EA038424B1 - Furnace burden and glass composition for glass-ceramic material - Google Patents
Furnace burden and glass composition for glass-ceramic material Download PDFInfo
- Publication number
- EA038424B1 EA038424B1 EA201900575A EA201900575A EA038424B1 EA 038424 B1 EA038424 B1 EA 038424B1 EA 201900575 A EA201900575 A EA 201900575A EA 201900575 A EA201900575 A EA 201900575A EA 038424 B1 EA038424 B1 EA 038424B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- glass
- ceramic material
- cao
- mgo
- mno
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- C03C10/0009—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 containing silica as main constituent
-
- 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
- C03C10/0036—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 containing SiO2, Al2O3 and a divalent metal oxide as main constituents
-
- 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
- C03C10/0063—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 containing waste materials, e.g. slags
-
- 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
- C03C10/16—Halogen containing crystalline phase
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к производству стеклокристаллических материалов и может быть использовано в химической промышленности, производстве композитов, строительной индустрии, в нефтегазовой и других отраслях.The invention relates to the production of glass-crystalline materials and can be used in the chemical industry, the production of composites, the construction industry, in the oil and gas and other industries.
Известна шихта для изготовления стекол и стеклокристаллических материалов, содержит, мас.%: песок 16-30; соду 5-15 и шлам производства обогащенного глинозема остальное. Характеристики: водостойкость 99,7-99,85%, прочность при сжатии 470-495 МПа, микротвердость 7,22-8,03 ГПа (патент RU 2008284 С1).Known charge for the manufacture of glasses and glass-crystalline materials, contains, wt.%: Sand 16-30; soda 5-15 and sludge of enriched alumina production the rest. Characteristics: water resistance 99.7-99.85%, compressive strength 470-495 MPa, microhardness 7.22-8.03 GPa (patent RU 2008284 C1).
Известна шихта для изготовления каменных и стеклокристаллических материалов и изделий черного цвета литьем или формованием из расплавов с последующей кристаллизацией, включающая доломит, карбонат кальция, например мел, известняк или мрамор, кварцевый песок, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит отходы обогащения природных фосфатов при следующем соотношении компонентов, мас.%: доломит - 10,0-40,0; карбонат кальция, например мел, известняк или мрамор - 28,0-60,0; кварцевый песок - 0,01-20,0; отходы обогащения природных фосфатов - 25,0-60,0 (патент РФ 2130434).Known charge for the manufacture of stone and glass-crystalline materials and black products by casting or molding from melts followed by crystallization, including dolomite, calcium carbonate, for example chalk, limestone or marble, quartz sand, characterized in that it additionally contains waste of natural phosphate enrichment in the following the ratio of the components, wt%: dolomite - 10.0-40.0; calcium carbonate, such as chalk, limestone or marble - 28.0-60.0; quartz sand - 0.01-20.0; natural phosphate enrichment waste - 25.0-60.0 (RF patent 2130434).
Известен состав стекла для стеклокристаллического материала (патент №695156), содержащий следующие компоненты, мас.%:Known composition of glass for glass-crystalline material (patent No. 695156), containing the following components, wt.%:
Известен состав стекла для стеклокристаллического материала (патент №925031), содержащий следующие компоненты, мас.%:Known composition of glass for glass-crystalline material (patent No. 925031), containing the following components, wt.%:
Наиболее близким по составу к заявляемому изобретению является стеклокристаллический материал на основе шлаковых отходов ТЭС, включающий SiO2; Al2O3; Fe2O3; CaO; MgO; Na2O; K2O; TiO2; S-; P2O5 (патент RU 2477712 С2), отличающийся тем, что дополнительно содержит MnO при следующем соотношении компонентов, мас. %:The closest in composition to the claimed invention is a glass-crystalline material based on slag waste from thermal power plants, including SiO 2 ; Al 2 O 3 ; Fe 2 O 3 ; CaO; MgO; Na 2 O; K 2 O; TiO 2 ; S - ; P 2 O 5 (patent RU 2477712 C2), characterized in that it additionally contains MnO at the following ratio of components, wt. %:
Недостатком данных составов шихты и стекла являются низкие технические характеристики получаемого стеклокристаллического материала.The disadvantage of these compositions of the charge and glass is the low technical characteristics of the obtained glass-crystalline material.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение физико-химических характеристик состава стекла и получаемого на его основе стеклокристаллического материала.The technical result of the proposed invention is to improve the physicochemical characteristics of the glass composition and the glass-crystalline material obtained on its basis.
