EA013245B1 - Состав для литья и способ его получения - Google Patents

Состав для литья и способ его получения Download PDF

Info

Publication number
EA013245B1
EA013245B1 EA200801109A EA200801109A EA013245B1 EA 013245 B1 EA013245 B1 EA 013245B1 EA 200801109 A EA200801109 A EA 200801109A EA 200801109 A EA200801109 A EA 200801109A EA 013245 B1 EA013245 B1 EA 013245B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
amount
composition
casting
source
cordierite
Prior art date
Application number
EA200801109A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200801109A1 (ru
Inventor
Бретт Аллен Уилсон
Original Assignee
Карбо Керамикс Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Карбо Керамикс Инк. filed Critical Карбо Керамикс Инк.
Publication of EA200801109A1 publication Critical patent/EA200801109A1/ru
Publication of EA013245B1 publication Critical patent/EA013245B1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/16—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay
    • C04B35/18—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay rich in aluminium oxide
    • C04B35/195—Alkaline earth aluminosilicates, e.g. cordierite or anorthite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C10/00—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
    • C04B35/6261—Milling
    • C04B35/6262—Milling of calcined, sintered clinker or ceramics
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
    • C04B35/62625—Wet mixtures
    • C04B35/62635—Mixing details
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
    • C04B35/62625—Wet mixtures
    • C04B35/6264—Mixing media, e.g. organic solvents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
    • C04B35/62645—Thermal treatment of powders or mixtures thereof other than sintering
    • C04B35/62655—Drying, e.g. freeze-drying, spray-drying, microwave or supercritical drying
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
    • C04B35/62695—Granulation or pelletising
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/632—Organic additives
    • C04B35/634—Polymers
    • C04B35/63404—Polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B35/63416—Polyvinylalcohols [PVA]; Polyvinylacetates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • C04B2235/3206—Magnesium oxides or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • C04B2235/3208—Calcium oxide or oxide-forming salts thereof, e.g. lime
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3232—Titanium oxides or titanates, e.g. rutile or anatase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3244—Zirconium oxides, zirconates, hafnium oxides, hafnates, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3248—Zirconates or hafnates, e.g. zircon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/327—Iron group oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3272—Iron oxides or oxide forming salts thereof, e.g. hematite, magnetite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3418—Silicon oxide, silicic acids or oxide forming salts thereof, e.g. silica sol, fused silica, silica fume, cristobalite, quartz or flint
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3427—Silicates other than clay, e.g. water glass
    • C04B2235/3436—Alkaline earth metal silicates, e.g. barium silicate
    • C04B2235/3445—Magnesium silicates, e.g. forsterite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3427—Silicates other than clay, e.g. water glass
    • C04B2235/3463—Alumino-silicates other than clay, e.g. mullite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3427—Silicates other than clay, e.g. water glass
    • C04B2235/3463—Alumino-silicates other than clay, e.g. mullite
    • C04B2235/3481—Alkaline earth metal alumino-silicates other than clay, e.g. cordierite, beryl, micas such as margarite, plagioclase feldspars such as anorthite, zeolites such as chabazite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/349—Clays, e.g. bentonites, smectites such as montmorillonite, vermiculites or kaolines, e.g. illite, talc or sepiolite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/36—Glass starting materials for making ceramics, e.g. silica glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
    • C04B2235/528—Spheres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C04B2235/6562—Heating rate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C04B2235/6567—Treatment time
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/72—Products characterised by the absence or the low content of specific components, e.g. alkali metal free alumina ceramics
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74—Physical characteristics
    • C04B2235/77—Density
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74—Physical characteristics
    • C04B2235/78—Grain sizes and shapes, product microstructures, e.g. acicular grains, equiaxed grains, platelet-structures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/80—Phases present in the sintered or melt-cast ceramic products other than the main phase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
    • C04B2235/9607—Thermal properties, e.g. thermal expansion coefficient

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

Предложены состав для литья, имеющий низкий коэффициент теплового расширения, и способы и материалы для получения этого состава.

