RU2478590C1 - Slag fluxing agent - Google Patents
Slag fluxing agent Download PDFInfo
- Publication number
- RU2478590C1 RU2478590C1 RU2011134155/03A RU2011134155A RU2478590C1 RU 2478590 C1 RU2478590 C1 RU 2478590C1 RU 2011134155/03 A RU2011134155/03 A RU 2011134155/03A RU 2011134155 A RU2011134155 A RU 2011134155A RU 2478590 C1 RU2478590 C1 RU 2478590C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- slag
- ceramic
- mgo
- sio
- steel
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к производству керамических изделий и может быть использовано в качестве флюсующего компонента в технологии изготовления керамического кирпича.The invention relates to the production of ceramic products and can be used as a fluxing component in the technology of manufacturing ceramic bricks.
Известен состав стекло-плавень для керамических масс следующего химического состава, масс.%: SiO2 - 51,50-53,50; Fe2O3 - 4,12-4,28; Al2O3 - 11,51-11,97; TiO2 - 0,45-0,47; CaO - 11,85-12,30; MgO - 2,72-2,82; Na2O - 13,03-16,26; К2О - 1,57-1,63 [авторское свидетельство №1715722, опубл. 29.02.92]. Недостаток указанного состава - варка сырьевой шихты при высокой температуре - 1280°С с последующем измельчением на шаровой мельнице до остатка на сите №0063 3-4%. Эти операции значительно удорожают себестоимость плавня.The known composition of glass-melt for ceramic masses of the following chemical composition, wt.%: SiO 2 - 51.50-53.50; Fe 2 O 3 - 4.12-4.28; Al 2 O 3 - 11.51-11.97; TiO 2 0.45-0.47; CaO 11.85-12.30; MgO - 2.72-2.82; Na 2 O - 13.03-16.26; K 2 O - 1.57-1.63 [copyright certificate No. 1715722, publ. 02/29/92]. The disadvantage of this composition is the cooking of the raw material mixture at a high temperature of 1280 ° C, followed by grinding in a ball mill to a residue on sieve No. 0063 of 3-4%. These operations significantly increase the cost of flux.
В качестве прототипа может служить плавень, состоящий из следующих компонентов, масс.%: песок кварцевый - 19-36, сода кальцинированная - 31-42, ваграночный шлак - 22-50, бура (в виде добавки свыше 100%) - 2-5 (патент №2087441, опубл. 20.08.1997). Недостатком прототипа является энергоемкость процесса варки фритты из указанных компонентов, которая осуществляется при температуре 1450-1500°С, и необходимость последующего тонкого помола.As a prototype can serve as a melt, consisting of the following components, wt.%: Quartz sand - 19-36, soda ash - 31-42, cupola slag - 22-50, borax (in the form of additives over 100%) - 2-5 (patent No. 2087441, publ. 08/20/1997). The disadvantage of the prototype is the energy intensity of the process of cooking frits from these components, which is carried out at a temperature of 1450-1500 ° C, and the need for subsequent fine grinding.
Задача изобретения - разработка состава недорогого и эффективного плавня для изготовления высококачественных керамических материалов, например лицевого и рядового керамического кирпича, с использованием отходов металлургической промышленности.The objective of the invention is the development of a composition of inexpensive and effective flux for the manufacture of high-quality ceramic materials, such as face and ordinary ceramic bricks, using waste from the metallurgical industry.
Технический результат - снижение ресурсо- и энергоемкости обжига изделий строительной керамики путем интенсификации процессов спекания и фазообразования с применением эффективного плавня, полученного на основе техногенного сырья. При проектировании состава шлакового плавня учитывалось комплексное устранение негативных свойств низкосортного глинистого сырья и получение керамических изделий, например кирпича, имеющих ярко выраженный желтый (бежевый) цвет черепка и обладающих высокими прочностными показателями, повышенной морозостойкостью и низкими воздушной усадкой и водопоглощением.EFFECT: reduction of resource and energy intensity of firing of products of building ceramics by intensification of sintering and phase formation processes using effective flux obtained on the basis of technogenic raw materials. When designing the composition of slag melt, we took into account the comprehensive elimination of the negative properties of low-grade clay raw materials and the production of ceramic products, such as bricks, with a pronounced yellow (beige) color of the crock and with high strength characteristics, increased frost resistance and low air shrinkage and water absorption.
