RU2130435C1

RU2130435C1 - Method of manufacturing stone and glass ceramic articles and materials

Info

Publication number: RU2130435C1
Application number: RU98116007A
Authority: RU
Original assignee: Колдаев Борис Георгиевич; Колдаев Александр Борисович
Priority date: 1998-08-28
Filing date: 1998-08-28
Publication date: 1999-05-20
Also published as: WO2000012440A2; WO2000012440A3

Abstract

FIELD: manufacture of stone and glass ceramic articles. SUBSTANCE: stone and glass ceramic materials or articles from silicate or some other melts are manufactured by casting or molding with subsequent crystallization for production of architecture and finishing materials. Casting and molding of articles and materials are effected from melts with density of material crystallized from the melt close or equal to density of glass from this melt. EFFECT: production of dense material, eliminated shrink holes and pores, and reduced cost price of articles. 1 tbl

Description

Изобретение относится к производству каменных и стеклокристаллических изделий и материалов литьем или формованием расплавов с последующей кристаллизацией, может быть использовано для изготовления строительных и отделочных материалов. The invention relates to the production of stone and glass products and materials by casting or molding of melts with subsequent crystallization, can be used for the manufacture of building and finishing materials.

Известен способ изготовления литых каменных изделий путем отливки расплава в кокиль отличающийся тем, что изделие вместе с кокилем сразу после отливки подвергают кристаллизации в печи при соответствующей температуре, после чего вынимают из кокиля и отжигают известным способом. (Авторское свидетельство СССР N 57640). A known method of manufacturing cast stone products by casting the melt into a chill mold characterized in that the product, together with the chill mold, is immediately crystallized in the furnace at the appropriate temperature, after which it is removed from the chill mold and annealed in a known manner. (USSR author's certificate N 57640).

Известен также способ литья крупных фасонных изделий, например из камня, осуществляемый заливкой расплава в прогретые формы, подаваемые в печь для кристаллизации и охлаждения, отличающийся тем, что с целью устранения усадочных раковин и трещин в изделиях, формы заполняют расплавом непосредственно в печи термической обработки при условии отражения тепла от прогретого свода (авт. св. ССР N 153207). Этот способ является наиболее близким к предлагаемому и может рассматриваться как прототип. There is also a known method of casting large shaped products, for example of stone, by pouring the melt into heated molds supplied to the furnace for crystallization and cooling, characterized in that in order to eliminate shrinkage shells and cracks in the products, the molds are filled with the melt directly in the heat treatment furnace at provided that heat is reflected from the heated arch (ed. St. SSR N 153207). This method is the closest to the proposed and can be considered as a prototype.

Известные способы не обеспечивают получения литых каменных изделий без усадочных раковин и пор, так как возникновение раковин и пор обусловлено различной плотностью расплава и кристаллизующегося из него камня или стеклокристаллического материала. В известных способах изготовления каменных изделий плотность камня больше плотности расплава, поэтому при кристаллизации происходит уменьшение объема отлитого материала. Объем закристаллизованного материала становится меньше объема залитого расплава, что приводит к возникновению усадочных пор и раковин. Known methods do not provide cast stone products without shrinkable shells and pores, since the occurrence of shells and pores is due to different densities of the melt and crystallized stone or glass crystal material from it. In known methods for manufacturing stone products, the density of the stone is greater than the density of the melt, therefore, during crystallization, a decrease in the volume of cast material. The volume of crystallized material becomes less than the volume of the molten filled, which leads to the formation of shrinkage pores and shells.

Изменение условий заполнения форм расплавом, в том числе заполнение форм расплавом в печи термической обработки при отражении тепла прогретым сводом печи, как это предложено изобретением прототипа (авторское свидетельство СССР N 153207), не может устранить усадочных пор и раковин в изделиях, так как эти условия не влияют на соотношение плотностей закристаллизованного материала и расплава, и усадка объема отливки при этом сохраняется. Changing the conditions for filling molds with a melt, including filling molds with a melt in a heat treatment furnace when heat is reflected by the heated arch of the furnace, as proposed by the invention of the prototype (USSR author's certificate N 153207), cannot eliminate shrinkage pores and sinks in products, since these conditions do not affect the density ratio of the crystallized material and the melt, and the shrinkage of the casting volume is preserved.

Плотность расплава приблизительно соответствует плотности образующегося при затвердевании расплава стекла, что значительно упрощает измерение плотности материала. По этой причине плотность стекла возможно использовать в качестве показателя плотности расплава. The density of the melt approximately corresponds to the density of the glass formed during solidification of the melt, which greatly simplifies the measurement of the density of the material. For this reason, the density of glass can be used as an indicator of the density of the melt.

С целью получения плотного литого материала, устранения усадочных пор и раковин литье или формование изделий или материалов производится из расплавов, кристаллизующихся в каменные или стеклокристаллические материалы, имеющие плотность в пределах от 96 до 106% от плотности стекла, полученного из этого же расплава. In order to obtain a dense cast material, eliminate shrinkage pores and sinks, the molding or molding of products or materials is carried out from melts crystallizing into stone or glass crystalline materials having a density in the range from 96 to 106% of the density of glass obtained from the same melt.

