RU2751616C1 - Method for preparing suspension for casting ceramic articles - Google Patents
Method for preparing suspension for casting ceramic articles Download PDFInfo
- Publication number
- RU2751616C1 RU2751616C1 RU2020128581A RU2020128581A RU2751616C1 RU 2751616 C1 RU2751616 C1 RU 2751616C1 RU 2020128581 A RU2020128581 A RU 2020128581A RU 2020128581 A RU2020128581 A RU 2020128581A RU 2751616 C1 RU2751616 C1 RU 2751616C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- component
- suspension
- components
- casting
- mixture
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/16—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии тонкой керамики на основе силикатного сырья и может использоваться для приготовления суспензии для изготовления керамических изделий различного назначения, в частности методом литья из шликера.The invention relates to the technology of fine ceramics based on silicate raw materials and can be used to prepare a suspension for the manufacture of ceramic products for various purposes, in particular, by casting from a slip.
Керамика представляет собой искусственный материал, получаемый обжигом до спекания минерального (в основном глинистого) сырья, прошедшего специальную технологическую подготовку. В зависимости от назначения, керамические материалы условно делят на следующие классы: строительная керамика; тонкая керамика, в том числе техническая керамика; огнеупоры.Ceramics is an artificial material obtained by firing before sintering mineral (mainly clay) raw materials that have undergone special technological training. Depending on the purpose, ceramic materials are conventionally divided into the following classes: building ceramics; fine ceramics, including technical ceramics; refractories.
Керамические материалы по строению являются сложными системами, состоящими из кристаллической, стекловидной и газовой фаз. Кристаллическая фаза определяет фазовый состав и группу материалов. В структуре керамики может быть либо одна, либо несколько кристаллических фаз в тех или иных соотношениях. Кристаллическая фаза муллитового (традиционного) фарфора образуется при разложении и преобразовании глинистых веществ и других компонентов массы. Она включает кристаллы муллита - 3Аl2О3 ⋅ 2SiO2 остатки измененного глинистого вещества, оплавленные зерна кварца, которые придают черепку прочность, термическую и химическую устойчивость. Кристаллическая фаза стеатитовой керамики образуется при разложении талька- 3MgO·4SiO2·H2O за счет трасформации слоистой структуры гидросиликата магния в цепочечную структуру метасиликата магния. Кристаллическая фаза форстеритовой керамики образуется за счет взаимодействия продуктов разложения талька с оксидом магния. In terms of structure, ceramic materials are complex systems consisting of crystalline, vitreous and gaseous phases. The crystalline phase determines the phase composition and group of materials. In the structure of ceramics, there can be either one or several crystalline phases in certain proportions. The crystalline phase of mullite (traditional) porcelain is formed during the decomposition and transformation of clay substances and other components of the mass. It includes mullite crystals - 3Аl 2 О 3 ⋅ 2SiO 2, remnants of altered clay matter, fused quartz grains, which give the shard strength, thermal and chemical resistance. The crystalline phase of steatite ceramics is formed during the decomposition of talc-3MgO · 4SiO 2 · H 2 O due to the transformation of the layered structure of magnesium hydrosilicate into the chain structure of magnesium metasilicate. The crystalline phase of forsterite ceramics is formed due to the interaction of the decomposition products of talc with magnesium oxide.
Стекловидная фаза представляет собой охлажденный без кристаллизации расплав, образующийся при плавлении легкоплавких компонентов шихты- плавней и частично других компонентов. Она соединяет частицы массы, заполняет поры, повышая плотность черепка. Количество и состав стеклофазы обусловлены наличием примесей и вводимыми в состав массы плавнями. Например, некоторые виды технической керамики содержат менее 1% стеклофазы, стеатитовая 30-35% а фарфор - 40-60%. Газовая фаза представляет собой воздух и другие газы, содержащиеся в порах материала.The glassy phase is a melt cooled without crystallization, which is formed by melting low-melting components of the charge - melt and partially other components. It connects the particles of the mass, fills the pores, increasing the density of the shard. The amount and composition of the glass phase are due to the presence of impurities and the fluids introduced into the composition of the mass. For example, some types of technical ceramics contain less than 1% glass phase, steatite 30-35% and porcelain 40-60%. The gas phase is air and other gases contained in the pores of the material.
Традиционно для производства керамики используют пластичные (глинистые) материалы, плавни, составляющие стекловидную фазу, компоненты из непластичных материалов и различные добавки. Непластичные материалы служат в качестве каркаса, что позволяет изделию лучше держать заданную форму, эти материалы облегчают сушку и уменьшают усадку. Непластичные материалы в керамических массах называют еще отощителями. Traditionally, for the production of ceramics, plastic (clay) materials, fusions that make up the vitreous phase, components from non-plastic materials and various additives are used. Non-plastic materials serve as a frame, which allows the product to better maintain a given shape, these materials facilitate drying and reduce shrinkage. Non-plastic materials in ceramic masses are also called weakening agents.
Шликерным литьем называют метод формования керамических изделий из концентрированных суспензий с использованием пористых форм. Данный метод применяется для изготовления тонкостенных заготовок, как правило, с толщиной стенок в пределах 3-5 мм. Шликерная технология литья отличается многими преимуществами, в частности, высоким качеством получаемых заготовок, стабильностью их формы, возможностью изготавливать заготовки с множеством тонких и мелких деталей, доступность и простота метода, эффективность. Для достижения данных преимуществ, предъявляются определенные требования к шликеру, он должен иметь высокую текучесть (малую вязкость), без сильно выраженных тиксотропных и дилатантных свойств, не содержать газовых включений, обладать достаточно высокой скоростью набора массы и фильтрации через слой осадка. Заготовки образуются за счет удаления кинетически свободной воды из слоев суспензии, примыкающей к поверхности формы, при этом скорость отложения осадка на стенках формы (набор массы) зависит от скорости всасывания жидкости в форму. В связи с этим, важными характеристиками шликера являются процентное содержание влаги, влияющей на скорость набора массы и порообразование, определяющее, в том числе, конечную прочность изделия, а также ионный потенциал катионов твердой фазы, при высоких значениях которого ухудшаются показатели седиментационной устойчивости суспензии и скорости набора массы. Дисперсность частиц твердой фазы также влияет на качество шликера и седиментационную устойчивость. Однако при этом необходимо учитывать наличие эффекта сольватации, предела текучести и прочих факторов.Slip casting is a method of forming ceramic products from concentrated suspensions using porous molds. This method is used for the manufacture of thin-walled workpieces, usually with a wall thickness of 3-5 mm. Slip casting technology has many advantages, in particular, the high quality of the blanks obtained, the stability of their shape, the ability to produce blanks with many thin and small parts, the availability and simplicity of the method, and efficiency. To achieve these advantages, certain requirements are imposed on the slip, it must have high fluidity (low viscosity), without strongly pronounced thixotropic and dilatant properties, not contain gas inclusions, have a sufficiently high rate of mass gain and filtration through the sediment layer. Blanks are formed by removing kinetically free water from the layers of the suspension adjacent to the surface of the mold, while the rate of sediment deposition on the walls of the mold (mass gain) depends on the rate of liquid absorption into the mold. In this regard, the important characteristics of the slip are the percentage of moisture, which affects the rate of weight gain and pore formation, which determines, among other things, the final strength of the product, as well as the ionic potential of the solid phase cations, at high values of which the indicators of the sedimentation stability of the suspension and the rate deteriorate. gaining mass. The dispersion of the solid phase particles also affects the quality of the slip and sedimentation stability. However, it is necessary to take into account the presence of the effect of solvation, yield stress, and other factors.
