RU2353991C2 - Method of making current-conducting panels, raw mixture for making current conducting panels and current conducting filler them, based on crushed glass - Google Patents

Method of making current-conducting panels, raw mixture for making current conducting panels and current conducting filler them, based on crushed glass Download PDF

Info

Publication number
RU2353991C2
RU2353991C2 RU2007123544/09A RU2007123544A RU2353991C2 RU 2353991 C2 RU2353991 C2 RU 2353991C2 RU 2007123544/09 A RU2007123544/09 A RU 2007123544/09A RU 2007123544 A RU2007123544 A RU 2007123544A RU 2353991 C2 RU2353991 C2 RU 2353991C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
conductive
graphite
silicon carbide
current conducting
mixture
Prior art date
Application number
RU2007123544/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007123544A (en
Inventor
Валерия Валерьевна Строкова (RU)
Валерия Валерьевна Строкова
Евгения Александровна Лопанова (RU)
Евгения Александровна Лопанова
Александр Викторович Мосьпан (RU)
Александр Викторович Мосьпан
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова (БГТУ им. В.Г. Шухова)
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова (БГТУ им. В.Г. Шухова) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова (БГТУ им. В.Г. Шухова)
Priority to RU2007123544/09A priority Critical patent/RU2353991C2/en
Publication of RU2007123544A publication Critical patent/RU2007123544A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2353991C2 publication Critical patent/RU2353991C2/en

Links

Landscapes

  • Conductive Materials (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Vessels, Lead-In Wires, Accessory Apparatuses For Cathode-Ray Tubes (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: proposed method of making current conducting panels involves mixing current conducting material - coal coke with particle size 0.2-1.5 mm with a binding component, moulding the products and subsequent thermal processing. The binding component used is a ground clay component. The current conducting material contains ground graphite, silicon carbide and current conducting filler in form of 0.1-1.0 mm granules, obtained from the following mixture, in wt %: chalk 1.0-5.5, graphite 7-9, silicon carbide 3-5, clay component 15-35, granular current conducting filler 4.5-10, coal coke with particle size 0.2-1.5 mm - the rest. Before moulding, the raw mixture is moistened to 4-7% moisture. Moulding is done using the semidry moulding method and thermal processing is carried out in a weak acid medium at 800-830°C temperature. The binding component used in the raw mixture is a clay component. The current conducting filler is granular with particle size 0.1-1.0 mm and contains the following components, in wt %: chalk - 1-5.5, 8-11% graphite 8-9.7, silicon carbide - 6.0-9.2, 8-12% aqueous solution of liquid glass - 1.0-2.6, and glass powder - 73.0-84.0.
EFFECT: wider assortment of equipment and raw material base for producing ecologically clean panel-type current conducting objects with a wide range of application properties.
3 cl, 2 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано для получения электронагревательных блоков и панелей в жилищном строительстве и промышленности.The invention relates to the electrical industry and can be used to obtain electric heating blocks and panels in housing and industry.

Известны способ изготовления токопроводящих листовых изделий и сырьевые суспензии для их получения, включающие, мас.%: метасиликат натрия 28-30, графит 11-15,5, оксид алюминия 3,5-3,7, оксид железа (III) 3,5-3,7, карбонат стронция 3,5-3,7, титанат калия 4,2-4,5, оксид бария 1,2-1,5, соляную кислоту 4,9-5,1, вода - остальное. Сырьевую суспензию, полученную путем смешивания компонентов, наносят кистью на поверхность слюдяных пластин пленкой толщиной 0,2-0,4 мм и прокаливают при температуре 300°С в течение 5-7 часов [патент РФ №2277733, кл. Н01В 1/00, 2004].A known method of manufacturing conductive sheet products and raw material suspensions for their production, including, wt.%: Sodium metasilicate 28-30, graphite 11-15.5, alumina 3.5-3.7, iron oxide (III) 3.5 -3.7, strontium carbonate 3.5-3.7, potassium titanate 4.2-4.5, barium oxide 1.2-1.5, hydrochloric acid 4.9-5.1, water - the rest. The raw material suspension obtained by mixing the components is applied with a brush on the surface of the mica plates with a film 0.2-0.4 mm thick and calcined at a temperature of 300 ° C for 5-7 hours [RF patent No. 2277733, class. HB01 1/00, 2004].

Недостатками способа и сырьевой суспензии являются низкая удельная мощность и недостаточная надежность пленочных нагревательных элементов при повышенных тепловых нагрузках. Эти недостатки ухудшают технические и эксплуатационные характеристики пленочных токопроводящих изделий.The disadvantages of the method and the raw material suspension are low specific power and insufficient reliability of the film heating elements at high heat loads. These shortcomings worsen the technical and operational characteristics of film conductive products.

