автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.11, диссертация на тему:Разработка составов облицовочных плиток скоростного обжига в системе фторапатит каолинит-кварц

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ УзССР

ТАШКЕНТСКОГО ОРДЕНА ДРУЖБЫ НАРОДОВ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА ИМЕНИ БЕРУНИ

На правах рукописи АРИПОВА Мастура Хикматовна

УДК 666. 3:541. 123. 35

РАЗРАБОТКА СОСТАВОВ ОБЛИЦОВОЧНЫХ ПЛИТОК СКОРОСТНОГО ОБЖИГА В СИСТЕМЕ ФТОРАПАТИТ-КАОЛИНИТ-КВАРЦ

Специальность 05. 17. И — Технология силикатных и тугоплавких неметаллических материалов

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ташкент — 1990

Работа выполнена на кафедрах «Химическая технолог вяжущих материалов» и «Химическая технология керами и огнеупоров» Ташкентского ордена Дружбы народов пол технического институт имени Лбу Раихана Беруин.

Научный руководитель: доктор химических наук,

профессор Л. А. Исматов

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Масленникова Г. I

кандидат технических наук М. Т. Махсудова

Ведущее предприятие: Государственный научно-исслед

вательский институт стр пгелькоп керамики «ПИР стройксрамнка» г. Москва

Защита диссертации состоится « » _]990

в /Р6 часов па заседании специализированного Совет Д 067. 03. 01 при Ташкентском ордена Дружбы народов пол1 техническом институте имени Абу Раихана Беруин но адрес\ 700029, г. Ташкент, ул. Т. Шевченко, 1. ТашПИ. ХТФ.

Отзывы на автореферат проем присылать по адресу 700029, ул. Т. Шевченко, 1. ТашПИ, ХТФ.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментально! библиотеке института (700011, г. Ташкент, ул. Навои 13).

Автореферат разослан « Р2. » октяо^>9___1990 г

Ученый секретарь специализированного Совета

Д 067. 03. 01

д. т. к., профессор

АТАКУЗИЕВ Г. А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Проблемы повышения эффективности производства, улучшения качества продукции, снижения удельных норм расхода топливно-энергетических ресурсов приобретают в настоя^е время исключительно актуальное значение. Эти задачи могут быть в значительной мере решены путем внедрения современных безотходных и энергосберегающих технологий, а также рационального использования местных сырьевых ресурсов.

Несмотря на значительное увеличение выпуска строительных материалов, потребности народного хозяйства в этих изделиях еще полностью не удовлетворяются, как по качеству и количеству,так и по ассортименту. Широкое внедрение поточно-конвейерных линий скоростного режима обжига в производстве изделий строительной керамики поставило вопрос о разработке низкотемпературных составов керамических облицовочных плиток с высокими эксплуатационными свойствами.

В промышленности строительных материалов более 90% всего объема керамических плиток выпускается на поточно-конвейерных линиях. Однако на некоторых предприятиях, в том числе и на Ангрен-ском керамическом комбинате /А10С/, до сих пор используется технология длительного утельного обжига облицовочных плиток в туннельных печах. Одной из причин, сдерживающих перевод предприятия на высокопроизводительную технологию скоростного обжига, является отсутствие местных сырьевых ресурсов, использование которых позволит получить изделия при низких /до 1000°С/ температурах обжига. -

Разработка эффективных составов облицовочных Плиток для поточно-конвейерных линий на основе местных сырьевых ресурсов позволит удовлетворить потребности народного хозяйства в дефицитной продукцииповысить производительность труда, значительно снизить материальные и энергетические затраты при производстве изделий.

- Цель работы. Разработка составов керамических масс для облицовочных плиток скоростного низкотемпературного обжига с использованием местных сырьевых материалов на основе исследования системы фторапатит-каолинит-кварц.

Научная новизна; Построены диаграммы "еостав-водопогло-

- г -

щенке", "состав-усадка"; "состав-КТЛР" и "состав-влажностное расширение" для композиций в системе фторапатит-каолинит-кварц.

Предложен« математические модели в форме уравнений регрессии второго и неполного третьего порядка, описывающие изменение физико-технических свойств при термообработке керамических масс системы фторапатит-каолинит-кварц.

Выявлен механизм образования в черепке малоусадочного, ■ влаго-устойчивого пространственного каркаса, обеспечивающего высокие физико-технические свойства изделий.