Литейные суспензии (шликеры) для производства керамических изделий традиционно готовят путем измельчения глинистых и непластичных компонентов и смешивания их с жидкой временной технологической связкой, в качестве которой могут выступать не только вода, но и спирты, органические растворители и другие жидкости. Возможны различные методы измельчения сухим и мокрым способом, используя при этом совместный помол компонентов суспензии или раздельный.Foundry suspensions (slips) for the production of ceramic products are traditionally prepared by grinding clay and non-plastic components and mixing them with a liquid temporary technological binder, which can be not only water, but also alcohols, organic solvents and other liquids. Various methods of dry and wet grinding are possible, using joint grinding of suspension components or separate grinding.
Из уровня техники известен способ приготовления керамического шликера совместным измельчением компонентов кристаллической и стекловидной фаз по патенту РФ № 2392248 (МПК C04B 33/24, C04B 33/28, опубликован 20.06.2010). Компоненты используют в следующем процентном соотношении: глина - 25-65%, отощающие компоненты - 15-50%, плавни - 0-40%, при этом непластичные компоненты подвергают предварительному измельчению, смешиванию, гранулированию и термической обработке гранул при 900-1200°С Измельчение осуществляется при содержании воды 20% до остатка на сите № 006 менее 2%.From the prior art, a method for preparing a ceramic slip by joint grinding of the components of the crystalline and glassy phases is known according to RF patent No. 2392248 (IPC C04B 33/24, C04B 33/28, published on 20.06.2010). The components are used in the following percentage ratio: clay - 25-65%, emaciated components - 15-50%, sludge - 0-40%, while non-plastic components are subjected to preliminary grinding, mixing, granulation and heat treatment of granules at 900-1200 ° C Grinding is carried out with a water content of 20% to a residue on a sieve No. 006 of less than 2%.
Недостатком способа является наличие дополнительных операций: предварительное измельчение непластичных компонентов, смешивание, гранулирование и термическая обработка гранул при 900-1200°С.The disadvantage of this method is the presence of additional operations: preliminary grinding of non-plastic components, mixing, granulating and heat treatment of granules at 900-1200 ° C.
Подобные способы приготовления шликера путем совместного измельчения глинистых и каменистых компонентов суспензии раскрыты также в патентах РФ № 2465244 (МПК C04B 33/28, опубликован 27.10.2012), № 2608379 (МПК C04B 33/24, C04B 33/28, опубликован 18.01.2017), № 2617814 (МПК C04B 33/28, C04B 33/18, опубликован 27.04.2017).Similar methods for preparing slip by joint grinding of clay and stony components of the suspension are also disclosed in RF patents No. 2465244 (IPC C04B 33/28, published on October 27, 2012), No. 2608379 (IPC C04B 33/24, C04B 33/28, published on 01/18/2017 ), No. 2617814 (IPC C04B 33/28, C04B 33/18, published on April 27, 2017).
При этом, при совместном измельчении между частицами начинают возникать процессы коагуляции, которые делают суспензию более вязкой, что снижает эффективность измельчения. Это происходит за счет взаимодействия компонентов с различными зарядами.At the same time, during joint grinding between the particles, coagulation processes begin to appear, which make the suspension more viscous, which reduces the grinding efficiency. This is due to the interaction of components with different charges.
Известен способ приготовления керамического шликера путем измельчения с постадийной дозагрузкой компонентов, раскрытый в А.с. СССР 1240750 (МПК C04B 33/18, C04B 33/02, опубликовано 30.06.1986). Согласно известному способу плавень, отощитель и 5-10% всей массы глинистых компонентов, воду и кальцинированную соду загружают в шаровую мельницу и осуществляют помол до остатка на сите № 0063 4-5%. После этого в мельницу загружают остальную часть глинистых компонентов и смесь жидкого стекла и гуминовой кислоты, и помол ведут до остатка на сите № 0063 1,5-2%. Шликер имеет следующие технологические параметры: влажность 35-45%, текучесть через 30 с 5,1-6,1 с, коэффициент загустеваемости 1,15-1,29. Керамический шликер имеет следующий состав, мас.%: глина - 61, каолин - 7, нефелиновый концентрат - 30 и плиточный бой - 2.There is a known method of preparing a ceramic slip by grinding with a stepwise additional loading of components, disclosed in A.S. USSR 1240750 (IPC C04B 33/18, C04B 33/02, published 06/30/1986). According to the known method, flux, softener and 5-10% of the total mass of clay components, water and soda ash are loaded into a ball mill and grinding to a residue on a sieve No. 0063 of 4-5% is carried out. After that, the rest of the clay components and a mixture of water glass and humic acid are loaded into the mill, and grinding is carried out to a residue on a sieve No. 0063 of 1.5-2%. The slip has the following technological parameters: humidity 35-45%, fluidity after 30 s 5.1-6.1 s, thickening coefficient 1.15-1.29. The ceramic slip has the following composition, wt%: clay - 61, kaolin - 7, nepheline concentrate - 30 and slab battle - 2.
Так как параметры помола смеси определяются временем измельчения самых прочных частиц, введение оставшейся части глинистых компонентов на второй стадии, которые являются более прочными и измельчаются дольше, чем компоненты плавней и отощителей, приводит к увеличению общего времени помола смеси, увеличению потребления энергетических ресурсов.Since the grinding parameters of the mixture are determined by the grinding time of the strongest particles, the introduction of the rest of the clay components in the second stage, which are stronger and grind longer than the components of fluids and softeners, leads to an increase in the total grinding time of the mixture and an increase in the consumption of energy resources.
Способы приготовления литейных суспензий с постадийной загрузкой компонентов раскрыты также в патентах CN106348725 (МПК C04B 33/28, C04B 33/13, опубликован 25.01.2017) и US4598107 (МПК C04B33/34; C08K5/09; C08L1/08, опубликован 01.07.1986), в которых для сокращения времени помола предлагается начинать помол с наиболее твердых компонентов, что не позволяет, тем не менее, избежать возникновения процессов коагуляции, что в целом снижает эффективность и качество получаемых суспензий. Methods for preparing foundry suspensions with staged loading of components are also disclosed in patents CN106348725 (IPC C04B 33/28, C04B 33/13, published on 01/25/2017) and US4598107 (IPC C04B33 / 34; C08K5 / 09; C08L1 / 08, published on 07/01/1986 ), in which, in order to reduce the grinding time, it is proposed to start grinding with the hardest components, which, however, does not allow avoiding the occurrence of coagulation processes, which generally reduces the efficiency and quality of the resulting suspensions.
