Декоративное каменное литье Советский патент 1985 года по МПК C03C10/00 

Изобретение относится к новым видам материалов из силикатных расплавов на основе минерального сьфья и отходов производства, и может быть использовано в строительстве для внутренней и наружной отделки зданий, а также в виде материалов декоративно-художественного назначения . Известно светлокаменное литье, получаемое из смеси песка и доломит с добавками модификаторов. Цветной художественный и .архитектурно-строительный материал получают введением в светлокаменную шихту или расплав различных металлов или других пигмен ных соединений. Например, окрашиван литья в зеленьй цвет достигается вв дением в расплав окислов хрома и никеля. Коричневое литье различных оттенков получается при .добавлении перекиси марганца, литье красного цвета - введением в расплав меди. Цинковые и свинцовые соединения окр шивают литье в желтый цвет, а ко бальтовые - в синий р. ИзвестнБШ литые материалы облада ют недостаточно высокими декоративным качествами, монотонны по окраске, оттенку и рисунку.Кроме того,организаци массового производства цветного литья с использованием специально получае мых дорогостоящих и дефицитньпс окис лов - красителей экономически нецелесообразна. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является цветное каменное литье, содержащие следующи компоненты, мас.%: SiO 46,25-55,00 А1,0 , 8,96-14,56; FeO 0,43-0,50; 0,50-0,82; CaO 16,00-22,00; MgO 10,52-13,82; NajO 0,54-1,10; 5,47-8,51; SO 0,24-0,39; TiOj 0,06-0,14 И, кроме того, один из компонентов группы CogO 0,3-1,0 NiO 1,0-3,0; CrjO,, 0,3-1,0; МпгО, 1,0-2,0. При этом получение определенных тонов каменного литья обусло лено при наличии красящих окислов CogO, NiO, , Мп tO j оп1ределеннь соотношении компонентов 2j. Недостатками известного литья являются однотонность окраски и нео ходимость использования красящих окислов. Цель изобретения - повышение деко ративности литья путем расширения цветовой гаммы литых материалов, увеличения глубины и интенсивности их окраски при использовании доступ.ного недорогого минерального сырья и отходов промышленных производств. Поставленная цель достигается тем, что декоративное каменное литье, включаюп1ее SiO, ,, FeO, , CaO, MgO, , и TiOj, дополнительно содержит при следующем соотношении компонентов, мае.7,: SiO 35,5-54,6; , 3,4-22,0; FeO 0,1-0,4; , 0,9-16,7; CaO 7,6-17,2; MgO 0,1-1,1; 2,813,5; 0,1-5,7; TiOg 9,5-25,0; BjO 0,2-6,3, при этом для обеспечения окраски литья от желто-зеленых дй коричневых тонов отношение окислов 09-11 , для обеспечения окраски литья от темно-синих До светЛо-серых и бежевых . тонов отношение окислов J-IiQz - о 1 4-8,1 , для обеспечения окраски литья от белых и светло-голубых до темнорозовьк и лиловых тонов отношение окислов - 11 А -1Д я . В качестве сырья для получения декоративного каменного литья используют полевовшатовое минеральное сырье, згириновый концентрат, минерал, содержащий титан в анионной группе, и буру при следующем соотношении компонентов, мас.%: Полевошпатовое минеральное сырье18,5-70,0 Эгириновый концентрат0,5-60,0 Минерал, содержащий титан в 20,0-60,0 анионной группе 0,5-15,0 Бура В качестве полевошпатового минерального сырья можно использовать кварцевый порфир, геллефлинт, анортозит, нефелиновый, нефелинполево3шпатовый и кварцполевошпатовый концентраты. Полевошпатовое минерально сырье является светпоокрашивающим компонентом, на фоне которого достигается широкая цветовая гамма литья. В качестве титансодержащего мате риала МОЖН9 использовать перовскито вый и сфеновый концентраты. Сфен-ти танокальциевый силикат CaTiSiOf; перовскит-титанат кальция CaTiOj. Это основные красители литья. Их красящий эффект проявляется в присутствии щелочей, которые вводятся в шихту полевошпатовым сырьем и эгиринрвым концентратом. Эгириновый концентрат представле минералом эгирином NaFe . Это щелочной пироксен, имеющий температуру плавления 990°С. Роль эгирина многогранна: он снижает температуру плавления шихты, позволяя вести плавки при 1300-1350 С. Бура - тетраборат натрия снижает температуру плавления шихты улучшает литейные свойства расплава; и увеличивает глубину окраски литья Химический состав сырьевых материалов - приведен в табл. 1. Примеры конкретного выполнения изобретения приведенные в табл. 2, соответствуют технологическому процессу, включающему плавление шихты при 1300-1350 с в течение одного часа, формование расплава при одновременном его охлаждении до 600 С .и последующую ступенчатую кристалли зацию при 600°С в течение 60 мин, затем при 800°С в течение 30 мин. Охлаждение образцов самопроизвольно от 800 до в течение 12-14 ч. Химический состав декоративного каменноро литья: SiO, TiOj, AljOj, FeO, CaO, MgO, , KgO и ,. Причем MgO и FeO - окислы, привне сенные в сырьевую шихту с другими минеральными компонентами. Они не влияют на декоративные качества литья AljO вводится в шихту с полевошпатовым сьфьем. На декоративность литья не влияет, но улучшает его термические характеристики. Содержа ние 22% повьш1ает температур .плавления шихты свьш1е и свя.