Указанный технический результат достигается тем, что шихта для получения состава стекла при производстве стеклокристаллического материала, состоящая из металлургических шлаков или золошлаков ТЭС и корректирующих добавок, согласно изобретению содержит шлак от 50,9 до 76,59% и корректирующие добавки, такие как песок кварцевый, кремнсфтористый натрий, поташ, жженую магнезию, глинозем, соду кальцинированную, при этом шлак содержит, мас.%:The specified technical result is achieved in that the charge for obtaining the composition of glass in the production of glass-crystalline material, consisting of metallurgical slag or ash and slag from TPP and corrective additives, according to the invention contains slag from 50.9 to 76.59% and corrective additives such as quartz sand, sodium silicofluoride, potash, burnt magnesia, alumina, soda ash, while the slag contains, wt%:
- 1 038424- 1 038424
Оксиды из ряда: TiO2,, Na2O, К2О, Р2О5, ZnO, PbO, Cr2O3, B2O3, Li2O,Oxides from the series: TiO2 ,, Na2O, K2O, P2O5, ZnO, PbO, Cr2O3, B2O3, Li2O,
Также указанный технический результат достигается тем, что состав стекла при производстве стеклокристаллического материала отличается тем, что имеет следующее соотношение компонентов, мас.%:Also, the specified technical result is achieved in that the composition of the glass in the production of glass-crystalline material differs in that it has the following ratio of components, wt.%:
Технический результат обеспечивается за счет использования для приготовления шихты металлургических шлаков или золошлаков ТЭС. Данные шлаки содержат готовые продукты реакций силикатообразовапия, которые плавятся при нагреве гораздо быстрее, чем другие компоненты, использующиеся при традиционной варке стекол. За счет этого увеличивается скорость стеклообразоваиия и повышается однородность расплава. Стекло для производства стеклокристаллического материала получают из расплава синтезированной стекольной шихты. Добавляют в шихту катализаторы объемной кристаллизации, такие как оксиды металлов, фтор и др., растворяющиеся в стекломассе и способствующие образованию в стекломассе центров кристаллизации. Расплавы застывают в стекловидной форме и способны при повторном нагревании выделять определенные кристаллические фазы. Дополнительный нагрев и выдержка в муфельной печи стекла, полученного из расплава, обеспечивает образование максимального числа центров кристаллизации, необходимую степень закристаллизованности и заданный фазовый состав. При применяемом температурно-временном режиме достигаются оптимальные свойства стеклокристаллического материала, такие как прочность, термостойкость, кислотостойкость и другие важные характеристики.The technical result is provided due to the use of metallurgical slags or ash and slag from thermal power plants for the preparation of a charge. These slags contain finished products of silicate formation reactions, which melt when heated much faster than other components used in traditional glass melting. This increases the rate of glass formation and increases the homogeneity of the melt. Glass for the production of glass-crystalline material is obtained from the melt of a synthesized glass batch. Bulk crystallization catalysts such as metal oxides, fluorine, etc., which dissolve in the molten glass and promote the formation of crystallization centers in the molten glass, are added to the charge. The melts solidify in a glassy form and are capable of precipitating certain crystalline phases upon repeated heating. Additional heating and holding in a muffle furnace of glass obtained from the melt ensures the formation of the maximum number of crystallization centers, the required degree of crystallization and a given phase composition. With the applied temperature-time regime, the optimal properties of the glass-crystalline material, such as strength, heat resistance, acid resistance and other important characteristics, are achieved.