Известен также способ приготовления суспензий для литья фарфоровых и фаянсовых изделий, содержащих глинистые и непластичные компоненты. Суспензии непластичных и глинистых компонентов готовят раздельным способом. Глину и каолин распускают в воде в устройствах непрерывного роспуска или в пропеллерных мешалках (содержание воды 55-65%). Непластичные материалы измельчают мокрым способом в шаровых мельницах с меньшим содержание воды (15-20%) до остатка на сите № 006 менее 2%. Литейный шликер получают смешиванием двух суспензий в определенных соотношениях (И.Я. Гузман. Химическая технология керамики - М.ООО РИФ «Стройматериалы». - 496 с (с. 76, с. 291-293)). В известном способе приготовления литейного шликера компоненты измельчаются мокрым способом, при высоком содержании воды, что приводит к получению суспензии с итоговым содержанием воды 35-45% и влажности заготовки 20% и более. Высокая влажность заготовки влияет как на увеличение времени сушки, так и на итоговое качество изделия, так как чем меньше влаги, тем меньше пористость отливки и выше прочность.There is also known a method of preparing suspensions for casting porcelain and earthenware products containing clay and non-plastic components. Suspensions of non-plastic and clay components are prepared in a separate way. Clay and kaolin are dissolved in water in continuous dissolving devices or in propeller mixers (water content 55-65%). Non-plastic materials are ground in a wet way in ball mills with a lower water content (15-20%) to a residue of less than 2% on a sieve No. 006. Foundry slip is obtained by mixing two suspensions in certain ratios (I. Ya. Guzman. Chemical technology of ceramics - M.OOO RIF "Stroimaterialy". - 496 p. (P. 76, p. 291-293)). In the known method for preparing a casting slip, the components are wet-ground, with a high water content, which leads to a suspension with a final water content of 35-45% and a billet moisture content of 20% or more. The high moisture content of the workpiece affects both an increase in the drying time and the final quality of the product, since the less moisture, the lower the porosity of the casting and the higher the strength.
Для снижения содержания влаги в суспензии предлагают измельчать отдельно глинистые компоненты и смешивать со смесью глинистых компонентов и компонентов стекловидной фазы в виде сухих смесей с последующим разведением водой до 25-40%, что позволяет получить влажность заготовки около 20%. Патент EP0589051 COMPOSITION FOR HIGH PRESSURE CASTING SLIP, HIGH PRESSURE CASTING SLIP AND METHOD FOR PREPARING THE COMPOSITION AND SLIP (МПК B28C1/16; B28C1/18; C04B33/28, опубликован 30.03.1994).To reduce the moisture content in the suspension, it is proposed to grind the clay components separately and mix them with a mixture of clay components and vitreous phase components in the form of dry mixtures, followed by dilution with water to 25-40%, which makes it possible to obtain a billet moisture content of about 20%. Patent EP0589051 COMPOSITION FOR HIGH PRESSURE CASTING SLIP, HIGH PRESSURE CASTING SLIP AND METHOD FOR PREPARING THE COMPOSITION AND SLIP (IPC B28C1 / 16; B28C1 / 18; C04B33 / 28, published 03/30/1994).
Известны также способы приготовления суспензий для литья керамических изделий, в которых отдельно измельчают компоненты кристаллической фазы и добавляют к ним измельченное стекло, в качестве компонентов стекловидной фазы, что позволяет снизить температуру спекания и сократить время производства изделия. Международная заявка WO2004002919 METHOD FOR MANUFACTURING A CERAMIC ARTICLE AND ARTICLE FORMED THEREBY (МПК C04B33/13; C04B33/24; C04B33/28, опубликована 08.01.2004). При совместном помоле компонентов различных фаз керамики, многокомпонентные оксиды начинают взаимодействовать друг с другом, за счет чего ухудшаются реологические характеристики получаемой суспензии, а именно повышается ее вязкость, и формовка заготовки оказывается невозможна или затруднена. В этом случае приходится либо вводить дополнительные разжижители (электролиты), либо понижать концентрацию суспензии, увеличивая процентное содержание воды, что приводит к снижению скорость набора массы, повышению пористости заготовки, увеличению времени и стоимости процесса литья.There are also known methods for preparing suspensions for casting ceramic products, in which the components of the crystalline phase are separately crushed and crushed glass is added to them as components of the vitreous phase, which makes it possible to reduce the sintering temperature and shorten the production time of the product. International application WO2004002919 METHOD FOR MANUFACTURING A CERAMIC ARTICLE AND ARTICLE FORMED THEREBY (IPC C04B33 / 13; C04B33 / 24; C04B33 / 28, published 01/08/2004). When the components of different phases of the ceramics are milled together, multicomponent oxides begin to interact with each other, due to which the rheological characteristics of the resulting suspension deteriorate, namely, its viscosity increases, and forming the preform is impossible or difficult. In this case, it is necessary either to introduce additional thinners (electrolytes), or to lower the concentration of the suspension, increasing the percentage of water, which leads to a decrease in the rate of mass gain, an increase in the porosity of the workpiece, and an increase in the time and cost of the casting process.
В качестве наиболее близкого аналога выбран способ производства суспензии для литья керамических изделий по патенту EP0464757 Process for the production of silicate-bonded material (МПК C04B35/00; C04B35/66, опубликован 08.01.1992). Согласно известному способу для получения керамического литья на основе силиката или глинозема смешивают компоненты, участвующие в формировании кристаллической фазы, в частности, глину, каолин, мыльный камень и / или глинозем, с содержащим силикат флюсом, отвечающим за формирование стекловидной фазы, формуют заготовку, высушивают ее и обжигают. Предложенный способ позволяет путем выбора компонентов флюса управлять итоговыми характеристиками получаемого изделия, например, температурой обжига, прочностью на изгиб, диэлектрическими свойствами и т.д. Однако для данного способа также характерны недостатки, обусловленные смешиванием в процессе измельчения или сразу после его завершения. В отличии от известного решения предлагается не смешивать первый и второй компонент или первую и вторую смесь компонентов до того момента, когда суспензия непосредственно используется для литья. Это позволяет в значительной степени снизить или полностью избежать возникновения процессов коагуляции, что позволяет сохранить реологические характеристики суспензии при значительно более низком процентном соотношении жидкой временной связки.As the closest analogue, the method for producing a suspension for casting ceramic products according to patent EP0464757 Process for the production of silicate-bonded material (IPC C04B35 / 00; C04B35 / 66, published 01/08/1992) was chosen. According to the known method for producing ceramic casting based on silicate or alumina, the components involved in the formation of the crystalline phase, in particular, clay, kaolin, soapstone and / or alumina, are mixed with a silicate-containing flux responsible for the formation of the vitreous phase, a preform is formed, dried and burn it. The proposed method makes it possible, by choosing the components of the flux, to control the final characteristics of the resulting product, for example, the firing temperature, bending strength, dielectric properties, etc. However, this method also has disadvantages due to mixing during the grinding process or immediately after its completion. In contrast to the known solution, it is proposed not to mix the first and second component or the first and second mixture of components until the moment when the suspension is directly used for casting. This allows to significantly reduce or completely avoid the occurrence of coagulation processes, which allows you to maintain the rheological characteristics of the suspension with a significantly lower percentage of the liquid temporary binder.
Задачей предложенного изобретения является создание способа приготовления суспензий для литья керамических изделий из силикатного сырья, который позволяет улучшить реологические свойства полученной суспензии и качество получаемых заготовок (высушенных отливок) по плотности и прочности, обеспечить уменьшение влажности отлитых образцов до 8-10% мас. и увеличение прочности до 3 МПа. Полученные предложенным способом суспензии могут быть использованы, в частности, для центробежного литья, для литья в гипсовые формы и других видов литья. Прочность обожженных изделий может быть больше на 30-40%. The objective of the proposed invention is to create a method for preparing suspensions for casting ceramic products from silicate raw materials, which makes it possible to improve the rheological properties of the resulting suspension and the quality of the resulting blanks (dried castings) in terms of density and strength, to ensure a decrease in the moisture content of cast samples to 8-10% wt. and an increase in strength up to 3 MPa. The suspensions obtained by the proposed method can be used, in particular, for centrifugal casting, for casting in plaster molds and other types of casting. The strength of fired products can be increased by 30-40%.