Description

Предпосылки создания изобретения
Изобретение относится к составам для литья, имеющим низкий коэффициент теплового расширения, способам и материалам для получения составов.
Литьевые составы используются в различных процессах литья в области металлического литья. В процессе литья расплавленный металл выливают в форму в присутствии литьевого состава с целью получения отливки желаемой формы, величины и размеров. По мере того как расплавленный металл выливается в форму, состав для литья нагревается и расширяется. Когда металл и форма охладятся до комнатной температуры, металл и форма будут сжиматься. Расширение и сжатие при нагревании и охлаждении может привести к дефектам в получаемой отлитой металлической детали.
Степень расширения, которая может возникнуть, меняется в зависимости от литьевого состава. Коэффициент теплового расширения обозначает количество материала, которое будет расширяться или сжиматься при нагревании или охлаждении. Применение состава с высоким коэффициентом теплового расширения требует большей подготовки при разработке деталей и добавок, чтобы учесть расширение. Литьевые составы с меньшими величинами теплового расширения будут иметь меньшую степень расширения и сжатия во время применения расплавленного формуемого металла и приведут к образованию меньшего количества дефектов в готовой металлической детали.
Кремниевый песок, наиболее распространенный материал, применяемый при литье металлов, имеет коэффициент теплового расширения, превышающий 10· 10-6 дюйм/дюйм/°С. Цирконовый песок, наиболее распространенный особый песок, применяемый в процессе литья металлов, имеет коэффициент теплового расширения около 4,2· 10-6 дюйм/дюйм/°С. Другие известные литьевые составы включают синтетическую керамику, производимую САКВО Сетатюз, 1пс. под торговым названием АССИСА8Т®.
Сильное тепловое расширение может ограничить способность получать отлитые изделия с тонкими стенками или очень сложные детали, требующие прецизионной точности. Материалы с сильным расширением могут требовать введения добавок для компенсации расширения материала и больших расходов на механическую обработку и очистку для исправления плохих свойств получаемых отливок.
Литьевые составы, имеющие меньшее тепловое расширение, могут быть предпочтительными при литье благодаря (1) уменьшению дефектов литья; (2) сниженным расходам на предварительную техническую подготовку; (3) возможности получать тонкостенные изделия; (4) возможности получать отливки с высокой степенью сложности; (5) уменьшению необходимости применения дорогих буферных добавок или (6) уменьшению необходимости применения дорогостоящих длительных промывок и связанных с ними оборудования и людей.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 отражает диаграмму фазового состояния системы окись магния-окись алюминия-окись кремния.
На фиг. 2 показаны сравнение СТЕз и линейное изменение как функция температуры для обычного литьевого состава и литьевого состава по изобретению.
Фиг. 3 показывает поперечное сечение ступенчатой конической отлитой детали из алюминия с ядром из спеченных гранул по изобретению (пример 4), которая не имеет дефектов в виде прожилок.
Фиг. 4 иллюстрирует поперечное сечение ступенчатой конической отлитой детали из алюминия с ядром из цирконового песка, имеющей небольшие проникающие дефекты в нескольких кольцах и не имеющей дефектов в виде прожилок.
На фиг. 5 показано поперечное сечение ступенчатой конической детали, отлитой из железа, с ядром из спеченных гранул по изобретению (пример 4) с графитовым покрытием, которая имеет немного или совсем не имеет проникающих дефектов и дефектов в виде прожилок.
На фиг. 6 показано поперечное сечение ступенчатой конической детали, отлитой из железа, с ядром из кремниевого песка с покрытием из цирконового промывочного состава, которая имеет незначительные проникающие дефекты в нескольких кольцах и умеренные, многочисленные дефекты в виде прожилок.
Фиг. 7 показывает схематический вид системы для осуществления непрерывного процесса с использованием жидкого слоя для получения литьевого состава согласно изобретению.
Фиг. 8 иллюстрирует схематический вид сушильной камеры, обеспечивающей комбинацию совместных потоков и противотока при получении литьевого состава с применением сушки распылением.
Фиг. 9 показывает схематический вид сушильной камеры с совместными потоками, используемый при получении литьевого состава с применением сушки распылением.
Подробное описание изобретения
Ниже описаны способы получения литьевого состава с низким коэффициентом теплового расширения и литьевой состав, полученный этими способами. Некоторые варианты описывают способы изготовления состава для литья, который включает получение практически круглых и сферических невыдержанных гранул из сырья, которое содержит источник окиси магния, источник двуокиси кремния и источник окиси алюминия, и затем спекание зеленых гранул с образованием состава для литья. Некоторые варианты описывают способы получения состава для литья и состав для литья, полученные этими спосо
- 1 013245 бами, с коэффициентом теплового расширения при температуре от примерно 100 до примерно 1100°С, величина которого меньше, чем величина коэффициента теплового расширения по меньшей мере одного материала из кремниевого песка, цирконового песка и оливинового песка. Некоторые другие варианты описывают способы получения состава для литья и состав для литья, полученный этими способами, имеющий коэффициент теплового расширения менее 4,0-10-6 дюйм/дюйм/°С при температуре от примерно 100 до примерно 1100°С.
Некоторые другие варианты описывают способы получения состава для литья и составы для литья, полученные этими способами, которые имеют коэффициент теплового расширения при температуре от примерно 100 до примерно 1100°С, величина которого выбрана из группы, состоящей из следующих величин: менее примерно 15-10-6 дюйм/дюйм/°С, менее примерно 12-10-6 дюйм/дюйм/°С, менее примерно 7-10-6 дюйм/дюйм/°С, менее примерно 6-10-6 дюйм/дюйм/°С, менее 5-10-6 дюйм/дюйм/°С и менее примерно 4,0-10-6 дюйм/дюйм/°С.
Состав для литья, описанный в данном изобретении, включает практически круглые и сферические спеченные гранулы, полученные из сырья, содержащего источник окиси магния (МдО), источник двуокиси кремния (81О2) и источник окиси алюминия (А12О3), каждый из которых содержится в количестве, достаточном для получения сетчатой структуры, которая, когда гранулы спекаются, образует кордиерит в количестве, равном по меньшей мере 25 вес.%. Состав для литья имеет коэффициент теплового расширения при температуре от примерно 100 до примерно 1100°С, меньший, чем коэффициент теплового расширения по меньшей мере одного материала, выбранного из кремниевого песка, цирконового песка и оливинового песка. Согласно некоторым вариантам количество образовавшегося кордиерита равно по меньшей мере примерно 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80 или 85 вес.%. Согласно другим вариантам количество образовавшегося кордиерита составляет примерно по меньшей мере 7, 20 или 30 вес.%.
Согласно дальнейшим вариантам изобретения получается состав для литья, содержащий кордиерит в количестве от примерно 52 до примерно 66 вес.%, муллит в количестве от примерно 7 до примерно 24 вес.% и сапфирин в количестве от примерно 1 до примерно 8 вес.%. Согласно одному такому варианту кристобалит, если он содержится, составляет менее примерно 1 вес.%.
Согласно другим вариантам получается состав для литья, содержащий кордиерит в количестве от примерно 25 до примерно 42 вес.%, муллит в количестве от примерно 19 до примерно 21 вес.% и сапфирин в количестве от примерно 7 до примерно 11 вес.%. Согласно одному такому варианту кристобалит, если он содержится, составляет менее примерно 1 вес.%.
Согласно другим вариантам получается состав для литья, содержащий кордиерит в количестве от примерно 80 до примерно 90 вес.%, муллит в количестве от примерно 3 до примерно 10 вес.% и сапфирин в количестве от примерно 0 до примерно 16 вес.%. Согласно одному такому варианту кристобалит, если он содержится, составляет менее примерно 1 вес.%.
Согласно другим вариантам получается состав для литья, содержащий кордиерит в количестве примерно 64 вес.%, муллит в количестве примерно 20 вес.% и кристобалит в количестве примерно 7 вес.%. Согласно одному такому варианту сапфирин, если он есть, составляет менее примерно 1 вес.%.
Согласно другим вариантам получается состав для литья, содержащий кордиерит в количестве примерно 82 вес.%, муллит в количестве примерно 13 вес.% и кристобалит в количестве примерно 5 вес.%. Согласно одному такому варианту сапфирин, если он содержится, составляет менее примерно 1 вес.%.
Согласно другим вариантам сетчатая структура источника окиси магния, источника двуокиси кремния и источника окиси алюминия находится в определенных областях фазовой диаграммы системы окись магния-окись алюминия-двуокись кремния. Фазовая диаграмма системы окись магния-окись алюминия-двуокись кремния известна специалистам в данной области для иллюстрации фаз, которые образуются в результате равновесных химических реакций для композиций и температур, показанных на диаграмме. Фазовая диаграмма системы окись магния-окись алюминия-двуокись кремния доступна в подробностях из таких коммерческих источников, как АСег8-Ы18Т Рйаке Ес.|шНЬпа Όίαβπιιηδ СЭ-ВОМ Эа1аЬа5с Уегаюп 3 и Рйаке Ес.|шНЬпа Όίαβπιιηδ: Уо1ите I, Ох1йе8 апй 8а115, 1Не Атепсап Сегатю 8ос1е1у, ЕгпеЧ М. Ьеуш, Саг1 В. ВоЬЬпъ. апй Но\гагй Р. МсМигФе (Ей§.) (1964).
На фиг. 1 показана фазовая диаграмма системы окись магния-окись алюминия-двуокись кремния, которая для ясности была упрощена в отношении подробностей фазовой диаграммы окиси магния-окиси алюминия-двуокиси кремния, известной специалистам в данной области. В частности, на фазовой диаграмме окиси магния-окиси алюминия-двуокиси кремния 1000, показанной на фиг. 1, удалена ось температур, имеющаяся на подробной диаграмме, чтобы показать, что основной интерес представляют только фазы, а именно кристобалит (100% 8Ю2), муллит (71,8% А12О3, 28,2% 8Ю2, 0% МдО), сапфирин (64,4% А12О3, 15,2% 8Ю2, 20,4% МдО) и кордиерит (34,8% А12О3, 51,4% 81О2, 13,8% МдО). Что касается температуры, ось температур не нуждается в иллюстрации на фиг. 1, так как предполагается, что фазы, показанные на фиг. 1, представляют собой те фазы, которые, как ожидается, после нагревания материалов при достаточно высокой температуре с достаточно небольшой скоростью и охлаждения с достаточно небольшой скоростью характеризуются протеканием равновесных химических реакций в показанных
- 2 013245 фазах. Следует иметь в виду, что фаза или точка, расположенные на фазовой диаграмме окись магнияокись алюминия-двуокись кремния 1000, показанной на фиг. 1, расположены соответственно и на полной фазовой диаграмме окись магния-окись алюминия-двуокись кремния.
На фиг. 1 показаны концевые точки фазовой диаграммы, а именно двуокиси кремния 1002, окиси алюминия 1004 и окиси магния 1006. Точка 1100 показывает расположение кристобалита. Точка 1102 иллюстрирует расположение муллита. Точка 1104 соответствует сапфирину. Точка 1106 соответствует кордиериту. Вместе точки 1104, 1102 и 1106 определяют область сапфирин-муллит-кордиерит 1200 на фазовой диаграмме окиси магния-окиси алюминия-двуокиси кремния, в то время как точки 1100, 1102 и 1106 определяют область 1400 кристобалит-муллит-кордиерит на фазовой диаграмме окиси магнияокиси алюминия-двуокиси кремния.
Согласно некоторым вариантам, описанным в данном изобретении, сетчатая структура источника окиси магния и источника окиси алюминия находится в области 1400 кристобалит-муллит-кордиерит на фазовой диаграмме 1400 окиси магния-окиси алюминия-двуокиси кремния. Например, по некоторым таким вариантам сетчатая структура источника окиси магния, источника окиси алюминия и источника двуокиси кремния такова, что окись магния (МдО) будет содержаться в количестве от примерно 7 до примерно 14 вес.%, окиси алюминия (А12О3) будет содержаться в количестве от примерно 17 до примерно 54 вес.% и двуокись кремния будет содержаться в количестве от примерно 39 до примерно 76 вес.%. Согласно некоторым таким вариантам указанная сетчатая химическая структура обеспечивает получение спеченного продукта, содержащего по меньшей мере 50 вес.% кордиерита, а также муллит и кристобалит. Специалистам известно, что наличие других окисей в небольших количествах из примесных компонентов в окиси магния, окиси алюминия и двуокиси кремния может сдвигать количество имеющихся фаз.
Согласно другим вариантам сетчатая химическая структура источника окиси магния, источника двуокиси кремния и источника окиси алюминия находится в области 1200, соответствующей сапфиринумуллиту-кордиериту на фазовой диаграмме окиси магния-окиси алюминия-двуокиси кремния 1000. Например, по некоторым таким вариантам сетчатая структура источника окиси магния, источника окиси алюминия и источника двуокиси кремния такова, что окись магния (МдО) будет содержаться в количестве от примерно 7 до примерно 18 вес.%, окись алюминия будет содержаться в количестве от примерно 33 до примерно 54 вес.% и двуокись кремния будет содержаться в количестве от примерно 33 до примерно 52 вес.%. Согласно некоторым таким вариантам указанная сетчатая структура приведет к получению спеченного продукта, содержащего по меньшей мере 50 вес.% кордиерита, а также муллит и сапфирин. Специалистам известно, что наличие других окисей в небольших количествах из примесных компонентов в окиси магния, окиси алюминия и двуокиси кремния может сдвигать количество имеющихся фаз.
Согласно некоторым вариантам в качестве источника окиси алюминия применяют каолин и/или боксит. Примеры источников окиси магния включают окись магния, тальк и оливиновый песок. Согласно некоторым вариантам в качестве источника двуокиси кремния применяют тальк, каолин, боксит и/или оливиновый песок.
Согласно некоторым вариантам сырье измельчается с получением смеси компонентов, которая затем перерабатывается в состав для литья. Согласно другим способам сырьевые материалы смешиваются вместе во время получения состава для литья.
По некоторым вариантам практически круглые и сферические гранулы образуются при смешении воды, источника окиси магния, источника окиси алюминия и источника двуокиси кремния в смесителе с интенсивным перемешиванием.
Согласно некоторым вариантам практически круглые и сферические гранулы образуются путем получения суспензии, которая включает воду, источник окиси магния, источник окиси алюминия и источник двуокиси кремния и пропускания суспензии через машину для тончайшего измельчения с получением гранул.
Согласно некоторым вариантам практически круглые и сферические гранулы образуются путем получения суспензии, которая включает воду, источник окиси магния, источник окиси алюминия и источник двуокиси кремния и пропускания суспензии через распылитель с получением гранул.
Любой из исходных материалов может быть кальцинированным, некальцинированным, частично кальцинированным или их смесью. Например, в тех случаях, когда применяют каолин и/или боксит, один из этих компонентов или оба могут быть кальцинированными, некальцинированными или частично кальцинированными. Согласно некоторым способам практически круглые и сферические невыдержанные гранулы образуются при смешении исходных материалов, содержащих кальцинированный каолин и кальцинированный боксит, и получения сетчатой структуры, как описано в данном изобретении. Согласно другим способам практически круглые и сферические невыдержанные гранулы получают из исходных материалов путем обеспечения сетчатой структуры, как описано в данном изобретении, в процессе сушки распылением или в псевдоожиженном слое, когда применяют некальцинированный каолин и/или некальцинированный боксит.
Невыдержанные (сырые) гранулы, полученные указанными выше способами, подвергают спека
- 3 013245 нию для получения конечных гранул при температурах, достаточных для спекания гранул без плавления. Спекание можно проводить во вращающейся обжиговой печи, в камерной сушилке или в другом приемлемом аппарате, где создаются соответствующие условия спекания. Сам процесс спекания и оборудование для его проведения известны специалистам (например, см. патент США № 4427068, РйхщЬЬоп). Согласно некоторым вариантам спекание можно проводить при температуре в пределах от примерно 1300 до примерно 1420°С в течение промежутка времени от примерно 20 до примерно 45 мин при пиковой температуре.
Состав для литья, полученный описанными в данном изобретении способами, может содержать покрытие на основе смолы и подвергаться формованию в форме. Способы получения покрытия на литьевом составе и получения из него формованных изделий известны специалистам. Литьевой состав, полученный способами по изобретению, можно также применять в способах литья изделий по газифицируемым моделям (Ьо81 Роат) при уплотнении литьевого состава вокруг пенопластовой формы для литья. Способы литья по газифицируемым моделям известны специалистам в данной области.
Следующие ниже примеры иллюстрируют способы и композиции по изобретению.
Примеры исходных сырьевых материалов.
Данные химического анализа и потерь при горении исходного сырья, применяемого для получения практически круглых и сферических гранул и брусков способами, описанными в данном изобретении, приведены в табл. 1 в весовых процентах.
Каолин, обозначенный в табл. 1 как каолин С, доступен на фирме СУ Мшегак, АпёегкопуШе, СА. Каолин М, добываемый в Сеп1га1 Сеогд1а, известной также как М1ёё1е Сеогд1а, имеет состав, указанный в табл. 1. Тальк, который обычно называют гидратированным силикатом магния, получали из трех источников. Тальк А является тальком Рюпеег 2882, который доступен в 2етех 1пёи81па1 Мшегак. Тальк В обозначает тальк ХУоН, который производит \Уо1ё Та1с Сотрапу. Тальк С является тальком, коммерчески доступным как тальк 9202 в Ро1аг Мшегак. Оливиновый песок, который известен также как силикат магния-железа, получали из Иштш. Окись магния, используемая в этом примере 1, коммерчески доступна в Майш Мапейа Мадпеыа 8рес1а1йе§ под торговым названием МадСйет 40. Боксит приобретали в Сота1со.
Таблица 1
Химический состав исходного сырья (вес.%)
М§О А12О3 8Ю2 СаО 1Ча2О К2О тю2 Ге2Оз Другие ЬО1
Каолин С 0.07 45.60 51.21 0.05 0.07 0.17 1.86 0.96 0.01 2
Каолин М 0.05 45.72 50.65 0.15 0.04 2.37 0.12 0.1 3.2
Тальк А 27.24 1.25 61.14 9.68 - - 0.69 - 11.5
Тальк В 32.33 0.67 64.48 1.77 0.32 0.07 0.28 0.08 9.7
Тальк С 35 0.70 61.5 1.00 - - - 0.50 1.20 7
Оливиновый песок 48.52 0.19 42.97 0.02 0.02 0.01 7.76 0.51 1.05
м§о 98.64 0.08 0.28 0.83 - - - 0.17 - 1.25
Боксит 0.04 82.21 7.21 0.01 - - 3.63 6.72 0.18 2
Данные для каолинов и боксита были определены по спектрам, полученным методом индукционного плазменно-оптического излучения (1СР или 1СР-ОЕ8), который является аналитическим методом, известным специалистам. Количество остальных компонентов указано по данным поставщиков.
Пример 1. Гранулы.
В струйной мельнице готовили восемь смесей из материалов, приведенных в табл. 1, их количество указано в табл. 2А. Другое подходящее оборудование и методы измельчения сырья, такого как каолин, тальк и боксит, известны специалистам. Боксит и каолин кальцинировали до измельчения с другими исходными материалами в течение времени и при температуре, достаточных для практического удаления органических веществ и воды, входящей в состав гидратов. Другие сырьевые материалы кальцинированию не подвергались.
Как показано в табл. 2А, каолин был использован во всех восьми смесях. Тальк А применяли в смесях № 1, 2 и 5, а тальк В входил в состав смесей № 3, 7 и 8. Оборудование и способы струйного измельчения сырья известны специалистам. В этом примере исходные материалы измельчали в 81иг1еуап1 1пс. 4 Ореп Мапйо1ё Мюгошхег со скоростью подачи примерно 1 ф/ч.
- 4 013245
Таблица 2А
Смеси исходных материалов
I 2 3 4 5 6 7 8
Каолин 60.1(0 55.0(0 54.6(0 86.9(0 63.2(0 63.2(0 65.4(0 75.6(0
Тальк 17.4(А) 16.4(А) 16.2(В) 0 17.4(А) 0 8.1(В) 8.1(В)
Оливиновый песок 0 0 0 0 0 23.5 0 0
мео 8.5 8.4 7.9 11.8 7.1 0 10.4 9.3
Боксит 14.0 20.3 21.3 1.3 12.3 13.2 16.2 7.0
Каждая из смесей, указанных в табл. 2А, применялась для получения практически круглых и сферических гранул способом, использующим смеситель с интенсивным перемешиванием, который похож на способ изготовления расклинивающего наполнителя, описанный в патенте США № 4879181, ΓίΐζщЬЬоп.
В этом примере 1 каждая смесь подавалась отдельно и периодически в смеситель Είποίι. имеющий циркулярную плиту, которая может быть горизонтальной или наклонной под углом 0-35° к горизонтальной плоскости и может вращаться со скоростью от примерно 10 до примерно 60 об/мин. Смеситель также содержит вращающуюся мешалку, которая может вращаться со скоростью конца лопасти от примерно 5 до примерно 50 м/с. Направление вращения плиты противоположно направлению вращения мешалки, что заставляет материал, добавляемый в смеситель, перетекать через себя противотоком. Центральная ось мешалки обычно расположена в смесителе в положении на расстоянии от центральной оси вращающейся плиты. Для формования состава для литья в этом примере 1 плиту вращали со скоростью от примерно 20 до примерно 40 об/мин, наклон составлял около 30° к горизонтальной плоскости. Мешалка сначала вращалась со скоростью около 25-30 м/с (примерно 1014-1420 об/мин) и скорость регулировали, как описано ниже, во время добавления воды в смеситель.
Во время перемешивания смеси в смесителе Είποίι в смеситель добавляли воду в количестве достаточном для образования практически круглых и сферических гранул. В этом конкретном примере вода была свежей и добавлялась в смеситель в количестве, достаточном для получения примерно 18-22% в расчете на вес исходного материала в смесителе, хотя это количество может меняться. В общем, количество воды, используемое в способах по изобретению, представляет собой то количество, которое является достаточным для инициирования образования практически круглых и сферических гранул при перемешивании. Специалисты в данной области знают, как определить подходящее количество воды, добавляемое в смеситель, для образования практически круглых и сферических гранул.
Скорость добавления воды в смеситель не является критической. Действие интенсивного перемешивания диспергирует воду в смеси. Во время добавления первой половины количества воды мешалка вращается со скоростью около 16 м/с (примерно 568 об/мин) и затем вращалась с большей скоростью конца лопасти около 32 м/с (около 1136 об/мин). Начальное вращение мешалки является необязательным. Если оно применяется, то скорость вращения составляет примерно 5-20 м/с с последующей более высокой скоростью конца лопасти в пределах от примерно 25 до примерно 35 м/с. Специалисты могут определить, устанавливать ли большую или меньшую скорость мешалки и/или плиты, чем скорости, указанные в этом примере 1, для получения практически круглых и сферических гранул.