Наиболее близкими к предлагаемому решению являются способ изготовления токопроводящих панелей и сырьевая шихта, включающая, мас.%: каменноугольный кокс с размером частиц 0,2-1,5 мм 81…94, эпоксидную смолу 5,5…16,5 и отвердитель 0,5…2,5. Способ заключается в смешивании эпоксидной смолы с отвердителем и последующим введением дробленого кокса. Из перемешанной массы формуют изделия, которые отверждают при температуре 80°С в течение 4-6 часов [авторское свидетельство СССР №355756, кл. H05b 3/10, 1970].Closest to the proposed solution are a method of manufacturing conductive panels and a raw material charge, including, wt.%: Coal coke with a particle size of 0.2-1.5 mm 81 ... 94, epoxy resin 5.5 ... 16.5 and hardener 0, 5 ... 2.5. The method consists in mixing epoxy resin with a hardener and the subsequent introduction of crushed coke. Products are formed from the mixed mass, which are cured at a temperature of 80 ° C for 4-6 hours [USSR copyright certificate No. 355756, class. H05b 3/10, 1970].

Недостаток прототипа заключается в том, что токопроводящие панели из материала на органической основе имеют низкую удельную мощность и невысокую температуру эксплуатации.The disadvantage of the prototype is that conductive panels of material on an organic basis have a low specific power and low operating temperature.

Предлагаемое изобретение решает задачу расширения арсенала технических средств и сырьевой базы для производства экологически чистых токопроводящих изделий панельного типа с расширенным диапазоном потребительских свойств: высокими температурой эксплуатации и удельной мощностью, а также отсутствием деформаций при обжиге и эксплуатации за счет низкой термической усадки.The present invention solves the problem of expanding the arsenal of technical means and raw materials for the production of environmentally friendly conductive panel-type products with an extended range of consumer properties: high operating temperature and specific power, as well as the absence of deformation during firing and operation due to low thermal shrinkage.

Технический результат достигается тем, что в способе изготовления токопроводящих панелей, включающем смешивание токопроводящего материала - каменноугольного кокса с размером частиц 0,2-1,5 мм со связующим компонентом, формование изделий и их последующую термообработку, согласно предлагаемому решению в качестве связующего компонента используют молотый глинистый компонент, в составе токопроводящего материала дополнительно используют молотые графит, карбид кремния и токопроводящий заполнитель в виде гранул размером 0,1-1,0 мм, полученных из смеси, мас.%: мел 1,0-5,5, графит 8,0-9,7, карбид кремния 6,0-9,2, 8-12%-ного водного раствора жидкого стекла 1,0-2,6 и порошка стекла 73,0-84,0, при следующем соотношении компонентов шихты токопроводящего материала, мас.%: графит 1-9, карбид кремния 3-5, глинистый компонент 15-35, токопроводящий заполнитель в виде гранул 4,5-10,5, каменноугольный кокс с размером частиц 0,2-1,5 мм - остальное, при этом перед формованием увлажняют сырьевую шихту до влажности 4-7%, формование осуществляют способом полусухого прессования, а термообработку ведут в слабоокислительной газовой среде при температуре 800-830°С.The technical result is achieved by the fact that in the method of manufacturing conductive panels, comprising mixing conductive material - coal coke with a particle size of 0.2-1.5 mm with a binder component, molding the products and their subsequent heat treatment, according to the proposed solution, ground is used as a binder component clay component, in the composition of the conductive material additionally use ground graphite, silicon carbide and conductive aggregate in the form of granules with a size of 0.1-1.0 mm, obtained and h mixture, wt.%: chalk 1.0-5.5, graphite 8.0-9.7, silicon carbide 6.0-9.2, 8-12% aqueous solution of water glass 1.0-2 6 and glass powder 73.0-84.0, in the following ratio of the charge components of the conductive material, wt.%: Graphite 1-9, silicon carbide 3-5, clay component 15-35, conductive aggregate in the form of granules 4,5 -10.5, coal coke with a particle size of 0.2-1.5 mm - the rest, while before molding the raw material mixture is moistened to a moisture content of 4-7%, molding is carried out by means of semi-dry pressing, and heat treatment is carried out in a slightly oxidizing gas medium e at a temperature of 800-830 ° C.

