RU2646650C2 - Керамическая масса для изготовления фильтров - Google Patents

Керамическая масса для изготовления фильтров Download PDF

Info

Publication number
RU2646650C2
RU2646650C2 RU2016117448A RU2016117448A RU2646650C2 RU 2646650 C2 RU2646650 C2 RU 2646650C2 RU 2016117448 A RU2016117448 A RU 2016117448A RU 2016117448 A RU2016117448 A RU 2016117448A RU 2646650 C2 RU2646650 C2 RU 2646650C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ceramic
mass
powder
filters
silicon carbide
Prior art date
Application number
RU2016117448A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2016117448A (ru
Inventor
Юрий Сергеевич Багайсков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ)
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ)
Priority to RU2016117448A priority Critical patent/RU2646650C2/ru
Publication of RU2016117448A publication Critical patent/RU2016117448A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2646650C2 publication Critical patent/RU2646650C2/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00Clay-wares
    • C04B33/22Grog products
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00Clay-wares
    • C04B33/02Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/13Compounding ingredients
    • C04B33/16Lean materials, e.g. grog, quartz
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/0051Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof characterised by the pore size, pore shape or kind of porosity
    • C04B38/0058Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof characterised by the pore size, pore shape or kind of porosity open porosity
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/06Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by burning-out added substances by burning natural expanding materials or by sublimating or melting out added substances
    • C04B38/063Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B38/0635Compounding ingredients
    • C04B38/0645Burnable, meltable, sublimable materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3217Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3427Silicates other than clay, e.g. water glass
    • C04B2235/3463Alumino-silicates other than clay, e.g. mullite
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3427Silicates other than clay, e.g. water glass
    • C04B2235/3463Alumino-silicates other than clay, e.g. mullite
    • C04B2235/3472Alkali metal alumino-silicates other than clay, e.g. spodumene, alkali feldspars such as albite or orthoclase, micas such as muscovite, zeolites such as natrolite
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/349Clays, e.g. bentonites, smectites such as montmorillonite, vermiculites or kaolines, e.g. illite, talc or sepiolite
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/38Non-oxide ceramic constituents or additives
    • C04B2235/3817Carbides
    • C04B2235/3826Silicon carbides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области керамического и огнеупорного производства, в частности изготовления керамических фильтров для очистки высокотемпературных и агрессивных жидких и газообразных материалов. Керамическая масса состоит из порошка шамота 35-52 мас.%, карбида кремния или электрокорунда 12,5-15 мас.%, смеси огнеупорной глины и полевого шпата в соотношении 3:7 32,5-45 мас.%, в том числе в виде водного шликера, и порошка декстрина 3-5 мас.%. Предлагаемым изобретением обеспечивается повышение механической прочности фильтров, их стойкости к агрессивным средам при сохранении заданной пористости и проницаемости. 1 табл., 3 пр.