Установлена особенности эноргосберегаювузй технологии облицовочных керамических плиток на основе кварц-каолинитового и каль-цийфосфорсодержащего сырья.

Практическая ценность работа. На основании результатов проведенных исследований разработали составы для производства керамических облицовочных плиток скоростного обжига на температуру 950--960°С. Цодученнае изделия отличаются весьма иалими значениями усадки /0,8-1,Л%/ и влажностного расширения /0,02-0,04%/, что значительно сникает деформационные явления при обжиге и обеспечивает долговечность облицовочнюс плиток в процессе эксплуатации.

Использование разработанных составов позволит перейти на технологию скоростного низкотемпературного обжига в услозиях Ангрен-ского кераг.шческого комбината, что является 'наглой наролнохозяр-ственной проблемой.

Реализация работн. Результат» работ» про::ши опотно-лроь'ыш лепную проверку на Алгрепском керамическом комбинате министерства лромстройматериалов УзСОР, где били выпущены корм.'.ичесетс облицовочные плитки с высокими гогсааотоля.да оспоппнх Лпзчко-технлчес-ких свойств. Экономический о-'рчект от внедри»1* {чх^-атсодпгкягзих облицовочных рораиических плиток па Лигр^иггле:.1 кс;«мкчос1к>ь кск-бииатс составит 34о тыс.руб.а год.

Аппобпцчя глбгт'.-. 1>вад'льтзтч работ;.! /гсеяапгозгмеь и Д'"";шст-рпровались иг:

I. VI Ьееоо":,у;о\ у.:::•' г ;-т ч.""" " ¡.ос^глгг-''!" , Ллпг.-

-Ата, ]ЛЪ4г.

2. Выставка достижений народного хозяйства УзССР, Ташкент, 1984г. . -

3. Ежегодных Научно-теоретических конференциях профессоров, преподавателей, аспирантов и научных работников Ташкентского политехнического института, г.Ташкент, 1984-1968гг.

' 4. 'Выставка достижений народного хозяйства СССР, Москва, 1987г.

5. Выставка достижений народного хозяйства СССР, Москва, 1989г.

6. 1У Научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов; Белгород, 1989г.

Публикация работы. По теме диссертации опубликовано 9 ста-тей, выпущено 5 проспектов экспоната на ВДНХ СССР и ВДНХ УзССР и подучено I авторское свидетельство Госкомитета по делам открытий и изобретений.

Объем работа. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих.выводов, списка литература и приложений. Содержание работы изложено на //8 страницах машинописного текста, содержит ¡9 рисунков и 75* таблиц. Список литературы включает 150 наименований отечественной и зарубежной литературы.

Исходные материалы и методы исследования

Для проведения исследований по изучению свойств составов в системе фторапатит-каолинит-кв'арц в качестве исходных компонентов использовали кварцевый песок Майского месторождения, Просяновский каолин и синтетический фторапатит. Синтез фторааатита проводили в результате спекания смеси, состоящей из Са3 (РО^)^ и Со^г при температуре Ю00°С в течение 10 часрв. Показатели светопреломления синтезированного фторалатита^0=1,632, . л£= 1,630, плот-, ность 3180 кг/м3. .

При разработке опытных керамических масс использовали: Анг-ренский обогащенный каолин, Ангренский лесс, Огланлинский бентонит, гогиточний бой Ангронского керамического комбината, фосфориты Сардара и Каратау.

В процессе выполнения работы использовали следую^че методы

физико-химических исследований: кристаллооптический, рентгенофа-зовый, термографический, Ш-спектроскопический, электронно-микроскопический и другие. *

Кристаллооптические исследования в проходящем свете проводили иммерсяошшм методом на поляризационном микроскопе - МИН-8.

Дифрактограммы снимали нр. дифрактометре /УРОН—2 при комнатной температуре на медном излучении с никелевым фильтром со скоростью ■ вращения счетчика 2 градуса в минуту.

Термографический анализ проводили на пирометре Курнакова и дериватографе система Л.Эрден, Ф.ПауЛик и П.Наулик.

Инфракрасные спектры поглощения образцов в области 400-1400 см~* получены на спектр^.Ьтомстре пиЯ- 20" в среде КВг •

Электронно-микроскопические исследования проводили методом просвечивающей микроскопии на приборе ТЁЗЬА 85-242.

Температурный коэффициент линейного расширения /1Ю1Р/ измеряли дилатометрическим методом в интервале температур 200-б00°С. на кварцевом дилатометре ДКВ-4.