После перемешивания в течение примерно 2-6 мин образуются практически круглые и сферические гранулы. Время смешения может меняться в зависимости от ряда факторов, включая, без ограничения, количество материала в смесителе, скорость смесителя, количество воды, добавляемой в смеситель, и желаемый размер гранул. Специалисты могут определить, должно ли быть время смешения больше или меньше, чем промежутки времени, указанные в примере 1, чтобы получить практически круглые и сферические гранулы желаемого размера. Как только получаются гранулы желаемого размера, скорость ротора снижается до примерно 16 м/с (около 568 об/мин), добавляется еще 10% пылевидного исходного материала (в расчете на сухой вес материала, добавляемого в смеситель сначала) и продолжают смешение в течение примерно минуты. Пылевидные обрезки помогают выровнять поверхность гранул. Желательный размер частиц литьевого состава, после спекания, получаемый в этом примере 1, указан в табл. 1. Для компенсации усадки, которая происходит во время спекания, гранулы, выгружаемые из смесителя, примерно на 1-2 И8 меш больше, чем желательный размер спеченных частиц.
Полученные гранулы выгружали из смесителя и высушивали. В данном примере гранулы помещали в приемник из нержавеющей стали и перемещали на ночь в сушильную печь, работающую при температуре 110°С, что обеспечивает получение гранул с содержанием влаги менее 1 вес.%. Гранулы называют невыдержанными после удаления из сушилки, так как они не являются спеченными до конечного состояния.
Невыдержанные гранулы, полученные из каждой из смесей № 1-8, помещали в лодкообразные лотки, которые загружали в печь ЫпбЬигдй В1ие М 1700°С Вох (Мобе1 ВГ 51664 РС), работающую при условиях, показанных в табл. 2В. НВ обозначает приблизительную скорость нагрева в печи, °С/ч. 8оак
- 5 013245
Тетр показывает примерную пиковую температуру в печи и 8оак Т1те показывает время пребывания гранул в печи при температуре 8оак Тетр.
Таблица 2В
Условия спекания
1 2 3 4 5 6 7 8
НК.(°С/ч) 960 960 960 960 960 960 960 960
8оак Тетр (° С) 1360 1400 1360 1400 1400 1380 1400 1400
Зоак Типе (мин) 30 30 30 30 30 30 30 30
Невыдержанные гранулы можно до спекания просеять с тем, чтобы в печь попали только гранулы нужного размера. Кроме того, гранулы могут быть просеяны после удаления из печи. Способы и оборудование для просеивания и похожего разделения по размеру известны специалистам. Затем оценивали различные свойства спеченных гранул, полученных из каждой смеси. Результаты приведены в табл. 2С. Результат, обозначенный п/а, означает, что свойство не определялось.
Таблица 2С
Свойства спеченных гранул
1 2 3 4 5 6 7 8
Желаемый размер после спекания, и 5 меш и эквивалент в микронах -30/+50 600-300 мк -20/+40 850-425 мк -30/+40 600-300 мк -30/+50 600-300 мк -30/+50 600-300 мк -20/+40 850-425 мк -50/+Ι40 300-106 мк -50/+140 300-106 мк
Определенная ΟΕΝ п/а п/а п/а п/а п/а п/а 77.3 57.6
АЗС 2.45 2.58 2.54 2.48 2.54 2.39 2.60 2.58
Уд. вес целой гранулы (г/см3) 2.6826 2.7221 2.7013 2.5678 2.6479 2.7009 2.6798 2.6325
Уд. вес размолотой гранулы (г/смэ) 2.7935 2.8400 2.8335 2.7492 2.7859 2.7864 2.8641 2.7382
Внутренняя пористость, % 4.0 44.2 4.7 6.6 5.0 3.1 6.4 3.9
ВО (д/см3) 1.25 1.35 1.2« 1/32 1.32 1.21 1.31 1.28
Раздавливание (%), 4 ф/дюйм2 8.4 4.8 4.4 7/7 5.8 8.0 4.0 1.6
Пористость по ΜΙΡ (%) 6.0 3.2 3.2 2.9 2.8 11.9 2.2 0.5
М8О (1СР-вес %) 14.64 14.71 13.99 12.1 13/17 12.94 13.5 12.4
Α12Ο3 ОСО-вес. %) 41.5 43.72 44.58 43.89 42.07 41.24 44.8 42.0
8ΐθϊ (1СР-вес.%) 38.55 35.93 36.05 40.22 39.78 39.53 37.1 41.4
Кордиерит (ΧΚΌ-вес. %) 61.1 55.3 52.9 62.5 62.9 63.3 58.9 65.1
Муллит (ХКО-вес. %) 7.7 11.6 16.6 23.2 12.9 19 15.4 19.9
Сапфирин (ХКЮ-вес. %) 5.9 7.2 6.8 2.4 4.2 3.5 5.7 1.6
Кристобалит (ΧΚϋ-вес. %) 0.2 0 0.1 0.2 0.2 0 0 0.1
Стекло (ХК О-вес. %) 25.1 25.9 23.6 11.7 19.9 14.3 20.0 13.3
СТЕ, 100-1100 “сдю·6 дюйм/дюйм/°С) | 3.5 3.8 3.8 3.2 3.6 3.1 3.6 2.5
Желаемый размер гранул, указанный в табл. 2С, представляет собой примерно желаемый размер гранул по этому примеру 1, после усадки при спекании. После спекания гранулы могут быть проклассифицированы рассевом в лаборатории для деления по размеру, например промежуточным размерам между 20, 30, 40, 50, 70, 100, 140, 200 и 270 И8 меш. Определенное распределение по размерам можно использовать для подсчета числа тонины зерен (ΟΤΝ). Корреляцию между размером сита и ΟΤΝ можно определить в соответствии с Ргосейиге 106-87-8 Атепсап Роипйгу 8ос1е1у Мо1й апй Соге Тез! НапйЬоок, известной специалистам.
Указанный кажущийся удельный вес (А8О) спеченных гранул представляет собой безразмерное число, которое в численном выражении равно весу в граммах 1 см3 объема, за исключением пустот или открытых пор при определении объема, деленному на плотность воды (примерно 1 г/см3). Приведенные величины А8О были определены по методике АР1 Кесоттепйей Ргасйсез КР60 для испытания жидко
- 6 013245 стей методом Архимеда для вытеснения жидкости (воды), известным специалистам.
Удельный вес целой гранулы (8С), указанный в табл. 2С, обозначает пористые гранулы, которые были определены при помощи пикнометра с гелием Мютотетйтск Ьгапб. работающего согласно инструкциям производителя.
размолотой гранулы определяли путем размалывания гранул до мелкой пыли и применения указанного выше пикнометра с гелием Мютотетйтск Ьгапб для определения 80 пыли. 80 размолотой гранулы показывает ее плотность без пор.
Внутренняя пористость показывает степень внутренней (закрытой) пористости гранулы. Внутренняя пористость в %. указанная в табл. 2С. была рассчитана по разности между 80 целых гранул и 80 размолотых гранул, деленной на 80 размолотых гранул.
Объемный вес. приведенный в табл. 2С. учитывает пустоты между гранулами как часть объема. он был определен методом ΑΝ8Ι Тек! Мебюб В74.4 - 1992 (В 2002). известным специалистам.
Степень раздавливания спеченных гранул выражена как вес в % пыли (т.е. материала с размером частиц менее 140 меш с 0ΕΝ 60 и более) при 4000 ф/дюйм2. Степень раздавливания. указанная в табл. 2С. была определена согласно методу ΑΡΙ Весоттепбеб Ргасбсек ВР60 для испытания расклинивающих наполнителей. известному специалистам.
Пористость по ΜΙΡ показывает поверхностную пористость гранул. которая была измерена прибором для измерения пористости с использованием ртути Мютотегйтск Ьгапб (ΜΙΡ). Этот прибор ΜΙΡ использует высокое давление для впрыска ртути в поры на поверхности гранул и затем показывает. сколько ртути было введено при давлении от атмосферного до 30000 ф/дюйм2. Поверхностная пористость рассчитывается. исходя из веса образца и количества ртути. введенной в гранулы при давлении от 30 до 30000 ф/дюйм2.
Весовые количества окиси магния. окиси алюминия и двуокиси кремния. указанные в табл. 2С. определяли по данным спектров плазменно-оптического излучения (ΙΟΡ или ΙΟΡ-ΘΕ8). методика проведения этого определения известна специалистам.
Весовое количество кордиерита. муллита. сапфирина. кристобалита и стекла в спеченных гранулах определяли методом дифракции рентгеновских лучей (ΧΒΌ). этот аналитический метод также известен специалистам. Из табл. 2С видно. что композиции. которые включают от примерно 12 до примерно 15 вес.% магнезии (окиси магния) от примерно 41 до примерно 45 вес.% окиси алюминия и от примерно 35 до примерно 42 вес.% двуокиси кремния. можно применять для получения материала. пригодного для использования в качестве литьевого состава. содержащего от примерно 52 до примерно 66 вес.% кордиерита. от примерно 7 до примерно 24 вес.% муллита и от примерно 1 до примерно 8 вес.% сапфирина.
Коэффициент теплового расширения (СТЕ). указанный в табл. 2С. показывает изменение длины линейного сегмента в гранулах на единицу изменения температуры в температурном интервале от 100 до 1100°С. Для определения теплового расширения гранул они были размолоты до частичек размером менее 200 мкм. Смесь связующее-вода была получена смешением воды и метилцеллюлозного связующего. коммерчески доступного в Бо\у Сйетюа1 под торговым названием Ме11юсе1 Е. Связующее брали в количестве около 2.5% от общего веса смеси связующее-вода. Затем смесь связующее-вода смешивали с порошком для получения гранулированного порошка. Порошок смешивали со смесью связующее-вода в количестве от примерно 10 до примерно 15% от общего веса гранулированного порошка. Затем гранулированный порошок высушивали до содержания остаточной воды. равного примерно 5-7 вес.%. Высушенный порошок прессовали с получением брусков длиной 1 дюйм. Бруски высушивали в течение примерно 24 ч при температуре около 220°Е. Согласно методике. изложенной в А8ТМ Е 228-85. тепловое расширение брусков измеряли как функцию температуры. применяя дилатометр Ойоп Бба1оте1ег Мобе1 1600Ό (Т1е Еб\тагб Ойоп 1т. Сетатю Еоипбабоп-Тйетта1 Игйгитегй Ипй). который является дилатометром с выталкиванием бруска. Дилатометр был калиброван при помощи платинового эталона М8Т в соответствии с методом. известным специалистам. Расширение измеряли. когда образец нагревали от комнатной температуры до 1400°С. охлаждали до комнатной температуры и снова нагревали до 1400°С. Скорость нагрева и охлаждения составляла 3°С/мин. СТЕ определяли во время второго цикла нагрева как изменение длины/изменение температуры в пределах 100-1100°С.
Фиг. 2 иллюстрирует сравнительные данные. касающиеся (а) опубликованных производителем величин линейного изменения в зависимости от температуры и рассчитанных величин СТЕ литьевого состава. производимого САВВО Сетатюк под торговым названиями АССИСА8Т® ΙΌ40 и АССИСА8Т® ББ30; (б) величин линейного изменения в зависимости от температуры и рассчитанных величин СТЕ для кремниевого песка. цирконового песка и оливинового песка; и (в) величин линейного изменения в зависимости от температуры и рассчитанных величин СТЕ гранул. полученных из смесей № 3. 4 и 5. кремниевого песка. цирконового песка и оливинового песка определяли дилатометрическим методом. как описано выше.
Как показано на фиг. 2. в интервале СТЕ гранул. полученных из смесей № 3. 4 и 5. меньше. чем величины. определенные для кремниевого песка. цирконового песка и оливинового песка и СТЕ. опубликованные производителем для литьевых составов АССИСА8Т® ΙΌ40 и АССИСА8Т® ΕΌ30. В частно
- 7 013245 сти, смесь № 4 имеет СТЕ в интервале температур 100-1100°С, величина которого на 79, 33, 72, 55 и 49% меньше, чем величины СТЕ для кремниевого песка, цирконового песка и оливинового песка, литьевых составов АССИСА8Т® Ш40 и АССИСА8Т® ЬБ30, соответственно. Как показано в табл. 2С, в интервале температур 100-1100°С СТЕ гранул, полученных из смесей № 1, 2 и 6-8, также меньше, чем величины СТЕ для кремниевого песка, цирконового песка и оливинового песка, литьевых составов АССИСА8Т® Ш40 и АССИСА8Т® ЬБ30.
Приведенные величины степени раздавливания и низкая плотность гранул, полученных из смесей 1-8, каждые в отдельности, демонстрируют пригодность смесей для получения литьевых составов. Низкие величины степени раздавливания вместе с небольшим тепловым расширением позволяют осуществлять рецикл материала (т.е. применять для многих операций литья вместо использования для одной отливки и выгрузки в отвал). Низкая величина плотности (А8С) порядка 2,5 позволяет применять более легкие формы и меньшее количество смолы по сравнению с формами, изготовленными из цирконового песка, который имеет величину плотности около 4,6 (А8С).
Пример 2. Гранулы.
Из исходных материалов, указанных в табл. 1, были приготовлены три смеси, состав которых указан в табл. 3А. Боксит и каолин перед смешением с другими исходными материалами подвергали кальцинированию в течение времени и при температурах, достаточных для практического удаления органического материала и воды, входящей в состав гидратов. Другие исходные материалы были некальцинированными.
Как показано в табл. 3А, каолин М применяли для всех трех смесей, а тальк А - для смесей № 9 и 10. Сырье в количествах (вес.%), указанных в табл. 3А, подавали в смеситель Ешсй, описанный в примере 1. Как только исходные материалы были перемешаны до состояния гомогенности, загруженную порцию удаляли из смесителя и около 10 вес.% выгружали отдельно для приготовления пыли для гранул, образующихся в смесителе. Остальную часть загрузки возвращали в смеситель, затем добавляли воду с целью получения практически круглых и сферических невыдержанных гранул, как описано в примере 1. Пыль добавляли после того, как невыдержанные гранулы достигали размера, когда их можно было видеть, для компенсации усадки (примерно 1-2 И8 меш), которая возникает при спекании.
Таблица 3А
Смеси исходных сырьевых материалов
9
Каолин 80.6 (М)
Тальк 14.6 (А)
Оливиновый песок 0
мео 4.9
Боксит 0
10 И
56.9 (М) 87.3 (М)
15.0 (А) 0
0 0
7.4 11.9
20.6 0.8
Невыдержанные гранулы, выгруженные из смесителя Ешсй, высушивали, как описано в примере 1, затем их подвергали спеканию в камерной печи, работающей при условиях, приведенных в табл. 3В.
Таблица 3В
Условия спекания
9 10 11
НК(°С/ч) 960 960 960
8оак Тетр {°С) 1400 1400 1420
8оак Т1те (мин) 30 30 30
Невыдержанные гранулы можно до спекания просеять с тем, чтобы в печь попали только гранулы нужного размера. Кроме того, гранулы могут быть просеяны после удаления из печи. Способы и оборудование для просеивания и похожего разделения по размеру известны специалистам. Затем оценивали различные свойства спеченных гранул, полученных из каждой смеси. Результаты приведены в табл. 3С. Из табл. 3С видно, что композиции, которые включают от примерно 13 до примерно 14 вес.% окиси магния, от примерно 40 до примерно 45 вес.% окиси алюминия и от примерно 36 до примерно 43 вес.% дву окиси кремния, можно применять для получения материала, пригодного в качестве состава для литья, содержащего от примерно 25 до примерно 42 вес.% кордиерита, от примерно 19 до примерно 21 вес.% муллита и от примерно 7 до примерно 11 вес.% сапфирина.
- 8 013245
Таблица 3С
Свойства спеченных гранул
9 10 11
Желаемый размер после спекания, и«8, меш я эквивалент в мк -30/+50 600-300 мк -30/+50 600-300 мк -30/+50 600-300 мк
АЗО 2.20 2.54 2.63
ВЁЙг/см5) 1.13 1.25 1.30
Степень раздавливания (%), 4 кф/дюйм3 35.5 27.8 17.5
Пористость по ΜΙΡ (%) 3.7 Ν/Α Ν/Α
МеО (1СР-вес %) 11.4 13.7 13.5
3ϊΟ2 (1СР-вес.%) 48.0 36.2 42.7
А12Оз (1СО-вес. %) 36.8 44.6 40.6
Кордиерит (ХКП-вес. %) 63.6 41.8 25.9
Муллит (ХКО-вес. %) 19.9 20.5 19.9
Сапфирин (ХКО-вес. %) 0 7.1 10.8
Кристобалит (ХКО-всс. %) 7.2 0 0
Стекло (ΧΚϋ-вес. %) 9.3 30.5 43.3
СТЕ, 100- 1100 “С, (Ю’” дюйм/дюйм/°С) 2.8 4.0 3.2
Желаемый размер, указанный в табл. 3С, показывает примерно желаемый размер гранул по примеру 2 после усадки при спекании. Свойства, приведенные в табл. 3С, были определены, как указано в примере 1. Из трех смесей смесь № 11 содержала наименьшее количество кордиерита и наибольшее количество стекла. Небольшое содержание кордиерита, вероятно, обусловлено, по меньшей мере частично, наличием других окисей, являющихся примесями, в небольших количествах, которые содержатся в источниках окиси магния, окиси алюминия и двуокиси кремния в смеси № 11, и действием более высокой температуры спекания исходных материалов, применявшихся для смеси № 11. Однако, несмотря на это, исходные материалы, примененные для смеси № 11, привели к образованию сетчатой структуры, и количество кордиерита оказалось достаточным для получения состава для литья с низким СТЕ, как описано в данном изобретении.
СТЕ гранул, полученных из каждой смеси, меньше, чем СТЕ для кремниевого песка, оливинового песка, а также цирконового песка, указанных на фиг. 2. Таким образом, смеси по примеру 2 пригодны для применения в качестве составов для литья.
Более того, низкая плотность таких составов для литья, равная примерно 2,5 (А8О), позволяет применять более легкие формы и формы, требующие меньшего количества смолы, по сравнению с формами, изготовленными из цирконового песка, который имеет плотность, равную примерно 4,6 (А8О).
Пример 3. Бруски.
Из исходных материалов, указанных в табл. 1, готовили пять смесей, состав которых приведен в табл. 4А. Боксит и каолин перед смешением с другими исходными материалами подвергали кальцинированию в течение времени и при температурах, достаточных для практического удаления органического материала и воды, входящей в состав гидратов. Другие исходные материалы были некальцинированными.
Как показано в табл. 4 А, каолин М применяли во всех пяти смесях, тальк С - в смесях № 12 и 13. Материалы видов и в количествах, указанных (вес.%) в табл. 4А, перерабатывали прессованием под давлением 12,5 Кф/дюйм2 в бруски размером 3х3/8х~3,8, используя обычный одноосный пресс, хорошо известный специалистам.
Таблица 4А
Смеси исходных материалов
12 13 14 15 16
Каолин 82.9 (М) 86.7 (М) 84.6 (М) 77.9 (М) 87.5 (М)
Тальк 15.1 (С) 5.9 (С) 0 0 0
Оливиновый песок 0 0 0 0 0
м^о 3.8 7.8 13.2 12.7 11.7
Боксит 0 0 2.3 10.4 0.8
Затем бруски подвергали спеканию в камерной печи, работающей при условиях, указанных в табл. 4В.
- 9 013245
Таблица 4В
Условия спекания
12 13 14 15 16
НК(С/ч) 480 480 480 480 480
8оак Тетр (°С) 1400 1400 1400 1400 1400
8оак Вте (мин) 60 60 60 60 60
Определяли СТЕ спеченных брусков, изготовленных из каждой смеси, результаты приведены в табл. 4С. Свойства (кроме А8О), приведенные в табл. 4С, определяли, как описано в примере 1. А8О измеряли по методу Архимеда согласно инструкции производителя для Рщйег АССИ-224 0,1 мг Ва1апсе с набором для измерения плотности. Из табл. 4С видно, что композиции, которые включают от примерно 10 до примерно 14 вес.% окиси магния, от примерно 39 до примерно 44 вес.% окиси алюминия и от примерно 38 до примерно 47 вес.% двуокиси кремния, можно применять для получения материала, пригодного для применения в качестве состава для литья, содержащего от примерно 80 до примерно 90 вес.% кордиерита, от примерно 3 до примерно 10 вес.% муллита и от примерно 0 до примерно 16 вес.% сапфирина.
Таблица 4С
СТЕ спеченных брусков
12 13 14 15 16
АЗО 2.41 2.40 2.51 2.60 2.44
МвО (1СР-вес %) 9.5 10.2 14.1 13.7 12.8
81О2 (1СР-вес.%) 50.5 47.0 42.6 38.9 43.9
А12Оз (1СО-вес. %) 37.6 39.7 40.4 43.8 40.6
Кордиерит (ΧΚϋ-вес. %) 82.3 80.8 81.6 81.6 89.5
Муллит (ХКО-вес. %) 12.5 9.1 3.1 5.1 5.3
Сапфирин (XКВ-вес. %) 0 0 15.3 13.3 5.3
Кристобалит (ХКП-вес. %) 5.2 0 0 0 0
Стекло (ХКВ-вес. %) 0 10.1 0 0 0
СТЕ, от 100 до 1100 °С, (1 О'6 дюйм/дюймЛС) 2.3 2.3 2.7 3.1 2.5
Более высокое содержание кордиерита в брусках по примеру 3 может быть обусловлено более медленно снижающимися параметрами процесса спекания брусков по сравнению с гранулами по примерам 1 и 2 (480°С/ч для брусков и 960°С/ч для гранул). Меньшие скорости, однако, увеличивают время, нужное для получения гранул. Соответственно, более медленно снижающаяся скорость может быть отрегулирована так, чтобы получить спеченные гранулы с желательными свойствами за желательный промежуток времени.
СТЕ брусков, изготовленных из каждой смеси, меньше, чем СТЕ для кремниевого песка, оливинового песка и цирконового песка, приведенные на фиг. 2. Таким образом, смеси по примеру 3 пригодны для дальнейшего получения состава для литья с низким тепловым расширением. Например, смеси по примеру 3 можно гранулировать любым из примеров 1 и 2 выше, или по альтернативным вариантам, описанным ниже.
Пример 4. Металлические отливки, изготовленные из гранул.
Одна смесь под номером 17 была приготовлена из исходных материалов, описанных в табл. 5А, она имела состав, указанный в табл. 5В. Перед смешением каолина с другими исходными материалами его подвергали кальцинированию при температуре и времени обработки, достаточных для практически полного удаления органических веществ и воды, другие исходные материалы были некальцинированными.
Таблица 5А
Химический состав исходных материалов (вес.%) - смесь 17
М§О А12Оз 8Ю2 СаО Νβ2Ο К2О ΤίΟ2 Ре2О3 Другие ЬО1
Каолин С2 0.06 49.26 47.20 0.03 0.03 0.09 2.23 0.96 0.14 2.19
Тальк В2 33.97 0.34 62.24 3.07 - 0.12 0.03 0.22 0.01 10.54
М§О 98.64 0.08 0.28 0.83 - - - 0.17 - 1.25
Каолин С2 получали из того же источника, что и каолин С, описанный в табл. 1, но его получали из другой партии материала. Точно так же тальк В2 брали из того же источника, что и тальк В, указанный в табл. 1, но из другой партии материала. Окись магния, приведенная в табл. 5А, была взята из того же источника и партии, что и показанная в табл. 1. Как указано в табл. 5В для смеси 17 применяли каолин
- 10 013245
С2 и тальк В2. Вид исходных материалов и их количество (вес.%) указаны в табл. 5В. Их подавали в двойной ленточный смеситель объемом 10 фут3. После смешения исходных материалов при перемешивании в ленточном смесителе их подавали в струйную мельницу (№ΐζ5θ1ι СОИИиХ® Е1ш^еб Веб бе1 М111, тобе1 СС816). Измельченная смесь имела средний размер частиц менее 4 мкм и 99,9% частиц имели размер менее 14 мкм. Большая часть исходной смеси была помещена в смеситель Ешсй, затем добавляли воду с целью получения практически круглых и сферических невыдержанных гранул способом, описанным в примере 1. Затем добавляли пыль, как описано в примере 1, после того, как гранулы достигли достаточно крупного размера, видимого невооруженным глазом, для компенсации усадки (около 1-2 И8 меш), которая происходит в процессе спекания.
Таблица 5В
Смесь исходных материалов - смесь 17
Каолин 81.70 (С2)
Тальк 9,54 (В2)
ΜβΟ 8,76
Невыдержанные гранулы, выгруженные из смесителя Ешсй, высушивали, как описано в примере 1, помещая их в алюминиевые лотки, и подвергали спеканию в печи ЬтбЬигдй В1ие Ьох к11п М 1700°С (модель ВГ 51664РС) при условиях, указанных в табл. 5С.
Таблица 5С
Условия спекания
НВ (°С/ч) 960
Зоак Тетр (°С) 1420
8оак Т1гпе (мин) 30
Невыдержанные гранулы можно до спекания просеять с тем, чтобы в печь попали только гранулы нужного размера. Кроме того, гранулы могут быть просеяны после удаления из печи. Способы и оборудование для просеивания и похожего разделения по размеру известны специалистам. Затем оценивали различные свойства спеченных гранул, полученных из каждой смеси. Результаты приведены в табл. 5Ό.
Таблица 5Ό
Свойства спеченных гранул
Желаемый размер после спекания, меш и эквивалент в мк 58 ΟΡΝ -40/+140 меш 420-105 мк
А8О 2.40
Βϋ (г/см) 1.24
Степень раздавливания (%), 4 кф/дюйм Ν/Α
Пористость по ΜΙΡ (%) 2.4
М§О (1СР-вес %) 12.4
8ίΟ2 (1СР-вес.%) 45.6
А12Оз (1СО-вес. %) 42.0
Кордиерит (ХКО-вес. %) 70.8
Муллит (ХШЭ-вес. %) 19.6
Сапфирин (ХВО-вес. %) 0.4
Кристобалит (ХКВ-вес. %) 0
Стекло (ХВП-вес. %) 9.3
СТЕ, 100-1100 С, (10-6 дюйм/дюйм/°С) 2.2
Величины размера гранул, указанные в табл. 5Ό, обозначают примерный желательный размер гранул в примере 4 после усадки во время спекания. Свойства, указанные в табл. 5Ό, определяли, как описано в примере 1.
Величины СТЕ гранул, полученных из смеси, указанной в табл. 5В, меньше, чем СТЕ для кремниевого песка, оливинового песка и цирконового песка, указанные на фиг. 2. Таким образом, смесь 17 по этому примеру 4 подходит для применения в качестве состава для литья, что показывает получение ступенчатых конических отливок, описанное ниже.
