CS228492B1

CS228492B1 - Směs pro výrobu kordieritové keramiky

Info

Publication number: CS228492B1
Application number: CS548282A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Doc Ing Dr Csc Srbek; Stanislav Ing Sabata
Original assignee: Frantisek Doc Ing Dr Csc Srbek; Sabata Stanislav
Priority date: 1982-07-16
Filing date: 1982-07-16
Publication date: 1984-05-14

Abstract

Účelem směsi je snížení energetické náročnosti při výrobě keramických výrobků s využitím dosud nepotřebného odpadu. Podle vynálezu směs obsahuje až 60 % hmot. kalcinátů, tvořeného kaolinem, lupkem nebo šamotem, nejprve tepelně zpracovanými při teplotě 500 až 700 °C. Jako připravený kalcinát je možno použít úlet z rotačních pecí při výrobě páleného kaolinu, páleného šamotu nebo páleného lupku.

Description

Vynález se týká směsi pro výrobu kordieritové keramiky z kaolinů, jílů a horečnatých sloučenin.

V nejrůznějších oblastech techniky a i v domácnosti se vyžadují keramické výrobky, odolné k náhlým změnám teploty. Takové keramické výrobky se požadují v oblasti elektrotechniky, kde se z nich zhotovují izolátory, například různé podstavce a základny spínačů a jističů nebo různé zhášecí komory střídavého 1 stejnosměrného proudu. Jindy se keramické výrobky, odolné k náhlým změnám teploty, používají jako pálicí pomůcky. Konečně v poslední době nacházejí některé keramické směsi použití ve výrobě varného nádobí vhodného k současné tepelné přípravě, jako pečení a vaření a současně k servírování jídel.

V keramických výrobcích, odolných k náhlým změnám teploty, lze Identifikovat následující krystalické fáze: drcené tavené křemenné sklo, mullit 3 AI2O3.2 S1O2, které patří do ternárního systému kaolin (jíl)-živec-tavené křemenné sklo, dále eukryptit L12O . AI2O3.2 S1O2, spodumen LI2O . AI2O3 .

. 4 S1O2 a petalit L12O . AI2O3.8 S1O2, které všechny patří do ternárního systému oxid lithný LiaO — oxid hlinitý AI2O3 — oxid křemičitý SÍO2 a konečně kordierit 2 MgO. . 2 AI2O3.5 S1O2 nebo safirín 4 MgO . 5 AI2O3 . . S1O2 z ternárního systému oxid hořečnatý MgO — oxid hlinitý AI2O3 — oxid křemičitý SÍO2.

Pro velmi nízký koeficient teplotní roztažnosti, obtížnost glazování a nedostatek surovin se keramické výrobky s taveným křemenem nebo oxidem lithným L12O prakticky nevyrábějí. Nejčastěji se produkují výrobky obsahující mullit 3 AI2O3. 2 SiO nebo kordierit 2 MgO . 2 AI2O3.5 S1O2 nebo jejich kombinaci.

Průběh reakce vzniku primárního i sekundárního mullitu je dnes již podrobně prostudován včetně vlivu surovin, mineralizátorů, jemnosti částic, stupně přiblížení částic, rychlosti stoupání, doby působení i rychlosti klesání vypalovací teploty. Také průběh reakce vzniku kordieritu byl již v odborné literatuře popsán a dodnes platí, že primárně vzniká spinel MgO . AI2O3 a teprve reakcí s oxidem křemičitým S1O2 vzniká sekundárně kordierit 2 MgO . 2 AI2O3 . . 5 SÍO2. Za nejvhodnější suroviny se považuje mastek nebo· talek, magnézií, různé kaoliny nebo jíly a ostře pálený (to je minimálně 1350 °C) kaolin, šamot nebo lupek. Jindy se přidávají speciální přísady, například cyanit, oxid hlinitý A12O3, elektrotavený korund, oxid zirkoničitý ZrOs nebo oxidy alkalických kovů a oxidy alkalických zemin. To však vyžaduje vypalování výrobků minimálně na teplotu 1350 až 1400 °C, aby vzniklo dostatečné množství krystalků kordieritu, které zajišťují výrobkům nízký koeficient teplotní roztažnosti. Vypalování na tak vysokou teplotu je však nebezpečné, neboť kordierit se od uvedené teploty počíná inkongruentne tavit — rozkládat na mullit a nežádoucí sklo, které pronikavě zhoršuje koeficient teplotní roztažnosti a tím odolnost k náhlým změnám teploty.