При производстве стеклокристаллического материала для получения шихты в качестве сырьевых материалов использовались шлаковые отходы, кварцевый песок, глинозем, кальцинированная сода, поташ, жженая магнезия, кремнефтористый натрий и другие сырьевые материалы. В качестве катализатора объемной кристаллизации использовался фтор, который вводился в состав шихты через кремнефтористый натрий. Были синтезированы следующие составы стекол:Slag waste, quartz sand, alumina, soda ash, potash, burnt magnesia, sodium fluorosilicate and other raw materials were used as raw materials in the production of glass-crystalline material to obtain a charge. Fluorine was used as a catalyst for bulk crystallization, which was introduced into the charge through sodium fluorosilicate. The following glass compositions were synthesized:
- 2 038424- 2 038424
Компоненты шихты, взятые в необходимых количествах, тщательно перемешивались и сплавлялись при температуре 1450-1550°С с последующей выработкой при температуре 1400-1450°С. В дальнейшем стекло подвергалось кристаллизации. После охлаждения образцы стеклокристаллического материала сохранили геометрическую форму, кристаллическая фаза составила 57-78%. Составы золошлаковых отходов ТЭС и доменных шлаков для получения шихты, состав корректирующих добавок для производства стекломассы и физико-химические свойства стеклокристаллического материала были сле дующие:The charge components, taken in the required quantities, were thoroughly mixed and fused at a temperature of 1450-1550 ° C, followed by production at a temperature of 1400-1450 ° C. Subsequently, the glass was subjected to crystallization. After cooling, the samples of glass-crystalline material retained their geometric shape, the crystalline phase was 57-78%. The compositions of ash and slag wastes from TPPs and blast furnace slags for obtaining a charge, the composition of corrective additives for the production of molten glass and the physicochemical properties of glass-crystalline material were as follows:
Состав золошлаковых отходов ТЭС и доменных шлаков, мас.%:Composition of TPP ash and slag waste and blast furnace slag, wt%:
Корректирующие добавки к используемым шлакам, мас. %:Corrective additives to used slags, wt. %:
- 3 038424- 3 038424
Физико-химические свойства стеклокристаллического материала:Physicochemical properties of glass-crystalline material:
Таким образом, полученный на основе предлагаемой шихты и состава стекла стеклокристаллический материал с физико-механическими характеристиками, приведенными в вышеуказанной таблице, обладает высокими эксплуатационными свойствами и по большинству показателей превосходит другие стеклокристаллические материалы.Thus, the glass-crystalline material obtained on the basis of the proposed charge and the composition of the glass with the physical and mechanical characteristics given in the above table has high operational properties and surpasses other glass-crystalline materials in most of the indicators.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EA201900575A EA038424B1 (en) | 2019-10-25 | 2019-10-25 | Furnace burden and glass composition for glass-ceramic material |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EA201900575A EA038424B1 (en) | 2019-10-25 | 2019-10-25 | Furnace burden and glass composition for glass-ceramic material |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA201900575A1 EA201900575A1 (en) | 2021-04-30 |
EA038424B1 true EA038424B1 (en) | 2021-08-26 |
Family
ID=75817392
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA201900575A EA038424B1 (en) | 2019-10-25 | 2019-10-25 | Furnace burden and glass composition for glass-ceramic material |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
EA (1) | EA038424B1 (en) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3170780A (en) * | 1962-03-02 | 1965-02-23 | Ngk Insulators Ltd | Method of manufacturing porcelain articles by crystallizing glass materials |
WO1984000536A1 (en) * | 1982-07-30 | 1984-02-16 | Mo Khim T I Im | Glass crystalline material and method for obtention thereof |