Технический результат достигается тем, что сырьевая шихта для изготовления токопроводящих панелей, включающая токопроводящий материал - каменноугольный кокс с размером частиц 0,2-1,5 мм и связующий компонент, согласно предлагаемому решению в качестве связующего компонента содержит молотый глинистый компонент, состав токопроводящего материала дополнительно содержит молотые графит, карбид кремния и токопроводящий заполнитель в виде гранул размером 0,1-1,0 мм, состоящих из смеси, мас.%: мел 1,0-5,5, графит - 8,0-9,7, карбид кремния 6,0-9,2, 8-12%-ный водный раствор жидкого стекла 1,0-2,6 и порошка стекла 73,0-84,0, при следующем соотношении компонентов шихты, мас.%: графит 1-9, карбид кремния 3-5, глинистый компонент 15-35, токопроводящий заполнитель в виде гранул 4,5-10,5, вода 4-7, каменноугольный кокс с размером частиц 0,2-1,5 мм - остальное.The technical result is achieved in that the raw material mixture for the manufacture of conductive panels, including conductive material - coal coke with a particle size of 0.2-1.5 mm and a binder component, according to the proposed solution as a binder component contains a ground clay component, the composition of the conductive material is additionally contains ground graphite, silicon carbide and a conductive filler in the form of granules with a size of 0.1-1.0 mm, consisting of a mixture, wt.%: chalk 1.0-5.5, graphite - 8.0-9.7, carbide silicon 6.0-9.2, 8-12% aqueous p a solution of liquid glass 1.0-2.6 and glass powder 73.0-84.0, in the following ratio of the components of the mixture, wt.%: graphite 1-9, silicon carbide 3-5, clay component 15-35, conductive filler in the form of granules 4.5-10.5, water 4-7, coal coke with a particle size of 0.2-1.5 mm - the rest.

Результат достигается с помощью токопроводящего заполнителя для токопроводящих панелей в виде гранул размером 0,1-1,0 мм, состоящих из компонентов, мас.%: мел 1,0-5,5, графит 8,0-9,7, карбид кремния 6,0-9,2, 8-12%-ный водный раствор жидкого стекла 1,0-2,6 и порошка стекла 73,0-84,0.The result is achieved using conductive filler for conductive panels in the form of granules with a size of 0.1-1.0 mm, consisting of components, wt.%: Chalk 1.0-5.5, graphite 8.0-9.7, silicon carbide 6.0-9.2, 8-12% aqueous solution of water glass 1.0-2.6 and glass powder 73.0-84.0.

Характеристика шихты токопроводящего материала:The charge characteristics of the conductive material:

1. Кокс каменноугольный по ГОСТ 27044-86.1. Coal coke in accordance with GOST 27044-86.

2. В качестве глинистого компонента использовали суглинок Шебекинского месторождения, Белгородская обл. Огнеупорность 1080…1170°С. Основной глинистый минерал - монтмориллонит.2. As a clay component used loam Shebekinsky deposits, Belgorod region. Refractoriness 1080 ... 1170 ° C. The main clay mineral is montmorillonite.

3. Графит по ГОСТ 5279.3. Graphite in accordance with GOST 5279.

4. Карбид кремния марки М 7 по ГОСТ 3647-80.4. Silicon carbide grade M 7 according to GOST 3647-80.

5. В качестве порошка стекла использовали молотый бой зеленого тарного стекла, г.Воронеж.5. As a powder of glass used ground battle of green container glass, Voronezh.

6. Мел технический дисперсный МТД-2 по ТУ - 21-020350-06-92, ОАО «Стройматериалы», г.Белгород.6. Chalk technical dispersed MTD-2 according to TU - 21-020350-06-92, OJSC "Building Materials", Belgorod.

Химический состав сырьевых компонентов приведен в табл.1.The chemical composition of the raw materials is given in table 1.

Таблица 1Table 1 Химический состав сырьевых компонентовThe chemical composition of raw materials № п/пNo. p / p КомпонентComponent Содержание оксидов, мас.%The content of oxides, wt.% SiO2 SiO 2 Al2О3 Al 2 About 3 TiO2 TiO 2 Fe2O3 Fe 2 O 3 СаОCaO MgOMgO R2OR 2 O SO3 SO 3 П.п.п.P.p.p. 1.one. Бой тарного стеклаGlass Fight 65,265,2 10,710.7 0,80.8 1,21,2 6,56.5 0,70.7 14,714.7 0,20.2 -- 2.2. Суглинок ШебекинскийLoam Shebekinsky 58,958.9 7,67.6 0,40.4 1,21,2 10,110.1 2,82,8 3,43.4 0,40.4 15,215,2 3.3. Мел БелгородскийChalk Belgorod 1,31.3 0,70.7 0,10.1 0,10.1 54,754.7 0,30.3 -- -- 42,842.8

7. Для получения токопроводящего заполнителя порошок стекла дозировали с мелом, графитом и карбидом кремния весовым методом. Полученную шихту загружали в шаровую мельницу и производили помол до достижения удельной поверхности 300…500 м2/кг. При гранулировании порошка стеклобоя, молотого совместно с мелом, графитом и карбидом кремния, на тарельчатом грануляторе в качестве связующего компонента использовали 8-12%-ный водный раствор силикатного клея (жидкое стекло) по ТУ 2385-001-54824507-2000.7. To obtain a conductive filler, the glass powder was dosed with chalk, graphite and silicon carbide by gravimetric method. The resulting mixture was loaded into a ball mill and grinding was performed until a specific surface of 300 ... 500 m 2 / kg was reached. When granulating cullet powder, ground together with chalk, graphite and silicon carbide, on a plate granulator, an 8-12% aqueous solution of silicate glue (liquid glass) according to TU 2385-001-54824507-2000 was used as a binder.