Description

Изобретение относится к области керамического и огнеупорного производства, в частности изготовления керамических фильтров для очистки высокотемпературных и агрессивных жидких и газообразных материалов.
Известна керамическая масса и способ изготовления пористых изделий из нее, состоящая из дисперсного порошка огнеупорного наполнителя, легкоплавкого компонента, минерального связующего и воды, с добавлением моногидрата оксида алюминия, технология изготовления - экструзионное формование (см. описание изобретения к патенту №2047582, С04В 35/10, опубл. 10.11.1995 г.). Использование такой массы не позволяет получить стабильную пористость структуры изделий.
Известна масса для изготовления керамических фильтр-мембран, состоящая из фосфатного связующего (50-60%), хромосодержащего гальваношлака, порообразователя хлористого аммония и воды (см. описание изобретения к патенту №2151130, С04В 38/06, опубл. 20.06.2000 г.). Недостатком изделий из такой массы является невысокая прочность.
Известен способ получения керамических изделий, состоящих из керамического порошка (90-97%), связующего 3-5% водного раствора поливинилового спирта и выгорающего гранулированного полистирола, подвергаемых после прессования сушке и обжигу (1650-1800°С) (см. описание изобретения к патенту №2185350, С04В 35/48, опубл. 20.07.2002 г.). Такая технология энергозатратна, в результате получается недостаточно проницаемая по открытости пор структура.
Известна пористая керамическая структура и элемент с проницаемыми порами, на поверхности которых нанесен углеродсодержащий ультрадисперсный порошок (см. описание изобретения к патенту №2022039, C22B 9/02, опубл. 30.10.1994 г.). Изготовление такого изделия трудоемко и не обеспечивает высоких требований по очистке агрессивных сред.
Известна керамическая масса для изготовления жаростойких фильтров, применяемых при очистке расплавов металлов, включающая тонкомолотый наполнитель (2-5%), фракционный зернистый наполнитель (75-91%), связующее из глинистого компонента (3-10%), легкоплавкую борсодержашую добавку (1-4%) и органический клей (3-10%) (см. авторское свидетельство СССР №129315, С04 В 35/10, опубл. в 1987 г.), принятая в качестве прототипа. Такая масса обеспечивает достаточную проницаемость структуры и жесткость, но недостаточную механическую прочность.
Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение механической прочности при сохранении заданной пористости и проницаемости.
Сущность изобретения заключается в следующем: керамическая масса для изготовления фильтров в качестве тонкомолотого наполнителя содержит порошок шамота, в качестве зернистого наполнителя - карбид кремния или электрокорунд, в качестве глинистого связующего - смесь порошков огнеупорной глины и полевого шпата, например, в соотношении 3:7, в том числе в виде водного шликера, в качестве клеящего компонента - порошок декстрина, при следующем соотношении компонентов, масс. %:
порошок шамота 35-52
карбид кремния или электрокорунд 12,5-15
смесь огнеупорной глины и полевого шпата 32,5-45
порошок декстрина 3-5
Фильтры из предложенной массы изготавливаются следующим образом. Сначала готовится формовочная смесь. В смеситель вводятся зернистый наполнитель (карбид кремния или электрокорунд) и тонкомолотый наполнитель (порошок шамота) и смешиваются, затем вводится порошок декстрина и снова смешивание производится. Отдельно готовится водный шликер из смеси порошков огнеупорной глины и полевого шпата. Готовый состав вводится в смеситель и производится окончательное смешивание.
Полученная керамическая масса пропускается через сито, потом расчетная порция подается и распределяется в пресс-форме. Производится прессование фильтра при расчетном давлении, обеспечиваются заданные размеры и плотность. Затем заготовка фильтра сушится (100°C) и обжигается (1220-1250°C).
Для приготовления керамической массы используются следующие материалы:
Порошок шамота по - ГОСТ 23037-99. Заполнители огнеупорные. Технические условия. При этом проводится дополнительное рассевание материала до крупности 200-500 мкм.
Карбид кремния - по ГОСТ 26327-84. Материалы шлифовальные из карбида кремния. Технические условия.
Электрокорунд - по ГОСТ 28818-90. Материалы шлифовальные из электрокорунда. Технические условия. Карбид кремния и электрокорунд берутся необходимых марок и зернистостей по стандартам.
Огнеупорная латненская глина соответствует ТУ 14-8-152-75.
Полевой шпат - по ГОСТ 4422-73. Шпаты полевые для электродных покрытий.
Декстрин соответствует ГОСТ 6034-2014. Декстрины технические. Технические условия.
Для оценки прочности на сжатие, открытой пористости и воздухопроницаемости изготавливали образцы фильтров и образцы цилиндров.
Определение прочности на сжатие проводилось по стандартным методикам для изделий из керамических материалов по ГОСТ Р 57349-2016.
Открытая пористость оценивалась методом гидростатического взвешивания по ГОСТ 2409-2014. Воздухопроницаемость образцов определялась с использованием методов по ГОСТ 32493-2013. Измерения проводились с помощью прибора производства Польши мод. LPiLR1 по стандарту PN-72/Н-11070 посредством продувания воздуха через сечение образцов под давлением.
Результаты определения оцениваемых показателей образцов из заявляемой керамической массы в сравнении с прототипом приведены в таблице.
Figure 00000001
Прочность на сжатие составила 28-31 МПа, что на 35-40% выше, чем у образцов из массы по прототипу. При этом обеспечена открытая пористость 30-33%, воздухопроницаемость составила 1600-1900 ×10-8 м2/Ра с, что соответствует верхнему уровню данных прототипа.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1.
Готовят керамическую массу следующего состава: порошок шамота крупностью 200-500 мкм - 52,0 масс. %, карбид кремния, например, черный марки 54С крупностью 160-400 мкм - 12,5 масс. %, смесь огнеупорной глины, например латненской, и полевого шпата, в соотношении, например, 3:7 - 32,5 масс. %, порошок декстрина - 3,0 масс. %.
Пример 2.
Готовят керамическую массу следующего состава: порошок шамота крупностью 200-500 мкм - 35,0 масс. %, электрокорунд, например, нормальный марки 14А крупностью 160-400 мкм - 15,0 масс. %, смесь огнеупорной глины, например латненской, и полевого шпата, в соотношении, например, 3:7 - 45,0 масс. %, порошок декстрина - 5,0 масс. %.
Пример 3.
Готовят керамическую массу следующего состава: порошок шамота крупностью 200-500 мкм - 43,0 масс. %, карбид кремния, например, черный марки 54С крупностью 160-400 мкм -13,5 масс. %, смесь огнеупорной глины, например латненской, и полевого шпата, в соотношении, например, 3:7 -39,5 масс. %, порошок декстрина - 4,0.
Таким образом, заявленная керамическая масса обеспечивает повышение механической прочности при сохранении заданной пористости и проницаемости изготовленных из нее фильтров.

