Шихта для изготовления износостойкого петроситалла

(51) С МС 10/06 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОИ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет (ВУ)(72) Авторы Бобкова Нинель Мироновна БаранЦева Светлана Евгеньевна Аксаментова Нина Вениаминовна Кравчук Александр Петрович (ВУ)(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет (ВУ)Шихта ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОГО петроситалла, включающая ПРИРОДНЫЕ диабаз И ДОЛОМИТ И инициатор кристаллизации, ОТЛИЧЗЮЩЗЯСЯ ТЕМ, ЧТО В качестве инициатора кристаллизации СОДЕРЖИТ ПРИРОДНЫЙ ХРОМИТ И ДОПОЛНИТЕЛЬНО СОДЕРЖИТ ПРИРОДНЫЙ МЕЛ И СОДОВЫЙ плав ПРИ СЛЕДУЮЩЕМ СООТНОШЕНИИ КОМПОНЕНТОВ, мас. 2Изобретение относится К технологии производства стеклокристаллических материалов,в частности К изготовлению износостойких петроситаллов, предназначенных для работы в качестве футеровочных материалов и нитепроводящей гарнитуры в условиях повь 1 щенного трения различной природы в сочетании с агрессивными средами.Известны составы щихты на основе природного минерального сырья, в состав которых входят тефрито-базальты, габбронориты 1, перлиты 2, базальты 3.Недостатком материалов, получаемых на основе вышеуказанных горных пород, является необходимость дополнительного введения стимуляторов кристаллизации в виде диоксида титана (Т 1 О 2), пятиокиси фосфора (Р 2 О 5), фтористого кальция (СаЕ 2) 1, 3. В составе щихты на основе базальта одним из компонентов является дорогостоящий глинозем (А 12 О 3) 2. При этом полученные закристаллизованные материалы требуют длительной вь 1 держки стекла на стадии ситаллообразования, а также применения двухстадийных режимов термообработки. Кроме этого, вышеуказанные петроситаллы имеют недостаточную износоустойчивость и механическую прочность при изгибе.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому материалу является петроситалл 4, в состав щихты которого входят следующие компо В 17094 С 12005.06.30ненты (мас. ) диабаз 84-88 доломит 32,91, а в качестве инициатора кристаллизации применен оксид хрома 1,0-5,0.Недостатками указанной шихты являются использование химически чистого оксида хрома, довольно высокая температура варки расплава (1450 С) и термической обработки на стадии ситаллизации (870, 1 ч.).Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является синтез петроситалла на основе шихты, содержащей только природное минеральное сырье, интенсификация варки и снижение ее температуры, ускорение процесса ситаллизации и уменьшение его температуры, а также увеличение химической устойчивости и износостойкости петроситалла.Решение поставленной задачи достигается тем, что шихта для изготовления износостойкого петроситалла, включающая природные - диабаз и доломит и инициатор кристаллизации, отличается тем, что в качестве инициатора кристаллизации содержит природный хромит и дополнительно содержит природный мел и содовый плав при следующем соотношении компонентов, мас. диабаз 70-85 доломит 5-15 хромит 2,0-3,5 мел 5-10 содовый плав 1,5-3,0. Составы сырьевых компонентов шихты приведены в табл. 1.Применение содового плава в составах шихты для производства петроситаллов не известно и предлагается впервые. Содовый плав является отходом химического производства азотных удобрений. Используется он с целью улучшения реологических свойств расплава, снижения температуры варки стекла и его кристаллизации в процессе термической обработки. Это обеспечивается дополнительным введением щелочного компонента(Ыа 2 О) из основного вещества содового плава (Ыа 2 СО 3), содержание которого составляет 95-98 мас. .Природный хромит (РеСг 2 О 4) обеспечивает интенсивную кристаллизацию стекла при термообработке за счет выделения первичных хромжелезистых шпинелидов, активно стимулирующих формирование основной износостойкой мономинеральной фазы - пироксенового твердого раствора.Изобретение поясняется конкретными примерами.Шихту для получения расплава готовят по традиционной технологии с сухой подготовкой сырьевых материалов, их дозируют и перемешивают. Варку расплава (стекла) осуществляют при температуре 1400-1420 С в течение 30 мин, выработку при 1350-1370 С.Получение изделий возможно методом отливки, отжига и кристаллизации при температуре 800-820 С в течение 30 мин для крупногабаритных изделий (плиты, диски), а также по порошковой технологии и кристаллизации при 800 С в течение 15 мин для малогабаритных изделий сложной конфигурации (нитепроводящая гарнитура).Остальные примеры выполнялись аналогично с разными составами шихты (табл. 2). Составы стекол и свойства полученных на их основе петроситаллов приведены в табл. 3, 4.М шихты 1 Диабаз Мел Доломит Содовый плав Хромит Оксид хрома (х/ч) 1 85,0 5,0 5,0 3,0 2,0 2 77,5 7,5 10,0 2,25 2,75 70,0 10,0 15,0 1,5Температура выработки, С 1350-1360 1340-1350 1340- 1350 Температура ситаллизаЦии, С 800-820 800-820 800-820 Время выдержки при ситаллизаЦии, мин 30-15 30-15 30-15Наименование свойств Прототип 4контртелом под нагрузкой 1 кг в течениеКак видно из приведенных данных, заявляемый состав шихты содержит только природные компоненты, не содержит технические оксиды и химически чистые компоненты,дополнительно содержит содовый плав (1,5-3,0 мас. ), что значительно снижает температуру варки расплава (на 30-40 С) и температуру ситаллизаЦии (на 50-60 С), сокращая время выдержки при ней в 2-4 раза.Полученный из заявляемой шихты петроситалл отличается повышенными по сравнению с прототипом значениями микротвердости, составляющей 11190-11200 МПа, и износостойкостью в 1,6-1,7 раза выше, чем у прототипа.Изобретение позволяет расширить сырьевую базу за счет использования минерального природного сырья Республики Беларусь (диабаз месторождения Микашевичи, мел Березовский, доломит месторождения Руба), а также снизить топливно-энергетические затраты за счет снижения температуры варки и кристаллизации стекла.Возможность использования различных технологических приемов получения изделий(ситалловую и порошковую технологию) позволит расширить ассортимент выпускаемой продукции, в частности износостойких нитепроводников для ткацкого оборудования.В РБ данное изобретение может быть внедрено на предприятиях керамической и стекольной промышленности, в частности на УП Березастройматериалы Брестской области.1. Сулейменов С.Т. Стекла и стеклокристаллические материалы горных пород Казахстана. -Алма-Ата, 1969. - С. 70, 142-268.3. Камалян С.А. Исследования в области петроситаллов на основе базальта Автореф. дис. канд. наук. - М., 1965.4. Бобкова Н.М., Баранцева С.Е., Галабурда А.И. Получение износостойких петроситаллов на основе диабазов Республики Беларусь / Весцй НАН Б Сер. хим. Наук. - Не 1. 2002. - С. 92-95.Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.