Токопроводящий материал готовили следующим образом.Conductive material was prepared as follows.

Пример. Взвесили предварительно дробленый кокс с размером частиц 0,2-1,5 мм в количестве 44 кг (44%, см. табл.2, смесь 1), добавили предварительно молотые и просеянные через сито с размером отверстий 0,1 мм следующие компоненты шихты: графит 8 кг (8%), карбид кремния 4 кг (4%), Шебекинский суглинок 30 кг (30%), а также 8 кг (8%) заполнителя в виде гранул, полученного из 6,24 кг (78%) порошка стекла, молотого совместно с 0,24 кг (3%) мела, 0,72 кг (9%) графита и 0,64 кг (8%) карбида кремния, гранулированного с использованием 0, 16 кг 10%-ного раствора жидкого стекла (2%), просеянного через сито с размером диаметра ячеек 1,0 мм и оставшегося на сите 0,1 мм, см. табл.2, смесь 1.Example. The pre-crushed coke with a particle size of 0.2-1.5 mm was weighed in an amount of 44 kg (44%, see Table 2, mixture 1), the following charge components were pre-ground and sieved through a sieve with a mesh size of 0.1 mm : graphite 8 kg (8%), silicon carbide 4 kg (4%), Shebekinsky loam 30 kg (30%), as well as 8 kg (8%) of aggregate in the form of granules obtained from 6.24 kg (78%) glass powder, ground together with 0.24 kg (3%) of chalk, 0.72 kg (9%) of graphite and 0.64 kg (8%) of silicon carbide granulated using 0.16 kg of a 10% liquid solution glass (2%) sifted through a sieve with ra mer diameter of 1.0 mm mesh sieve and remaining on the 0.1 mm, see. Table 2, mixture 1.

Смесь сухих компонентов (кокс, графит, карбид кремния, суглинок и заполнитель) перемешивали до равномерного распределения, увлажняли водой до формовочной влажности (6 мас.%, см. табл.2, смесь 1). Образцы сырцовых изделий из полученной смеси формовали способом полусухого прессования A mixture of dry components (coke, graphite, silicon carbide, loam and aggregate) was mixed until evenly distributed, moistened with water until the molding moisture (6 wt.%, See table 2, mixture 1). Samples of raw products from the resulting mixture were molded by semi-dry pressing

Figure 00000001
Figure 00000001

на прессе при давлении 6 МПа, а затем обжигали при температуре 820°С в печи камерного типа с регулируемым составом газовой среды при содержании 0,5 мас.% кислорода в газовой среде обжиговой камеры. После охлаждения образцы изделий испытывали на прочность, определяли термическую усадку и электропроводность.on the press at a pressure of 6 MPa, and then fired at a temperature of 820 ° C in a chamber-type furnace with a controlled composition of the gas medium with a content of 0.5 wt.% oxygen in the gas medium of the burning chamber. After cooling, product samples were tested for strength, and thermal shrinkage and electrical conductivity were determined.

Смеси составов 2 и 3 (табл.2) готовили аналогичным образом.Mixtures of compositions 2 and 3 (Table 2) were prepared in a similar way.

Смесь состава 4 (табл.2) содержала токопроводящий гранулированный заполнитель с размером гранул 0,06-0,08 мм, т.е. менее 0,1 мм. Смесь состава 5 (табл.2) содержала токопроводящий гранулированный заполнитель с размером гранул 1,2-1,6 мм, т.е. более 1,0 мм. Смесь состава 6 (табл.2) приготовлена без использования токопроводящего гранулированного заполнителя.The mixture of composition 4 (Table 2) contained a conductive granular aggregate with a granule size of 0.06-0.08 mm, i.e. less than 0.1 mm. The mixture of composition 5 (Table 2) contained a conductive granular aggregate with a granule size of 1.2-1.6 mm, i.e. more than 1.0 mm. A mixture of composition 6 (table 2) was prepared without the use of conductive granular aggregate.

Известный состав массы 7 (табл.2) изготавливали согласно прототипу (авторское свидетельство СССР №355756, кл. H05b 3/10, 1970, табл., состав 4).The known composition of the mass 7 (table 2) was made according to the prototype (USSR copyright certificate No. 355756, class H05b 3/10, 1970, table, composition 4).

Совместный помол компонентов заполнителя (порошок стекла, мел, графит и карбид кремния) предпочтительно производить в предложенных авторами соотношениях до достижения удельной поверхности 300…500 м2/кг, при этом размер его гранул должен составлять 0,1-1,0 мм.Joint grinding of aggregate components (glass powder, chalk, graphite and silicon carbide) is preferably carried out in the ratios proposed by the authors until a specific surface area of 300 ... 500 m 2 / kg is reached, while the size of its granules should be 0.1-1.0 mm.

Результаты испытаний приведены в табл.2.The test results are shown in table.2.

