович
RU2524724C1
ШЛИКЕР ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОЙ ОБЛИЦОВОЧНОЙ ПЛИТКИ 2000
  • Евтушенко Е.И.
  • Черезов А.В.
  • Кошелев В.В.
  • Рубанов Ю.К.
  • Старостина И.В.
  • Щербаков А.А.
  • Постников В.Л.
  • Максимова Т.Н.
  • Гулова С.В.
RU2196753C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ НА ОСНОВЕ ВОЛЛАСТОНИТА 2008
  • Суздальцев Евгений Иванович
  • Русин Михаил Юрьевич
  • Цветкова Мария Михайловна
  • Савченко Петр Михайлович
  • Русанова Лидия Николаевна
  • Куликова Галина Ивановна
RU2385849C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТВЕРДОГО ФАРФОРА ПОВЫШЕННОЙ БЕЛИЗНЫ 2009
  • Платова Раиса Абдулгафаровна
  • Кондрукевич Андрей Александрович
RU2422400C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНОЙ КЕРАМИКИ СВЕТЛО-ЖЕЛТОГО ЦВЕТА И ЕЕ СОСТАВ 2004
  • Вакалова Т.В.
  • Погребенков В.М.
  • Ревва И.Б.
RU2266878C2

Реферат патента 2012 года СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к области изготовления строительной керамики, в частности к изготовлению предметов декоративно-художественного назначения, облицовочной плитки, изразцов. Техническим результатом изобретения является повышение стойкости к разрушению при ударе. Способ изготовления керамических изделий включает приготовление шликера смешиванием компонентов: песка кварцевого, глины, шамота, волластонита, соды кальцинированной и стеклосодержащего компонента, затворение водой, сушку, формование изделий, обжиг. При приготовлении шликера отдельно готовят 1-й завес: затворяют водой и перемешивают песок кварцевый, глину и соду кальцинированную, и 2-й завес: волластонит, шамот и стеклосодержащий компонент. Компоненты 1-го завеса обрабатывают в шаровой мельнице в течение 1,5-2 часов до крупности помола с остатком на сите №100 18-21% и влажности 40-42%, затем добавляют компоненты 2-го завеса и обрабатывают еще 1-1,5 часа. Полученный шликер выдерживают в расходном бассейне в течение 1,5-2 суток, заливают массу в формы и выдерживают 16-18 часов. Обжиг изделий осуществляют в муфельной печи при температуре 1000-1100°С 18-20 часов. В составе шликера используют глину Веселовскую, а в качестве стеклосодержащего компонента - жидкое стекло при следующем соотношении компонентов, мас.%: песок кварцевый - 17-20; глина Веселовская - 30-35; волластонит - 5-8; шамот - 40-45; сода кальцинированная - 0,2-0,3; жидкое стекло - 0,3-0,5. 2 з.п. ф-лы.

Формула изобретения RU 2 440 318 C1

1. Способ изготовления керамических изделий, включающий приготовление шликера смешиванием компонентов: песка кварцевого, глины, шамота, волластонита, соды кальцинированной и стеклосодержащего компонента, затворение водой, сушку, формование изделий, обжиг, отличающийся тем, что отдельно готовят 1-й завес: затворяют водой и перемешивают песок кварцевый, глину и соду кальцинированную и 2-й завес: волластонит, шамот и стеклосодержащий компонент, компоненты 1-го завеса обрабатывают в шаровой мельнице в течение 1,5-2 ч до крупности помола с остатком на сите №100 18-21% и влажности 40-42%, затем добавляют компоненты 2-го завеса и обрабатывают еще 1-1,5 ч, полученный шликер выдерживают в расходном бассейне в течение 1,5-2 сут, заливают массу в формы и выдерживают 16-18 ч, обжиг изделий осуществляют в муфельной печи при температуре 1000-1100°С 18-20 ч, при этом используют в составе шликера глину Веселовскую, а в качестве стеклосодержащего компонента - жидкое стекло при следующем соотношении компонентов, мас.%:
песок кварцевый 17-20 глина Веселовская 30-35 волластонит 5-8 шамот 40-45 сода кальцинированная 0,2-0,3 жидкое стекло 0,3-0,5

2. Способ изготовления керамических изделий по п.1, отличающийся тем, что после обжига изделия глазуруют и проводят окончательный обжиг.

3. Способ изготовления керамических изделий по п.1, отличающийся тем, что разливку шликера осуществляют в гипсовые формы.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2012 года RU2440318C1

КЕРАМИЧЕСКАЯ МАССА 2006
  • Щепочкина Юлия Алексеевна
RU2309924C1
Керамическая масса для изготовления облицовочных плиток 1981
  • Рыщенко Михаил Иванович
  • Попова Юлия Хайруновна
  • Аксенова Екатерина Макаровна
  • Тищенко Борис Григорьевич
SU979298A1
ШЛИКЕР ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОЙ ОБЛИЦОВОЧНОЙ ПЛИТКИ 2000
  • Евтушенко Е.И.
  • Черезов А.В.
  • Кошелев В.В.
  • Рубанов Ю.К.
  • Старостина И.В.
  • Щербаков А.А.
  • Постников В.Л.
  • Максимова Т.Н.
  • Гулова С.В.
RU2196753C2
ШЛИКЕР ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОЙ ПЛИТКИ ДЛЯ ПОЛОВ 1996
  • Евтушенко Е.И.
  • Рубанов Ю.К.
  • Кащеева И.Ю.
  • Старостина И.В.
  • Черезов А.В.
  • Кошелев В.В.
  • Щербаков А.А.
  • Гулова С.В.
  • Дивова Ю.Р.
RU2097358C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТА ВРЕМЕНИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПРЕДРАЗРЫВНОГО СОСТОЯНИЯ НАГРУЖЕННОГО МАТЕРИАЛА 1992
  • Петров Валентин Алексеевич
  • Красильников Андрей Зиновьевич
RU2063028C1

RU 2 440 318 C1

Авторы

Коляганов Андриан Владимирович

Даты

2012-01-20Публикация

2010-06-01Подача