Влажностное расширение и цекоустойчивость плиток .устанавливали по результатам автоклавных испытаний при давлении 0,5 Ша и выдержке при птом давлении в течение 5 часов.

Отруктурго-механические и технблогические свойства изделий ' /усадка, водопоглочение, механическая прочность при изгибе, кажущаяся плотность и др./ определяли стандартным!; методами.

Для построения диаграмм "спстав-свонстпо" п трехкогтснентноП системе применяли метод, предложенный ШофТюм, заключающийся в построении математических моделей, спязиваемнх изучаемое свойство с составом смеси. ■ .

ИССЛЕДОВАНИЕ ДИАГРАММ "СОСТАВ-СВОЙСТВО" Б ЖЛ2Ж <ШРАНАТАТ-,. -1САШШЛТ-КВЛРЦ

Успешная разработка эффективных керамических масс возможна при условии комплексного использования диаграмм состояния систем с диаграммами "состав-спсмство", что позволят выявить зависимость свойств керамических изделий от состава. Даште такого .рода еду-.

жат справочным материмом при синтезе нових составов изделий практического назначения.

С. целью исследования диаграмм "состав-свойство" в системе фторалатит-каолшшт-кварц применили эмпирические методы для пластического и метод математического симплекс-решетчатого планирования сксперимен'га для полусухого способа формования обралдов. Изучен комплекс свойств: водопоглоцение, усадка, 1Ю1Р и влажност-иое расширенна.

Результати исследований наказали, что после обжига образной лласгнчаснсго формования при 900°С шшшалише значения подопоглощения /16-19^/ достигаются при приближении к сторонен диаграммы "каолиннт-кварц" и "фторапатит-каолшшт" /рисЛ,а/. Увеличение содержания фторааатита или кнарща в композициях приводит и повышению водопоглощешш: максимальные значения данного показателя находятся в интервале 23-25/1, С повышением температур» об;г.ига образцов до 1000°С тенденции в направлениях изолиний сохраняются. Минимальние показатели подопоглоцения /13—18/1/ характерны для '¿-и областей диаграммы. Первая область отвечает соотношению компонентов, масс %: каолинита 30-80, фторилатита 5-20, кварца 30-70; вторая область содержит каолинита - 30-Г;0 масс.%, фторипатита --40-70 насо.Й, кварца - 5-1<#.

Исследование усцркн и №Р образцов пластического формования после' термообработки при 900 и Ю00°С показало, что при приближении к составам, прилегающим к стороне диаграммы "фторапн-тит-кварц" наблюдается уменьшение усадочних явлений и повишени« показателя коофрщиента линейного термического ^мютирения /рис. I б,г/. Увеличение содержания каолинита способствует снижению Т1СЛР и повышению .усадки. Стабильно низкие значения .усадки -2,5%/ характеров для составов, расположении* в средней чисти диаграммы и в области, отвечающей содержанию каолинита 30~70мао,з фторалнтита 5-25 маос.$, кварца 30-б0масс.£ /рис.Х.б/. Сопоставление , изменения значений усадки и ИОН3 образцов исследуемо!) системы обнаруживает между ними ойратпо-пропорционнлькуг» зависимость /рнс.1б,г/.

Значении влажностного расширения /ЬР/ оброоцов, ойо*.*йпнт 'при 1000°С, 'изменяются в интервале 0,02+0,0^)*, Максяшпышг зии-

- о -

Г- юоо\

тоj.uiiiir

Рис.J. Пэменонениэ «одопоглии^ни?. (и) ,ycn,jri,,f, (б), мижнистного juüiMpjíbc-./f С?) и t:'u X :с~-с~ [?)

образцов пластического (Ьэрмэванля пзслз тврмо-

JÍ'líJÍ JTif.l.

- ? -

чония зтого показателя имеют место у составов с высоким содержанием каолинита, миним-шыше - при увеличении содержания фторапа--тита, а также в нижней части изучаемой диаграммы /рио.1,ъ/.

построение диаграмм "состав-свойство" рдя образцов полусухи-го прессования проводили согласно счмплекс-решетчатых планов Шеф-фа. На основе экспериментальных данных подучено .уравнение регрессии, решение которого с помощью Мр^ "ДВК-4", позволило рассчитать значения функций /водопоглощение, усадка, 'Ш1Р/ с шагом К £$. Значения функции нанесены на концентрационный треугольник н виде линий равных значений. Установлено, что математические модели, полученные на основе планов второго и неполного третьего порядков адекватно описывают зависимость "состав-свойство".