Анализ данных табл.2 результатов испытаний образцов токопроводящих панелей, показывает следующее.Analysis of the data in Table 2 of the test results of samples of conductive panels shows the following.

1. Введение в состав токопроводящей массы гранулированного заполнителя в виде порошка стекла, молотого совместно с мелом, графитом и карбидом кремния, в заявляемых количествах и размером зерен 0,1…1,0 мм, а также последующий обжиг при температуре 800-830°С в слабоокислительной среде позволяют получать прочные высококачественные панели с хорошими электропроводящими характеристиками.1. Introduction to the composition of the conductive mass of granular aggregate in the form of a glass powder, ground together with chalk, graphite and silicon carbide, in the claimed quantities and grain sizes of 0.1 ... 1.0 mm, as well as subsequent firing at a temperature of 800-830 ° C in a slightly oxidizing environment they allow to obtain durable high-quality panels with good conductive characteristics.

2. Уменьшать количество токопроводящего гранулированного заполнителя менее 4,5 мас.%, количество в нем жидкого стекла менее 1,0 мас.% и концентрацию его в воде менее 8%, графита менее 8,0 мас.%, карбида кремния менее 6,0 мас.% (табл.2, смесь 2), температуру обжига менее 800°С, при этом увеличивать количество порошка стекла более 84,0 мас.% нецелесообразно, т.к. при этом снижается прочность получаемых токопроводящих панелей, уменьшается удельное электрическое сопротивление; термическая усадка приводит к появлению мелких трещин, поэтому данный состав смеси и условия обжига приняты как граничные. Дальнейшее уменьшение названных количественных значений (смесь 4) приводит к резкому ухудшению потребительских свойств, что является неприемлемым при производстве токопроводящих панелей.2. To reduce the amount of conductive granular aggregate less than 4.5 wt.%, The amount of liquid glass in it is less than 1.0 wt.% And its concentration in water is less than 8%, graphite is less than 8.0 wt.%, Silicon carbide is less than 6, 0 wt.% (Table 2, mixture 2), the firing temperature is less than 800 ° C, while increasing the amount of glass powder over 84.0 wt.% Is impractical, because while the strength of the resulting conductive panels is reduced, the electrical resistivity is reduced; thermal shrinkage leads to the appearance of small cracks; therefore, this mixture composition and firing conditions are taken as boundary. A further decrease in these quantitative values (mixture 4) leads to a sharp deterioration in consumer properties, which is unacceptable in the manufacture of conductive panels.

3. Термообработанные токопроводящие панели, полученные из сырьевой смеси 3, имеют отрицательную усадку, т.е. наблюдается равномерное увеличение линейных и объемных размеров с допустимыми поверхностными дефектами обожженных панелей по сравнению с размерами исходных сырцовых изделий; панели из смеси 5 имеют трещины, что существенно снижает их прочность и повышает электрическое сопротивление за счет нарушения электроконтактирующих элементов.3. Heat-treated conductive panels obtained from the raw material mixture 3 have a negative shrinkage, i.e. there is a uniform increase in linear and volume dimensions with acceptable surface defects of the fired panels in comparison with the sizes of the original raw products; panels from mixture 5 have cracks, which significantly reduces their strength and increases electrical resistance due to the violation of electrocontacting elements.

4. Увеличивать количество токопроводящего гранулированного заполнителя более 10,5 мас.%, количество в нем жидкого стекла более 2,6 мас.% и концентрацию его в воде более 12%, графита более 9,7 мас.%, карбида кремния более 9,2 мас.% (табл.2, смесь 3), температуру обжига более 830°С, при этом уменьшать количество порошка стекла менее 73 мас.% также нецелесообразно, т.к. наблюдается увеличение удельного электрического сопротивления получаемых панелей из-за появления трещин расширения на гранях изделий, частичного выгорания токопроводящих углеродсодержащих компонентов, что приводит также к снижению прочностных показателей, поэтому данный состав также принят как граничный.4. To increase the amount of conductive granular aggregate more than 10.5 wt.%, The amount of liquid glass in it more than 2.6 wt.% And its concentration in water more than 12%, graphite more than 9.7 wt.%, Silicon carbide more than 9, 2 wt.% (Table 2, mixture 3), the firing temperature of more than 830 ° C, while reducing the amount of glass powder less than 73 wt.% Is also impractical, because there is an increase in the electrical resistivity of the resulting panels due to the appearance of expansion cracks on the faces of the products, partial burning of conductive carbon-containing components, which also leads to a decrease in strength indicators, therefore this composition is also accepted as boundary.

Исключение из состава сырьевой смеси токопроводящего гранулированного заполнителя (смесь 6) не позволяет получить токопроводящие изделия, т.к. после обжига фиксируются большие усадочные явления, которые приводят к объемным дефектам структуры, вплоть до разрушения самих панелей и потере их электропроводящих свойств.The exclusion from the composition of the raw material mixture of conductive granular aggregate (mixture 6) does not allow to obtain conductive products, because After firing, large shrinkage phenomena are recorded, which lead to volumetric structural defects, up to the destruction of the panels themselves and the loss of their electrically conductive properties.

