PL199316B1

PL199316B1 - Ceramic material and method for manufacture of ceramic chimney sections

Info

Publication number: PL199316B1
Application number: PL366260A
Authority: PL
Inventors: Krzysztof Lemoch; Paweł Kubat; Czesław Ulatowski; Jerzy Kruk; Piotr Izak
Original assignee: Zak & Lstrok Ady Ceramiczne Bo
Priority date: 2004-03-15
Filing date: 2004-03-15
Publication date: 2008-09-30
Also published as: PL366260A1

Abstract

Masa ceramiczna do wytwarzania kształtek kominowych, składająca się z surowców plastycznych w ilości 70-80% wagowych, surowców schudzających w ilości 20-30% wagowych oraz ewentualnie innych surowców ułatwiających homogenizację masy i zwiększenie jej ognioodporności, charakteryzuje się tym, że zawiera 30-40% wagowych substancji ilastych, 5-15% wagowych skalenia, 25-40% wagowych kwarcu, 5-10% wagowych złomu szamotowego o uziarnieniu do 2 mm, 5-15% złomu szamotowego o uziarnieniu od 2 do 3 mm, 5-10% wagowych ogniotrwałej gliny palonej o uziarnieniu do 2 mm oraz glinokrzemian litu i/lub maltodekstrynę w ilości 0-5% wagowych w stosunku do masy pozostałych składników. Sposób wytwarzania kształtek kominowych z masy ceramicznej, polegający na wymieszaniu i ujednorodnieniu składników masy, z której w znany sposób formuje się kształtki, poddaje je suszeniu i wypalaniu w temperaturze do 1230°C, charakteryzuje się tym, że ujednorodnioną mieszaninę surowcową leżakuje się przez okres co najmniej 60 godzin w temperaturze od 10 do 20°C przy wilgotności powietrza 60-80%. Następnie z masy formuje się kształtki, które suszy się prze okres od 240 do 480 godzin w temperaturze 15-25°C przy wilgotności powietrza 55-70%, po czym poddaje się je wypalaniuCeramic mass for the production of chimney shapes, consisting of plastic raw materials in the amount of 70-80% by weight, slimming raw materials in the amount of 20-30% by weight and possibly other raw materials facilitating homogenization of the mass and increasing its fire resistance, is characterized in that it contains 30-40% by weight of clay substances, 5-15% by weight of feldspar, 25-40% by weight of quartz, 5-10% by weight of fireclay scrap with grain size up to 2 mm, 5-15% of fireclay scrap with grain size from 2 to 3 mm, 5-10% by weight of fireproof burnt clay with grain size up to 2 mm and lithium aluminosilicate and/or maltodextrin in the amount of 0-5% by weight in relation to the weight of the remaining components. A method for manufacturing chimney shapes from a ceramic mass, which involves mixing and homogenizing the components of the mass from which the shapes are formed in a known manner, drying them and firing them at a temperature of up to 1230°C, is characterized in that the homogenized raw material mixture is aged for a period of at least 60 hours at a temperature of 10 to 20°C with an air humidity of 60-80%. Then, the mass is formed into shapes, which are dried for a period of 240 to 480 hours at a temperature of 15-25°C with an air humidity of 55-70%, and then fired.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest masa ceramiczna i sposób wytwarzania kształtek kominowych z masy ceramicznej, przeznaczonych do budowy cią gów wentylacyjnych, dymowych i spalinowych, służących do odprowadzania wszystkich rodzajów spalin.The subject of the invention is a ceramic mass and a method of producing chimney fittings from a ceramic mass, intended for the construction of ventilation, smoke and exhaust ducts, used to discharge all types of exhaust gases.

Znany i stosowany sposób wytwarzania kształtek kominowych polega na tym, że surowce ilaste w iloś ci do 40% wagowych i uziarnieniu do 3 mm miesza się ze skaleniem w iloś ci do 30% wagowych, kwarcem w ilości do 35% wagowych oraz substancjami schudzającymi w postaci złomu szamotowego w iloś ci do 20% wagowych.The known and used method of producing chimney fittings is based on the fact that clay raw materials in the amount up to 40% by weight and grain size up to 3 mm are mixed with feldspar up to 30% by weight, quartz up to 35% by weight and slimming substances in the form of chamotte scrap in an amount up to 20% by weight.