Технический результат заключается в том, что при центробежном литье из суспензий, полученных предложенным способом, влажность заготовок уменьшается до 8-10% как у образцов полусухого прессования, прочность образцов при сжатии возрастает до 3 МПа по сравнению с 1,0-1,5 МПа сухих образцов отлитых из глиносодержащих шликеров, при этом высушенные образцы не размокают в воде, прочность после обжига может увеличиваться на 20-40%. The technical result consists in the fact that when centrifugal casting from suspensions obtained by the proposed method, the moisture content of the blanks decreases to 8-10% as in the samples of semi-dry pressing, the strength of the samples in compression increases to 3 MPa compared to 1.0-1.5 MPa dry samples cast from clay-containing slips, while the dried samples do not soak in water, the strength after firing can increase by 20-40%.
Технический результат по первому варианту осуществления достигается тем, что в способе приготовления суспензии для литья керамических изделий, характеризующемся тем, что измельчают первый непластичный компонент или первую смесь непластичных компонентов, образующих кристаллическую фазу керамики, измельчают второй непластичный компонент, образующий стекловидную фазу керамики, согласно предложенному изобретению первый компонент или первую смесь компонентов и второй компонент измельчают раздельно мокрым способом при содержании воды 12-35% мас. до остатка на сите № 006 менее 5%, а готовую суспензию получают путем смешивания суспензий первого и второго компонентов или суспензий первой смеси компонентов и второго компонента непосредственно перед литьем или в процессе литья. До смешивания текучесть суспензий каждого компонента или смеси поддерживают перемешиванием, при этом, интервал между этапами смешивания и литья не превышает 120 минут, а готовую суспензию получают при процентном соотношении первого компонента или первой смеси компонентов от 50 до 90 %, а второго компонента от 10 до 50 %. Первый компонент или компоненты для первой смеси выбирают из списка, который включает, но не ограничивается, дегидратированный каолинит, тальк, серпентенит, пирофилит, тремолит, диопсид, волластонит, энстатит, форстерит, муллит, силлиманит, кордиерит, сподумен, цельзиан, циркон. Второй компонент выбирают из списка, который включает, но не ограничивается, альбит, ортоклаз и твердые растворы на их основе, нефелиновый сиенит, апатит, перлит, боросиликаты кальция и бария, стекло. Для измельчения первого и второго компонентов или первой смеси компонентов мокрым способом используют шаровые мельницы или кавитационно-гидроударные мельницы, или мельницы динамического самоизмельчения, или бисерные мельницы, или ультразвуковые мельницы и измельчители, или последовательно несколько из указанных мельниц.The technical result according to the first embodiment is achieved by the fact that in the method for preparing a suspension for casting ceramic articles, characterized in that the first non-plastic component or the first mixture of non-plastic components forming the crystalline phase of the ceramic is ground, the second non-plastic component forming the vitreous phase of the ceramic is ground, according to the invention, the first component or the first mixture of components and the second component crushed separately by a wet method with a water content of 12-35% wt. to a residue on sieve No. 006 less than 5%, and the finished suspension is obtained by mixing suspensions of the first and second components or suspensions of the first mixture of components and the second component immediately before casting or during casting. Prior to mixing, the fluidity of the suspensions of each component or mixture is maintained by stirring, while the interval between the mixing and casting steps does not exceed 120 minutes, and the finished suspension is obtained with the percentage of the first component or the first mixture of components from 50 to 90%, and the second component from 10 to fifty %. The first component or components for the first mixture are selected from the list, which includes, but is not limited to, dehydrated kaolinite, talc, serpentenite, pyrophyllite, tremolite, diopside, wollastonite, enstatite, forsterite, mullite, sillimanite, cordierite, spodumene, celsian, zircon. The second component is selected from the list, which includes, but is not limited to, albite, orthoclase and solid solutions based on them, nepheline syenite, apatite, perlite, calcium and barium borosilicates, glass. For grinding the first and second components or the first mixture of components by the wet method, ball mills or cavitation-hydropercussion mills, or dynamic autogenous grinding mills, or bead mills, or ultrasonic mills and grinders, or sequentially several of these mills, are used.
Технический результат по второму варианту осуществления достигается тем, что в способе приготовления суспензии для литья керамических изделий, характеризующемся тем, что измельчают первый непластичный компонент или первую смесь непластичных компонентов, образующих кристаллическую фазу керамики, измельчают второй непластичный компонент, образующий стекловидную фазу керамики, согласно предложенному изобретению первый компонент или первую смесь измельчают сухим способом до размера частиц менее 150 микрон, второй компонент измельчают мокрым способом при содержании воды 25-45% мас. до остатка на сите № 006 менее 5%, а готовую суспензию получают путем смешивания суспензий первого и второго компонентов или суспензий первой смеси компонентов и второго компонента непосредственно перед литьем или в процессе литья. Текучесть второго компонента поддерживают введением разжижителей перед смешиванием либо непосредственно перед литьем, интервал между этапами смешивания и литья не превышает 120 минут, а готовую суспензию получают при процентном соотношении первого компонента или первой смеси компонентов от 50 до 80 %, а второго компонента от 20 до 50 %. Первый компонент или компоненты для первой смеси выбирают из списка, который включает, но не ограничивается, дегидратированный каолинит, тальк, серпентенит, пирофилит, тремолит, диопсид, волластонит, энстатит, форстерит, муллит, силлиманит, кордиерит, сподумен цельзиан, циркон. Второй компонент выбирают из списка, который включает, но не ограничивается, альбит, ортоклаз и твердые растворы на их основе, нефелиновый сиенит, апатит, перлит, боросиликаты кальция и бария, стекло, в частности, силикатное, алюмо-силикатное, барий-алюмосиликатное, боро-алюмосиликатное. Для измельчения первого компонента или первой смеси компонентов сухим способом используют шаровые мельницы или молотковые мельницы, или мельницы динамического самоизмельчения сухого помола, для измельчения второго компонента мокрым способом используют шаровые мельницы, или кавитационно-гидроударные мельницы, или бисерные мельницы, или ультразвуковые мельницы и измельчители, либо последовательно несколько из указанных мельниц.The technical result according to the second embodiment is achieved by the fact that in the method for preparing a suspension for casting ceramic products, characterized in that the first non-plastic component or the first mixture of non-plastic components forming the crystalline phase of the ceramic is ground, the second non-plastic component forming the vitreous phase of the ceramic is ground, according to the invention, the first component or the first mixture is dry ground to particle size less than 150 microns, the second component is wet milled with a water content of 25-45% wt. to a residue on sieve No. 006 less than 5%, and the finished suspension is obtained by mixing suspensions of the first and second components or suspensions of the first mixture of components and the second component immediately before casting or during casting. The fluidity of the second component is maintained by introducing thinners before mixing or immediately before casting, the interval between the mixing and casting steps does not exceed 120 minutes, and the finished suspension is obtained with the percentage of the first component or the first mixture of components from 50 to 80%, and the second component from 20 to 50 %. The first component or components for the first mixture are selected from the list, which includes, but is not limited to, dehydrated kaolinite, talc, serpentenite, pyrophyllite, tremolite, diopside, wollastonite, enstatite, forsterite, mullite, sillimanite, cordierite, spodumene celsian, zircon. The second component is selected from the list, which includes, but is not limited to, albite, orthoclase and solid solutions based on them, nepheline syenite, apatite, perlite, calcium and barium borosilicates, glass, in particular, silicate, aluminosilicate, barium-aluminosilicate, boron-aluminosilicate. For grinding the first component or the first mixture of components in a dry way, ball mills or hammer mills are used, or dry grinding mills for dynamic autogenous grinding; for grinding the second component by a wet method, ball mills, or cavitation-hydropercussion mills, or bead mills, or ultrasonic mills and grinders are used, or sequentially several of these mills.