Ступенчатые конические детали получали литьем с применением спеченных гранул в качестве материала для литейной формы. Ступенчатые конические детали известны специалистам как применяемые для оценки дефектов в отливках. Ступенчатая коническая отливка имел цилиндрическую форму высотой около 7 дюймов (17,8 см) и диаметром 5 дюймов (12,7 см). Форма состояла из шести внутренних колец, высотой около одного дюйма, которые имели уменьшающийся внутренний диаметр от 4 дюймов (10,2 см) до 1,5 дюйма (3,8 см) с уменьшением в 0,5 дюйма (1,3 см).
Ступенчатые конические стержни изготавливали из спеченных гранул с применением фенольноуретанового крепителя (Н. А. 1п1егпа1юпаГ5 8щта Сиге 305/705) в количестве 2,5% от веса спеченных гранул. Определенное количество спеченных гранул взвешивали и помещали в смеситель объемом 5 кварт (4,7 л) из нержавеющей стали КйсйепАгб Τΐ1ΐ Неаб 81апб. Мгхег. Взвешивали требуемое количество
- 11 013245 крепителя и добавляли к гранулам в смесителе. Связующее добавляли в карман. полученный в гранулах и покрывали его гранулами до смешения. чтобы связующее (крепитель) не прилипало к лопастям смесителя. Содержимое перемешивали в течение 2 мин и дважды встряхивали чашу смесителя для обеспечения надлежащего смешения содержимого смесителя и для того. чтобы избежать наличия любых сухих не смешавшихся добавок на дне чаши смесителя. Затем содержимое смесителя перемещали в ступенчатую коническую форму. где его подвергали сжатию плунжером. как хорошо известно специалистам. Затем ступенчатую коническую форму помещали в камеру для выпускания газов 0ау1огб 0ак 0епега!ог и дегазировали в течение 4 с. применяя триэтиламин (ТЕА) под давлением 20 ф/дюйм2 (139 кПа) и затем промывали в течение 45 с сухим воздухом под давлением 40 ф/дюйм2 (276 кПа). Некоторые из ступенчатых конических форм были покрыты или графитом. или цирконом окунанием. Ступенчатые конусы были отлиты из алюминия и серого (литейного) чугуна. Алюминиевые отливки получали из алюминия А356 при температуре 649°С (1200°Е). Чугунные отливки отливали из серого чугуна класса 30 с номинальным составом и 3.20% углерода и 2.20% кремния при температуре 1427°С (2600°Е). Отливки разделяли и прилипший песок удаляли при помощи проволочной щетки. На фиг. 3 и 4 показаны части алюминиевых ступенчатых конусов. полученных из стержней. изготовленных из спеченных гранул. полученных из смеси. указанной в табл. 5Ό. и имеющих свойства. указанные в табл. 5Ό. и из цирконового песка соответственно. которые показывают улучшение качества литья из таких гранул по сравнению с цирконовым песком. На фиг. 5 и 6 показаны части ступенчатых конических деталей из серого чугуна. полученные с применением стержней. изготовленных из спеченных гранул. полученных из смеси. приведенной в табл. 5В. имеющей свойства. указанные в табл. 5Ό. и из кремниевого песка соответственно. что показывает заметное улучшение качества литья с применением таких гранул по сравнению с кремниевым песком.
Альтернативный вариант.
Используя описанные в данном изобретении способы. можно предсказать состав смесей исходных материалов. которые обеспечат наличие сетчатой структуры. при этом после спекания гранул. полученных из этого сырья. спеченные гранулы будут иметь величины СТЕ в интервале температур 100-1100°С. которые меньше. чем СТЕ у цирконового песка (4.8· 10-6 дюйм/дюйм/°С). содержание кордиерита составляет только примерно 7 вес.%. Согласно этому варианту достижение величины СТЕ. равной примерно 4.7· 10-6 дюйм/дюйм/°С при температурах от около 100 до около 1100°С. считается постоянным.
Вариант с составом кордиерит-муллит-сапфирин.
Согласно этому варианту целью является создание сетчатой структуры исходных материалов. попадающей в область кордиерит-муллит-сапфирин фазовой диаграммы окись магния-окись алюминиядвуокись кремния. Можно ожидать. что будет образовываться и некоторое количество стекла. муллина. сапфирина и кордиерита. Наличие стекла. муллита. сапфирина и кордиерита. как ожидается. приведет к достижению СТЕ. в пределах от примерно 100 до примерно 1100°С. равного 4.7·10-6 дюйм/дюйм/°С. величины которых были определены с использованием данных. приведенных в табл. 6А. и следующих ниже расчетов.
Расширение муллита и сапфирина является свойством одного порядка (у муллита немного меньше). поэтому относительные количества муллита и сапфирина. образовавшихся в спеченных гранулах. могут меняться без существенных изменений при определении величин СТЕ. Таким образом. для упрощения расчетов предполагают. что в спеченных гранулах имеются равные количества муллита и сапфирина (например. 41.5 вес.%. как указано для композиции А в табл. 6А). Предполагают также. что при спекании образуется. по меньшей мере. некоторое количество стекла. как это имело место в большинстве смесей в примерах 2-4. Используя приведенные в данном описании результаты. предположили. что стекло образуется в количествах. равных примерно 10. 20. 25 или 30 вес.% (табл. 6А). Наконец. количество образующегося кордиерита рассчитывали. используя факторы умножения количеств (вес.%) стекла. муллита и сапфирина на их соответствующие величины СТЕ. и деление на величину. полученную умножением количества кордиерита (вес.%) на его СТЕ. привело к желаемой константе. равной примерно 4.7·10-6 дюйм/дюйм/°С в интервале температур от 100 до 1100°С.
При этих расчетах величины СТЕ. от 100 до 1100°С. для стекла. муллита. сапфирина. кристобалита и кордиерита определяли путем компилирования и усреднения опубликованных величин. взятых из (а) Шгобисйоп Ю Сегатюк. 2пб Ебйюп. 1о1т XV Неу & 8опк. Ебйеб Ьу ХУ.Б. Кшдегу. Н.К. Во\\'еп. апб Ό.Β. ИЫтапп (1976). и (Ь) Епдшеегеб Ма1епа1к НапбЬоок. Уо1ите 4: Сегатюк апб 01акк. А8М !п1егпа11опа1. Ебйеб Ьу 8.1. 8сйе1бег (1991). Расчеты привели к получению следующих величин СТЕ (100-1100°С. 10-6 дюйм/дюйм/°С): стекло - 7.5; муллит - 4.5; сапфирин - 4.8; кристобалит - 15.2; кордиерит - 2.0.
Как указано в табл. 6А. количество кордиерита. которое обеспечит величину СТЕ. равную примерно 4.7·10-6 дюйм/дюйм/°С при 100-1100°С. является небольшим и равным 7 вес.%. Таким образом. как указано в табл. 6А. желаемая величина СТЕ может быть получена у композиций. которые включают от примерно 5 до примерно 30 вес.% кордиерита.
- 12 013245
Таблица 6 А
Состав Стекло, вес. % Муллит, вес. % Сапфирин, вес. % Кордиерит, вес. % Теоретическая величина СТЕ, 100-1100'С (106 дюйм/дюйм/’С)
А 10 41.5 41.5 7 4.7
В 20 31 31 18 4.7
С 25 25.5 25.5 24 4.7
ϋ 30 20.5 20.5 29 4.7
Используя также способы, описанные в данном изобретении, можно рассчитать состав смесей исходных материалов, которые приведут к образованию фаз, указанных в табл. 6А.
Для этого варианта в качестве исходных материалов были выбраны каолин типа С, окись магния и боксит, состав которых указан в табл. 1, хотя любой из исходных материалов, описанных в данном изобретении, будет приемлемым. Для определения количеств каждого из исходных материалов, которые должны содержаться в смеси, для получения смесей, содержащих фазы, указанные в табл. 6А, было рассчитано в сетчатой химической структуре содержание окиси магния, окиси алюминия и двуокиси кремния в каждой из этих композиций, описанных в табл. 6А, путем умножения количеств каждого из стекла, муллита, сапфирина и кордиерита, на состав каждого из них. Для стекла рассчитанный химический состав включал около 21,8% окиси магния, около 33,1% окиси алюминия и около 45,1% двуокиси кремния, эти данные были рассчитаны на основе средних содержаний окиси магния, окиси алюминия и двуокиси кремния, обнаруженных в стекле, образовавшемся в гранулах по примерам 1 и 2.
Применяя расчеты, описанные выше, определили, что содержание окиси магния, окиси алюминия и двуокиси кремния в четырех композициях, указанных в табл. 6А, составляет примерно 11-15 вес.% окиси магния, примерно 47-63 вес.% окиси алюминия и примерно 26-38 вес.% двуокиси кремния. На основании этих величин в четырех композициях, описанных в табл. 6А, и величин содержания окиси магния, окиси алюминия и двуокиси кремния для каолина типа С, МдО и боксита, указанных в табл. 1, были рассчитаны величины содержания каолина типа С, МдО и боксита, которые обеспечат рассчитанное содержание в сетчатой структуре окиси магния, окиси алюминия и двуокиси кремния. Результаты этих расчетов приведены в табл. 6В.
Таблица 6В
Смесь Каолин типа С, вес. % мео, вес. % Боксит, вес. %
18 40.9 11.0 48.3
19 53.9 12.6 33.5
20 60.6 13.5 25.9
21 67.3 14.2 18.5
Вариант кордиерит-муллит-кристобалит.
Согласно этому другому варианту целью является создание сетчатой структуры исходных материалов, подающей в область кордиерит-муллит-кристобалит фазовой диаграммы окись магния-окись алюминия-двуокись кремния. Как обсуждалось выше для варианта кордиерит-муллит-сапфирин, можно ожидать, что будет образовываться некоторое количество стекла, муллита, кристобалита и кордиерита. Количества стекла, муллита, кристобалита и кордиерита, которые обеспечат достижение величин СТЕ около 4,7-10-6 дюйм/дюйм/°С в области 100-1100°С, были определены на основе данных, приведенных в табл. 6С, и следующих расчетов. Как указывалось выше, величина СТЕ, равная примерно 4,7-10-6 дюйм/дюйм/°С в области от примерно 100 до примерно 1100°С, была принята в качестве константы и было сделано предположение, что стекло образуется в количестве от примерно 10 до примерно 30 вес.%.
Как указано в табл. 6С, в композициях Е-Н было сделано предположение, что муллит и кристобалит будут образовываться в равных количествах. Используя данные о содержании и величинах СТЕ стекла, муллита и кристобалита и СТЕ кордиерита в расчетах, описанных выше, было определено содержание кордиерита (вес.%), которое обеспечит достижение нужной величины СТЕ. Рассчитанное содержание кордиерита указано в табл. 6С.
Однако в отличие от муллита и сапфирина муллит и кристобалит имеют разные величины СТЕ (расширение кристобалита гораздо больше). Так, согласно композициям Ι-К, указанным в табл. 6С, количество кристобалита было выбрано равным 10 вес.%, а количество муллита было рассчитано и оказалось равным 35, 13 и 2 вес.% соответственно. На основе весового содержания и величин СТЕ для стекла, муллита и кристобалита, а также величины СТЕ кордиерита было рассчитано весовое содержание кордиерита, которое обеспечит достижение желаемой константы СТЕ. Рассчитанные количества кордиерита указаны в табл. 6С. Как указано в табл. 6С, нужная величина СТЕ может быть получена у композиций, которые включают от примерно 45 до примерно 65 вес.% кордиерита.
- 13 013245
Таблица 6С
Композиция Стекло, вес. % Муллит, вес. % Кристобалит, вес. % Кордиерит, вес. % Теоретическая величина СТЕ в области 100-1100 “С (10'6 дюйм/дюйм/°С)
Е 10 14 14 62 4.7
Г 20 10.5 10.5 59 4.7
О 25 8.5 8.5 58 4.7
Н 30 7 7 56 4.7
I 10 35 10 45 4.7
Л 20 13 10 57 4.7
К 25 2 10 63 4.7
Применяя описанные выше методы в качестве инструкций, можно также рассчитать состав смесей исходных материалов, которые приведут к получению фаз, указанных в табл. 6С.
Для получения смесей 22-28 в качестве исходного сырья были выбраны каолин типа С, тальк типа В, магнезия (окись магния) и боксит, имеющие химический состав, указанный в табл. 1, хотя любой исходный материал, описанный в данном изобретении, является приемлемым. Для расчета количества каждого из исходных материалов, которое должно содержаться в смеси, для получения композиций, содержащих фазы, указанные в табл. 6С, содержание в сетчатой структуре окиси магния, окиси алюминия и двуокиси кремния для каждой из семи композиций, указанных в табл. 6С, было определено путем умножения количеств каждого компонента из стекла, муллита, сапфирина и кордиерита, на химический состав каждого из них. Для стекла был рассчитан химический состав, содержащий около 21,8% окиси магния, около 33,1% алюминия и около 45,1% двуокиси кремния, этот расчет был сделан на основе средних величин содержания окиси магния, окиси алюминия и двуокиси кремния, обнаруженного в стекле, образовавшемся в гранулах по примерам 1 и 2.
Используя расчеты, описанные выше, определили, что содержание в сетке окиси магния, окиси алюминия и двуокиси кремния для семи композиций, указанных в табл. 6С, составляет от примерно 10% до примерно 17 вес.% окиси магния, от примерно 38% до примерно 51 вес.% окиси алюминия и от примерно 39% до примерно 46 вес.% двуокиси кремния. С учетом рассчитанного содержания в сетке окиси магния, окиси алюминия и двуокиси кремния для семи композиций, описанных в табл. 6С, и содержания окиси магния, окиси алюминия и двуокиси кремния для каждого компонента из каолина типа С, талька типа В, магнезии и боксита, указанного в табл. 1, определяли весовое содержание каждого компонента из каолина типа С, талька типа В, магнезии и боксита, которое приведет к достижению рассчитанного содержания в сетке окиси магния, окиси алюминия и двуокиси кремния. Результаты этих расчетов приведены в табл. 6Ό.
Таблица 6Ό
№ Каолин типа С, вес. % Тальк типа В, вес. % ΜβΟ, вес. % Боксит, вес. %
22 78.7 0 13.3 8.0
23 82.5 0 14.3 3.2
24 78.0 5.0 13.2 3.8
25 72.1 10.0 12.1 5.8
26 70.1 0 10.0 19.9
27 81.5 0 14.0 4.5
28 66.1 15.0 10.9 8.0
Указанные выше данные показывают, что величины СТЕ в области 100-1100°С, которые меньше СТЕ для цирконового песка, можно достичь при низком содержании кордиерита (менее 10 вес.%) в системе кордиерит-муллит-сапфирин, но для достижения таких же величин СТЕ в системе кордиеритмуллит-кристобалит предпочтительными являются большие количества кордиерита (более примерно 40 вес.%).
Данные, приведенные в примерах 1-4 и в табл. 2С, 3С, 4С, 5Ό и 6С, показывают, что желаемые величины СТЕ могут быть достигнуты в композициях, которые включают от примерно 5 до примерно 90 вес.% кордиерита.
Альтернативный вариант.
Согласно другим вариантам для получения практически круглых и сферических гранул из любой смеси исходных материалов, описанных в примерах 1-4 или из других смесей материалов, которые приводят к образованию сетчатой структуры, описанной в данном изобретении, можно применять метод, который отличается от способа смешения, описанного в примерах 1, 2 и 4. Например, практически круг- 14 013245 лые и сферические гранулы могут быть получены из суспензии исходных материалов способом, включающим применение ожиженного слоя.
На фиг. 7 показан пример системы для осуществления непрерывного процесса с применением ожиженного слоя для получения практически круглых и сферических гранул из суспензии. Система, показанная на фиг. 7, по конфигурации и работе похожа на систему, описанную в патенте США № 4440866, который полностью включен в качестве ссылки в данное изобретение.
Как показано на фиг. 7, кальцинированный, некальцинированный или частично кальцинированный исходный материал типа и в количестве, указанном для любой из смесей, описанных в примерах 1-4 или других смесей, которые обеспечивают образование сетчатой структуры, описанной в данном изобретении, может быть добавлен в механическую месилку 110. До добавления в месилку материалы могут быть совместно измельчены и могут быть смешаны в этой месилке. Для образования суспензии исходных материалов в месилку добавляют воду. Месилки и подобные аппараты для приготовления суспензий таких материалов, а также их источники известны специалистам. Кроме того, перед или после месилки 110 могут располагаться дезинтеграторы, размалывающие устройства или другие аппараты, известные для измельчения и смешения исходных материалов.
Количество воды, добавляемой в месилку, должно приводить к получению суспензии с содержанием твердых частиц в пределах от примерно 40 до примерно 60 вес.%. Вода, добавляемая в месилку, может быть свежей или деионизированной. В непрерывном способе получения суспензий содержание твердых веществ в суспензии можно периодически анализировать и регулировать количество воды, подаваемой в суспензию, для поддержания желаемого содержания твердых частиц. Методы определения содержания твердых веществ и регулирования подачи воды хорошо известны специалистам в данной области.
Согласно некоторым вариантам для достижения заданной вязкости суспензии к ней может быть добавлен в месилке диспергатор или реагент, реагирующий величину рН.
Диспергаторы и регуляторы рН, применяемые для суспензии исходных материалов, описанных в данном изобретении, коммерчески доступны и выбор подходящего диспергатора или регулятора рН может быть сделан специалистами путем рутинного экспериментирования.
Величина заданной вязкости означает такую вязкость, которая позволяет перерабатывать суспензию при помощи данного типа и/или размера сопла в последующем флюидизаторе без образования комков. В общем чем ниже вязкость суспензии, тем легче ее перерабатывать в данном флюидизаторе. Однако при некоторой концентрации диспергатора он может вызывать увеличение вязкости суспензии до точки, при которой ее нельзя успешно переработать в данном флюидизаторе.
Специалист может определить соответствующее количество диспергатора и нужную величину вязкости для данных типов флюидизаторов путем рутинного экспериментирования. Если применяют регулятор рН, количество этого регулятора, добавляемого в суспензию, должно быть таким, чтобы оно делало суспензию менее вязкой, что часто происходит при величине рН в пределах от примерно 8 до примерно 11. Величину рН суспензии можно периодически определять при помощи рН-метра, и количество регулятора рН, подаваемого в суспензию, подбирается таким образом, чтобы поддерживать заданную величину рН. Методы определения рН суспензии и регулировки подачи регулятора рН находятся в компетенции специалистов.
К суспензии в механической месилке можно добавлять пеногаситель. Если пеногаситель применяется, он может добавляться в суспензию в любом количестве, которое уменьшает или предотвращает возникновение проблем с оборудованием, вызванных вспениванием суспензии. Специалисты могут идентифицировать и выбрать подходящий пеногаситель и его количество, используемые в описанных способах, путем рутинного экспериментирования.
В месилке 110 происходит смешение исходных материалов, воды и любого из регулятора рН, диспергатора или пеногасителя до образования суспензии. Время образования суспензии естественно зависит от таких факторов, как размер месилки, скорости работы месилки и количества материала в месилке.
Из месилки 110 суспензия подается в приемник 115, где она непрерывно перемешивается и к ней добавляется связующее в количестве от примерно 0,25 до примерно 5,0% от общего сухого веса исходных материалов. Подходящие связующие включают, но без ограничения, поливинилацетат, поливиниловый спирт (РУА), метилцеллюлозу, декстрин и молассу. Согласно некоторым вариантам связующим является РУА со среднечисленным молекулярным весом (Мп) в пределах от примерно 20000 до 100000. Мп представляет собой единицу, известную специалистам для обозначения среднечисленной длины при определении молекулярного веса цепной молекулы.
Приемник 115 содержит суспензию, полученную в месилке 110, в этом приемнике суспензия перемешивается с меньшей скоростью, чем в месилке. Это позволяет осуществлять перемешивание суспензии без появления излишней пены в суспензии или увеличения вязкости суспензии, что приводит к тому, что суспензию нельзя затем подавать в сопло под давлением во флюидизаторе. Приемник 115 может также быть системой, состоящей из одного или более приемников, например из двух, трех или более приемников. Любая конфигурация приемников или их число, позволяющие осуществить тщательное смешение связующего с суспензией, являются приемлемыми.
- 15 013245
Согласно другому варианту суспензию не подают в приемник, связующее скорее может быть добавлено к суспензии в месилке. Если используется эта альтернатива, тогда мешалка в месилке должна вращаться с переменной скоростью, включая высокую скорость для очень интенсивного смешения с целью получения из исходного сырья суспензии и низкую скорость для смешения связующего с суспензией, не вызывающего чрезмерного образования пены или увеличения вязкости.
Что касается приемника 115, показанного на фиг. 7, то суспензия перемешивается в приемнике после добавления связующего в течение промежутка времени, достаточного для тщательного смешения связующего и суспензии. Согласно некоторым вариантам время перемешивания суспензии в приемнике составляет до примерно 30 мин или более после добавления связующего.
Из приемника 115 суспензию подают в теплообменник 120, который нагревает суспензию до температуры в пределах от примерно 25 до примерно 90°С. Из теплообменника 120 суспензия подается в систему насосов 125, которая подает суспензию под давлением во флюидизатор 130.
Мельница(ы) для размалывания или система для рассева (системы) (не показаны) могут находиться в одном или более местах в системе, показанной на фиг. 7, до подачи суспензии во флюидизатор 130 для того, чтобы превратить куски исходного сырья в частицы заданного размера, подходящего для подачи во флюидизатор. Согласно некоторым вариантам желательный размер составляет менее 230 меш. По другим вариантам этот размер составляет менее 325, менее 270, менее 200 или менее 170 меш. На величину желательного размера влияет способность и/или размер сопла под давлением, находящегося во флюидизаторе, распылять суспензию без образования комков.
Если используется система для измельчения, в нее загружают измельчающую среду, пригодную для облегчения измельчения исходного сырья до желательного размера, подходящего для последующей подачи в одно и более сопел под давлением во флюидизаторе. Если применяют систему для рассева, то она сконструирована таким образом, чтобы удалять частицы, размер которых превышает желательный размер частиц, из суспензии. Системы для измельчения и рассева являются коммерчески доступными и известными специалистам в данной области.
На фиг. 7 флюидизатор 130 имеет обычную конструкцию, описанную, например, в патенте США № 3533829 и в патенте СВ № 1401303. Флюидизатор 130 включает по меньшей мере одно сопло для распыления 132 (на фиг. 7 показаны три сопла 132), которое является соплом под давлением обычной конструкции. По другим вариантам приемлемыми являются одно или два двухпозиционных сопла для жидкостей. Конструкция таких сопел хорошо известна, например, из К. МаЧеге: 8ргау Игутд НапбЬоок, 1окп \УПеу апб 8оп5, №\ν Уогк (1979).
Флюидизатор 130 включает слой частиц 134, который поддерживается плитой 136, которая может быть перфорированной, равномерной или направляющей. Горячий воздух проходит через плиту 136. Слой частиц 134 включает зародыши, из которых могут вырастать практически круглые и сферические гранулы желательного размера. Если используется перфорированная или равномерная плита, зародыши служат также для создания пробкового режима потока во флюидизаторе. Пробковый режим потока является термином, известным специалистам и в общем описывает тип потока, при котором имеет место очень небольшое обратное смешение. Зародыши представляют собой частицы, которые имеют размер меньше, чем желательный размер гранул, получаемых согласно изобретению.