Uvedené nedostatky odstraňuje podle vynálezu směs pro výrobu kordleritové keramiky z kaolinů, jílů a hořečnatých surovin, jejíž podstata spočívá v tom, že dále obsahuje až 60 % hmot. kalcinátu tvořeného kaolinem, jílem nebo šamotem, tepelně zpracovanými v rozsahu od 500 do 700 °C. Podle dalšího význaku vynálezu se jako připravený kalcinát použije úletu z rotačních pecí při výrobě páleného lupku, páleného kaolinu nebo páleného šamotu.

Základní výhoda směsi podle vynálezu spočívá v tom, že není nutno používat kaolinů, jílů a lupků, pálených na 1300 až 1400 stupňů Celsia, ale kalcinátu ze stejných surovin, tepelně zpracovaných při 500 až 700 stupňů Celsia, které obsahují velmi reaktivní metakaolinit AI2O3.2 S1O2, který s oxidem hořečnatým MgO vytváří spinel MgOAl2O3. Dle druhu použité hořečnaté suroviny se udává teplota vzniku spinelu již od 600 °C. Hořečnatohlinitý spinel MgO. . AI2O3 reaguje s přítomným, velmi aktivním oxidem křemičitým S1O2 a již pří teplotě 1150 °C vznikají krystalky kordieritu 2 MgO . . AI2O3.5 S1O2, které při dalším pálení podporují vznik a růst dalších krystalů kordieritu, dosahujících již při teplotě 1250 °C velikosti 20 μία.

Způsob podle vynálezu je dále blíže popsán na několika příkladech provedení.

Příklad 1

Byla vyrobena kordieritová směs pro zhášecí komory, tvořená 25 % hmot. mastku, 30 % hmot. surových kaolinů nebo jílů a obsahující 45 % hmot. kalcinátu, tvořeného úletem z rotační pece při pálení lupku. Po vypálení na teplotu 1250 °C vykazovala směs pevnost v ohybu 57,7 MPa a nasákavost hmotnostní 14,5 %. Vypálená směs obsahovala 65 % hmot. kordieritu, 10 °/o hmot. mullitu a 25 % hmot. skelné fáze.

Příklad 2

Byla vyrobena kordieritová směs pro účel jako v příkladu 1, tvořená 25 % hmot. talku, 45 % hmot. kalcinátu tvořeného úletem při pálení lupku a obsahující 30 % hmot. kaolinů nebo jílů. Po vypálení na teplotu 1250 °C vykazovala pevnost v ohybu 55 MPa a nasákavost hmotnostní 13,0 °/o. Vypálená směs obsahovala 60 % hmot. kordieritu, 15 % hmot. mullitu a 25 % hmot. skelné fáze.

Příklad 3

Byla vyrobena směs pro stejný účel jako v příkladu 1, tvořená 18 % hmot. talku, 7

223432 procent hmot. magnezitu, 35 % hmot. kalcinátu, tvořeného úletem při pálení lupku a obsahujíc! 40 % hmot. kaolinů nebo jílů. Při vypalovací teplotě jako v příkladu 1 byla zjištěna pevnost v ohybu 62,4 MPa a nasákavost hmotnostní 3,7 °/o. Vypálená směs obsahovala 75 % hmot. kordieritu, 10 °/o hmot. mullitu a 15 % hmot. skelné fáze.

Claims

1. Směs pro výrobu kordieritové keramiky, obsahující kaoliny a jíly a hořečnaté sloučeniny, vyznačená tím, že dále obsahuje až 60 % hmot. kalcinátu, tvořeného kaolinem, lupkem nebo šamotem, tepelně zpracovanými v rozsahu od 500 do 700 °C.

(YNÁLEZU

2. Směs podle bodu 1, vyznačená tím, že se jako připravený kalcinát použije úletu z rotačních pecí při výrobě páleného lupku, páleného kaolinu nebo páleného šamotu.