Сущность изобретения состоит в том, что шлаковый плавень содержит отходы металлургического производства - сталеплавильный шлак Ростовского электрометаллургического завода и алюминиевый солевой шлак завода Alcoa Металлург Рус, которые характеризуются следующими химическими составами, масс.%: сталеплавильный шлак - SiO2 - 40,48; Fe2O3 - 4,43; Al2O3 - 1,00; TiO2 - 0,94; CaO - 44,80; MgO - 3,80; Na2O - 0,61; п.п.п. - 3,70; алюминиевый солевой шлак - Al2O3 - 26,80; SiO2 - 8,62; MgO - 21,04; KCl+NaCl - 38,21; пр. оксиды - 0,31; Al - 3,42%; п.п.п. - 1,60, а также дополнительно включает углекислый барий при следующем соотношении компонентов, масс.%: сталеплавильный шлак - 70-80, алюминиевый солевой шлак - 19,5-30, углекислый барий - 0-0,5.The essence of the invention lies in the fact that slag melt contains metallurgical waste - steelmaking slag from the Rostov Electrometallurgical Plant and aluminum salt slag from the Alcoa Metallurg Rus plant, which are characterized by the following chemical compositions, wt.%: Steelmaking slag - SiO 2 - 40.48; Fe 2 O 3 - 4.43; Al 2 O 3 - 1.00; TiO 2 0.94; CaO - 44.80; MgO - 3.80; Na 2 O - 0.61; p.p.p. - 3.70; aluminum salt slag - Al 2 O 3 - 26.80; SiO 2 - 8.62; MgO - 21.04; KCl + NaCl - 38.21; other oxides - 0.31; Al - 3.42%; p.p.p. - 1.60, and also additionally includes barium carbonate in the following ratio of components, wt.%: Steelmaking slag - 70-80, aluminum salt slag - 19.5-30, barium carbonate - 0-0.5.
В зависимости от вида изделия (рядовая или лицевая керамика) процентное содержание компонентов может варьироваться.Depending on the type of product (ordinary or front ceramic), the percentage of components may vary.
Последовательность операций по изготовлению шлакового плавня приведена на фигуре. Сталеплавильный и алюминиевый солевой шлаки, углекислый барий хранятся в бункерах. Далее сталеплавильный шлак проходит электромагнитную сепарацию, которая позволяет извлечь из него включения металла. Алюминиевый солевой и сталеплавильный шлаки подвергаются просеиванию для выделения зерен менее 0,14 мм. Более крупные зерна шлаков подвергаются дополнительному тонкому помолу, после чего с помощью весовых дозаторов производится дозирование компонентов плавня в соответствии с установленным соотношением. После этого компоненты перемешиваются для достижения высокой степени гомогенизации состава шлакового плавня. Готовый продукт поступает в бункер запаса.The sequence of operations for the manufacture of slag flux is shown in the figure. Steelmaking and aluminum salt slags, barium carbonate are stored in bins. Next, steelmaking slag undergoes electromagnetic separation, which allows you to extract metal inclusions from it. Aluminum salt and steel slag are screened to produce grains of less than 0.14 mm. Larger grains of slag are subjected to additional fine grinding, after which, with the help of weighing batchers, the components of the melt are dosed in accordance with the established ratio. After that, the components are mixed to achieve a high degree of homogenization of the composition of the slag flux. The finished product enters the stock hopper.