По некоторым вариантам зародыши составляют менее примерно 20%, менее примерно 15%, менее примерно 10% или менее примерно 5% от общего объема получаемых гранул. Суспензия распыляется под давлением через распыляющее сопло или сопла 132 и распыляемая суспензия образует покрытие на зародышах с получением практически круглых и сферических гранул.
Внешние зародыши могут быть помещены на перфорированную плиту 136 прежде, чем начнется распыление суспензии во флюидизаторе. Если используются внешние зародыши, они могут быть получены в суспензии способом, похожим на показанный на фиг. 7, когда зародыши с желательным размером просто берут из флюидизатора. Внешние зародыши могут быть также получены способом с очень интенсивным перемешиванием, таким как описанный в патенте США № 4879181 и в примерах 1, 2 и 4 данного изобретения.
Альтернативно, зародыши для слоя частиц получают путем распыления суспензии, при этом суспензия самозасевается собственными зародышами. Согласно одному такому варианту суспензию подают во флюидизатор 130 в отсутствие частиц зародышей в слое 134. Капли суспензии, выходящие из сопла или сопел 134, затвердевают, но вначале они имеют достаточно маленький размер, вследствие чего уносятся из флюидизатора 130 потоком воздуха и задерживаются как пыль (мелкие частицы) в сборнике пыли 145, который может быть, например, электростатическим осадителем, циклоном, рукавным фильтром или мокрым скруббером или их комбинацией. Пыль из сборника пыли затем подается в слой частиц 134 через впуск для пыли 162, где она распыляется с суспензией, выходящей из сопла или сопел 132. Пыль может быть возвращена в цикл столько раз, сколько достаточно для роста частиц до размера, когда частицы становятся слишком большими, чтобы поток воздуха уносил их, и они могут служить как зародыши. Пыль может возвращаться в цикл и на другой операции, например, в приемник 115.
На фиг. 7 показано, что горячий воздух вводится во флюидизатор 130 при помощи вентилятора и нагревателя воздуха, представленных позицией 138. Скорость горячего воздуха, проходящего через слой
- 16 013245 частиц 134. может находиться в пределах от примерно 0.9 до примерно 1.5 м/с и глубина слоя частиц 134 может быть в пределах от примерно 2 до примерно 60 см. Температура горячего воздуха при введении во флюидизатор 130 может быть в пределах от примерно 250 до примерно 650°С. Температура горячего воздуха. выходящего из флюидизатора 130. ниже примерно 250°С и. предпочтительно. ниже примерно 100°С.
Расстояние от распыляющего(их) сопла или сопел 132 до плиты 136 регулируется. и сопло или сопла предпочтительно располагаются на довольно небольшом расстоянии от поверхности слоя частиц 134. Предпочтительное расположение сопел может меняться в каждом отдельном случае с учетом того. что когда расстояние от сопел до поверхности слоя частиц является слишком большим. образуется нежелательная пыль. так как распыляемые капли высушиваются прежде. чем они достигнут слоя частиц. С одной стороны. если расстояние от сопел до поверхности слоя частиц слишком мало. образуются крупные гранулы неправильной формы. Следовательно. расположение сопел регулируют так. чтобы избежать образования пыли и крупных гранул неправильной формы. на основе анализа образца порошка. взятого из флюидизатора. Способы регулировки находятся в компетенции специалистов в данной области. Гранулы. образовавшиеся во флюидизаторе. собираются в слое частиц 134 и выгружаются через отверстие 140 в зависимости от величины слоя продукта так. чтобы поддерживалась заданная глубина слоя частиц. Вращающийся клапан 150 перемещает гранулы. выходящие из флюидизатора 130 в подъемник 155. который подает гранулы в систему рассева 160. где гранулы разделяются на одну или несколько фракций. например фракцию. не прошедшую через сито. фракцию продукта и фракцию недостаточного размера. Фракция. не прошедшая через сито. включает такие гранулы. размер которых больше желательного размера частиц. Эта фракция может быть возвращена в приемник 115. где по меньшей мере часть гранул может измельчаться и смешиваться с суспензией в приемнике или может измельчаться и возвращаться в слой частиц 134 во флюидизаторе 130. Фракция гранул недостаточного размера может быть возвращена в цикл во флюидизатор 130. куда гранулы могут подаваться через впуск 162 как зародыши или как вторичная загрузка во флюидизатор.
Фракция полученного продукта. выходящая из системы рассева 160. включает гранулы. имеющие желательный размер. Эти гранулы передаются в установку предварительного спекания 165. например. обжигательную печь. где частицы высушиваются или кальцинируются перед спеканием. Согласно некоторым вариантам частицы высушиваются до содержания влаги менее примерно 18 или менее примерно 15 вес.%. менее примерно 12. менее примерно 10. менее примерно 5 или менее примерно 1 вес.%. После высушивания и/или кальцинирования гранулы могут подаваться в устройство для спекания 170. в котором гранулы могут подвергаться спеканию. как описано в примерах 1. 2 и 4. или при других условиях. подходящих для спекания гранул без плавления. Как альтернатива. установка для предварительного спекания 165 может быть исключена. если устройство для спекания 170 может обеспечить достаточные условия для кальцинирования и/или сушки (т.е. время сушки и температуру. достаточные для сушки гранул до нужного содержания влаги перед спеканием) и затем достаточные условия для спекания.
Гранулы. полученные описанным способом. имеют свойства. похожие на свойства гранул. полученных способом смешения. описанным в примерах 1. 2 и 4. В частности. гранулы. полученные по этому альтернативному варианту. имеют низкий коэффициент теплового расширения.
Альтернативный вариант.
Согласно другому варианту для получения практически круглых и сферических гранул из любых смесей. описанных в примерах 1-4. или из других смесей. обеспечивающих получение сетчатой структуры. описанной в данном изобретении. можно применять способ сушки распылением. Способы сушки распылением хорошо известны специалистам и обычно включают распыление жидкого исходного сырья на струи капель. которые высушиваются с получением отдельных гранул при соприкосновении с горячим воздухом.
Согласно способу по этому варианту суспензия. содержащая воду и любую из смесей. описанных в примерах 1-4. или других смесей. обеспечивающих образование описанной сетчатой структуры. может быть получена соединением. смешением. перемешиванием или другим методом. известным специалистам. исходных материалов и воды. Исходные материалы. составляющие смесь. могут быть кальцинированными. некальцинированными. частично кальцинированными или их смесями.
Согласно некоторым вариантам суспензия может также включать связующее. такое как поливиниловый спирт. поливинилацетат. метилцеллюлозу. декстрин и молассу. Связующие обычно являются органическими. используемыми для повышения прочности невыдержанных частиц. Согласно некоторым вариантам вода может действовать как связующее. Согласно другим вариантам суспензия также содержит диспергатор. такой как коллоид. полиэлектролит. тетранатрий пирофосфат. тетракалий пирофосфат. полифосфат. цитрат аммония. цитрат аммония железа и гексаметафосфат натрия. Диспергаторы включены для увеличения общего количества твердых частиц в суспензии путем уменьшения вязкости суспензии. Количество диспергатора. если он есть. колеблется между количеством. способным обеспечить распыление суспензии. и количеством. обеспечивающим образование твердых практически круглых и сферических частиц.
Относительные количества исходных материалов (в отдельности или в смеси). воды. связующего
- 17 013245 (если оно есть), диспергатора (если он есть) в суспензии зависят от желаемых свойств твердого керамического расклинивающего наполнителя, но ограничены теми количествами, которые позволяют получить суспензию, приемлемую для прокачивания через сопло или вращающийся барабан в процессе распыления 202 или 302, как показано на фиг. 8 и 9 соответственно, и получить невыдержанные частицы, которые можно подвергнуть спеканию с образованием твердых керамических частиц, которые являются практически круглыми и сферическими. По некоторым вариантам суспензия содержит твердые вещества в количестве от примерно 50 до примерно 75 вес.%, а по другим вариантам содержание твердых веществ составляет от примерно 50 до примерно 60 вес.% или от примерно 60 до примерно 70 вес.%.
Согласно вариантам, когда суспензия содержит связующее, количество этого связующего может быть меньше примерно 0,5 вес.% в расчете на сухой керамический исходный материал или менее примерно 1,0 вес.% в расчете на сухой керамический материал.
Согласно вариантам, когда суспензия содержит диспергатор, количество диспергатора может быть меньше примерно 0,3 вес.% в расчете на сухой керамический исходный материал, менее примерно 0,5 вес.% в расчете на сухой керамический исходный материал или менее примерно 1,0 вес.% в расчете на сухой керамический материал.
Суспензию подают в устройство для сушки распылением, имеющее оборудование, обеспечивающее тончайшее измельчение. Подходящее оборудование включает, но без ограничения, распылитель с вращающимся барабаном, форсунку, работающую под давлением, и двухпозиционное сопло для жидкостей. Вращающийся барабан, форсунка, работающая под давлением, и двухпозиционное сопло известны специалистам и включают такое оборудование в распылительных сушилках, коммерчески доступных из разных источников, например Νϊιό 1пс. Конструкция сопел известна для специалистов, см., например, К. Майегк: 8ргау Эгутд НапбЬоок, Лойп \УПеу апб 8опк, Νο\ν Уогк (1979).
Применение вращающегося барабана, или форсунки, работающей под давлением, или двухпозиционного сопла для жидкостей зависит от таких свойств конечного высушенного твердого керамического продукта в виде частиц, как размер, распределение и форма, вместе с желательной производительностью. Вообще распылитель с вращающимся барабаном обеспечивает получение мельчайших частиц, в то время как сопло под давлением и двухпозиционное сопло, работающее под давлением, приводят к получению более крупных частиц. Когда применяется распылитель с вращающимся барабаном, суспензию подают в центр вращающегося барабана распылителя, она движется к периферии барабана под действием центробежной силы. Распыление происходит на краю барабана. Размер капель и распределение капель по размерам в полученных струях зависит от количества энергии, передаваемой суспензии и трения между вновь образующимися каплями и турбулентным потоком воздуха около барабана. Струи капель выходят горизонтально из барабана, но быстро следуют за конфигурацией потока воздуха, создаваемого распределителем воздуха, который контролируемым образом направляет горячий воздух вниз в сушильную камеру. Размер частиц гранул, полученных в распылительных сушилках с распылителями с вращающимся барабаном, увеличивается с уменьшением скорости вращения барабана распылителя.
Влияние скорости подачи невелика, оптимальный рабочий интервал вращения барабана распылителя и флуктуации скорости подачи во время работы не влияют на распределение частиц полученного керамического порошка по размерам. Диаметры камер, применяемых с распылителями с вращающимся барабанов, в общем должны быть достаточно большими, чтобы предотвратить образование полувлажных осадков на стенке камеры на уровне распылителя. В противоположность этому камеры меньшего диаметра, но с большей высотой цилиндра можно применять с соплами, работающими под давлением и с двухпозиционными соплами для жидкостей.
Когда применяется распылительное сопло под давлением, суспензия подается в сопло под давлением. В случае двухпозиционного сопла для жидкостей суспензия и сжатый воздух подаются в отдельные форсунки. Воздух сжимается под давлением, в то время как подаваемая суспензия может быть под давлением или же она сливается сифоном. Энергия давления превращается в кинетическую энергию и суспензия течет из отверстия в сопле в виде высокоскоростной пленки, которая легко распадается на капли. Размер капель, выходящих из распылителя, сопла под давлением или двухпозиционного сопла для жидкостей под давлением меняется обратно пропорционально давлению и прямо пропорционально скорости подачи и вязкости подачи. Емкость сопла под давлением или двухпозиционного сопла для жидкостей меняется пропорционально корню квадратному из величины давления. Согласно некоторым вариантам, где высокие скорости подачи и/или сушка распылением желательны, используются системы со многими соплами.
Капли суспензии, выходящие из распыляющего устройства, встречают горячий воздух для сушки, входящий в сушильную камеру. Первоначальное соприкосновение капель и осушающего воздуха и движение капель/частиц через сушильную камеру в общем могут быть описаны как сопутствующие, противоточные или как комбинация того и другого. Согласно некоторым вариантам, таким как показанный на фиг. 8, сушильная камера, обеспечивающая комбинацию сопутствующих и противоточных потоков применяется с распылительным соплом, работающим под давлением.
Фиг. 8 является упрощенной диаграммой устройства для распылительной сушки, включающего сушильную камеру 204 и сопло 202, работающее под давлением. Распылительные сушилки обычно
- 18 013245 включают дополнительные компоненты, которые не нуждаются в детализации в данном изобретении, так как распылительные сушилки и их компоненты известны специалистам в данной области. На фиг. 8 суспензия, включающая смесь исходных материалов, описанных выше, подается из источника загрузки 200 через сопло 202 под давлением. На фиг. 8 показано только одно сопло под давлением, но могут быть применены многие сопла. Различные типы оборудования, пригодного для подачи суспензии, известны специалистам и могут включать, например, насос с фильтром или без него. Сопло 202, работающее под давлением, распыляет суспензию на капли и разбрызгивает капли вверх в сушильную камеру 204, что показывают стрелки А. Горячий воздух подается в сушильную камеру 204 из источника воздуха 206 через отверстие 208 и входит в сушильную камеру 204, где он контактирует с каплями суспензии. Таким образом, горячий воздух входит из точки выше точки, из которой суспензия распыляется в сушильную камеру и поступает нисходящим потоком в камеру. Вначале капли суспензии поступают восходящим потоком в сушильную камеру, тем самым создавая противоточный поток. Однако в некоторой точке капли теряют свою вертикальную траекторию и начинают течь в основном нисходящим потоком в камере, создавая при этом сопутствующие потоки. Капли в сушильной камере, такой как показанная на фиг. 8, имеют протяженную вертикальную траекторию, которая позволяет обеспечить более длительное время сушки. Хотя на фиг. 8 показано распылительное сопло, работающее под давлением с применением комбинации сопутствующей и противоточной сушильной камеры, такие сушильные камеры можно также применять с распылителями с вращающимися барабанами и двухпозиционными соплами для жидкостей.
Согласно некоторым вариантам, таким как показанный на фиг. 9, сушильная камера с сопутствующими потоками применяется с распылительным соплом под давлением. Фиг. 9 представляет собой упрощенную диаграмму устройства для сушки распылением, включающего сушильную камеру 304 и сопло под давлением 302. Суспензию подают из источника 300 через сопло 302 под давлением. Сопло 302, работающее под давлением, измельчает суспензию на капли и распыляет капли нисходящим потоком (показанным как А) в сушильную камеру 304. Горячий воздух подается в сушильную камеру 304 из источника воздуха 306 и поступает в сушильную камеру 304 нисходящим потоком (показанным как В). Таким образом, горячий воздух и капли суспензии поступают нисходящим потоком в камеру, устанавливая при этом сопутствующие потоки. Хотя на фиг. 9 показано сопло, распыляющее под давлением, применяемое с сушильной камерой с сопутствующими потоками, такие камеры можно также применять с распылителями с вращающимися барабанами и с двухпозиционными соплами для жидкостей.
Различные виды оборудования, пригодного для подачи горячего воздуха в сушильную камеру для сушки капель, известны специалистам и могут включать, например, нагреватель с фильтром или без него. В сушильной камере образуются невыдержанные керамические частицы по мере испарения влаги из капель. По мере того как суспензия распыляется в сушильную камеру 304 и контактирует с горячим осушающим воздухом, возникает испарение с поверхности капель и на поверхности капли образуется пленка насыщенных паров. Диспергаторы и связующие, если они есть, являются растворимыми. Таким образом, когда содержатся диспергатор и/или связующее, каждая тончайшая распыленная капля содержит и нерастворимый керамический материал, и растворимые добавки. Во время фазы испарения сушки распылением растворимые связующие образуют сами покрытие в пленке на поверхности капель.
По мере того как сушка продолжается, влага в направлении внутренности капли испаряется. Согласно способам, описанным в данном изобретении, влага из внутренней части капли испаряется, по меньшей мере, частично путем диффузии через твердые частицы, содержащиеся в капле, по направлению к поверхности капли и затем через пленку на поверхности капли. По мере испарения влаги из внутренней части капель пленка на поверхности капель растет внутрь по направлению к внутренней части капель.
Температуры на поверхности капель являются низкими несмотря на довольно высокую температуру на входе воздуха для сушки. Вначале испарение происходит с постоянной скоростью, но затем скорость падает по мере приближения капель к условию конечного содержания остаточной влаги. Так как капли содержат нерастворенные твердые вещества, профиль сушки характеризуется значительным периодом постоянной скорости, которая вносит вклад в сферичность частиц. Во время сушки распределение капель по размерам меняется по мере изменения размера капель во время испарения влаги. Может также возникнуть коалесценция капель и частиц, она может быть обусловлена турбулентным режимом потока воздуха в сушильной камере и сложным распределением уровней температуры и влажности.
Так как вообще капли не вращаются, когда они проходят через сушильную камеру, одна сторона капли может подвергаться действию воздуха из впускного отверстия, который является более горячим, чем воздух, действию которого подвергается другая сторона капли (называемые здесь горячей стороной и холодной стороной соответственно). В таких случаях испарение происходит быстрее на горячей стороне и пленка, которая образуется на поверхности капли, утолщается более быстро на горячей стороне, чем на холодной стороне. Жидкие и твердые компоненты в капле мигрируют к горячей стороне. В этой точке можно было бы ожидать, что холодная сторона будет втягиваться внутрь, что приведет к образованию полых невыдержанных частиц с вмятинами скорее, чем к образованию твердых невыдержанных частиц, описанных выше. Однако в соответствии с описанными здесь способами частицы являются скорее твердыми, чем полыми, так как действуют один или несколько следующих факторов: содержание
- 19 013245 твердых веществ в вес.%, содержание растворимых компонентов (диспергатора и/или связующего) в вес.%, указанные в данном описании, и температура воздуха на входе в пределах, указанных выше.
Что касается содержания твердых частиц, то для получения твердых практически круглых и сферических частиц, описанных в данном изобретении, можно применять суспензии, содержащие более примерно 50 вес.% твердых веществ. Согласно некоторым вариантам суспензия содержит твердые вещества в количестве от примерно 50 до примерно 75 вес.%, а по другим вариантам содержание твердых веществ составляет от примерно 50 до примерно 60 вес.% или от примерно 60 до примерно 70 вес.%.
Что касается содержания растворимых веществ, то связующие повышают вязкость суспензии, что может привести к необходимости снижения содержания твердых веществ для того, чтобы поддерживать суспензию, которая может быть тонко измельчена. Однако меньшее содержание твердых веществ может привести к образованию частицы, не являющейся твердой. Что касается диспергаторов, диспергаторы позволяют осуществиться более быстрому движению твердых веществ к поверхности частицы, что также может привести к образованию частицы, которая не является твердой. Таким образом, содержание растворимых веществ в суспензии (количество добавок, таких как связующие и диспергаторы) должно уравновешиваться содержанием твердых веществ в суспензии. Предпочтительно применять наименьшее количество связующего и/или диспергатора, определяемое необходимостью регулировать вязкость суспензии.
Что касается температуры воздуха на входе, то температура воздуха, входящего в сушильную камеру, регулируется согласно способам, описанным в данном изобретении. Таким образом, по некоторым вариантам температура воздуха на входе находится в пределах от примерно 100 до примерно 200°С, или от примерно 200 до примерно 300°С, или от примерно 300 до примерно 400°С, или от примерно 400 до примерно 500°С. Согласно другим вариантам температура воздуха на входе находится в пределах от примерно 150 до примерно 200°С или от примерно 200 до примерно 250°С. Предпочтительно температуры вблизи нижнего значения этих интервалов применяются для того, чтобы замедлить скорость высыхания частиц, что в свою очередь способствует образованию невыдержанных керамических частиц, которые могут подвергаться спеканию с целью получения твердых керамических частиц, являющихся практически круглыми и сферическими.
На схемах, приведенных на фиг. 8 и 9, невыдержанные керамические частицы выгружаются из сушильной камеры в разгрузочный приемник 210 и 310, по меньшей мере, частично под действием силы тяжести. В дополнение к элементам, показанным на фиг. 8 и 9, подходящие узлы для сушки могут также включать вентиляторы и соединительные трубы, очистные устройства для выходящего воздуха (циклоны, рукавные фильтры, скрубберы) и контрольно-измерительную аппаратуру. Такие дополнительные элементы и оборудование и их применение в процессах сушки известны специалистам.
После выгрузки невыдержанные керамические частицы могут подвергаться спеканию с применением обычного оборудования с целью получения твердых керамических частиц, которые являются практически круглыми и сферическими. Гранулы, полученные описанным выше способом, будут иметь свойства, похожие на свойства гранул, полученных по способу смешения, описанному в примерах 1, 2 и 4. В частности, гранулы, полученные способом, описанным в этом альтернативном варианте, будут иметь низкий коэффициент теплового расширения.
Специалистам в данной области очевидно, что изобретение, описанное в данном изобретении, может быть воспроизведено с незначительными изменениями в составе материалов и в способе изготовления частиц. В той степени, в которой такой материал или способы практически эквивалентны, считается, что они входят в объем, определяемый следующей ниже формулой изобретения.

