PL116180B1 - Method of producing heat-resistant ceramic articles - Google Patents

Description

Opis patentowy opublikowano: 14.01.1983 116180 Int. Cl.3 C04B 33/00 C04B 33/24 CZYTELNIA U- ~du Pcitenioweao Pf-i - I- Twórcy wynalazku: Józef Trzaszczka, Waldemar Wlodarczyk, Mikolaj Konczyk, Swiatoslaw Zonenberg Uprawniona z patentu: Instytut Szkla i Ceramiki, Warszawa (Polska) Sposób wytwarzania ceramicznych wyrobów termoodpornych i Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania ceramicznych wyrobów termoodpornych o niskim wspólczynniku rozsze¬ rzalnosci termicznej i znacznej odpornosci na wstrzasy termiczne.Wynalazek moze znalezc zastosowanie przy produkcji 5 ceramicznych wyrobów termoodpornych, zwlaszcza na¬ czyn do uzytku domowego, szkliwionych plytek okladzi¬ nowych, przeznaczonych szczególnie do wypalania w przy¬ spieszonych cyklach, kaset ogniotrwalych i innych wyrobów.Dotychczas jest znany sposób wytwarzania ceramicznych 10 naczyn do uzytku domowego, polegajacy na rozdrobnieniu surowców ilastych w ilosci 60—85 % wagowych z dodatkiem zlomu kordierytowego w ilosci 10—30 %, zwiazków magne¬ zu pod postacia magnezytu lub talku w ilosci 5—10% i ewentualnie zwiazków glinu w ilosci 5—10% wagowych 15 nastepnie uformowaniu naczyn, poszkliwieniu ich i wy¬ paleniu w temperaturze 1473—1573 K.Dodatek zlomu kordierytowego i zwiazków magnezu jak równiez zwiazków glinu ma za zadanie zmniejszenie wspól¬ czynnika rozszerzalnosci a tym samym zwiekszenie odpór- 20 nosci na wstrzasy termiczne, w wyniku tworzenia sie takich mineralów jak kordieryt, mulit i ewentualnie korund.Wprowadzenie do mas wiekszych ilosci magnezytu lub talku powoduje silna tiksotropie, która uniemozliwia for¬ mowanie wyrobów w formach gipsowych. Wprowadzony 25 zlom kordierytowy w nieznacznym stopniu reaguje z pozo¬ stalymi skladnikami masy a szczególnie z wolna krzemionka #i dlatego wplyw jego jest niewielki na zwiekszenie odporno¬ sci na wstrzasy termiczne gotowego wyrobu. Do tej pory, naczynia do .uzytku domowego uwaza sie za dobre jezeli 30 wspólczynnik rozszerzalnosci termicznej a293—693 k = 4,0 • ' • 10~6 K_1, odpornosc na wstrzasy termiczne do 673 K wytrzymuja przez 20 cykli a nasiakliwosc wynosi 4—6% wagowych.Badanie odpornosci na wstrzasy termiczne polega na ogrzaniu wyrobu do okreslonej temperatury np.: 673 K i zanurzeniu w biezacej wodzie o temperaturze 293 K, co stanowi 1 .cykl. Im wyzsza temperatura do której wyrób jest nagrzewany a nastepnie schladzany oraz im wiecej cykli wyrób wytrzymuje, to tworzywo uwaza sie za bardziej odporne na wstrzasy termiczne. Naczynia takie absolutnie nie nadaja sie do podgrzewania na bezposrednim ogniu lecz jedynie przez siatki azbestowe, poniewaz podczas pod¬ grzewania naczyn bez siatek ulegaja one natychmiast znisz¬ czeniu.Celem wynalazku bylo opracowanie sposobu wytwarzania ceramicznego tworzywa termoodpornego o wspólczynniku rozszerzalnosci termicznej a293_693 k = 3,5 • 10-° K_1, odpornego na wstrzasy termiczne do 973 K i nasiakliwosci ponizej 1 % wagowego, które nadawaloby sie do wyrobów szkliwionych lub nieszkliwionych. Naczynia z takiej masy, podgrzane' np.: z potrawami na bezposrednim ogniu nie wykazywalyby natychmiastowych sklonnosci do spekan.Cel ten osiagnieto wedlug wynalazku w ten sposób, ze do podstawowych surowców ilastych, -zawierajacych wolna krzemionke w ilosci nie wiekszej niz 15 % wagowych dodaje sie podczas wspólnego przemialu skladników serpentynit w ilosci 5—50 % wagowych, sporzadza mase lejna, formuje . wyroby i szkliwione znanymi sposobami lub nieszkliwione wypala sie w temperaturze 1373—1473 K. Jezeli natomiast 116 180116 180 surowce ilaste zawieraja wolnakrzemionke w ilosci 15—30 %, to korzystnie dodaje sie dodatkowo AI2O3 w ilosci 0—15 % wagowych.W wyniku badan .stwierdzono, ze mineraly ilaste reaguja z serpentynitem tworzac w czerepie