Заявляемый способ изготовления токопроводящих панелей позволяет получать экологически чистые электронагревательные изделия с широким диапазоном потребительских свойств, надежно работающие в широком интервале температур вплоть до 650-700°С, они имеют прочную структуру, надежны в эксплуатации.The inventive method for the manufacture of conductive panels allows you to get environmentally friendly electric heating products with a wide range of consumer properties that work reliably in a wide temperature range up to 650-700 ° C, they have a solid structure, reliable in operation.

Физико-химическая сущность технического решения достижения задачи заключается в следующем: заполнитель в виде заявляемых токопроводящих гранул содержит в порошкообразном состоянии стекло и мел. Известно, что при достижении 780…790°С стеклопорошок размягчается, а из мела выделяется при декарбонизации углекислый газ, который поризует стекломассу гранулы. Этот процесс создает равномерный распирающий эффект, который активно препятствует возникновению и развитию огневой усадки токопроводящих панелей в процессе термообработки. При повышении температуры до 800-830°С стекло переходит в жидкую фазу и активно взаимодействует со всеми частицами шихты по всей поверхности расширенной гранулы, смачивая и упрочняя получаемый композиционный электропроводный материал. Присутствие суглинка монтмориллонитового состава обеспечивает образование армирующих кристаллических структур в изделии, которые формируют объемную прочную кристаллическую структуру. Рентгенофазовые исследования показывают, что эта структура сформирована из кристаллов волластонита и анортита. Отличительной особенностью стеклофазы, образующейся при обжиге заявляемых электропроводящих панелей, находящейся на стенках формируемых объемных структур и состоящей из расплава стеклопорошка, насыщенного оксидами, входящими в состав глины дополненными токопроводящими компонентами, является то, что формируемые в ее среде кристаллические структуры имеют преимущественно призматически-игольчатое строение. Авторами установлено, что повышенная плотность остеклованных стенок заполнителя, сформированных при обжиге изделия при температуре 800-830°С и взаимодействия глинистых частиц, примыкающих к заполнителю, с расплавленной стеклофазой из материала гранулята и токопроводящими компонентами, определяет высокие эксплуатационные характеристики получаемых токопроводящих панелей. При охлаждении обожженного изделия эти упрочненные участки, равномерно распределенные по объему полученных токопроводящих панелей, препятствуют трещинообразованию, этим объясняется высокая прочность изделий.The physicochemical nature of the technical solution to achieve the problem is as follows: the filler in the form of the inventive conductive granules contains in a powder state glass and chalk. It is known that when reaching 780 ... 790 ° C, the glass powder softens, and carbon dioxide is released from chalk during decarbonization, which porosizes the glass mass of the granule. This process creates a uniform bursting effect, which actively prevents the occurrence and development of fire shrinkage of conductive panels in the heat treatment process. When the temperature rises to 800-830 ° C, the glass passes into the liquid phase and actively interacts with all particles of the charge over the entire surface of the expanded granule, wetting and hardening the resulting composite electrically conductive material. The presence of loam of montmorillonite composition provides the formation of reinforcing crystalline structures in the product, which form a solid bulk crystalline structure. X-ray phase studies show that this structure is formed from wollastonite and anorthite crystals. A distinctive feature of the glass phase formed during the firing of the inventive conductive panels located on the walls of the formed bulk structures and consisting of a glass powder melt saturated with oxides that are part of the clay supplemented with conductive components is that the crystal structures formed in its environment have a predominantly prism-needle structure . The authors found that the increased density of the vitrified walls of the filler formed during firing of the product at a temperature of 800-830 ° C and the interaction of clay particles adjacent to the filler with molten glass phase from the granulate material and conductive components determines the high performance characteristics of the resulting conductive panels. When cooling the calcined product, these hardened areas, evenly distributed over the volume of the obtained conductive panels, prevent cracking, which explains the high strength of the products.

Обеспечение слабоокислительной среды в обжиговой камере при термообработке сырцовых изделий способствует полной сохранность углеродных токопроводящих компонентов в массиве панелей и поверхностное выгорание на глубину 0,1-0,3 мм в зависимости от режима сгорания топлива. Такой газовый режим термообработки позволяет регулировать удельное электрическое сопротивление, удельную мощность и дополнительно повысить потребительские свойства получаемых нагревательных панелей.Providing a slightly oxidizing environment in the firing chamber during the heat treatment of raw products contributes to the complete preservation of carbon conductive components in the array of panels and surface burnup to a depth of 0.1-0.3 mm, depending on the mode of fuel combustion. Such a gas heat treatment mode allows you to adjust the electrical resistivity, specific power and further improve the consumer properties of the resulting heating panels.