Анализ построенных с помощь» планов Йеффв диаграмм "состав--свойствс" показал, что обцие закономерности, .установленные для образцов пластического формования, характерны и для образцов полусухого прессования /рис.2,а,б;в/. Изменения н&бдадаотся ЛИ'ЬЬ в абсолютных значениях показателей свойств. Так, в рассматриваемом случае отмечаются более высокие значения водо'юглощекия и соответственно более иизкие значения усадки. 'ШР образцов полусухого способа формования незначительно отличается от таковых для образцов пластического способа формования.

Изучение фазового состава образцов системы фторапатит-каоли" нит-кнарц' после обжига при 1000°С проводили с помогали рентгена ¡;а-■эоаого'и ИК-спектросколкчеокога методов анализа. Дифрактпгры.'лш составов, расположенных в поле диаграммы, содерзкат 5 кристаллических фаз: кварц, кристобалит, цуллит, анортит и фторапатнт. Увеличение содержания фторалатнта в смесях приводит н росту интенеив-ностей рефлексов анортита и фторалатнта. Составы с высоким содержанием каолинита отличаются ярко выраженными рефлексами цуллит& н кристобалита. При приближении к стороне диаграммы "фторалаткт-као-Линит" уменьшается интенсивность линий кварца и .увеличивается по-лоси анортита, что свндетельстпует о химическом взаимодействии пожду фторапатнтом и каолинитом с образованием ¿'НОрг ита.

Данине рентгешфазовогс методы анн-шза хорошо мтсупч-м с результатами ИК-олоктроскопяческого метопа иголе.юнгмил. П:,лг:с) ')Огло1!^ш!н на получениих спектрах харикюрни для к!:-,пг.

па

кйоТГйнит"..........' ' 7Г8орч

Рис.2. Изменение водопоглощения,$ (а),усадки,% (б) я Т1Ш' х образцов полусухого прессо-

вания после обжига при Ю00°С. « -контрольные точки о -пр'Л'.орочные точки.

В20, 800см"1/ криствболита/1020см*"/, муллита /425,725 и ПООсм*"/, фторапатита /475,575,620,790,1100см'"/ и анортита /645,785см-*/.

РАЗРАБОТКА СОСТАВОВ 1ЛАСС ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОБЛИЦОВОЧНЫХ ПЛИТОК СКОРОСТНОГО СБШГА

• В.результате исследования диаграмм "состав-свойство" в система фторапатит-каолиниг-кварц установлены 2 области составов, свойства которых наиболее полно отвечают требованиям, предъявляемым к плиткам для внутренней облицовки стен. Одна из областей расположена вблизи стороны диаграммы "фторалатит-каолинит" и от. вечает содержанию каолинита 35-50масс.$, фторапатита 50-60масс.% •И кварца 5-10масс.&. Вторая прилегает к стороне диаграммы "каоли-'нит-кварц" и характеризуется следушцим соотношением компонентов, масс.%: каолинита 50-70, фторапатита 5-15, кварца 20-40.

Для разработки керамических масс приняты составы, расположенные по второй области. Такой выбор объясняется, во-первых, необходимостью максимального использования доступного, кварц-каоли-нитового сырья, во-вторих, более низкими значениями влажностного расширения,что является немаловажным моментом.

Пересчет соотношения компонентов в выбранной области систему фторапатит-каолинит-кварц на реальные керамические композиции с использованием местных сырьевых ресурсов позволило составить 15 опытных масс /табл.1/*. Подготовку составов проводили пшикер-ным способом при раздельной помоле отоцаидих и глинистых компонентов. Готовность суспензии контролировали по остатку /1,5-2%/, на гейте № 0063. Посла высушивания до влажности 6-'7% массу, просеивали через набор сит * I, )Ю4 и № 02. Гранулометрический состав Пресс-лорошка изменялся в следуювдк пределах,%•. фракции размером 1мм 0,4-0,7'', 1-0,5мм' 18,2-21,7? 0,5-Д,25мм 26,0-32,6; 0,25мм ■45-47. ' •■■-.-.' • .-' ;'■..