Claims (52)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ получения состава для литья, включающий формование практически круглых и сферических невыдержанных гранул из исходного сырья, содержащего воду, источник окиси магния, источник двуокиси кремния и источник окиси алюминия, и спекание гранул с получением состава для литья, причем полученный таким образом состав для литья имеет коэффициент теплового расширения при температуре от примерно 100 до примерно 1100°С меньше, чем коэффициент теплового расширения кремниевого песка, оливинового песка и цирконового песка.
  2. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что состав для литья имеет коэффициент теплового расширения при температуре от примерно 100 до примерно 1100°С, выбранный из группы, состоящей из следующих величин: менее примерно 15· 10-6 дюйм/дюйм/°С, менее примерно 12· 10-6 дюйм/дюйм/°С, менее примерно 7· 10-6 дюйм/дюйм/°С, менее примерно 6· 10-6 дюйм/дюйм/°С, менее примерно 5· 10-6 дюйм/дюйм/°С и менее примерно 4· 10-6 дюйм/дюйм/°С.
  3. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что состав для литья включает кордиерит в количестве, выбранном из группы, состоящей по меньшей мере из 25, по меньшей мере 40, по меньшей мере 45, по меньшей мере 50, по меньшей мере 55, по меньшей мере 60, по меньшей мере 65, по меньшей мере 70, по меньшей мере 75, по меньшей мере 80 и по меньшей мере 85 вес.%.
  4. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что состав для литья включает кордиерит в количестве, вы- 20 013245 что что что по состав состав состав для для для литья литья литья включает включает включает кордиерит кордиерит кордиерит количестве количестве количестве от от от что в количестве от примерно 7 до примерно 24 вес.% и сапфисостав для литья включает кордиерит количестве от бранном из группы, состоящей по меньшей мере из 25, по меньшей мере 40, по меньшей мере 50, меньшей мере 60 и по меньшей мере 80 вес.%.
  5. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, примерно 5 до примерно 90 вес.%.
  6. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, примерно 5 до примерно 30 вес.%.
  7. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, примерно 45 до примерно 65 вес.%.
  8. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, примерно 52 до примерно 66 вес.%, муллит рин в количестве от примерно 1 до примерно 8 вес.%.
  9. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что состав для литья включает кордиерит в количестве от примерно 25 до примерно 42 вес.%, муллит в количестве от примерно 19 до примерно 21 вес.% и сапфирин в количестве от примерно 7 до примерно 11 вес.%.
    п.1, отличающийся тем, что состав для литья включает кордиерит в количестве от муллит в количестве от примерно 20 вес.% и сапфирин в количестве от примерно
  10. 10. Способ по примерно 71 вес.%, менее 1 вес.%.
  11. 11. Способ по п.1, отличающийся тем, что состав для литья включает кордиерит в количестве от примерно 80 до примерно 90 вес.%, муллит в количестве от примерно 3 до примерно 10 вес.% и сапфирин в количестве от примерно 0 до примерно 16 вес.%.
  12. 12. Способ по п.1, отличающийся тем, что состав для литья включает кордиерит в количестве от примерно 64 вес.%, муллит в количестве примерно 20 вес.% и кристобалит в количестве примерно 7 вес.%.
  13. 13. Способ по п.1, отличающийся тем, что состав для литья включает кордиерит в количестве от примерно 82 вес.%, муллит в количестве примерно 13 вес.% и кристобалит в количестве примерно 5 вес.%.
  14. 14. Способ по п.1, отличающийся тем, что источник окиси магния, источник двуокиси кремния и источник окиси алюминия обеспечивают сетчатую структуру, расположенную в области кристобалитмуллит-кордиерит фазовой диаграммы системы окись магния-окись алюминия-двуокись кремния.
  15. 15. Способ по п.14, отличающийся тем, что сетчатая структура такова, что окись магния содержится в количестве от примерно 7 до примерно 14 вес.%, окись алюминия содержится в количестве от примерно 17 до примерно 54 вес.% и двуокись кремния содержится в количестве от примерно 39 до примерно 76 вес.%.
  16. 16. Способ по п.15, отличающийся тем, что состав для литья содержит по меньшей мере 50 вес.% кордиерита.
  17. 17. Способ по п.14, отличающийся тем, что сетчатая структура такова, что окись магния содержится в количестве от примерно 9 до примерно 16 вес.%, окись алюминия содержится в количестве от примерно 36 до примерно 49 вес.% и двуокись кремния содержится в количестве от примерно 37 до примерно
    51 вес.%.
  18. 18. Способ по п.1, отличающийся тем, что источник окиси магния, источник двуокиси кремния и источник окиси алюминия образуют сетчатую структуру, расположенную в области сапфирин-муллиткордиерит фазовой диаграммы системы окись магния-окись алюминия-двуокись кремния.
  19. 19. Способ по п.18, отличающийся тем, что сетчатая структура такова, что окись магния содержится в количестве от примерно 7 до примерно 18 вес.%, окись алюминия содержится в количестве от примерно 34 до примерно 54 вес.% и двуокись кремния содержится в количестве от примерно 33 до примерно
    52 вес.%.
  20. 20. Способ по п.19, отличающийся тем, что состав для литья содержит по меньшей мере 50 вес.% кордиерита.
  21. 21. Способ по п.18, отличающийся тем, что сетчатая структура такова, что окись магния содержится в количестве от примерно 10 до примерно 15 вес.%, окись алюминия содержится в количестве от примерно 39 до примерно 49 вес.% и двуокись кремния содержится в количестве от примерно 24 до примерно 47 вес.%.
  22. 22. Способ по п.1, отличающийся тем, что источник окиси алюминия содержит по меньшей мере один компонент из каолина и боксита.
  23. 23. Способ по п.1, отличающийся тем, что источник двуокиси кремния содержит по меньшей мере один компонент из каолина, боксита, талька и оливинового песка.
  24. 24. Способ по п.1, отличающийся тем, что источник окиси магния содержит по меньшей мере один компонент из окиси магния, талька и оливинового песка.
  25. 25. Способ по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно включает совместное измельчение источника окиси магния, источника окиси алюминия и источника двуокиси кремния до формования практически круглых и сферических гранул.
  26. 26. Способ по п.1, отличающийся тем, что формование практически круглых и сферических гранул
    - 21 013245 включает смешение воды, источника окиси магния, источника окиси алюминия и источника двуокиси кремния в смесителе с интенсивным перемешиванием.
  27. 27. Способ по п.1, отличающийся тем, что формование практически круглых и сферических гранул включает получение суспензии, содержащей воду, источник окиси магния, источник окиси алюминия и источник двуокиси кремния и подачу суспензии в распылитель с образованием гранул.
  28. 28. Способ по п.1, отличающийся тем, что формование практически круглых и сферических гранул включает получение суспензии, содержащей воду, источник окиси магния, источник окиси алюминия и источник двуокиси кремния и подачу суспензии в распылительную сушилку с образованием гранул.
  29. 29. Состав для литья, включающий спеченные практически круглые и сферические гранулы, полученные из источника окиси магния, источника двуокиси кремния и источника окиси алюминия, имеющий коэффициент теплового расширения при температуре от примерно 100 до примерно 1100°С меньше, чем коэффициент теплового расширения кремниевого песка, оливинового песка и цирконового песка.
  30. 30. Состав для литья по п.29, отличающийся тем, что он имеет коэффициент теплового расширения при температуре от примерно 100 до примерно 1100°С, выбранный из группы величин, состоящей из менее примерно 15-10-6 дюйм/дюйм/°С, менее примерно 12-10-6 дюйм/дюйм/°С, менее примерно 7-10-6 дюйм/дюйм/°С, менее примерно 6-10-6 дюйм/дюйм/°С, менее примерно 5-10-6 дюйм/дюйм/°С и менее примерно 4-10-6 дюйм/дюйм/°С.
  31. 31. Состав для литья по п.29, отличающийся тем, что он включает кордиерит в количестве, выбранном из группы, состоящей по меньшей мере из 25, по меньшей мере 40, по меньшей мере 45, по меньшей мере 50, по меньшей мере 55, по меньшей мере 60, по меньшей мере 65, по меньшей мере 70, по меньшей мере 75, по меньшей мере 80 и по меньшей мере 85 вес.%.
  32. 32. Состав для литья по п.29, отличающийся тем, что он включает кордиерит в количестве, выбранном из группы, состоящей по меньшей мере из 25, по меньшей мере 40, по меньшей мере 50, по меньшей мере 60 и по меньшей мере 80 вес.%.
  33. 33. Состав для литья по п.29, отличающийся тем, что он включает кордиерит в количестве от примерно 5 до примерно 90 вес.%.
  34. 34. Состав для литья по п.29, отличающийся тем, что он включает кордиерит в количестве от примерно 5 до примерно 30 вес.%.
  35. 35. Состав для литья по п.29, отличающийся тем, что он включает кордиерит в количестве от примерно 45 до примерно 65 вес.%.
  36. 36. Состав для литья по п.29, отличающийся тем, что он включает кордиерит в количестве от примерно 52 до примерно 66 вес.%, муллит в количестве от примерно 7 до примерно 24 вес.% и сапфирин в количестве от примерно 1 до примерно 8 вес.%.
  37. 37. Состав для литья по п.29, отличающийся тем, что он включает кордиерит в количестве от примерно 25 до примерно 42 вес.%, муллит в количестве от примерно 19 до примерно 21 вес.% и сапфирин в количестве от примерно 7 до примерно 11 вес.%.
  38. 38. Состав для литья по п.29, отличающийся тем, что он включает кордиерит в количестве от примерно 71 вес.%, муллит в количестве от примерно 20 вес.% и сапфирин в количестве от примерно менее 1 вес.%.
  39. 39. Состав для литья по п.29, отличающийся тем, что он включает кордиерит в количестве от примерно 80 до примерно 90 вес.%, муллит в количестве от примерно 3 до примерно 10 вес.% и сапфирин в количестве от примерно 0 до примерно 16 вес.%.
  40. 40. Состав для литья по п.29, отличающийся тем, что он включает кордиерит в количестве от примерно 64 вес.%, муллит в количестве примерно 20 вес.% и кристобалит в количестве примерно 7 вес.%.
  41. 41. Состав для литья по п.29, отличающийся тем, что он включает кордиерит в количестве от примерно 82 вес.%, муллит в количестве примерно 13 вес.% и кристобалит в количестве примерно 5 вес.%.
  42. 42. Состав для литья по п.29, отличающийся тем, что источник окиси магния, источник двуокиси кремния и источник окиси алюминия обеспечивают сетчатую структуру, расположенную в области кристобалит-муллит-кордиерит фазовой диаграммы системы окись магния-окись алюминия-двуокись кремния.
  43. 43. Состав для литья по п.42, отличающийся тем, что сетчатая структура такова, что окись магния содержится в количестве от примерно 7 до примерно 14 вес.%, окись алюминия содержится в количестве от примерно 17 до примерно 54 вес.% и двуокись кремния содержится в количестве от примерно 39 до примерно 76 вес.%.
  44. 44. Состав для литья по п.43, отличающийся тем, что он включает по меньшей мере 50 вес.% кордиерита.
  45. 45. Состав для литья по п.42, отличающийся тем, что сетчатая структура такова, что окись магния содержится в количестве от примерно 9 до примерно 16 вес.%, окись алюминия содержится в количестве от примерно 36 до примерно 49 вес.% и двуокись кремния содержится в количестве от примерно 37 до примерно 51 вес.%.
  46. 46. Состав для литья по п.29, отличающийся тем, что источник окиси магния, источник двуокиси
    - 22 013245 кремния и источник окиси алюминия образуют сетчатую структуру, расположенную в области сапфирин-муллит-кордиерит фазовой диаграммы системы окись магния-окись алюминия-двуокись кремния.
  47. 47. Состав для литья по п.46, отличающийся тем, что сетчатая структура такова, что окись магния содержится в количестве от примерно 7 до примерно 18 вес.%, окись алюминия содержится в количестве от примерно 34 до примерно 54 вес.% и двуокись кремния содержится в количестве от примерно 33 до примерно 52 вес.%.
  48. 48. Состав для литья по п.47, отличающийся тем, что он содержит по меньшей мере 50 вес.% кордиерита.
  49. 49. Состав для литья по п.46, отличающийся тем, что сетчатая структура такова, что окись магния содержится в количестве от примерно 10 до примерно 15 вес.%, окись алюминия содержится в количестве от примерно 39 до примерно 49 вес.% и двуокись кремния содержится от примерно 24 до примерно 47 вес.%.
  50. 50. Состав для литья по п.29, отличающийся тем, что источник окиси алюминия содержит по меньшей мере один компонент из каолина и боксита.
  51. 51. Состав для литья по п.29, отличающийся тем, что источник двуокиси кремния содержит по меньшей мере один компонент из каолина, боксита, талька и оливинового песка.
  52. 52. Состав для литья по п.29, отличающийся тем, что источник окиси магния содержит по меньшей мере один компонент из окиси магния, талька и оливинового песка.
EA200801109A 2005-10-19 2006-10-19 Состав для литья и способ его получения EA013245B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US72829105P 2005-10-19 2005-10-19
PCT/US2006/060088 WO2007065038A2 (en) 2005-10-19 2006-10-19 Low thermal expansion foundry media