Сырьевая шихта для получения токопроводящих панелей по прототипу, включающая в качестве связующего органические компоненты - эпоксидную смолу и отвердитель для нее, не позволяет достичь высокого результата, реализованного в заявляемом способе, т.к. в процессе их эксплуатации выделяются вредные для человека газы, при этом, разрушаясь, панели ухудшают электропроводящие и прочностные характеристики.The raw material mixture for producing conductive panels according to the prototype, including organic components as a binder - an epoxy resin and a hardener for it, does not allow to achieve a high result, implemented in the claimed method, because during their operation, gases harmful to humans are released, while, when destroyed, the panels degrade the conductive and strength characteristics.

Таким образом, использование заявляемого способа, сырьевой шихты, включающей токопроводящий заполнитель, позволяет решить задачу расширения арсенала технических средств при изготовлении прочных токопроводящих экологически чистых панелей, расширить сырьевую базу за счет применения в качестве сырья природных материалов - монтмориллонитовых суглинков, ранее для производства токопроводящих панелей не использовавшихся, причем данная технология не требовательна к чистоте исходных материалов.Thus, the use of the proposed method, a raw material charge, including conductive aggregate, allows us to solve the problem of expanding the arsenal of technical means in the manufacture of durable conductive environmentally friendly panels, expand the raw material base by using natural materials as montmorillonite loams, previously for the manufacture of conductive panels, not used, and this technology is not demanding on the purity of the starting materials.

Claims (3)

1. Способ изготовления токопроводящих панелей, включающий смешивание токопроводящего материала - каменноугольного кокса с размером частиц 0,2-1,5 мм со связующим компонентом, формование изделий и их последующую термообработку, отличающийся тем, что в качестве связующего компонента используют молотый глинистый компонент, в составе токопроводящего материала дополнительно используют молотые графит, карбид кремния и токопроводящий заполнитель в виде гранул размером 0,1-1,0 мм, полученных из смеси, мас.%: мела - 1,0-5,5, графита - 8,0-9,7, карбида кремния - 6,0-9,2, 8-12%-ного водного раствора жидкого стекла - 1,0-2,6 и порошка стекла - 73,0-84,0; при следующем соотношении компонентов шихты токопроводящего материала, мас.%:
графит 7-9 карбид кремния 3-5 глинистый компонент 15-35 токопроводящий заполнитель в виде гранул 4,5-10,5 каменноугольный кокс с размером частиц 0,2-1,5 мм остальное,

при этом перед формованием увлажняют сырьевую шихту до влажности 4-7%, формование осуществляют способом полусухого прессования, а термообработку ведут в слабоокислительной газовой среде при температуре 800-830°С.
1. A method of manufacturing a conductive panel, comprising mixing a conductive material - coal coke with a particle size of 0.2-1.5 mm with a binder component, molding products and their subsequent heat treatment, characterized in that the ground clay component is used as a binder component, the composition of the conductive material is additionally used ground graphite, silicon carbide and a conductive filler in the form of granules with a size of 0.1-1.0 mm, obtained from the mixture, wt.%: chalk - 1.0-5.5, graphite - 8.0- 9.7, silicon carbide - 6.0-9.2, 8-12% aqueous liquid glass solution - 1.0-2.6 and glass powder - 73.0-84.0; in the following ratio of the components of the charge of conductive material, wt.%:
graphite 7-9 silicon carbide 3-5 clay component 15-35 conductive granular aggregate 4,5-10,5 coal coke with a particle size of 0.2-1.5 mm rest,