Основой предложенного изобретения является принцип раздельного измельчения непластичных компонентов, образующих кристаллическую фазу керамики в процессе обжига, и непластичных компонентов плавней, образующих расплав при обжиге керамики, и исключение глинистых и глиносодержащих компонентов. Использование для приготовления суспензии только непластичных компонентов и исключение глинистых компонентов позволяет уменьшить влажность отливок, ускорить и стабилизировать процессы формирование фаз и структуры керамики при обжиге, за счет более плотной упаковки частиц при меньшей влажности полуфабриката. Непластичные компоненты, образующие кристаллическую фазу, измельчают до размеров, не превышающих 150 мкм, предпочтительно 60-150 мкм, что обеспечивает требуемую прочность получаемых образцов при уменьшении потребления энергоресурсов и времени. Для компонентов, образующих стекловидную фазу, такое крупное измельчение нецелесообразно, так как чем меньше частицы компонентов, образующих стекловидную фазу, тем меньше времени затрачивается на образования расплава при одной и тоже температуре и тем меньше разница температур между равновесной температурой и фактической. Раздельное измельчение согласно предложенному способу позволяет измельчать компоненты каждой фазы до требуемых размеров, что позволяет уменьшить влажность заготовок, прочность образцов при сжатии и прочность после обжига.The basis of the proposed invention is the principle of separate grinding of non-plastic components that form the crystalline phase of ceramics during firing, and non-plastic components of fluids that form a melt during ceramics firing, and the elimination of clay and clay-containing components. The use of only non-plastic components for the preparation of a suspension and the elimination of clay components makes it possible to reduce the moisture content of castings, accelerate and stabilize the processes of formation of phases and structure of ceramics during firing, due to a denser packing of particles with a lower moisture content of the semi-finished product. Non-plastic components that form the crystalline phase are crushed to sizes not exceeding 150 microns, preferably 60-150 microns, which provides the required strength of the samples obtained while reducing energy consumption and time. For the components that form the glassy phase, such coarse grinding is impractical, since the smaller the particles of the components that form the glassy phase, the less time it takes to form a melt at the same temperature and the smaller the temperature difference between the equilibrium temperature and the actual one. Separate grinding according to the proposed method allows grinding the components of each phase to the required size, which makes it possible to reduce the moisture content of the blanks, the compressive strength of the samples and the strength after firing.
В целях понимания предложенного решения под истинной плотностью, Pu следует понимать массу единицы объема материала, взятого в плотном состоянии. Определение истинной плотности (удельного веса) рассчитывают, как вес сухого материала, деленный на объем, занимаемый его веществом, не считая пор. Вычисляется истинная плотность Pu по формуле: Pu =m/V, где m - масса материала, V - объем материала в плотном состоянии.In order to understand the proposed solution, the true density, Pu, should be understood as the mass of a unit volume of the material taken in a dense state. Determination of the true density (specific gravity) is calculated as the weight of dry material divided by the volume occupied by its substance, excluding pores. The true density of Pu is calculated by the formula: Pu = m / V, where m is the mass of the material, V is the volume of the material in a dense state.
Истинная плотность каждого материала - постоянная физическая характеристика, которая не может быть изменена без изменения его химического состава или молекулярной структуры.The true density of each material is a constant physical characteristic that cannot be changed without changing its chemical composition or molecular structure.
Раздельный помол компонентов кристаллической и стекловидной фаз и исключение глинистых компонентов позволяет улучшить реологические характеристики получаемых суспензий за счет уменьшения процессов каогуляции оксидных компонентов, имеющих противоположный заряд. При совместном помоле, либо смешении сразу после измельчения, многокомпонентные оксиды начинают взаимодействовать друг с другом, за счет чего ухудшаются реологические характеристики (повышается вязкость) и литье (формовка изделий) оказывается невозможно или затруднено. Для осуществления формовки приходится в суспензию либо вводить дополнительные разжижители (электролиты), либо понижать ее концентрацию (увеличивая процентное содержание воды). Если компоненты смешивать непосредственно перед литьем, процессы коагуляции не успевают начаться, либо их влияние незначительно.Separate grinding of the components of the crystalline and glassy phases and the elimination of clay components allows improving the rheological characteristics of the resulting suspensions by reducing the coogulation processes of oxide components having an opposite charge. With joint grinding, or mixing immediately after grinding, multicomponent oxides begin to interact with each other, due to which rheological characteristics deteriorate (viscosity increases) and casting (molding of products) is impossible or difficult. To carry out molding, it is necessary to either introduce additional thinners (electrolytes) into the suspension, or to lower its concentration (increasing the percentage of water). If the components are mixed immediately before casting, the coagulation processes do not have time to start, or their effect is insignificant.
Такой способ производства имеет и экономические преимущества. Различные сырьевые компоненты добываются и образуются в разных частях страны и, если ставится задача развития отечественной керамики, экономически обоснованно на месторождениях ставить мощные помольные комплексы для крупнотоннажного получения измельченных добываемых компонентов, а на формовочных предприятиях получать суспензии, путем смешивания компонентов, доставленных из различных помольных комплексов и выпускать продукцию. Следует отметить также, что чем более однородный материал подвергается измельчению, тем проще происходит процесс мокрого измельчения, за счет того, что отсутствует взаимодействие компонентов с противоположными зарядами.This method of production also has economic advantages. Various raw materials are mined and formed in different parts of the country and, if the task is to develop domestic ceramics, it is economically feasible to install powerful grinding complexes at the deposits for large-scale production of crushed mined components, and at molding enterprises to obtain suspensions by mixing components delivered from various grinding complexes and produce products. It should also be noted that the more homogeneous the material is subjected to grinding, the easier the wet grinding process takes place, due to the fact that there is no interaction of components with opposite charges.
Раздельный помол компонентов, образующих стекловидную и кристаллическую фазу, кроме того, позволяет создавать т.н. технологический конструктор: а именно, в зависимости от задач производства с одной кристаллической фазой применять различные виды плавней (стекловидная фаза), и наоборот: с одним типом плавней применять различные типы кристаллических фаз. При этом можно получать изделия с разными требуемыми характеристиками, например, регулируя непосредственно перед литьем соотношение компонентов кристаллической фазы и компонентов стекловидной фазы, можно регулировать пористость получаемого черепка, прочность на изгиб, диэлектрические свойства и т.д.Separate grinding of the components that form the glassy and crystalline phase, in addition, allows you to create the so-called. technological designer: namely, depending on the production tasks with one crystalline phase, use different types of fluxes (glassy phase), and vice versa: use different types of crystalline phases with one type of flux. In this case, articles with different required characteristics can be obtained, for example, by adjusting the ratio of the crystalline phase components to the vitreous phase components immediately before casting, the porosity of the resulting shard, bending strength, dielectric properties, etc. can be controlled.