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200801109A1 EA200801109A1 (ru) 2008-10-30
EA013245B1 true EA013245B1 (ru) 2010-04-30

Family

ID=38092912

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200801109A EA013245B1 (ru) 2005-10-19 2006-10-19 Состав для литья и способ его получения

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20070099793A1 (ru)
EP (1) EP1937607A2 (ru)
JP (1) JP2009512557A (ru)
CN (1) CN101291885A (ru)
AU (1) AU2006320278A1 (ru)
BR (1) BRPI0617713A2 (ru)
EA (1) EA013245B1 (ru)
WO (1) WO2007065038A2 (ru)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7867613B2 (en) * 2005-02-04 2011-01-11 Oxane Materials, Inc. Composition and method for making a proppant
US8012533B2 (en) 2005-02-04 2011-09-06 Oxane Materials, Inc. Composition and method for making a proppant
US7491444B2 (en) * 2005-02-04 2009-02-17 Oxane Materials, Inc. Composition and method for making a proppant
BRPI0606548A2 (pt) * 2005-02-04 2009-06-30 Oxane Materials Inc propante, método para produzir um propante, formulação de propante, método para preencher e suportar frações abertas de formações subterráneas e método para tratar uma zona subterránea produtora
EP1884549A1 (en) * 2006-08-04 2008-02-06 ILEM Research and Development Establishment Ceramic proppant with low specific weight
EP1884550A1 (en) * 2006-08-04 2008-02-06 ILEM Research and Development Establishment Precursor compositions for ceramic proppants
KR20120105536A (ko) 2009-12-22 2012-09-25 옥세인 머티리얼스, 인크. 유리?세라믹 물질을 갖는 프로판트
US8936850B2 (en) * 2010-07-19 2015-01-20 Imerys Filtration Minerals, Inc. Foam glass having a low coefficient of thermal expansion and related methods
BR112015002164A2 (pt) 2012-08-01 2017-07-04 Oxane Mat Inc pluralidade de propantes cerâmicos sinterizados, método para fabricar um propante cerâmico sinterizado, propante, propante cerâmico, propante cerâmico sinterizado e método para fabricar um propante cerâmico
US10161236B2 (en) 2013-04-24 2018-12-25 Halliburton Energy Services, Inc. Methods for fracturing subterranean formations
CN103553584B (zh) * 2013-11-22 2014-10-22 武汉科技大学 一种堇青石及其制备方法
WO2018071968A1 (en) * 2016-10-18 2018-04-26 Iluka Resources Limited Casting method
US10507517B2 (en) * 2017-12-15 2019-12-17 Carbo Ceramics Inc. Foundry media formed from slurry droplets and methods of use
US11945024B2 (en) 2019-07-15 2024-04-02 Carbo Ceramics Inc. Mullite shell systems for investment castings and methods
CN110483027B (zh) * 2019-08-26 2022-01-28 湖南辰州矿业有限责任公司 一种生产氧化锑用耐火风管及其制备方法
US11731907B2 (en) 2020-08-04 2023-08-22 Applied Materials, Inc. Ceramic material with high thermal shock resistance and high erosion resistance