RU2026836C1 (en) * | 1991-06-17 | 1995-01-20 | Жусупбек Таширбаевич Сулейменов | Glass for glass ceramic material |
UA4170U (en) * | 2004-02-19 | 2005-01-17 | Віктор Іванович Борулько | A glass for glassceramic material |
US20050268656A1 (en) * | 2001-01-08 | 2005-12-08 | Alexander Raichel | Poly-crystalline compositions |
RU2477712C2 (en) * | 2011-05-03 | 2013-03-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" | Glass-ceramic material based on thermal power plant slag wastes |
CN106116161A (en) * | 2016-06-28 | 2016-11-16 | 昆明理工大学 | A kind of method utilizing yellow phosphorus furnace slag and chromium slag to prepare devitrified glass |
CN106746679A (en) * | 2016-12-15 | 2017-05-31 | 攀枝花环业冶金渣开发有限责任公司 | High-titanium blast furnace slag crystallite stone material and preparation method thereof |
-
2019
- 2019-10-25 EA EA201900575A patent/EA038424B1/en unknown
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3170780A (en) * | 1962-03-02 | 1965-02-23 | Ngk Insulators Ltd | Method of manufacturing porcelain articles by crystallizing glass materials |
WO1984000536A1 (en) * | 1982-07-30 | 1984-02-16 | Mo Khim T I Im | Glass crystalline material and method for obtention thereof |
RU2026836C1 (en) * | 1991-06-17 | 1995-01-20 | Жусупбек Таширбаевич Сулейменов | Glass for glass ceramic material |
US20050268656A1 (en) * | 2001-01-08 | 2005-12-08 | Alexander Raichel | Poly-crystalline compositions |
UA4170U (en) * | 2004-02-19 | 2005-01-17 | Віктор Іванович Борулько | A glass for glassceramic material |
RU2477712C2 (en) * | 2011-05-03 | 2013-03-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" | Glass-ceramic material based on thermal power plant slag wastes |
CN106116161A (en) * | 2016-06-28 | 2016-11-16 | 昆明理工大学 | A kind of method utilizing yellow phosphorus furnace slag and chromium slag to prepare devitrified glass |
CN106746679A (en) * | 2016-12-15 | 2017-05-31 | 攀枝花环业冶金渣开发有限责任公司 | High-titanium blast furnace slag crystallite stone material and preparation method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EA201900575A1 (en) | 2021-04-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101508524B (en) | Glass suitable for chemically tempering and chemical tempered glass | |
CA2745050C (en) | Glass fiber composition | |
CN102892723B (en) | Lithium aluminosilicate glass having a high e-module and method for the production thereof | |
CN101439932B (en) | Low-expansion glass-ceramics with lithia ore tailings as principal raw material and manufacturing method thereof | |
RU2531951C2 (en) | Composition for high-strength glass fibres and fibres formed from said composition | |
CN101767934B (en) | Floride-free low-boron and alkaline-free glass fiber prescription and preparation method | |
JPS6238298B2 (en) | ||
JP2012513362A5 (en) | ||
WO2010075258A1 (en) | Composition for high performance glass fibers and fibers formed therewith | |
CN110028240B (en) | Aluminosilicate glass and preparation method thereof | |
CN106396419A (en) | Environment-friendly low-energy-consumption glass fiber | |
EP0095490A1 (en) | Alkali-resistant glass fibers | |
EA038424B1 (en) | Furnace burden and glass composition for glass-ceramic material | |
RU2740956C1 (en) | Mixture for glassceramic material and glassceramic material | |
RU2169712C1 (en) | High-strength polycrystalline glass and method of its producing | |
RU2781058C1 (en) | Charge and glass composition for glass-crystal material | |
US3923528A (en) | Glass-ceramic articles | |
CN102010134A (en) | Glass fibre composite | |
JPS58167444A (en) | Alkali-resistant glass fiber | |
Mandal et al. | Ultra low and negative expansion glass-ceramic materials produced from pyrophyllite and blast furnace slag | |
SU1392038A1 (en) | Decorative glass | |
RU2059580C1 (en) | Opacified glass | |
JP2024044915A (en) | Glass wool composition | |
JPS623041A (en) | Production of aluminosilicate glass containing rare earth metal | |
WO2023205596A1 (en) | High modulus fiberglass composition with reduced energy consumption |