Более того, раздельный помол позволяет уменьшить потребление энергоресурсов при помоле, т.к. компоненты кристаллической фазы, как правило, прочные, измельчаются долго. А компоненты стекловидной фазы (плавни) - легко измельчаемые. И если для измельчения компонентов кристаллической фазы, как правило, требуется шаровая мельница, то плавни можно измельчить различными способами в агрегатах другого типа, отличного от шаровых мельниц, которые потребляют меньше энергии и измельчение занимает меньшее количество времени. При этом, компоненты кристаллической фазы керамики, для достижения требуемых свойств достаточно измельчать до размеров частиц не более150 мкм, предпочтительно 60-150 мкм, что можно поучить сухим способом, как заявлено во втором варианте изобретения. А измельчение компонентов стекловидной фазы мокрым способом позволяет получить размер частиц не более 60 мкм, что имеет ряд преимуществ: менее затратно в сравнении с измельчением сухим способом, исключается эффект агрегации тонких частиц, чем меньше размер частиц компонента стекловидной фазы, тем меньше времени затрачивается на образования расплава при одной и тоже температуре и тем меньше разница температур между равновесной температурой и фактической.Moreover, separate grinding allows to reduce the energy consumption during grinding, because the components of the crystalline phase are usually strong and take a long time to grind. And the components of the vitreous phase (fluff) are easily crushed. And if a ball mill is usually required for grinding the components of the crystalline phase, then the flux can be ground in various ways in units of a different type than ball mills, which consume less energy and grinding takes less time. In this case, the components of the crystalline phase of the ceramic, in order to achieve the required properties, it is sufficient to grind to a particle size of no more than 150 microns, preferably 60-150 microns, which can be obtained by a dry method, as stated in the second embodiment of the invention. And grinding the components of the vitreous phase by the wet method makes it possible to obtain a particle size of no more than 60 μm, which has a number of advantages: it is less expensive in comparison with grinding by the dry method, the effect of aggregation of fine particles is excluded, the smaller the particle size of the component of the vitreous phase, the less time is spent on the formation melt at the same temperature and the smaller the temperature difference between the equilibrium temperature and the actual temperature.
Предложенный способ позволяет также уменьшить потребление энергоресурсов и при обжиге готовых изделий, за счет того, кристаллическая фаза суспензии уже «синтезирована», остается «запечь» ее за счет расплава компонента стекловидной фазы. Таким образом, обжиг протекает быстрей и эффективней, изделие получается более однородным.The proposed method also makes it possible to reduce energy consumption during the firing of finished products, due to the fact that the crystalline phase of the suspension has already been "synthesized", it remains to "bake" it due to the melt of the glassy phase component. Thus, firing is faster and more efficient, the product is more homogeneous.
Принципиальное отличие раздельного помола компонентов кристаллической и стекловидной фазы от известного раздельного помола глинистых и каменистых компонентов заключается в том, что такой раздельный помол глинистых и каменистых компонентов не позволяет избежать смешивания оксидных компонентов, имеющих противоположный заряд, и, следовательно, возникновения процессов каогуляции. Такие смеси требуют введения дополнительных компонентов для разжижения, что приводит к повышению влажности суспензии и увеличению материалоемкости производства керамических изделий. The fundamental difference between the separate grinding of the crystalline and vitreous phase components from the known separate grinding of clay and stony components is that such a separate grinding of clay and stony components does not allow mixing of oxide components with opposite charges and, consequently, the occurrence of coogulation processes. Such mixtures require the introduction of additional components for liquefaction, which leads to an increase in the moisture content of the suspension and an increase in the material consumption of the production of ceramic products.
Предложенное решение поясняется далее на примерах осуществления. The proposed solution is explained further on examples of implementation.
Пример 1: получение суспензии для литья при раздельном измельчении мокрым способом как компонентов, образующих кристаллическую фазу, так и компонентов, образующих стекловидную фазу. Использован компонент, образующий кристаллическую фазу керамики, диопсидовый концентрат с содержанием диопсида (CaMgSi2O6) 90% плотностью 3280 кг/м3 и компонент стекловидной фазы перлит плотностью 2560 кг/м3. Суспензии готовили с различным содержанием воды: 12, 15, 20, 25, 30, 35 и 40% мас. Получали два состава суспензии для литья: смешиванием суспензии компонента, образующего кристаллическую фазу (остаток на сите № 006 менее 5%) - 70% и суспензии компонента, образующего стекловидную фазу, (остаток на сите № 006 менее 5%) - 30% мас. и смешиванием компонента, образующего кристаллическую фазу (остаток на сите № 006 менее 5%) - 80% и компонента, образующего стекловидную фазу, (остаток на сите № 006 менее 5%) - 20% мас. Далее проводилось центробежное литье образцов в полимерные формы. У полученных образцов определялись влажность и плотность, результаты приведены в Таблицах 1 и 2. При содержании воды в суспензии менее 12% масса полностью теряла текучесть. При содержании воды в суспензии более 35% влажность образцов значительно увеличивается и уменьшается их плотность.Example 1: Preparation of a casting slurry by separate wet grinding of both the crystalline phase-forming components and the vitreous phase-forming components. Used a component that forms the crystalline phase of ceramics, a diopside concentrate with a diopside content (CaMgSi 2 O 6 ) 90% with a density of 3280 kg / m 3 and a component of the glassy phase pearlite with a density of 2560 kg / m 3 . Suspensions were prepared with different water contents: 12, 15, 20, 25, 30, 35 and 40% wt. Two compositions of suspension for casting were obtained: by mixing a suspension of the component that forms the crystalline phase (residue on sieve No. 006 less than 5%) - 70% and suspension of the component that forms the glassy phase (residue on sieve No. 006 less than 5%) - 30% wt. and mixing the component that forms the crystalline phase (residue on sieve No. 006 less than 5%) - 80% and the component that forms the glassy phase (residue on sieve No. 006 less than 5%) - 20% wt. Further, centrifugal casting of samples into polymer molds was carried out. The obtained samples were determined by moisture and density, the results are shown in Tables 1 and 2. When the water content in the suspension is less than 12%, the mass completely lost its fluidity. When the water content in the suspension is more than 35%, the moisture content of the samples increases significantly and their density decreases.
Таблица 1.Table 1.
Влажность и плотность образцов центробежного литья при различных содержаниях воды в суспензии (состав 1 - диопсидовый концентрат 70%, перлит 30%)Moisture and density of centrifugal casting samples at different water contents in suspension (composition 1 - 70% diopside concentrate, 30% perlite)
Превышение допустимой влажн.15.4
Exceeding the permissible humidity
Таблица 2.Table 2.
Свойства образцов центробежного литья при различных содержаниях воды в суспензии (состав 2 - диопсидовый концентрат 80%, перлит 20%)Properties of samples of centrifugal casting at various water contents in suspension (composition 2 - diopside concentrate 80%, perlite 20%)
МПаCompressive strength,
MPa
Превышение допустимой влажн.15.3
Exceeding the permissible humidity
Пример 2. Приготовление суспензии для литья при раздельном измельчении мокрым способом как компонентов, образующих кристаллическую фазу, так и компонента, образующего стекловидную фазу. Example 2. Preparation of a suspension for casting with separate wet grinding of both the components forming the crystalline phase and the component forming the glassy phase.