Po ujednorodnieniu składników z plastycznej masy formuje się kształtki o wilgotności około 22% wagowych w prasie próżniowej, które po wysuszeniu szkliwi się szkliwem sodowym i wypala w temperaturze do 1250°C przez okres do 112 godzin. Wyroby otrzymane tym sposobem charakteryzują się niską wytrzymałością termiczną ograniczoną do 350°C oraz znaczną grubością ścianek, co wiąże się z duż ym zuż yciem surowców.After homogenizing the components, the plastic mass is formed into shapes with a moisture content of about 22% by weight in a vacuum press, which, after drying, are glazed with sodium glaze and fired at a temperature of up to 1250 ° C for up to 112 hours. The products obtained in this way are characterized by a low thermal resistance limited to 350 ° C and a significant wall thickness, which is associated with a high consumption of raw materials.

Polski opis patentowy nr 178 825 ujawnia sposób wytwarzania kształtowych rur kominowych z pół fabrykatu mają cego postać cylindrycznej brył y z mię kkiego materiał u ceramicznego, który polega na tym, że półfabrykat wkłada się do formy umieszczonej w prasie.Polish patent specification No. 178 825 discloses a method of producing shaped chimney pipes from a semi-fabricated material in the form of a cylindrical body of soft ceramic material, which consists in inserting the blank into a mold placed in a press.

Rurę kominową wraz z odgałęzieniami oraz króćcami przyłączeniowymi formuje się za pomocą przesuwającego się tłoka o średnicy równej wewnętrznej średnicy formowanej rury, przy czym w ostatniej fazie formowania usuwa się nadmiar materiału z górnej części półfabrykatu przez szczeliny utworzone w jej górnej części.The chimney pipe with branches and connection stubs is formed by a sliding piston with a diameter equal to the internal diameter of the pipe to be formed, and in the last stage of forming the excess material is removed from the upper part of the blank through the slots formed in its upper part.

Znane są masy ceramiczne i sposoby wytwarzania z nich wyrobów, przeznaczonych do innych celów niż kształtki kominowe. Znany z polskiego opisu patentowego nr 114 935 sposób wytwarzania porcelany termo- i chemoodpornej, polegający na rozdrobnieniu, uformowaniu i wypaleniu mieszaniny surowcowej, składającej się z kaolinu w ilości 70-90% wagowych, skalenia potasowego w ilości 10-28% wagowych, tlenku glinu w ilości 0-10% wagowych, gliny ogniotrwałej w ilości 0-15% wagowych, korzystnie talku w ilości 0-4% wagowych i dolomitu w ilości 0-4% wagowych charakteryzuje się tym, że w czasie wspólnego przemiału składników mieszaniny surowcowej dodaje się frytę ołowiowo-borową w iloś ci 0,5-4% wagowych.There are known ceramic masses and methods of producing products from them, intended for purposes other than chimney shaped pieces. Known from Polish patent specification No. 114 935, the method of producing thermally and chemically resistant porcelain, consisting in grinding, shaping and firing a raw material mixture consisting of kaolin in the amount of 70-90% by weight, potassium feldspar in the amount of 10-28% by weight, alumina in the amount of 0-10% by weight, refractory clay in the amount of 0-15% by weight, preferably talc in the amount of 0-4% by weight, and dolomite in the amount of 0-4% by weight, characterized by the addition of a lead boron frit in an amount of 0.5-4% by weight.

Sposób wytwarzania ceramicznych wyrobów kamionkowych z mas plastycznych, zwłaszcza kwasoodpornych, ujawniony w opisie patentowym PL nr 136 422, polega na tym, że przygotowuje się masę, zawierającą surowce ilaste w ilości 60-70% wagowych, schudzające w ilości 5-15% wagowych oraz 15-30% wagowych fylitu, zawierającego następujące tlenki: krzemu, glinu, żelaza, wapnia, magnezu, sodu i potasu, z której formuje się wyroby i poddaje je suszeniu i wypalaniu w temperaturze do 1260°C.The method of producing ceramic stoneware from plastic masses, especially acid-resistant masses, disclosed in the patent specification PL No. 136 422, consists in preparing a mass containing clay raw materials in the amount of 60-70% by weight, slimming in the amount of 5-15% by weight and 15-30% by weight of phyllite, containing the following oxides: silicon, aluminum, iron, calcium, magnesium, sodium and potassium, from which products are formed and subjected to drying and firing at temperatures up to 1260 ° C.

