Керамическая масса для изготовления фарфоровых изделий
Владельцы патента RU 2415105:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" (RU)
Изобретение относится к керамической промышленности, а именно к получению мягкого фарфора бытового и декоративно-художественного назначения. Техническим результатом изобретения является снижение себестоимости и температуры обжига, повышение белизны и прочности изделий. Керамическая масса для изготовления фарфоровых изделий включает каолин, глину беложгущуюся и пегматит, отличающаяся тем, что в массе используется смесь обогащенного каолина Просяновского месторождения и необогащенного каолина Донецкого месторождения, а также полевой шпат, при следующем соотношении компонентов, мас.%: каолин Просяновского месторождения - 20-25; каолин Донецкого месторождения - 30-40; глина беложгущаяся - 9-10; пегматит - 20-22; полевой шпат - 10-14. 3 табл.
Изобретение относится к керамической промышленности, а именно к получению мягкого фарфора бытового и декоративно-художественного назначения.
Известна керамическая масса для изготовления фарфоровых изделий, включающая в своем составе каолин, глину, пегматит, кварцевый песок, фарфоровый бой и глинозем. Недостатками данной керамической массы является высокая температура обжига и невысокие показатели прочности и белизны изделий (Мороз И.И. Справочник по фарфоро-фаянсовой промышленности). Наиболее близкой к предлагаемой является масса для получения фарфоровых изделий (патент №2162830 МКИ С04В 33/24), включающая в себя, мас.%:
| Каолин | 40-42 |
| Глина беложгущаяся | 9,5-10 |
| Кварцевый песок | 0,1-13 |
| Пегматит | 24-25 |
| Глинозем | 0,1-2 |
| Бой фарфоровых изделий | 6-7 |
| Кварцевый концентрат | 3-17,5 |
Недостатком данной керамической массы является многокомпонентность, повышенная температура обжига изделий. Задачей предлагаемого изобретения является сокращение числа сырьевых компонентов массы, снижение температуры обжига, повышение белизны и прочностных характеристик фарфоровых изделий, а также снижение себестоимости готовой продукции.
Предлагаемая керамическая масса для изготовления фарфоровых изделий содержит в своем составе, мас.%:
| Каолин Просяновского месторождения | 20-25 |
| Каолин Донецкого месторождения | 30-40 |
| Глина беложгущаяся | 9-10 |
| Полевой шпат | 10-14 |
| Пегматит | 20-22 |
Смесь обогащенного каолина Просяновского месторождения и необогащенного каолина Донецкого месторождения с повышенным содержанием щелочных оксидов, а также смесь плавней, которыми являются полевой шпат и пегматит, обеспечивает снижение температуры обжига. Комбинация данных сырьевых материалов способствует расширению интервала спекания массы, что снижает деформацию изделий при обжиге. Повышенное содержание щелочных оксидов (K2О, Na2O) способствует уменьшению вязкости жидкой фазы и увеличивает ее количество, что ускоряет диффузионные процессы и повышает скорость спекания. Повышению эстетико-потребительских свойств фарфоровых изделий способствует меньшее количество окрашивающего оксида железа в химическом составе каолина Донецкого месторождения. Данная комбинация сырьевых компонентов не требует включения дополнительных компонентов, что исключает многокомпонентность керамической массы. Снижение себестоимости готовой продукции обусловлено использованием более дешевого необогащенного каолина Донецкого месторождения и уменьшением расхода топливо-энергетических ресурсов в связи с снижением температуры обжига изделий.
Подготовку массы производят совместным тонким мокрым помолом сырьевых компонентов, химический состав которых приведен в таблице 1, в шаровой мельнице. Керамические изделия формуются методом шликерного литья в гипсовые формы или пластическим формованием. Затем полуфабрикат подвяливают в естественных условиях и сушат при температуре 100-110 С°. Утильный обжиг высушенного полуфабриката производится при температуре 850-900 С°, после чего изделия глазуруют. Окончательный (политой) обжиг производят при температуре 1150 С°.
Пример 1
Для подготовки массы, шихтовый состав которой приведен в таблице 2, пегматит в количестве 20% и полевой шпат в количестве 10% по массе дробят на щековой дробилке до размера зерен менее 3 мм и пропускают через магнитный сепаратор. Затем измельченный пегматит, полевой шпат, каолины Донецкого месторождения (40%) и Просяновского месторождения (20%), глину беложгушуюся (10%) подвергают совместному мокрому тонкому помолу в шаровой мельнице уралитовыми шарами до остатка на сите №0063 менее 1% при влажности шликера 45%. В качестве электролита используют жидкое стекло и соду. Изделия изготавливают шликерным литьем в гипсовые формы или пластическим формованием обезвоженного шликера. Отформованные изделия сушат при температуре 100-110 С° до остаточной влажности 1-2% и обжигают в печи при температуре 850-900 С°. После первого обжига изделия глазуруют и обжигают при температуре 1150 С°. Свойства обожженных изделий приведены в таблице 3.
| Таблица 1 | ||||||||||
| Материал | Содержание, % по массе | |||||||||
| SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | TiO2 | СаО | MgO | K2O | Na2O | п.п.п. | Σ | |
| Каолин просяновский | 48,90 | 36,45 | 0,68 | 0,24 | 1,01 | 0,82 | 0,45 | 12,40 | 100,95 | |
| Каолин донецкий | 69,53 | 17,10 | 0,40 | 0,30 | 0,56 | 0,40 | 11,30 | 0,21 | 99,80 | |
| Глина владими-ровская | 55,48 | 22,21 | 1,96 | 0,65 | 0,83 | 1,39 | 2,64 | 0,82 | 9,51 | 95,64 |
| Полевой шпат чупинский | 63,13 | 21,27 | 0,30 | - | 0,83 | 0,50 | 2,04 | 1,62 | 0,31 | 100,00 |
| Пегматит чупинский | 77,69 | 15,22 | 0,40 | - | 1,34 | 1,03 | 4,23 | 3,24 | 0,09 | 103,24 |
| Таблица 2 | ||
| Компоненты | Содержание компонентов, | |
| мас.%, в составах | ||
| 1 | 2 | |
| Каолин просяновский | 25 | 20 |
| Каолин донецкий | 30 | 40 |
| Глина владимировская | 9 | 10 |
| Полевой шпат чупинский | 14 | 10 |
| Пегматит чупинский | 22 | 20 |
| Таблица 3 | |||
| Показатели | Значения показателей для изделий, изготовленных из массы состава | ||
| 1 | 2 | Прототип | |
| Температура обжига,°С | 1150 | 1150 | 1190-1250 |
| Водопоглощение, % | 0,05 | 0,06 | 0,02 |
| Огневая усадка, % | 13,00 | 11,00 | 11,4-13,2 |
| Предел прочности изделий | 115 | 110 | 103-115 |
| на изгиб, МПа | |||
| Белизна, % | 76,0 | 74,0 | 70-76 |
Керамическая масса для изготовления фарфоровых изделий, включающая каолин, глину беложгущуюся и пегматит, отличающаяся тем, что в массе используется смесь обогащенного каолина Просяновского месторождения и необогащенного каолина Донецкого месторождения, а также полевой шпат, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| каолин Просяновского месторождения | 20-25 |
| каолин Донецкого месторождения | 30-40 |
| глина беложгущаяся | 9-10 |
| пегматит | 20-22 |
| полевой шпат | 10-14 |