in this case, before molding, the raw material mixture is moistened to a moisture content of 4-7%, molding is carried out by the method of semi-dry pressing, and heat treatment is carried out in a slightly oxidizing gas medium at a temperature of 800-830 ° C.
2. Сырьевая шихта для изготовления токопроводящих панелей, включающая токопроводящий материал - каменноугольный кокс с размером частиц 0,2-1,5 мм и связующий компонент, отличающаяся тем, что шихта в качестве связующего компонента содержит молотый глинистый компонент, в составе токопроводящего материала дополнительно содержит молотые графит, карбид кремния и токопроводящий заполнитель в виде гранул размером 0,1-1,0 мм, состоящих из смеси, мас.%: мела - 1,0-5,5, графита - 8,0-9,7, карбида кремния - 6,0-9,2, 8-12%-ного водного раствора жидкого стекла - 1,0-2,6 и порошка стекла - 73,0-84,0, при следующем соотношении компонентов шихты, мас.%:
графит 7-9 карбид кремния 3-5 глинистый компонент 15-35 токопроводящий заполнитель в виде гранул 4,5-10,5 вода 4-7 каменноугольный кокс с размером частиц 0,2-1,5 мм остальное
2. The raw material charge for the manufacture of conductive panels, including conductive material - coal coke with a particle size of 0.2-1.5 mm and a binder component, characterized in that the charge as a binder component contains a ground clay component, the composition of the conductive material further comprises ground graphite, silicon carbide and conductive aggregate in the form of granules with a size of 0.1-1.0 mm, consisting of a mixture, wt.%: chalk - 1.0-5.5, graphite - 8.0-9.7, carbide silicon - 6.0-9.2, 8-12% aqueous liquid glass solution - 1.0-2.6 and powder glass - 73.0-84.0, in the following ratio of the components of the mixture, wt.%:
graphite 7-9 silicon carbide 3-5 clay component 15-35 conductive granular aggregate 4,5-10,5 water 4-7 coal coke with a particle size of 0.2-1.5 mm rest
3. Токопроводящий заполнитель для изготовления токопроводящих панелей в виде гранул размером 0,1-1,0 мм, состоящий из компонентов, мас.%:
мел 1,0-5,5 графит 8,0-9,7 карбид кремния 6,0-9,2 8-12%-ный водный раствор жидкого стекла 1,0-2,6 порошок стекла 73,0-84,0
3. Conductive filler for the manufacture of conductive panels in the form of granules with a size of 0.1-1.0 mm, consisting of components, wt.%:
a piece of chalk 1.0-5.5 graphite 8.0-9.7 silicon carbide 6.0-9.2 8-12% aqueous solution of water glass 1.0-2.6 glass powder 73.0-84.0
RU2007123544/09A 2007-06-22 2007-06-22 Method of making current-conducting panels, raw mixture for making current conducting panels and current conducting filler them, based on crushed glass RU2353991C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007123544/09A RU2353991C2 (en) 2007-06-22 2007-06-22 Method of making current-conducting panels, raw mixture for making current conducting panels and current conducting filler them, based on crushed glass

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007123544/09A RU2353991C2 (en) 2007-06-22 2007-06-22 Method of making current-conducting panels, raw mixture for making current conducting panels and current conducting filler them, based on crushed glass

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007123544A RU2007123544A (en) 2008-12-27
RU2353991C2 true RU2353991C2 (en) 2009-04-27

Family

ID=41019255

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007123544/09A RU2353991C2 (en) 2007-06-22 2007-06-22 Method of making current-conducting panels, raw mixture for making current conducting panels and current conducting filler them, based on crushed glass

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2353991C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007123544A (en) 2008-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2333176C1 (en) Method for obtaining construction material
CN111116210B (en) Method for preparing light ceramsite by utilizing biological coal ecological sintering waste soil
CN107973610A (en) A kind of carborundum ramming mass using discarded silicon carbide sagger as primary raw material
CN108484130A (en) A kind of low carbon magnesia carbon brick and preparation method thereof of nano-sized carbon enhancing
CN110104975A (en) A kind of technique that belt type roasting machine pelletizing method prepares gangue lightweight aggregate
EP3778520A1 (en) Method for producing high-strength geopolymer using coal flooring
CN107098683A (en) Sintered coal gangue insulating brick and preparation method thereof
HU222625B1 (en) Process for production thermally insulating building material
CN117142877B (en) Preparation method of light silica brick and light silica brick obtained by preparation method
KR100653311B1 (en) Cement composition for autoclaved lightwiht concrete production comprising heavy oil ash and manufacturing method of alc using the same
CN107721359A (en) A kind of high-efficiency environment friendly permeable pavement brick
CN111004047A (en) Novel process for industrial mass production of foamed ceramics, application of foamed ceramics and building component
RU2514070C2 (en) Production of granulate from foam glass, granulate of foam glass and its application
KR20110125913A (en) Bricks for interior containing stone sludge and methods for preparing thereof
RU2353991C2 (en) Method of making current-conducting panels, raw mixture for making current conducting panels and current conducting filler them, based on crushed glass
KR101653285B1 (en) The lightweight refractories for a used briquet and coffee sludge and the producing method thereof
RU2353993C2 (en) Method of making current conducting panels, raw mixture for making current conducting panels and current conducting filler for them, based on magmatic acidic effusive glassy rocks
RU2291130C1 (en) Method of production of conducting concrete
RU2353992C2 (en) Method of making current conducting panels, raw mixtutre for making current conducting panels and current conducting filler for them, based on crushed crystalline glass
RU2353013C1 (en) Method of conducting panels production, primary furnace for conducting panels production and conducting filler based on natural sediment high-silica rocks
RU2327666C1 (en) Method of manufacture of wall ceramics using sedimentary high-silica rocks, stock for wall ceramics, and aggregate for wall ceramics
RU2277520C1 (en) Method for making wall ceramic articles (variants)
RU2353012C1 (en) Method of conducting panels production, primary furnace for conducting panels production and conducting filler based on natural zeolite-containing effusive sedimentation ashy deposits
CN101913891B (en) Refractory bricks for flue walls of carbon anode baking furnaces and preparation method thereof
CN1290671A (en) Blast furnace taphole stemming with low water content and its preparing method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120623