Ponadto w opisie patentowym nr 161 708 podano skład mieszanki do wytwarzania wyrobów kwasoodpornych, która zawiera 40-65 części wagowych złomu porcelanowego i/lub szamotowego, 25-45 części wagowych gliny ogniotrwałej oraz 5-25 części wagowych składnika stanowiącego uprzednio przygotowaną mieszaninę tlenków krzemu, glinu wapnia, magnezu, tytanu, potasu, sodu i ż elaza.Moreover, the patent specification No. 161,708 describes the composition of a mixture for the production of acid-resistant products, which contains 40-65 parts by weight of porcelain and / or chamotte scrap, 25-45 parts by weight of refractory clay and 5-25 parts by weight of the component consisting of a previously prepared mixture of silicon oxides, aluminum, calcium, magnesium, titanium, potassium, sodium and iron.

Masa ceramiczna składająca się z surowców plastycznych w ilości 70-80% wagowych, surowców schudzających w ilości 20-30% wagowych oraz ewentualnie innych surowców ułatwiających homogenizację masy i zwiększenie jej ognioodporności charakteryzuje się tym, że zawiera 30-40% wagowych substancji ilastych, 5-15% wagowych skalenia, 25-40% wagowych kwarcu, 5-10% wagowych złomu szamotowego o uziarnieniu do 2 mm, 5-15% złomu szamotowego o uziarnieniu od 2 do 3 mm, 5-10% wagowych ogniotrwałej gliny palonej o uziarnieniu do 2 mm oraz glinokrzemian litu i/lub maltodekstrynę w ilości 0-5% wagowych w stosunku do masy pozostałych składników. Jako surowiec plastyczny masa zawiera 10-30% wagowych gliny, w skład której wchodzi 67,5% tlenku krzemu, 19% tlenku glinu, 3% tlenku żelazawego, 1,2% tlenku tytanu, 0,4% tlenku wapnia, 0,4% tlenku magnezu, 0,06% tlenku sodu oraz 1,7% tlenku potasu.The ceramic mass consisting of plastic raw materials in the amount of 70-80% by weight, slimming raw materials in the amount of 20-30% by weight and possibly other raw materials facilitating the homogenization of the mass and increasing its fire resistance, is characterized by the fact that it contains 30-40% by weight of clay substances, 5 -15% by weight of feldspar, 25-40% by weight of quartz, 5-10% by weight of chamotte scrap with a grain size of up to 2 mm, 5-15% of chamotte scrap with a grain size of 2 to 3 mm, 5-10% by weight of refractory burnt clay with graining up to 2 mm and lithium aluminosilicate and / or maltodextrin in an amount of 0-5% by weight in relation to the weight of the other ingredients. As a plastic raw material, the mass contains 10-30% by weight of clay, which consists of 67.5% silicon oxide, 19% aluminum oxide, 3% ferrous oxide, 1.2% titanium oxide, 0.4% calcium oxide, 0.4 % magnesium oxide, 0.06% sodium oxide and 1.7% potassium oxide.

Sposób wytwarzania kształtek kominowych z masy ceramicznej składającej się z surowców plastycznych w ilości 70-80% wagowych, surowców schudzających w ilości 20-30% wagowych oraz ewentualnie innych surowców ułatwiających homogenizację masy i zwiększenie jej ognioodporności, polegający na wymieszaniu i ujednorodnieniu składników masy, z której w znany sposób formuje się kształtki, poddaje je suszeniu i wypalaniu w temperaturze do 1230°C charakteryzuje się tym, że ujednorodnioną mieszaninę surowcową, zawierającą substancje ilaste w ilości 30-40% wagowych, skaleńThe method of producing chimney fittings from a ceramic mass consisting of plastic raw materials in the amount of 70-80% by weight, slimming raw materials in the amount of 20-30% by weight and possibly other raw materials facilitating the homogenization of the mass and increasing its fire resistance, consisting in mixing and homogenizing the mass components, with which is formed in a known way, subjected to drying and firing at a temperature of up to 1230 ° C, characterized by the fact that a homogenized raw material mixture containing clay substances in the amount of 30-40% by weight, feldspar