зано с необходимостью введения в ;шихту больших количеств щелочей. Для плавок при 1300-1350°С отношение и должно быть не вьш1е 104 и К20 снижают температуру плавки и являются средой, в которой силикаты кальция и титана окрашиваются в синие, сиреневые и краснобурые тона. Таким образом, для получения цветного литья присутствие щелочей необходимо. Этим обстоятельством и определяется нижний предел .содержания щелочей. Верхний ограничен техно.логическими соображениями. По- вьпненные качества RjO снижают хими- ческую стойкость литья и разрушают футеровку печи. SiO - стеклообразующий окисел, количество которого по верхнему пределу ограничено повьш1ением температуры плавления шихты и вязкостью расплава, что ухудшает выработочные свойства литья. Снижение содержания SiO в шихте изменяет декоративность литья, его цветовая гамма тускнеет. TiO в щелочной среде, переходя в анионовую группу, обеспечивает окраску силикатному литью. Низкие содержания TiO ( 9%) не окрашивают литье. Верхний предел TiO,j может быть увеличен, однако это приводит к повьш1ению температуры плавления шихты. Содержание СаО находится в зависимости от содержания TiO и может быть представлено в- виде количественного соотношения TiO : СаО 0,54-3,29. Fe.O в сочетании с силикатами титана и кальция обеспечивает широкий диапазон красок от сине-голубых через серые, желто-зеленые к коричневым. Кроме того, повьш1енные содержания понижают температуру плавки шихты до 1300с. .BjOj улучшает выборочные свойства расплава, усиливает подкрашивающий эффект, обеспечивая глубину окраски. Верхний предел по содержанию BjOj ограничен из-за снижения кристаллизационной способности литья. Характер разливки (движение струи асплава) определяет рисунок литья, оторый проявляется в процессе крисаллизации отформованных образцов. оэтому изменение условий разливки гасплава и режима отжига литья ущественно влияет на внешний вид олучаемого материала, обеспечивая азнообразие рисунка и переменчиую цветовую грамму. При строгом « соблюдении технологических параметров отливки и отжига характерньй ти литья воспроизводится однозначно, хотя полной аналогии в рисунке лить лри ручной отливке не достигается. Наиболее декоративны частично закри таллизованные материалы, которые отличаются живописным переплетением различных- по окраске слоев разнообразных оттеночньгх тонов. Эти материалы внешне схожи с природными агами и декоративны в необработанном виде. Хорошо закристаллизованньй при и продолжительной выдержке материал имеет мел кокристаллическую структуру и.больш соответствует по внешнему виду при.родным яшмам.. Особенно привлекателен этот материал в полировке. По внешнему виду полученный декоративный материал может быть описан следующим образом. Состав 1. Готовый литой материал Память - по цветовой гамме от темно синевато-серых и глубоких серых до светло- ибежево-серых тонов с как бы проявляющимся неярким, контрастным ри сунком, образованным изгибающимся ритмичными полосами тех же окрасок, что и основной фон образца, но т.о более светлыми, то более темными. Поверхность необработанных образцов гладкая, подобная полированной, едва заметно металлизированная. В пришлифованных и .полированных образцах рисунок становится прерьшистым, с более контрастными границами и приобретает коричневый оттенок неправильных изгибающихся полос на основном сером фоне. Состав 2. Материал - Нежность по цветовой гамме имеет следующую, характеристику: материал глубоких красновато-лиловых, дымчатых синих, сиреневых и голубых и светлых розово белых и кремовых тонов, то преобладающих в отдельных образцах со слабо проступающим рисунком, то чередующихся в виде ритмичных изгибающихся полос меняющейся ширины, что зависит от характера разлива исходного рас10плава и ряда других причин. Поверхность необработанных образцов гладкая, подобная полированной, без признаков металлизации. При шлифовке и полировке рисунок сохраняется или меняется, иногда придавая вид агатов и халцедонов. Состав 3. Материал под символом Тундра имеет от темно-синих глубоких до светло-голубых, розовых и,бежевых тонов, окрашивающих отдельные, неправильные по форме части . образцов или-чередующихся в виде ритмичных изгибающихся полос рисунка. Поверхность необработанных образцов гладкая, подобная полированной, без признаков металлизации. При шлифовке и полировке рисунок на глубине образцов сохраняется, нередко меняясь по конфигурации. Состав 4. Готовый материал получил символичное название Осень, что определяется его характерной цветовой гаммой. Материал теплых от бежево- и оранжево-коричневых до кофейных, коричнево-зеленых и зеленовато-синих тонов, окрашивающих. совместно или по отдельности всю поверхность образцов или чередующихся полос рисунка. Поверхность-необработанных образцов гладкая, подобная полированной, иногда слабо металлизированная. При обработке рисунок сохраняется, но делается более размытым или контрастным. Декоративное каменное литье по сравнению с известным светло-каменным литьем позволяет получать литые материалы, обладающие широкой цветовой гаммой, глубиной и интенсивностью окраски, а также разнообразием рисунка с широким привлечением недефицитного, доступного и недорогого минерального сырья и отходов промышленных предприятий. Последнее способствует организации массового производства литых декоративных материалов, комплексному использованию минерального сырья и созданию безотходных технологических процессов.