Claims (2)

  1. Керамическая масса для изготовления фильтров, состоящая из тонкомолотого наполнителя, фракционного зернистого наполнителя, глинистого связующего и клеящего компонента, отличающаяся тем, что, с целью повышения механической прочности, в качестве тонкомолотого наполнителя содержит порошок шамота, в качестве зернистого наполнителя - карбид кремния или электрокорунд, в качестве глинистого связующего - смесь порошков огнеупорной глины и полевого шпата в соотношении 3:7, в том числе в виде водного шликера, в качестве клеящего компонента - порошок декстрина, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
  2. порошок шамота 35-52 карбид кремния или электрокорунд 12,5-15 смесь огнеупорной глины и полевого шпата 32,5-45 порошок декстрина 3-5
RU2016117448A 2016-05-04 2016-05-04 Керамическая масса для изготовления фильтров RU2646650C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016117448A RU2646650C2 (ru) 2016-05-04 2016-05-04 Керамическая масса для изготовления фильтров

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016117448A RU2646650C2 (ru) 2016-05-04 2016-05-04 Керамическая масса для изготовления фильтров

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016117448A RU2016117448A (ru) 2017-11-10
RU2646650C2 true RU2646650C2 (ru) 2018-03-06

Family

ID=60264046

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016117448A RU2646650C2 (ru) 2016-05-04 2016-05-04 Керамическая масса для изготовления фильтров

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2646650C2 (ru)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1090678A1 (ru) * 1982-04-30 1984-05-07 Ордена Трудового Красного Знамени Институт Металлургии И Обогащения Ан Казсср Шихта дл изготовлени керамических изделий
SU1293155A1 (ru) * 1985-05-15 1987-02-28 Государственный научно-исследовательский институт строительной керамики Керамическа масса дл изготовлени жаростойких фильтров дл очистки расплавов металлов
SU1477717A1 (ru) * 1987-03-30 1989-05-07 Государственный научно-исследовательский институт строительной керамики Керамическа масса дл изготовлени фильтров очистки расплавов металлов
US5219802A (en) * 1992-05-04 1993-06-15 Industrial Technology Research Institute Porous ceramic radiation plate
RU2239614C1 (ru) * 2003-04-11 2004-11-10 Закрытое акционерное общество Научно-технический центр "Бакор" Способ изготовления керамических фильтрующих элементов
EP1595857B1 (en) * 2003-02-12 2015-04-08 Toagosei Co., Ltd. Method for producing porous ceramic