PL 199 316 B1 w iloś ci 5-15% wagowych, kwarc w iloś ci 25-40% wagowych, zł om szamotowy o uziarnieniu do 2 mm w ilości 5-10% wagowych, złom szamotowy o uziarnieniu od 2 do 3 mm w ilości 5-15%, ogniotrwałą glinę paloną o uziarnieniu do 2 mm w ilości 5-10% wagowych oraz glinokrzemian litu i/lub maltodekstrynę w ilości 0-5% wagowych w stosunku do masy pozostałych składników leżakuje się przez okres co najmniej 60 godzin w temperaturze od 10 do 20°C przy wilgotności powietrza 60-80%. Następnie z masy formuje się kształtki, które suszy się prze okres od 240 do 480 godzin w temperaturze 15-25°C przy wilgotności powietrza 55-70%, po czym poddaje się je wypalaniu.PL 199 316 B1 in the amount of 5-15% by weight, quartz in the amount of 25-40% by weight, chamotte scrap with a grain size of up to 2 mm in the amount of 5-10% by weight, chamotte scrap with a grain size of 2 to 3 mm in the amount of 5-15%, refractory burnt clay with a grain size of up to 2 mm in the amount of 5-10% by weight and lithium aluminosilicate and / or maltodextrin in the amount of 0-5% by weight in relation to the weight of the other ingredients, aged for at least 60 hours at the temperature from 10 to 20 ° C with an air humidity of 60-80%. Then, the mass is formed into shapes, which are dried for a period of 240 to 480 hours at the temperature of 15-25 ° C and the air humidity of 55-70%, and then they are fired.

Zastosowana w wynalazku mieszanina surowcowa o takim składzie mineralnym i chemicznym pozwala uzyskać po wypaleniu kształtki o niższym ciężarze, które charakteryzują się odpornością termiczną +600°C, wytrzymałością na ściskanie nie mniejszą niż 5 MPa, kwasoodpornością co najmniej 96,1%, pełną mrozoodpornością oraz niską nasiąkliwością i przenikalnością.The raw material mixture used in the invention with such a mineral and chemical composition allows to obtain, after firing, shapes with a lower weight, which are characterized by a thermal resistance of + 600 ° C, compressive strength not less than 5 MPa, acid resistance of at least 96.1%, full frost resistance and low water absorption and permeability.

Kształtki otrzymane z masy i sposobem według wynalazku odznaczają się równomiernością stopnia spieczenia, która warunkuje stabilność własności fizykochemicznych i termicznych oraz są wyjątkowo trwałe i praktycznie nie zużywają się podczas eksploatacji. Bardzo istotną zaletą rozwiązania według wynalazku jest to, że wykorzystuje się surowce krajowe, ograniczając w znacznym stopniu wydatki na import surowca.The shapes obtained from the mass and the method according to the invention are characterized by the uniformity of the sintering degree, which determines the stability of the physicochemical and thermal properties, and they are extremely durable and practically do not wear out during operation. A very significant advantage of the solution according to the invention is that domestic raw materials are used, significantly reducing the costs of importing the raw material.

P r z y k ł a dP r z k ł a d

Masa ceramiczna do wytwarzania kształtek kominowych składa się z surowca plastycznego w ilości 75% wagowych, w tym 55% gliny Jaroszów i 25% gliny Oł drzychów o skł adzie: 67,5% tlenku krzemu, 19% tlenku glinu, 3% tlenku żelazawego, 1,2% tlenku tytanu, 0,4% tlenku wapnia, 0,4% tlenku magnezu, 0,06% tlenku sodu oraz 1,7% tlenku potasu, przy czym surowiec plastyczny ma następujący skład mineralny: 40% substancje ilaste, 9% skaleń i 26% kwarc, surowca schudzającego w ilości 25% wagowych oraz glinokrzemianu litu o uziarnieniu do 75 μm w ilości 1,5% w stosunku do masy surowców i wodnego roztworu maltodekstryny w ilości 0,5% w stosunku do masy surowców.Ceramic mass for the production of chimney fittings consists of a plastic material in the amount of 75% by weight, including 55% Jaroszów clay and 25% Drzychów clay, composed of: 67.5% silicon oxide, 19% aluminum oxide, 3% ferrous oxide, 1.2% titanium oxide, 0.4% calcium oxide, 0.4% magnesium oxide, 0.06% sodium oxide and 1.7% potassium oxide, the plastic raw material having the following mineral composition: 40% clay substances, 9 % feldspar and 26% quartz, a slimming raw material in the amount of 25% by weight and lithium aluminosilicate with a grain size of up to 75 μm in the amount of 1.5% in relation to the weight of the raw materials and the aqueous maltodextrin solution in the amount of 0.5% in relation to the weight of the raw materials.