Использована смесь компонентов, образующих кристаллическую фазу керамики: диопсидовый концентрат плотностью 3280 кг/м3 с содержанием диопсида (CaMgSi2O6) 90% и тремолитовую породу плотностью 2900 кг/м3 с содержанием тремолита - Ca2Mg5[Si8O22](OH)2 95%. Общее содержание компонентов кристаллической фазы в составе суспензии составляет 80% из них 60% диопсидовый концентрат, 20% тремолитовая порода. В качестве компонента стекловидной фазы использован перлит плотностью 2560 кг/м3 в количестве 20%. Суспензии готовили с различным содержанием воды: 12, 15, 20, 25, 30, 35 и 40% мас. Далее проводилось центробежное литье образцов в полимерные формы. У полученных образцов определялись влажность и плотность, результаты приведены в таблице 3. При содержании воды в суспензии менее 12% масса полностью теряла текучесть. При содержании воды в суспензии более 35% влажность образцов значительно увеличивается и уменьшается их плотность.A mixture of components that form the crystalline phase of ceramics was used: diopside concentrate with a density of 3280 kg / m 3 with a diopside (CaMgSi 2 O 6 ) content of 90% and tremolite rock with a density of 2900 kg / m 3 with a tremolite content - Ca 2 Mg 5 [Si 8 O 22 ] (OH) 2 95%. The total content of the components of the crystalline phase in the composition of the suspension is 80%, of which 60% is diopside concentrate, 20% is tremolite rock. Perlite with a density of 2560 kg / m 3 in an amount of 20% was used as a component of the vitreous phase. Suspensions were prepared with different water contents: 12, 15, 20, 25, 30, 35 and 40% wt. Further, centrifugal casting of samples into polymer molds was carried out. The obtained samples were determined by moisture and density, the results are shown in Table 3. When the water content in the suspension is less than 12%, the mass completely lost its fluidity. When the water content in the suspension is more than 35%, the moisture content of the samples increases significantly and their density decreases.
Таблица 3.Table 3.
Свойства образцов центробежного литья при различных содержаниях воды в суспензии (состав- диопсидовый концентрат 60%, тремолитовая порода 20%, перлит 20%)Properties of samples of centrifugal casting at various water contents in suspension (composition - 60% diopside concentrate, tremolite rock 20%, perlite 20%)
МПаCompressive strength,
MPa
Превышение допустимой влажн.15.4
Exceeding the permissible humidity
Пример.3. Получение суспензии для литья при раздельном измельчении мокрым способом компонента, образующего кристаллическую фазу, и компонента, образующего стекловидную фазу. Использован компонент, образующий кристаллическую фазу керамики, дегидратированный тремолит плотностью 3100 кг/м3, и компонент стекловидной фазы перлит плотностью 2560 кг/м3. Суспензии готовили с различным содержанием воды: 12, 15, 20, 25, 30, 35 и 40% мас. Получали состав суспензии для литья: смешиванием суспензии компонентов, образующих кристаллическую фазу (остаток на сите № 006 менее 5%) - 70% и суспензии компонентов, образующих стекловидную фазу, (остаток на сите № 006 менее 5%) - 30% мас. Далее проводилось центробежное литье образцов в полимерные формы. У полученных образцов определялись влажность и плотность, результаты приведены в таблице 4. При содержании воды в суспензии менее 12% масса полностью теряла текучесть. При содержании воды в суспензии более 35% влажность образцов значительно увеличивается и уменьшается их плотность.Example 3. Obtaining a suspension for casting by separate wet grinding of a component forming a crystalline phase and a component forming a glassy phase. Used a component that forms the crystalline phase of ceramics, dehydrated tremolite with a density of 3100 kg / m 3 , and a component of the glassy phase pearlite with a density of 2560 kg / m 3 . Suspensions were prepared with different water contents: 12, 15, 20, 25, 30, 35 and 40% wt. The composition of the suspension for casting was obtained: by mixing the suspension of the components that form the crystalline phase (residue on sieve No. 006 less than 5%) - 70% and suspension of the components that form the glassy phase (residue on sieve No. 006 less than 5%) - 30% wt. Further, centrifugal casting of samples into polymer molds was carried out. The obtained samples were determined by moisture and density, the results are shown in Table 4. When the water content in the suspension is less than 12%, the mass completely lost its fluidity. When the water content in the suspension is more than 35%, the moisture content of the samples increases significantly and their density decreases.
Таблица 4.Table 4.
Свойства образцов центробежного литья при различных содержаниях воды в суспензии (состав - тремолит дегидратированный 70%, перлит 30%)Properties of samples of centrifugal casting at various water contents in suspension (composition - dehydrated tremolite 70%, perlite 30%)
МПаCompressive strength,
MPa
Превышение допустимой влажн.15.3
Exceeding the permissible humidity
Пример 4. Получение суспензии для литья керамических изделий при сухом измельчении компонента, образующего кристаллическую фазу керамики, и мокром измельчении компонента стекловидной фазы.Example 4. Obtaining a suspension for casting ceramic products by dry grinding of the component that forms the crystalline phase of the ceramic, and wet grinding of the vitreous phase component.
Компонент, образующий кристаллическую фазу керамики, диопсид плотностью 3280 кг/м3 измельчался сухим способом в шаровой мельнице до размера частиц менее 150 мкм. Компонент стекловидной фазы перлит плотностью 2560 кг/м3 измельчался мокрым способом при содержании воды 25, 30, 35, 40, 45 и 50% мас. Готовую суспензию для литья получали смешиванием суспензии компонента, образующего кристаллическую фазу, с компонентом стекловидной фазы мокрого измельчения в разных процентных соотношениях. Образцы получали центробежным литьем в полимерные формы. Результаты приведены в Таблице 5.The component forming the crystalline phase of the ceramic, diopside with a density of 3280 kg / m 3, was dry ground in a ball mill to a particle size of less than 150 μm. The component of the glassy phase pearlite with a density of 2560 kg / m 3 was wet milled with a water content of 25, 30, 35, 40, 45 and 50 wt%. The finished suspension for casting was obtained by mixing the suspension of the crystalline phase component with the wet-milled glassy phase component in different percentages. Samples were obtained by centrifugal casting into polymer molds. The results are shown in Table 5.
Таблица 5.Table 5.
Влажность и плотность образцов, полученных центробежным литьем суспензии при сухом измельчении компонентов кристаллической фазыMoisture and density of samples obtained by centrifugal casting of a suspension during dry grinding of the components of the crystalline phase
Стекл.фазыThe ratio of the components of the crystal. phase /
Glass phases
при сжатии
МПаStrength
when compressed
MPa
При содержании воды в компонентах плавней менее 25% масса полностью теряла текучесть. При содержании воды в компонентах плавней более 45% увеличивается влажность отлитых образцов, что связано с их дополнительной сушкой. When the water content in the components of the fluids is less than 25%, the mass completely lost its fluidity. When the water content in the components of the fluids is more than 45%, the moisture content of the cast samples increases, which is associated with their additional drying.