Вследствие того, что входящие в состав плавня шлаки характеризуются сформированным в результате высокотемпературной обработки фазовым составом, наличием высокого содержания хлоридов и фторидов щелочных и щелочноземельных металлов и преобладанием в гранулометрическом составе частиц размера менее 0,14 мм, отсутствует необходимость его варки при повышенной температуре и последующего дробления. Этим достигается ресурсо- и энергосбережение. После смешивания компонентов шлаковый плавень вводится в керамические массы в виде порошка.Due to the fact that the slags that are part of the melt are characterized by the phase composition formed as a result of high temperature treatment, the presence of a high content of alkali and alkaline earth metal chlorides and fluorides and the predominance of particle size less than 0.14 mm in the particle size distribution, there is no need to cook it at elevated temperature and subsequent crushing. This achieves resource and energy conservation. After mixing the components, slag melt is introduced into the ceramic mass in the form of a powder.
Отсутствие энергоемких затрат на обжиг сырьевых материалов, из которых состоит плавень, и применение производственных отходов существенно удешевляет технологию строительной керамики. Применение предлагаемого шлакового плавня позволяет реализовать аспекты ресурсо- и энергосбережения при производстве высококачественных изделий. Вместе с этим происходит решение актуальной экологической проблемы - рециклинга металлургических шлаков.The absence of energy-intensive costs for firing the raw materials of which fusion consists, and the use of industrial waste significantly reduces the cost of building ceramics technology. The use of the proposed slag flux allows you to implement the aspects of resource and energy conservation in the production of high-quality products. Along with this, a solution to the urgent environmental problem - the recycling of metallurgical slag.
Большое содержание в химическом составе сталеплавильного шлака СаО способствует активному осветлению черепка вследствие твердофазовых реакций при обжиге, протекающих с образованием новых светлоокрашенных фаз типа анортита, волластонита, пироксена, в которые в результате изоморфных замещений входят ионы железа по схеме Fe+3↔Al+3; фторид кальция, содержащийся в качестве примеси, интенсифицирует образование жидкой фазы. При этом происходит нейтрализация окрашивающего действия железосодержащих фаз, придающих керамическому черепку традиционный кирпичный цвет.The high content in the chemical composition of the steelmaking slag CaO promotes active clarification of the shard due to solid-phase firing reactions occurring with the formation of new light-colored phases such as anorthite, wollastonite, pyroxene, which, as a result of isomorphic substitutions, include iron ions according to the scheme Fe +3 ↔Al +3 ; calcium fluoride, contained as an impurity, intensifies the formation of a liquid phase. In this case, the coloring effect of the iron-containing phases is neutralized, giving the ceramic shard a traditional brick color.
Хлориды щелочных металлов, входящие в состав алюминиевого солевого шлака, оказывают минерализующее действие на процессы спекания керамического черепка, в значительной степени увеличивая содержание стеклофазы в обожженном изделии. Углекислый барий вводится дополнительно в состав шлакового плавня только при использовании его в технологии лицевого кирпича, для устранения высолов ввиду высокого содержания сульфатных соединений в низкосортном глинистом сырье.Chlorides of alkali metals, which are part of aluminum salt slag, have a mineralizing effect on the sintering processes of a ceramic crock, significantly increasing the content of glass phase in the calcined product. Barium carbonate is added to the composition of slag melt only when used in face brick technology to eliminate efflorescence due to the high content of sulfate compounds in low-grade clay raw materials.
ПримерыExamples
Для выявления флюсующего действия шлакового плавня и эффективности его применения в грубозернистых керамических массах изготавливали лицевой и рядовой керамический кирпич.To identify the fluxing effect of slag melt and its effectiveness in coarse-grained ceramic masses, front and ordinary ceramic bricks were made.
В качестве глинистого сырья используется суглинок Власовского месторождения и шихта из тугоплавких глин Владимировского месторождения ВКС-2. В качестве отощителя в базовых составах использовался песок Владимировского месторождения.Loam of the Vlasov deposit and a mixture of refractory clays from the Vladimirovsk deposit VKS-2 are used as clay raw materials. The sand of the Vladimirovskoye field was used as an abrasive agent in the base compositions.
Применялись составы шлакового плавня, приведенные в таблице 1.The compositions of slag flux were used, are shown in table 1.