W skład surowca schudzającego wchodzi złom szamotowy o uziarnieniu do 2 mm w ilości 7%, złom szamotowy o uziarnieniu od 2 do 3 mm w ilości 8,5% oraz ogniotrwała glina palona o uziarnieniu do 2 mm w ilości 9,5%. Z powyższych składników przygotowuje się masę w przecieraku sitowym, którą po ujednorodnieniu poddaje się leżakowaniu przez okres 60 godzin w temperaturze od 10 do 20°C przy wilgotności powietrza 60-80%. Następnie z masy przy pomocy pionowej prasy próżniowej formuje się kształtki, które suszy się w suszarni przestrzennej przez 360 godzin w temperaturze od 15 do 25°C przy wilgotności powietrza 55-70% otrzymując wyroby o wilgotności 8%, które poddaje się wypalaniu w temperaturze 1230°C przez 60 godzin.The slimming raw material includes chamotte scrap graining up to 2 mm in the amount of 7%, chamotte scrap graining from 2 to 3 mm in the amount of 8.5% and refractory burnt clay with graining up to 2 mm in the amount of 9.5%. From the above ingredients, a mass is prepared in a sieve cleaner, which, after homogenization, is subjected to aging for a period of 60 hours at a temperature of 10 to 20 ° C and air humidity of 60-80%. Then, using a vertical vacuum press, shapes are formed from the mass, which are dried in a spatial dryer for 360 hours at a temperature of 15 to 25 ° C and 55-70% air humidity, obtaining products with 8% humidity, which are fired at a temperature of 1230 ° C for 60 hours.

Claims

1. Ceramic mass consisting of plastic raw materials in the amount of 70-80% by weight, slimming raw materials in the amount of 20-30% by weight and possibly other raw materials facilitating the homogenization of the mass and increasing its fire resistance, characterized in that it contains 30-40% by weight of clay substances , 5-15% by weight of feldspar, 25-40% by weight of quartz, 5-10% by weight of chamotte scrap with a grain size of up to 2 mm, 5-15% of chamotte scrap with a grain size of 2 to 3 mm, 5-10% by weight of refractory burnt clay with a grain size of up to 2 mm and lithium aluminosilicate and / or maltodextrin in an amount of 0-5% by weight in relation to the weight of the other ingredients.

2. Ceramic mass according to claim 3. A material according to claim 1, characterized in that as a plastic raw material it contains 10-30% by weight of clay, consisting of 67.5% silicon oxide, 19% alumina, 3% ferrous oxide, 1.2% titanium oxide, 0.4% oxide calcium, 0.4% magnesium oxide, 0.06% sodium oxide and 1.7% potassium oxide.

3. The method of producing chimney fittings from a ceramic mass consisting of plastic raw materials in the amount of 70-80% by weight, slimming raw materials in the amount of 20-30% by weight and possibly other raw materials facilitating the homogenization of the mass and increasing its fire resistance, consisting in mixing and homogenizing the mass components , from which, in a known manner, shapes are formed, subjected to drying and firing at a temperature of up to 1230 ° C, characterized in that a homogenized raw material mixture containing clay substances in the amount of 30-40% by weight, feldspar in the amount of 5-15% by weight, quartz in the amount of 25-40% by weight, chamotte scrap with a grain size of up to 2 mm in the amount of 5-10% by weight, chamotte scrap with a grain size of 2 to 3 mm in the amount of 5-15%, refractory burnt clay with a grain size of up to 2 mm in the amount of 5-10% by weight and lithium aluminosilicate and / or maltodec4

In an amount of 0-5% by weight in relation to the weight of the remaining ingredients, the plant is aged for at least 60 hours at a temperature of 10-20 ° C and 60-80% air humidity, then the mass is formed into shaped pieces. they are dried for a period of 240 to 480 hours at a temperature of 15-25 ° C and an air humidity of 55-70%, and then they are fired.