Пример 5. получение суспензии для литья при раздельном измельчении мокрым способом как компонента, образующего кристаллическую фазу, так и и компонента стекловидной фазы. Использован компонент, образующий кристаллическую фазу керамики, цирконовый концентрат с содержанием циркона (ZrSiO4) 95% плотностью 4650 кг/м3 и компонент стекловидной фазы барий-алюмосиликатное стекло состава: SiO2- 48%, Al2O3- 12%, BaO- 40%, плотностью 3150 кг/м3. Суспензии готовили с различным содержанием воды: 23, 27, 31, 38, 42, 45 и 52% мас. Получали суспензии для литья: смешиванием суспензий компонентов, образующих кристаллическую фазу (остаток на сите № 006 менее 5%) - 70% и суспензий компонентов, образующих стекловидную фазу, (остаток на сите № 006 менее 5%) - 30% мас. Далее проводилось центробежное литье образцов в полимерные формы. У полученных образцов определялись влажность и плотность, результаты приведены в таблице 6. При содержании воды в суспензии менее 23% масса полностью теряла текучесть. При содержании воды в суспензии более 52% влажность образцов значительно увеличивается и уменьшается их плотность.Example 5. Preparation of a suspension for casting in separate wet grinding of both the crystalline phase-forming component and the vitreous phase component. Used component forming the crystalline phase ceramic, zircon concentrate with zircon (ZrSiO 4) 95% density 4650 kg / m 3 and a component of a vitreous phase barium aluminosilicate glass composition: SiO 2 - 48%, Al 2 O 3 - 12%, BaO - 40%, density 3150 kg / m 3 . Suspensions were prepared with different water contents: 23, 27, 31, 38, 42, 45 and 52 wt%. Suspensions for casting were obtained: by mixing suspensions of the components that form the crystalline phase (residue on sieve No. 006 less than 5%) - 70% and suspensions of the components that form the glassy phase (residue on sieve No. 006 less than 5%) - 30% wt. Further, centrifugal casting of samples into polymer molds was carried out. The obtained samples were determined by moisture and density, the results are shown in Table 6. When the water content in the suspension is less than 23%, the mass completely lost its fluidity. When the water content in the suspension is more than 52%, the moisture content of the samples increases significantly and their density decreases.
Таблица 6.Table 6.
Влажность и плотность образцов центробежного литья при различных содержаниях воды в суспензии (состав - цирконовый концентрат 70%, барий-алюмосиликатное стекло 30%)Moisture and density of centrifugal casting samples at different water contents in suspension (composition - zircon concentrate 70%, barium-aluminosilicate glass 30%)
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020128581A RU2751616C1 (en) | 2020-08-28 | 2020-08-28 | Method for preparing suspension for casting ceramic articles |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020128581A RU2751616C1 (en) | 2020-08-28 | 2020-08-28 | Method for preparing suspension for casting ceramic articles |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2751616C1 true RU2751616C1 (en) | 2021-07-15 |
Family
ID=77019871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020128581A RU2751616C1 (en) | 2020-08-28 | 2020-08-28 | Method for preparing suspension for casting ceramic articles |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2751616C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116161971A (en) * | 2022-12-09 | 2023-05-26 | 重庆唯美陶瓷有限公司 | Continuous ball milling method for ceramic raw materials |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1240750A1 (en) * | 1984-07-04 | 1986-06-30 | Государственный Научно-Исследовательский Институт Строительной Керамики "Ниистройкерамика" | Method of preparing ceramic slip |
| EP0464757A1 (en) * | 1990-07-04 | 1992-01-08 | Hoechst CeramTec Aktiengesellschaft | Process for the production of silicate-bonded material |
| RU2129999C1 (en) * | 1996-03-19 | 1999-05-10 | Акционерное общество открытого типа "Прогресс" | Method of manufacturing ceramic material |
| WO2004002919A1 (en) * | 2002-06-28 | 2004-01-08 | Ceram Technology Limited | Method for manufacturing a ceramic article and article formed thereby |
| RU2361844C2 (en) * | 2007-08-16 | 2009-07-20 | Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова Российской академии наук (ИОНХ РАН) | Method for production of ceramic products |
| RU2374206C1 (en) * | 2008-11-25 | 2009-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Вавилон" | Raw mixture for making ceramic objects |
| RU2392248C1 (en) * | 2009-04-02 | 2010-06-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" (БГТУ им. В.Г. Шухова) | Method for production of ceramic slurry |
-
2020
- 2020-08-28 RU RU2020128581A patent/RU2751616C1/en active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1240750A1 (en) * | 1984-07-04 | 1986-06-30 | Государственный Научно-Исследовательский Институт Строительной Керамики "Ниистройкерамика" | Method of preparing ceramic slip |
| EP0464757A1 (en) * | 1990-07-04 | 1992-01-08 | Hoechst CeramTec Aktiengesellschaft | Process for the production of silicate-bonded material |
| RU2129999C1 (en) * | 1996-03-19 | 1999-05-10 | Акционерное общество открытого типа "Прогресс" | Method of manufacturing ceramic material |
| WO2004002919A1 (en) * | 2002-06-28 | 2004-01-08 | Ceram Technology Limited | Method for manufacturing a ceramic article and article formed thereby |
| RU2361844C2 (en) * | 2007-08-16 | 2009-07-20 | Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова Российской академии наук (ИОНХ РАН) | Method for production of ceramic products |
| RU2374206C1 (en) * | 2008-11-25 | 2009-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Вавилон" | Raw mixture for making ceramic objects |
| RU2392248C1 (en) * | 2009-04-02 | 2010-06-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" (БГТУ им. В.Г. Шухова) | Method for production of ceramic slurry |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| "Технология керамики для материалов электронной промышленности: учеб. пособие. В 2 ч. Ч. 1 / А. С. Толкачева, И. А. Павлова. — Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2019, с.18-20, п.1.1 Магнезиальная керамика". * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116161971A (en) * | 2022-12-09 | 2023-05-26 | 重庆唯美陶瓷有限公司 | Continuous ball milling method for ceramic raw materials |
| CN116161971B (en) * | 2022-12-09 | 2023-12-05 | 重庆唯美陶瓷有限公司 | Continuous ball milling method for ceramic raw materials |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20070095767A (en) | A process for the preparation of self-glazed geopolymer tile from fly ash blast and blast furnace slag | |
| WO1985004861A1 (en) | Light ceramic material for building, method to manufacture such material and utilization thereof | |
| CN101289332A (en) | Low-temperature ceramic foam material and production method thereof | |
| JPH0240015B2 (en) | ||
| US8834622B2 (en) | Investment casting | |
| RU2751616C1 (en) | Method for preparing suspension for casting ceramic articles | |
| CN111943642B (en) | High-strength foamed ceramic and preparation method thereof | |
| WO2011005150A2 (en) | Method for producing a semi-finished product for the manufacture of building materials | |
| CN110511011B (en) | Stain-resistant polished brick and manufacturing method thereof | |
| CN111704440A (en) | Lightweight porous aggregate and preparation process thereof | |
| KR101696716B1 (en) | Manufacturing method of high-strength artificial stone block using tailing | |
| CN111004047A (en) | Novel process for industrial mass production of foamed ceramics, application of foamed ceramics and building component | |
| Ivanov | Optimization of the structure and properties of foam-glass ceramics | |
| DE3326271C2 (en) | Process and its application for the production of a lightweight refractory brick | |
| Zhu et al. | Preparation of nano-calcium silicate hydrate and its application in concrete | |
| RU2412136C1 (en) | Foamed concrete mixture based on nanostructured binder (versions), method of making articles from foamed concrete (versions) | |
| RU2668599C1 (en) | Composite ceramic mixture | |
| WO2003008357A2 (en) | Foam ceramics having a directed pore structure | |
| JPH08253352A (en) | Production of high-strength inorganic foam | |
| RU2817494C1 (en) | Crude mixture for making ceramic heat-insulating construction materials | |
| RU2536693C2 (en) | Crude mixture for producing non-autoclaved aerated concrete and method of producing non-autoclaved aerated concrete | |
| RU2281268C2 (en) | Raw mixture for producing ceramic heat-insulating building material | |
| RU2303020C2 (en) | Ceramic mass | |
| RU2484063C1 (en) | Raw mix for manufacturing of ceramic thermal insulating building materials | |
| CN115838274B (en) | High-toughness high-strength building ceramic rock slab body and preparation method thereof |