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5552349A (en) * 1993-08-11 1996-09-03 Ag Technology Co., Ltd. Low thermal expansion cordierite aggregate and its bonded body
US6319870B1 (en) * 1998-11-20 2001-11-20 Corning Incorporated Fabrication of low thermal expansion, high strength cordierite structures
US20030165661A1 (en) * 2000-04-07 2003-09-04 Yasushi Noguchi Cordierite ceramic honeycomb of low thermal expansion and method for manufacturing the same

Family Cites Families (96)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1942431A (en) * 1934-01-09 Refractory brick and process of
US3126056A (en) * 1964-03-24 Hydraulic fracturing of earth formations
US2566117A (en) * 1947-06-14 1951-08-28 Babcock & Wilcox Co Refractory heat transfer bodies and process of manufacture
US2699212A (en) * 1948-09-01 1955-01-11 Newton B Dismukes Method of forming passageways extending from well bores
US2950247A (en) * 1957-05-16 1960-08-23 Atlantic Refining Co Increasing permeability of subsurface formations
US3026938A (en) * 1958-09-02 1962-03-27 Gulf Research Development Co Propping agent for a fracturing process
US3079243A (en) * 1959-10-19 1963-02-26 Norton Co Abrasive grain
US3075581A (en) * 1960-06-13 1963-01-29 Atlantic Retining Company Increasing permeability of subsurface formations
US3242032A (en) * 1961-11-24 1966-03-22 Charles W Schott Glass spheres and underground proppants and methods of making the same
US3245866A (en) * 1961-11-24 1966-04-12 Charles W Schott Vitreous spheres of slag and slag-like materials and underground propplants
US3241613A (en) * 1962-02-19 1966-03-22 Atlantic Refining Co Shutting off water in vertical fractures
US3350482A (en) * 1962-04-18 1967-10-31 Sun Oil Co Method of producing spherical solids
DE1278411B (de) * 1963-06-14 1968-09-26 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Katalysatoren oder Katalysatortraegern in Form von Hohlkugeln
US3437148A (en) * 1967-01-06 1969-04-08 Union Carbide Corp Method and article for increasing the permeability of earth formations
US3486706A (en) * 1967-02-10 1969-12-30 Minnesota Mining & Mfg Ceramic grinding media
US3491492A (en) * 1968-01-15 1970-01-27 Us Industries Inc Method of making alumina abrasive grains
US3497008A (en) * 1968-03-05 1970-02-24 Exxon Production Research Co Method of propping fractures with ceramic particles
CH490110A (de) * 1969-02-28 1970-05-15 Spemag Ag Mischmaschine
US3598373A (en) * 1970-03-26 1971-08-10 Coors Porcelanin Co Method and apparatus for making small ceramic spheres
US3856441A (en) * 1970-10-30 1974-12-24 Ube Industries Apparatus for pelletizing powdered solid substance in a fluidized bed
US3758318A (en) * 1971-03-29 1973-09-11 Kaiser Aluminium Chem Corp Production of mullite refractory
DE2144220C3 (de) * 1971-08-31 1974-04-25 Mannesmann Ag, 4000 Duesseldorf Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von sauerstoffarmen Metallpulvern
US3810768A (en) * 1972-04-06 1974-05-14 Chicago Fire Brick Co Refractory composition comprising coarse particles of clay or bauxite and carbon
US4051603A (en) * 1973-07-02 1977-10-04 Struthers Scientific And International Corporation Fluidized bed apparatus
US3890072A (en) * 1973-09-04 1975-06-17 Norton Co Apparatus for forming solid spherical pellets
US3976138A (en) * 1974-08-01 1976-08-24 Union Carbide Corporation Method of increasing permeability in subsurface earth formation
US4077908A (en) * 1974-12-27 1978-03-07 Hoechst Aktiengesellschaft Production of material consisting of solid hollow spheroids
FR2306327A1 (fr) * 1975-03-19 1976-10-29 Inst Francais Du Petrole Procede de soutenement de fractures dans les parois d'un puits traversant des formations geologiques
CA1045027A (en) * 1975-09-26 1978-12-26 Walter A. Hedden Hydraulic fracturing method using sintered bauxite propping agent
US4052494A (en) * 1975-11-17 1977-10-04 Northrop Corporation Transparency fabrication method
US4053375A (en) * 1976-07-16 1977-10-11 Dorr-Oliver Incorporated Process for recovery of alumina-cryolite waste in aluminum production
US4303204A (en) * 1976-10-28 1981-12-01 Reynolds Metals Company Upgrading of bauxites, bauxitic clays, and aluminum mineral bearing clays
US4140773A (en) * 1978-02-24 1979-02-20 Continental Oil Company Production of high pore volume alumina spheres
JPS5857430B2 (ja) * 1978-10-23 1983-12-20 四国化成工業株式会社 顆粒状ジクロロイソシアヌル酸アルカリ金属塩の製法
US4371481A (en) * 1979-02-06 1983-02-01 Phillips Petroleum Company Iron-containing refractory balls for retorting oil shale
US4407967A (en) * 1979-08-16 1983-10-04 Frenchtown American Corp. Method for producing spheroidal ceramics
US4268311A (en) * 1979-11-01 1981-05-19 Anchor Hocking Corporation High strength cordierite ceramic
US4442897A (en) * 1980-05-23 1984-04-17 Standard Oil Company Formation fracturing method
US4440866A (en) * 1980-07-07 1984-04-03 A/S Niro Atomizer Process for the production of sintered bauxite spheres
US4343751A (en) * 1980-09-15 1982-08-10 Lowe's, Inc. Clay agglomeration process
US4547468A (en) * 1981-08-10 1985-10-15 Terra Tek, Inc. Hollow proppants and a process for their manufacture
US4732920A (en) * 1981-08-20 1988-03-22 Graham John W High strength particulates
US4522731A (en) * 1982-10-28 1985-06-11 Dresser Industries, Inc. Hydraulic fracturing propping agent
US4396595A (en) * 1982-02-08 1983-08-02 North American Philips Electric Corp. Method of enhancing the optical transmissivity of polycrystalline alumina bodies, and article produced by such method
US4894285B1 (en) * 1982-02-09 1994-01-11 Carbo Ceramics Inc. Sintered spherical pellets containing clay as a major component useful for gas and oil well proppants
US4658899A (en) * 1982-02-09 1987-04-21 Standard Oil Proppants Company, L.P. Use of uncalcined/partially calcined ingredients in the manufacture of sintered pellets useful for gas and oil well proppants
US4879181B1 (en) * 1982-02-09 1994-01-11 Carbo Ceramics Inc. Sintered spherical pellets containing clay as a major component useful for gas and oil well proppants
US4623630A (en) * 1982-02-09 1986-11-18 Standard Oil Proppants Company Use of uncalcined/partially calcined ingredients in the manufacture of sintered pellets useful for gas and oil well proppants
US4427068A (en) * 1982-02-09 1984-01-24 Kennecott Corporation Sintered spherical pellets containing clay as a major component useful for gas and oil well proppants
US4439489A (en) * 1982-02-16 1984-03-27 Acme Resin Corporation Particles covered with a cured infusible thermoset film and process for their production
US4450184A (en) * 1982-02-16 1984-05-22 Metco Incorporated Hollow sphere ceramic particles for abradable coatings
US4462466A (en) * 1982-03-29 1984-07-31 Kachnik Joseph E Method of propping fractures in subterranean formations
US5120455A (en) * 1982-10-28 1992-06-09 Carbo Ceramics Inc. Hydraulic fracturing propping agent
US4521475A (en) * 1983-04-01 1985-06-04 Riccio Louis M Method and apparatus for applying metal cladding on surfaces and products formed thereby
US4555493A (en) * 1983-12-07 1985-11-26 Reynolds Metals Company Aluminosilicate ceramic proppant for gas and oil well fracturing and method of forming same
US4493875A (en) * 1983-12-09 1985-01-15 Minnesota Mining And Manufacturing Company Proppant for well fractures and method of making same
US4618504A (en) * 1983-12-20 1986-10-21 Bosna Alexander A Method and apparatus for applying metal cladding on surfaces and products formed thereby
US4680230A (en) * 1984-01-18 1987-07-14 Minnesota Mining And Manufacturing Company Particulate ceramic useful as a proppant
US4652411A (en) * 1984-05-23 1987-03-24 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Method of preparing thin porous sheets of ceramic material
US4668645A (en) * 1984-07-05 1987-05-26 Arup Khaund Sintered low density gas and oil well proppants from a low cost unblended clay material of selected composition
US4744831A (en) * 1984-07-30 1988-05-17 Minnesota Mining And Manufacturing Company Hollow inorganic spheres and methods for making such spheres
US4714623A (en) * 1985-02-28 1987-12-22 Riccio Louis M Method and apparatus for applying metal cladding on surfaces and products formed thereby
US4713203A (en) * 1985-05-23 1987-12-15 Comalco Aluminium Limited Bauxite proppant
US4632876A (en) * 1985-06-12 1986-12-30 Minnesota Mining And Manufacturing Company Ceramic spheroids having low density and high crush resistance
US4639427A (en) * 1985-06-28 1987-01-27 Norton Company Stress-corrosion resistant proppant for oil and gas wells
US4654266A (en) * 1985-12-24 1987-03-31 Kachnik Joseph L Durable, high-strength proppant and method for forming same
JPS6379777A (ja) * 1986-09-24 1988-04-09 科学技術庁金属材料技術研究所長 セラミツクス基板上への被覆体の製造法
US4921821A (en) * 1988-08-02 1990-05-01 Norton-Alcoa Proppants Lightweight oil and gas well proppants and methods for making and using same
US4921820A (en) * 1989-01-17 1990-05-01 Norton-Alcoa Proppants Lightweight proppant for oil and gas wells and methods for making and using same
US5030603A (en) * 1988-08-02 1991-07-09 Norton-Alcoa Lightweight oil and gas well proppants
US5188175A (en) * 1989-08-14 1993-02-23 Carbo Ceramics Inc. Method of fracturing a subterranean formation with a lightweight propping agent
JP2790671B2 (ja) * 1989-08-29 1998-08-27 株式会社岡本 有機自硬性鋳型用セラミックスボールの製造法
DE69010646T2 (de) * 1989-12-22 1994-11-10 Comalco Aluminium Ltd., Melbourne, Victoria Keramische Mikrokugeln.
US5422183A (en) * 1993-06-01 1995-06-06 Santrol, Inc. Composite and reinforced coatings on proppants and particles
JPH07112238A (ja) * 1993-10-14 1995-05-02 Toyota Motor Corp 消失模型鋳造用塗型剤
GB9503949D0 (en) * 1995-02-28 1995-04-19 Atomic Energy Authority Uk Oil well treatment
US5972835A (en) * 1995-09-13 1999-10-26 Research Triangle Institute Fluidizable particulate materials and methods of making same
US6528157B1 (en) * 1995-11-01 2003-03-04 Borden Chemical, Inc. Proppants with fiber reinforced resin coatings
DE19647037A1 (de) * 1996-11-14 1998-05-28 Degussa Kugelförmige Farbpigmente, Verfahren zu ihrer Herstellung und deren Verwendung
DE19647038B4 (de) * 1996-11-14 2007-02-22 Ferro Gmbh Kugelförmige Pigmente, Verfahren zu ihrer Herstellung und deren Verwendung
US6749025B1 (en) * 1996-11-27 2004-06-15 Bj Services Company Lightweight methods and compositions for sand control
US7426961B2 (en) * 2002-09-03 2008-09-23 Bj Services Company Method of treating subterranean formations with porous particulate materials
US20050028979A1 (en) * 1996-11-27 2005-02-10 Brannon Harold Dean Methods and compositions of a storable relatively lightweight proppant slurry for hydraulic fracturing and gravel packing applications
US6364018B1 (en) * 1996-11-27 2002-04-02 Bj Services Company Lightweight methods and compositions for well treating
US6059034A (en) * 1996-11-27 2000-05-09 Bj Services Company Formation treatment method using deformable particles
US6772838B2 (en) * 1996-11-27 2004-08-10 Bj Services Company Lightweight particulate materials and uses therefor
EP1023382B1 (en) * 1998-07-22 2006-03-08 Hexion Specialty Chemicals, Inc. Composite proppant, composite filtration media and methods for making and using same
US6217646B1 (en) * 1999-04-26 2001-04-17 Daubois Inc. Sculptable and breathable wall coating mortar compound
EP1150175B1 (en) * 2000-04-28 2006-06-14 Ricoh Company, Ltd. Toner, external additive therefor and image forming method using the toner
US6372678B1 (en) * 2000-09-28 2002-04-16 Fairmount Minerals, Ltd Proppant composition for gas and oil well fracturing
DE10138574A1 (de) * 2001-08-06 2003-02-27 Degussa Granulate auf Basis von pyrogen hergestelltem Aluminiumoxid, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung
US6753299B2 (en) * 2001-11-09 2004-06-22 Badger Mining Corporation Composite silica proppant material
US6725930B2 (en) * 2002-04-19 2004-04-27 Schlumberger Technology Corporation Conductive proppant and method of hydraulic fracturing using the same
US6780804B2 (en) * 2003-01-24 2004-08-24 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Extended particle size distribution ceramic fracturing proppant
WO2005100007A2 (en) * 2004-04-12 2005-10-27 Carbo Ceramics, Inc. Coating and/or treating hydraulic fracturing proppants to improve wettability, proppant lubrication, and/or to reduce damage by fracturing fluids and reservoir fluids
MX2007000072A (es) * 2004-07-09 2007-03-27 Carbo Ceramics Inc Metodo para producir particulas ceramicas solidas utilizando un proceso de secado por pulverizacion.

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5552349A (en) * 1993-08-11 1996-09-03 Ag Technology Co., Ltd. Low thermal expansion cordierite aggregate and its bonded body
US6319870B1 (en) * 1998-11-20 2001-11-20 Corning Incorporated Fabrication of low thermal expansion, high strength cordierite structures
US20030165661A1 (en) * 2000-04-07 2003-09-04 Yasushi Noguchi Cordierite ceramic honeycomb of low thermal expansion and method for manufacturing the same

Also Published As

Publication number Publication date
EA200801109A1 (ru) 2008-10-30
EP1937607A2 (en) 2008-07-02
US20070099793A1 (en) 2007-05-03
AU2006320278A1 (en) 2007-06-07
WO2007065038A2 (en) 2007-06-07
WO2007065038A3 (en) 2008-01-10
BRPI0617713A2 (pt) 2011-08-02
CN101291885A (zh) 2008-10-22
JP2009512557A (ja) 2009-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA013245B1 (ru) Состав для литья и способ его получения
US7387752B2 (en) Method for producing solid ceramic particles using a spray drying process
Jr Walker et al. Influence of slurry parameters on the characteristics of spray‐dried granules
US4307051A (en) Process for manufacturing a lightweight refractory product
CN101121282B (zh) 一种半干法制备建筑陶瓷用坯料的工艺
EA011732B1 (ru) Способы получения спеченных частиц из суспензии содержащего оксид алюминия исходного материала
JPS626634A (ja) 水溶性微粒子材料を固める方法
CN101027263A (zh) 堇青石质蜂窝结构体的制造方法
CA1150039A (en) Simultaneous water treatment and grinding of calcined gypsum
AU768346B2 (en) Process and apparatus for agglomeration of powders
CN110981445A (zh) 一种激光3d打印用氧化物陶瓷粉末的制备方法
US3010177A (en) Method of manufacturing porous refractory insulating materials
US20070059528A1 (en) Low resin demand foundry media
AU654911B2 (en) Composition for high pressure casting slip, high pressure casting slip and method for preparing the composition and slip
CN104860675B (zh) ZrO2‑Al2O3复合粉制备氧化锆质定径水口的方法及设备
CN104829251B (zh) 氧化铈微粉制备氧化锆质定径水口的方法及设备
US4508667A (en) Manufacture of highly porous refractory material
US10507517B2 (en) Foundry media formed from slurry droplets and methods of use
Reed Spray drying and implications for compactibility of product granules
JPH01284455A (ja) 球状鋳物砂の製造方法
RU2465092C1 (ru) Способ плакирования огнеупорных зернистых материалов
RU2708003C1 (ru) Способ получения гранулята кремния для аддитивного производства изделий из реакционносвязанных нитридов и карбидов кремния
RU2099308C1 (ru) Способ получения керамических изделий методом полусухого прессования и установка подготовки порошка из глинистого сырья
JPS6333900B2 (ru)
WO2008069815A1 (en) Low resin demand foundry media

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): RU