, . Результаты исследований в системе фторапатит-каолинит-кварц показали, что. с учетом.отсутствия в составах палочных оксидов, спекание композиций /50-70% каолинита, 5-15 фторапатита, 20-40 кварца/ достигается при 1000°С, В связи с .этим дальнейшие эксперименты проводили в условиях АКК^ а термообработку, изделий производили в интервале 950-980°С. Прессование плиток производили на

к наряду с опытными готовили производственную массу Ангренского керамического комбината - 1Апр. .

Шихтовый состав исследуемых керамических масс

Таблица I

Очрьевыз компоненты М I ~ М 2 ~ М 3 М 4 М 5 Содержа^и^ ^компотентов, » М 6 ~М~7~ М 8 "" М 9 ,масс% 'иго "м"п ~М~12 ~М 13 ~М~14 "м 15

Каолин Анг-ренский 69 69 69 71 71 . 71 71 71 69 69 71, 60 60 71 71 69

Лёсс Ангрен- с"ий 5 5 . о 5 5 ■ 5 5 ' . - 5 б .. 6 5 . 5 ' -

Бентонит Ог-ланлинский 4 ■ . 4 5 4 "4 4 4 4 5 5 4 8' 8 4 4 5

плиточный бой АКК 17 17 21 13 13 10 10 10 16 . 16 7 ■ 13 13 5 5 21

Фосфориты Сардара 5 - 5 , 7 - 7 10' — 10 - 10 со - • 15. - -

Зосёошты Яаратау ■ - 5 - - 7 - - 10 - ю. - - . 13 - 15 -

лзарцзвый песок" Майского месторождения _ _ _ _ 3 _ _ <■» ■_

йолевошпате-вый концентрат 3 5

на прессе КРКл-125 при первичном давлении 70-80 кг/см^ и вторичном 110-120 кг/см"\ Сушку отформованных изделий проводили в ради-ационно-конвективной сушилке при температуре 230°С в течение 20 минут.

Утельный и политой обжиг опытных составов проводили в одина- ■ ковых условиях на роликовых печах комбината при температуре 950--980°С в течение 30-35 минут. Термообработку производственного состава осуществляли по действующей на /КК технологии - утельный обжиг в туннельной печи при 1080°С в течение 55 часов, политой на роликовой печи при 950-980°С. В качестве глазури использовали производственную глазурь "ОД". . '

Обожженные плитки подвергали физико-техническим испытаниям, результаты которых приведены в таблице 2. Ее анализ обнаруживает, что исследуемые составы отвечают требованиям ГОСТ 6141-82. При этом ряд опытных составов /Ш,М2,МЗ,М4;И5,1Г7,М9,М12/ имеют более низкие значения водопоглощения и пористости, а также более высокую плотность, чем производственный. Это свидетельствует о более полном протекании в их составе процессов спекания. Характерными и наиболее важными отличительными показателями опытных плиток являются их весьма низкая усадка /0,8-1,45:7 и влажностное расширение /0,02-0,04;,'/, что меньае соответствуицих показателей производственного состава в 2,5-3 раза. ТКЛР разработанных составов несколь-* ко выше ТКЯР производственного, «то позволит использовать для их покрытий более широкий ассортимент глазурей.

Свойства плиток функционально связаны с особенностями их строения. Рентгенофазовые исследования обожженных составов обнаружили в их составе кристаллические фазы кварца, кристоболита, муллита, анортита и сйгорапатита, в то время как в производственном составе из кристаллических фаз икевт место кварц, кристоболит .и муллит. Количественные соотношения данных минералов приведены в таблице'3, результаты которой свидетельствуют об относительно высоком содержании муллита в плитках АКК. В то же время несколько большее количество кристаллических образований в опытных"воставах М1 и М4, а таете кристаллизация анортита обусловливает их меньшую усадку и весьма низкое влажностное расширение, чем в случае производственного состава..