wyrobu mineraly: kordieryt, mulit i klinoenstatyt wedlug reakcji: 9(AI2O3 2Si02 • 2H20) +3 (MgO • 2Si02 • 2H20)1l7ji~1J?I3£ 3(2MgO 2AI2O3 -5Si02) + 3AI2O3 -2Si02 + 3MgO Si02 + 24 H2O kordieryt mulit . klinoenstatyt Stwierdzono ponadto, ze surowce ilaste nie moga zawierac wolnej krzemionki wiecej niz 15% wagowych, poniewaz wieksza jej ilosc kosztem surowca ilastego przyczynia sie do zmniejszenia zawartosci mulitu i kord.ierytu oraz powstawa¬ nia wiekszych ilosci wolnego kwarcu i klinoenstatytu, po¬ wodujacych obnizenie odpornosci na wstrzasy termiczne.W przypadku stosowania surowców ilastych, zawiera¬ jacych ponad 15% wolnej krzemionki, dodatkowe wpro¬ wadzenie AI2O3 ma na celu zwiazanie wolnej krzemionki i wytworzenie wiekszych ilosci mulitu, kordierytu i ewen¬ tualnie korundu. 10 20 liniowo, nasiakliwosc 0,2%, wspólczynnik rozszerzalnosci termicznej a273—693 k = 3,4 • 10~6 K-i,odpornosc na wstrza¬ sy termiczne do 973 K —20 cykli, a do 673 K —35 cykli.Ponadto naczynia nie wykazaly uszkodzen podczas gotowa¬ nia w nich wody na bezposrednim ogniu palnika gazowego w ciagu 40 godzin w okresie 6 kolejnych dni.Przyklad II. Mase o skladzie wagowym: glina BBS —20%, glina ICS —15%, glina surowa „Turo- szów" — 25%, serpentynit ,Jordanów" — 30%, tlenek glfnu —10%, z dodatkiem wody w ilosci 35% wagowych, jako uplynniacza sody w ilosci 0,15% wagowych, rozdro¬ bniono w mlynie kulowym do pozostalosci 0,2 % wagowych na sicie 0,06 mm, odlano naczynia o pojemnosci 1,5 1, na¬ stepnie szkliwiono i wypalono w temperaturze 1453 K.Tak otrzymane naczynia wykazaly skurczliwosc *10,5% wagowych, nasiakliwosc - 0,4 % wagowych, wspólczynnik rozszerzalnosci termicznej a^—^ k = 342 • 10"6 • K"1 i odpornosc na wstrzasy termiczne do 973 K — 20 cykli.Ponadto naczynia nie wykazaly uszkodzen podczas goto-' wania w nich wody na bezposrednim ogniu palnika gazo¬ wego w ciagu 40 godzin w okresie kolejnych 6 dni.W przykladach wykonania I—II zastosowane surowce posiadaja nastepujacy sklad mineralogioeny: surowce | kaolin KOC glina „Turoszów"szlamowana | glina G2 „Jaroszów" | glina BBS | glina ICS glina „Turoszów"surowa serpentynit „Jordanów" kaolinit 80,30 70,89 83,92 63,14 52,50 66,78 — kwarc 13,87 14,39 4,68 28,97 38,38 19,10. 2,50 skalen 4,09 9,99 8,30 6,34 7,77 11,79 — serpentyn — — — — — — . 96,4 hematyt — — | — 1 — | — [ — | 1,1 1 Zaleta wyrobów otrzymywanych sposobem4 wedlug wynalazku jest ich zwiekszona wytrzymalosc mechaniczna, wyzszy wspólczynnik elastycznosci, a tym samym zwiek¬ szenie odpornosci na wstrzasy termiczne, przy obnizeniu temperatury wypalania o 100 K.Przyklad I. Mase o skladzie wagowym: kaolin KOC — 30%, serpantynit „Jordanów" — 30%, glina szlamowana „Turoszów"— 25%, glina G2 „Jaroszów" — 15%, z dodatkiem wody w ilosci 35% wagowych i jako uplynniacza sody,w ilosci 0,15% wagowych w stosunku do suchej masy, rozdrobniono w mlynie kulowym do pozo¬ stalosci 0,3 % na sicie 0,06 mm, odlano w formach gipso¬ wych naczynia o pojemnosci 1,5 1. Uformowane naczynia poszkliwiono i wypalono w temperaturze 1450 K. Tak otrzymane wyroby wykazaly skurczliwosc calkowita 11% PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania ceramicznych wyrobów termo- odpornych z podstawowych surowców ilastych, polegajacy na rozdrobnieniu, sporzadzeniu masy, uformowaniu wyro¬ bów i wypaleniu, znamienny tym, ze do surowców ila¬ stych, zawierajacych wolna krzemionke w ilosci 0 — 15 % wagowych dodaje sie podczas wspólnego przemialu sklad¬ ników serpentynit w ilosci 5—50% wagowych, po czym rozdrabnia je do -wielkosci czastek ponizej 70 n i wypala w temperaturze 1373—1473 K.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do su¬ rowców ilastych, zawierajacych wolna krzemionke w ilosci 15—30 % Wagowych, wprowadza *si*e dodatkowo AI2O3 w ilosci 0—15 % wagowych. LDD Z-d 2, z. 432/1400/82, 11. 100+20 egZ. Cena 100 zl PL