Для получения изделий из разработанной керамической массы применялась традиционная технология производства кирпича. Керамическую массу готовили пластическим способом. Формование осуществлялось пластическим методом при формовочной влажности 22%. Отформованный кирпич высушивался до остаточной влажности 6%. Высушенный кирпич без применения шлакового плавня (составы №1.0 и 2.0 по таблице 2) обжигали при температуре 1000°С, с применением ШП-Р и ШП-Л - при 950°С.To obtain products from the developed ceramic mass, the traditional brick production technology was used. The ceramic mass was prepared in a plastic way. Molding was carried out by the plastic method with molding moisture of 22%. The molded brick was dried to a residual moisture content of 6%. The dried brick without the use of slag melt (compositions No. 1.0 and 2.0 according to table 2) was fired at a temperature of 1000 ° C, using ШП-Р and ШП-Л - at 950 ° С.
В таблице 2 в качестве примеров приведены составы керамических масс, в таблице 3 - физико-механические, эксплуатационные и эстетико-потребительские свойства керамического кирпича, полученного из указанных масс.Table 2 shows the composition of ceramic masses as examples, and table 3 shows the physical, mechanical, operational, and aesthetic and consumer properties of ceramic bricks obtained from these masses.
Эффективность предлагаемого плавня шлакового при использовании его в производстве керамического кирпича подтверждается данными табл.3. Для составов с применением ШП-Р водопоглощение снижается на 3,2%, механическая прочность на сжатие увеличивается на 36%, на изгиб - в 2,5 раза, морозостойкость повышается на 18 циклов по сравнению с базовым вариантом (№1.0). Для составов с применением ШП-Л водопоглощение снижается на 3,1%, механическая прочность на сжатие увеличивается на 32%, на изгиб - в 2,6 раза, морозостойкость повышается на 24 циклов по сравнению с базовым вариантом (№2.0). При этом температура обжига изделий со шлаковым плавнем снижается на 50°С относительно температуры обжига базовых составов. Таким образом, ввод шлакового плавня в керамические массы для производства как рядового, так и лицевого кирпича позволяет интенсифицировать процесс спекания керамической матрицы при более низкой температуре, что в итоге приводит к снижению энергоемкости обжига изделий и удешевлению готовой продукции и повышению ее качества.The effectiveness of the proposed slag flux when used in the production of ceramic bricks is confirmed by the data in Table 3. For compositions using ШП-Р water absorption decreases by 3.2%, mechanical compressive strength increases by 36%, bending - by 2.5 times, frost resistance increases by 18 cycles compared to the base case (No. 1.0). For compositions using SHP-L, water absorption is reduced by 3.1%, mechanical compressive strength is increased by 32%, bending - by 2.6 times, frost resistance is increased by 24 cycles compared to the base case (No. 2.0). In this case, the firing temperature of products with slag melt is reduced by 50 ° C relative to the firing temperature of the base compounds. Thus, the introduction of slag flux into ceramic masses for the production of both ordinary and face bricks makes it possible to intensify the sintering process of the ceramic matrix at a lower temperature, which ultimately leads to a decrease in the energy intensity of firing products and the cost of the finished product and its quality.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011134155/03A RU2478590C1 (en) | 2011-08-12 | 2011-08-12 | Slag fluxing agent |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011134155/03A RU2478590C1 (en) | 2011-08-12 | 2011-08-12 | Slag fluxing agent |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011134155A RU2011134155A (en) | 2013-02-20 |
RU2478590C1 true RU2478590C1 (en) | 2013-04-10 |
Family
ID=49119832
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011134155/03A RU2478590C1 (en) | 2011-08-12 | 2011-08-12 | Slag fluxing agent |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2478590C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
LT6157B (en) | 2014-09-15 | 2015-05-25 | Vilniaus Gedimino technikos universitetas | The composition of frost resistant ceramic with fluxing additive and process for preparing thereof |