Физико-технические свойства облицовочных плиток

Таблица 2

Состав .Температура .-. ,-Водогогло- :Водопогло-:Общая ¡Предел :ТКЛР :Влажноет -:Термо-:Плст-:Порис-.опьггных'обтага, С :щвние пос- :щение пос-:усад- ;прочно-:хЮ .нов рас- :стой- :ность:тость ■масс : . :лв утельно-:ле полито-:ка% :при из-:20-п:ширение,% гкооть :(кажу- (открытая),

, • :го обкига,%:го обжига : :гибе, +600°С: . . :оС :щаяся) %

:МПа : :кгЛг:

М1., 960 15 12 0,8 17 8,5 0,02 250 2500 22

Ы2 960 16 13 0,9 16 8,3 0,02 200 -2400 23

МЗ . 960 Г7; 14 1,0 .12 ' 7,8 0,02 175 2400 24

М4 960 ' ^ . 16 12 1,0 15 8,0 0,02 200 .2400 24

М5 • 960 16 • 13 1,0 17 7,7 . 0,02 ' 200 : 2400 24

Мб - ." . - 960 17 15 1,3 ' ' 12 9,0 0,03 150 2100 27

М7 ' 960 16 . 14 •I,« 12 6,2 0,04 125 • 2300 . 25

М8 - . 960 . 17 •• : - ■ 15 ■ 1,3 . 12 6,5 0,04 150 2200 2?

М9 - 960 к ■ . М 1,2 12 7,2 0,02 : 150 2300 • 26

МГО V 960 18 •15 1.3 'II 7,3 . 0,02 125 2100 27

ми . .960 17 *■ .15 . 1,0. II 9,2 0,03 150 2000 27

М12 • • 960 17 •14 1.0 13 »7,0 0,02 . 150 2300 26

М13 • 960 17 . 14 1,0 12 .7,6 0,02 175 . 2200 27

М14 ' 960 : 17 -15 • 1,2 12 7,8 0,02 175 2200 27

М15 . -960 18 " Д5 .1.4- 12 0,02 175 2200 27

1Шр . утвлышй-1080 19 . '15 : 3,0 20 7,5 0,10 ■ 250 2200 27

политой -960

Состав __Ц_______

Кварц,кристп- Муллит Анортит Фторапатит Салит

М 1 М 5 М 7

32 30

34

3 5 2

8

9 9 7

3

4 Б

%

Микроструктуру обожяенных плиток изучали при помочи электронного микроскопа Т£ЗС/\ 85 -242. В результате проведенных исследований установлено, что для плиток производственного состава характерны прегмуг^есТвепно изолировании« изометричнне, часто опальнно поры. Характер пористости опытных составов М 1 и 1.-1 5 близок к вышеописанному: ¡узлевидние норм крайне редки, преобладающими являются овальные и почт» округлив порч, По-дидимсиу, такал нористо-капиллпрпая микроструктура обеспечивает относительно низкое водопогло^ение и соответственно высокую плотность керамических плиток. В то же время микроструктура опытного состава М II отличается малым количеством изометричнык пер, здесь преобладают большей частью пылевидные поры, начинив которых существенно сказывается на снижении механическом прочности изделии /11,о МПа/.

Данные электронно-микроскопических исследований показали принципиальное сходство пористо-иалиллярннх структур производственного и опытных /М I и ММ/ соствргт, хотя температурные условия получения плиток различны /темперэт,' г угольного обжига г, перлом случае Ю80°С, во втором 9С0°С/. Это обстоятельство ярляотся подтвержденном возможности получения облицовочных плиток при более низких температурах обжига при сохранении высоких физико-техниче-■5 к их показателей.

шровдш в ироацшшшх условиях

Производственные испытания опытных составов проводили в условиях Ангренского керамического комбината на действующем оборудовании поедприлтия. Испытания проводили дважды: в нервом случае опробовали состав 14 7; во втором - составы М I и И 5, опробирование которых проводилось с целью увеличения термостойкости плитс-к. Керамические масс« готовили шликерным способом: помол отощающкх компонентов проводили в шаровой мельнице с последующим смешиванием их с каолиновой суспензией в смесительных бассейнах. Влажность шликера составляла 50^, остаток на сите № 0063 1-2%. Огшачше шш-¡шра характеризовались удовлетворительной текучестью. Добавка 0,2 Ь технической соды п суспензию обеспечивала улучшение риологичес-ких свойств /использовался также комплексный электролит 0,15% соду и 0,жидкого стекла/: первая текучесть составила (3-7 сек, вторая 12-13 сек. Обезвоживание шликера производили в башенной раепыдигидьной сушшже с получением порошка следаклцего состава:

размер частиц, мм 0,5 0,2 0,2

остаток на сите,?) 3,4 71,8 24,8

Влажность полученного пресс-порошка составляла 6-7%, Плитки размером 15йс150х6ым прессовали на прессе КР1Сп~12о при первичном дорлешш '/0—80 кг/см^ и вторичном 110-120 кг/см^. Отпрессованные плитки сушили в радиацпошо-конвективной сушилке при температуре 2Гз0°С е течение 20 мин.ут. У тельный обжиг производили на роликовых сечах при 960°С в течение £8-30 минут. Глазурование плиток осуществляли -па глазуровочном конвейере производственшии глазурями "Си!" и "'Л!'1 Плотность глазури составила 1,61 г'/см"1, расход гла-иурп на I глитку 20-ййг. Политой обжиг плиток состава М 7 провопили п печи "Сити" при температуре 960°0, а обжиг составов Ы I и М о в роликовой печи № 3 тоже при температуре 960°С а течение 30 кинут,'(¡литки после обкига имели привлекательный внешний вид: от-¡.:ечслсл хорогшй разлив глаз.ури, рябизна и наколи отсутствовали.

готовых иэмладх определили физико-технические свойства, результаты которых представлены б табл>ще 4.

¡¡¡'•оиовопстватше испитаккя разработанных составов подтверди.; пртпитначип'к» позшпаюезд получения в условиях АКК ойлицоноч-

Зизико-техничесние показатели готовых наделяй

Таблица 4

Показатели

a i

М 5

М 7

______

1080 /звдеедаэ 55 /'

19 3

960

15

. го

термически .устойчивы при 250

хемператуоа утедь-ногс обяшга, ОС

Зонопоглощенне после угелького обжига, ?о

Усадка, %

Температура политого обжига,

Зодопоглоаение после политого обжига, % .

Механическая прочность, Mía

Термостойкость, °С

Влплшсстное расширение

КЛР, JL хТО ^ С" в интервале 20-оС00С

960 /вид 3G мин,/

Ю

т

S50 /вид. 30 мин./

15 I

960 12 17

960 13

тешически термически устойчива устойчивы при 250 при 2С0

0,02 0,02

8,5 . 8,0

960 /вы. 30 мин

17.

I ■

■ 960 15 т?

теидачески устойчивы лри 150

0,04

о,i

0,1 7,5

сл i

них шштик на скоростных конвейерно-поточных: линчик при низких температурах обжига. Опытные составы М I и М 5 иаюют близкие с производственным составом показатели но термостойкости и механической прочности. Преимуществами разработанных масс являются более низкие показатели водопоглои^енин, влажностного расширения и уса/пси, чти, очевидно, позволит существенно удлинить срок служба изделий в процессе эксплуатации, а Taute выпускать плитки со стабильными геометрическими размерами. ИШ' составов. М I и М 5 достигает значений /8,0-0,5/>10""'град~^, в результате чего появляется возможность расширить ассортимент глазурей для их покрытия.

Испытания разработанных состанов, проведенные в условиях АКК, показали перспективность использования местных видов плавней в составе масс для производства облицовочных плиток. Внедрение разработанных масс позволит исключить операции длительного копселыюго обжига плиток в туннельных печах, существенно снизить р.юкод энергии при получении изделий, повысить производительность и снизить себестоимость готовой продукции.

В И Б О Д И

I. Подвергнуто критическому анализу состояние производства строительной керамики, определившего необходимость исследования диаграмм "состав-свойство", в частности п системе фторапатнт--каолиниг-кнарц, послужившей основой для разработки рео.урсо-cötjpemauv-'ü технологии получения высокоэффективных керамических: изделий.

1!. В chcts'.mö ка.илниы'с—kuäpc; построены диивримьш "сс-

егаи-.уеадка", "состав-водоноглсщенг.е", "состав - ШДР" и "состав - влиашостное расширение" дли образцов пластического способа (|ориованил. В результате проведенного исследования • определены области системи, в которых можно подучить изделия с комплексом высоких физико-технических свойств.

3. С HOMcuy.u кланов кеф1>е построены диаграммы "состав-водопогло-"сост'ап-у садка" н"оостаа-ЛШ1Р" для образцов полусухого пуоссовання, Определена границы области составов, обла-

дающие низким водопоглощением, минимальными значениями .усадки и влажностного расширения.

4. На основе области составов, отвечающих содержанию каодинита 50-70%, фторалатита 5-15%, кварца 20-40?', разработаны керамические композиции для получения облицовочных плиток скоростного низкотемпературного обжига.