II

1. ДЕКОРАТИВНОЕ КАМЕННОЕ ЛИТБЕ, включаницее SiOg, Al20,FeO, FejO, CaO, MgO, NajO, KjO, TiOg, о тлйчающе e ся тем, что, с целью повьшения декоративности литья путем расширения цветовой гаммы литых матери- с алов, увеличения глубины и интенсив нести их окраски при использовании доступного недорогого минерального сырья иотходов производства, оно дополнительно содержит. Bj О при следующем соотношении компонентов, мае.%: Si0235,5-54,6 ,3,4-22,0 FeO0,t-0,4 FejO,0,9-t6,7 Cap7,6-t7,2 MgO0,1-1,t NazO2,8-t3,5 KjO 0,t-5,7 ТЮг9,5-25,0 ,2-6,3 при этом для обеспечения окраски литья от темно-зеленых до коричневых тонов отношение окислов СаО + ТЮг 0,9-t,1, для обеспечения окраски литья от темносиних до светло-серых и бежевых тонов отношение окислов СаО + ТЮг 2,4-8,t. . для обеспечения окраски литья от белых и светло-голубых до темно-розовых и лиловых тонов отношение окислов (Л . , „,,.з,.з. 2. Литье по п.t,о тличающее с я тем, что в качестве сырья для его получения используют полево-шпатовое минеральное сырье, эгириновый концентрат, минерал, содержащий титан в 4:: анионной группе, и буру при следук СО щем соотношении компонентов, мас.%: Полевошпатовое минеральное сырье 18,5-70,0 Эгириновый концентрат0,5-60,0 Минерал, содержащий титан в анион- , ной группе 20,0-60,0 Бура .0,5-15,0

:

I

Ж

о :

п о и tfr

я

S

(П

е и

м

о t-l л о к

ч р. ф ь

8 X (U 0)

(U U

з: а