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1090678A1 (ru) * 1982-04-30 1984-05-07 Ордена Трудового Красного Знамени Институт Металлургии И Обогащения Ан Казсср Шихта дл изготовлени керамических изделий
SU1293155A1 (ru) * 1985-05-15 1987-02-28 Государственный научно-исследовательский институт строительной керамики Керамическа масса дл изготовлени жаростойких фильтров дл очистки расплавов металлов
SU1477717A1 (ru) * 1987-03-30 1989-05-07 Государственный научно-исследовательский институт строительной керамики Керамическа масса дл изготовлени фильтров очистки расплавов металлов
US5219802A (en) * 1992-05-04 1993-06-15 Industrial Technology Research Institute Porous ceramic radiation plate
EP1595857B1 (en) * 2003-02-12 2015-04-08 Toagosei Co., Ltd. Method for producing porous ceramic
RU2239614C1 (ru) * 2003-04-11 2004-11-10 Закрытое акционерное общество Научно-технический центр "Бакор" Способ изготовления керамических фильтрующих элементов

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016117448A (ru) 2017-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20150344758A1 (en) Abrasive grain with controlled aspect ratio and thickness
RU2463329C1 (ru) Способ изготовления магнийсиликатного проппанта и проппант
RU2456056C2 (ru) Керамический фильтр, содержащий углеродное покрытие, и способ его изготовления
RU2017121313A (ru) Абразивное изделие, содержащее агломераты, которые содержат карбид кремния и неорганический связующий материал
Ferreira et al. Effect of solids loading on slip‐casting performance of silicon carbide slurries
WO2019193887A1 (ja) 粗組織均質構造のビトリファイド砥石
CA2972440C (en) Aggregates of diamond with vitrified bond
JP2010519163A (ja) 耐火セラミック複合材およびその製造方法
US20110171099A1 (en) Process for manufacturing a porous sic material
RU2588634C9 (ru) Способ получения керамического расклинивающего агента (варианты)
JP6013133B2 (ja) 高気孔率のビトリファイド砥石、およびビトリファイド砥石の均質性評価方法
RU2646650C2 (ru) Керамическая масса для изготовления фильтров
JPS59232955A (ja) 多孔性セラミツク製品製造用の微粒状空孔生成用添加剤と多孔性セラミツク製品の製造法
RU2304568C1 (ru) Способ изготовления фильтрующей пенокерамики
JP6682552B2 (ja) 開孔セラミック結合型研削工具、その製造方法、及びこれを製造するために用いられる細孔形成剤混合物
US9828294B2 (en) Sintered clay mineral matrix doped with rare earth metals, transition metals, or post-transition metals
CA3184679A1 (en) Bonded abrasive article and method of making the same
JP2017538651A (ja) 制御されたサイズ分布を有するセラミック粉末
JP5652762B2 (ja) 多孔質成形型
CN113474070B (zh) 耐火过滤器
Melchiades et al. Comparison between spray-dried and dry granulated powders in the fabrication of porcelain tiles
Krasnyi et al. Some Features of Porous Permeable Ceramic Molding by Slip Casting
KR100751086B1 (ko) 음용수 여과용 세라믹 필터의 제조방법
Salikhov et al. Corundum filtering ceramic with phosphate binders.
JP2003252693A (ja) セラミックス−金属複合材料及びその製造方法

Legal Events

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

Effective date: 20180505