Отливки из таких расплавов при кристаллизации не изменяют своего объема или изменяют его в незначительных пределах. В изделиях, отлитых из таких расплавов, не возникает усадочных пор и раковин, верхняя поверхность отливки сохраняется гладкой без механической обработки. В некоторых случаях на поверхности отлитого материала образуется красивый кристаллический рисунок природного камня. Castings from such melts during crystallization do not change their volume or change it to insignificant limits. In products molded from such melts, no shrinkage pores and sinks occur; the upper surface of the casting remains smooth without mechanical processing. In some cases, a beautiful crystalline pattern of natural stone forms on the surface of the cast material.

При использовании безусадочных расплавов отпадает необходимость механической обработки поверхности с порами и раковинами, уменьшается трудоемкость, сокращается количество отходов. When using non-shrinking melts, there is no need to mechanically treat the surface with pores and shells, labor intensity is reduced, and the amount of waste is reduced.

Для получения каменных или стеклокристаллически изделий методом кристаллизации без усадки могут быть использованы различные химические составы расплавов, содержащие оксиды кремния, титана, цинка, бора, железа, хрома, марганца, кальция, бария, магния, олова, ванадия, калия, лития, меди, фосфора и их соединения, обеспечивающие синтез минералов с необходимыми свойствами. To obtain stone or glass crystalline products by crystallization without shrinkage, various chemical compositions of melts containing oxides of silicon, titanium, zinc, boron, iron, chromium, manganese, calcium, barium, magnesium, tin, vanadium, potassium, lithium, copper, can be used. phosphorus and their compounds, providing the synthesis of minerals with the necessary properties.

Экономическая эффективность предлагаемого изобретения определяется снижением себестоимости продукции за счет уменьшения количества отходов, а также за счет сокращения механической обработки готовых изделий. The economic efficiency of the invention is determined by reducing the cost of production by reducing the amount of waste, as well as by reducing the machining of finished products.

В таблице приведены данные по плотности некоторых кристаллических минералов в сравнении с плотностью стекла, идентичного минералу по химическому составу. Приведенные данные наглядно иллюстрируют величины изменений объемов отлитых или отформованных из расплавов материалов после их кристаллизации. The table shows the data on the density of some crystalline minerals in comparison with the density of glass, identical to the mineral in chemical composition. The data presented clearly illustrate the changes in the volumes of materials cast or molded from melts after their crystallization.

Примеры осуществления. Examples of implementation.

1. Состав материала - кристобалит, SiO₂, плотность минерала 104,5% от плотности стекла идентичного состава. При затвердевании расплава образуется плотная структура камня без пор и раковин.1. The composition of the material is cristobalite, SiO ₂ , the density of the mineral is 104.5% of the density of the glass with an identical composition. When the melt solidifies, a dense stone structure is formed without pores and shells.

2. Состав материала - окерманит, Ca₂MgSi₂O₇, плотность минерала - 99,87% от плотности стекла идентичного состава. При затвердевании расплава образуется плотная структура камня без пор и раковин.2. The composition of the material is okermanite, Ca ₂ MgSi ₂ O ₇ , the density of the mineral is 99.87% of the density of glass of identical composition. When the melt solidifies, a dense stone structure is formed without pores and shells.

3. Состав материала - кварц, SiO₂, плотность минерала 120,5% от плотности стекла идентичного состава. При затвердевании расплава образуется рыхлая неплотная структура камня, имеющая поры и усадочные раковины.3. The composition of the material is quartz, SiO ₂ , the density of the mineral is 120.5% of the density of the glass of identical composition. When the melt solidifies, a loose loose structure of stone is formed, which has pores and shrinkage shells.

4. Состав материала - энстатит, β MgSiO₃, плотность минерала 115,2% от плотности стекла идентичного состава. При затвердевании расплава образуется рыхлая неплотная структура камня, имеющая поры и усадочные раковины.4. The composition of the material is enstatite, β MgSiO ₃ , the density of the mineral is 115.2% of the density of glass of identical composition. When the melt solidifies, a loose loose structure of stone is formed, which has pores and shrinkage shells.

Плотная структура камня, таким образом, формируется только при применении материалов, имеющих плотность при кристаллизации из данного расплава в пределах от 96 до 106% от плотности стекла, полученного из расплава. The dense structure of the stone, thus, is formed only when using materials having a density during crystallization from a given melt in the range from 96 to 106% of the density of the glass obtained from the melt.

Поставленная цель получения плотного литого материала, устранения усадочных пор и раковин достигается тем, что литье или формование изделий и материалов производятся из расплавов, имеющих плотность закристаллизовавшегося из данного расплава каменного или стеклокристаллического материала в пределах от 96 до 106% от плотности стекла из этого же расплава. The goal of obtaining a dense cast material, eliminating shrinkage pores and shells is achieved by the fact that the molding or molding of products and materials is made from melts having a density of stone or glass crystal material crystallized from a given melt in the range from 96 to 106% of the density of glass from the same melt .

Claims

A method of manufacturing stone and glass crystalline materials and products from silicate or other melts by casting or molding followed by crystallization, characterized in that the casting and molding of products and materials is made from melts that form materials and products during crystallization, the density of which ranges from 96 to 106 % density of glass from the same melt.