RU2570689C1 (en) * | 2014-12-25 | 2015-12-10 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Ceramic composition for brick manufacturing |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU617436A1 (en) * | 1976-08-13 | 1978-07-30 | Волгоградский Керамический Завод | Flux for making ceramic articles |
EP0018633A2 (en) * | 1979-05-02 | 1980-11-12 | Wacker-Chemie GmbH | Casting flux for the continuous casting of steel |
SU1008191A1 (en) * | 1981-07-21 | 1983-03-30 | Государственный Научно-Исследовательский Институт Строительных Материалов И Изделий Минстройматериалов Усср | Ceramic composition for making tiles |
SU1715722A1 (en) * | 1988-11-28 | 1992-02-28 | Научно-Производственное Объединение "Силикат" | Glass-flux for ceramic mass |
RU2087441C1 (en) * | 1994-07-12 | 1997-08-20 | Волгоградский государственный технический университет | Fusing agent |
-
2011
- 2011-08-12 RU RU2011134155/03A patent/RU2478590C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU617436A1 (en) * | 1976-08-13 | 1978-07-30 | Волгоградский Керамический Завод | Flux for making ceramic articles |
EP0018633A2 (en) * | 1979-05-02 | 1980-11-12 | Wacker-Chemie GmbH | Casting flux for the continuous casting of steel |
SU1008191A1 (en) * | 1981-07-21 | 1983-03-30 | Государственный Научно-Исследовательский Институт Строительных Материалов И Изделий Минстройматериалов Усср | Ceramic composition for making tiles |
SU1715722A1 (en) * | 1988-11-28 | 1992-02-28 | Научно-Производственное Объединение "Силикат" | Glass-flux for ceramic mass |
RU2087441C1 (en) * | 1994-07-12 | 1997-08-20 | Волгоградский государственный технический университет | Fusing agent |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
LT6157B (en) | 2014-09-15 | 2015-05-25 | Vilniaus Gedimino technikos universitetas | The composition of frost resistant ceramic with fluxing additive and process for preparing thereof |
RU2570689C1 (en) * | 2014-12-25 | 2015-12-10 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Ceramic composition for brick manufacturing |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011134155A (en) | 2013-02-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102942303B (en) | A kind of utilize granite waste material to prepare high-strength wearable engineering devitrified glass and preparation method | |
CN107935555B (en) | Nickel iron slag ceramic and preparation method thereof | |
JP2017511789A (en) | Pyroxene ceramics and method for producing the same | |
JP2017511789A5 (en) | ||
CN105417950B (en) | A kind of fluxing nucleator of micro crystal material and preparation method thereof | |
CN103304141B (en) | A kind of glass-ceramic utilizing slag and red mud compound to prepare and preparation method thereof | |
RU2374206C1 (en) | Raw mixture for making ceramic objects | |
RU2478590C1 (en) | Slag fluxing agent | |
KR101658887B1 (en) | Method of preparing light weight aggregate using gold mine tail | |
CN107573093A (en) | Foamed ceramic partition plate containing feldspar ore and polishing waste residues and preparation method thereof | |
JP2004107183A (en) | Crystallized material and method of manufacturing it | |
RU2592927C1 (en) | Composition for producing heat-resistant concrete | |
CN101544502A (en) | Anorthite light weight refractory and preparation method thereof | |
RU2327668C1 (en) | Raw mixture for manufacture of ceramic products | |
CN107973586A (en) | Handle the method and Ceramic Tiles of ferrochrome slag | |
RU2347770C2 (en) | Furnace charge | |
CN107324824A (en) | A kind of BOF Hood tar combination magnesia-alumina brick and preparation method thereof | |
KR101153887B1 (en) | Preparation method for alkaline calciumferrite flux for steelmaking | |
WO2008047395A2 (en) | Process for producing thermoformed goods. | |
CN103159487A (en) | Refractory casting materials with blast furnace heavy mineral slag as main raw materials | |
CN102249646B (en) | Method for preparing red brick | |
KR101179189B1 (en) | Preparation method for C12A7 mineral using rotary kiln | |
Dana et al. | Some studies on ceramic body compositions for wall and floor tiles | |
CN111908796A (en) | Tailing slag microcrystalline glass and production method thereof | |
RU2602542C1 (en) | Composition for making heat-resistant composites |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130813 |