5. Облицовочные плитки после обжига на скоростных поточно-конвейерных линиях при 950-900°С обладают высокими физико-техничес-

.. кими свойствами: водопоглощением 12-14$,обшей усадкой 0,8-1%;

влажностным расширением 0,02?. 'ЛСЛР таких составов /8,0-8,5/« , • 10"%""1 /20-000°С/ хорошо согласуется с. НИР глазури - 5,80 х х10_бос- /20_400°С/.

6. Подробно изучены процессы фазообразования и структурные особенности облицовочных плиток. Фазовый состав обожженных материалов слагается из кристаллов кварца, кристаболита, анортита, апатита и муллита.

7. Вняв-лен механизм образования в черепке малоусадочного, влаго-устойчивого пространственного каркаса, обеспечивающего высокие физико.чгехнические свойства изделий. Установлено, что умень-пение одного из важных эксплуатационных показателей облицовоч-' пых плиток г влажностное расширение - является результатом использования п составе керамических масс кальцийфосфатосодерка-иузго сырья. •

8. НроЕедены произподствешше испытания разработанных облицовочных' плиток на АШС Полученные изделия по физико-техническим свойству отвечают требованиям ГОСТ 61-41-82. Экономический эффект составляет 343 тис.руб. в год.,

Основные положения диссертационной работы опубликован^ в следующих публикациях: .

I. Исматов А.А., Насырова Д.А., Сативалдыева З.А., Арипова М.Х. Твердофадовый синтез ортофо$фатов щелочноземельных элементов // Всесоюзная конференция по фосфатам "Фосфатн-^". Алма-Ата, 1984 , 0.579-580. Теп.докл.-Алма-Ата,1980, 0.579-580.,

2. Исматов A.A., Насырова Д.С., Мингулова Ф.А., Арнпова М.Х, Исследование фазовых превращений ортофосфатоа ¡целочно-земель-ных элементов под воздействием оксидов редкоземельных элементов и кремния. // Тр.ин-та / Ташкентский политехнический институт. 1985, С.25-30. ' .

3. Исматов A.A., Хулиганов Д.У., Арилова М.Х., Таиров Р.З. Кера-- мические материалы, полученные на основе двух-- и трехкомпо-

нентных. систем // УШ Научно-теоретическая конференция профессоров, преподавателей, аспирантов и научных работников Ташкентского Ордена Дружбы народов политехнического института им.Бе-• руни: Тез.докл. - Ташкент, 1989. C.I04.

4. ЗУляганов Д.У., Арипова М.Х., Шерназарова М.Т., Таиров Р.З., Насырова Д.С. Перспективы использования ангрёнских каолинов в силикатной промшленности. // Республиканская научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов. Тез .докл. ~Тал1-кент, 1989. С.60.

5. Арипова М.Х. Строительная керамика на основе фосфорсодержащего

• сырья // ТУ Научно-техническая конференция молодых ученых и . специалистов. Тез.докл. - Белгород, 1989, СЛ5.

6. Керамическая масса для облицовочных плиток. A.C. JP 1542933, МКИ3. С04 В 33/24 Исматов A.A., Насырова Д.С., Арипова М.Х., . Ан Р.Н.,. Исламов Т,И. /СССР/.-4с.

7. Исматов A.A., Насырова Д.С., Туляганов Д.У., Арипова М»Х, -Состав, строение.и способы переработки каолинов Ангренского .месторождения // Комплексное использование минерального сырья. 1990. Jf> I. . •

8. Исматбв A.A.', Абдуллаев X.А., Арипова М.Х., Насирова Д.С., Ту-ляганов Д.У,, Шерназарова М.Т., Шейхзаде М.Р.' Теоретические и технологические основы получения изделий на основе рядовых и обогащенных каолинов. Узбекистана. // Тезисы докладов 14 ленде-.. лёевского съезда по обиден я прикладной химии. Тей.докл.-Таш- •

кент, 1969. С,67. ' '.: '

9. Исматов'A.A., Арипова М.Х. Низкотемпературные фосфорсодержащие

• •плитки.,// Архитектура и строительство Узбекистана. 1990, № 2. " С. 5-8.

10. Ахмедов Р.И., Абдуллаев Х.А., Арипова М.Х., Исматов A.A. Материалы и покрытия на основе фосфорсодержащих стекол. // Всесоюзная конференция "Строение, свойства и применение фосфатных, ¡fffopwiwrc к халькогеннднмх стекол". Тез.докл.-Рига. 1990. С.120.

Р /0060 Подптян» к мщти /8.01.90 г. Формат бумаг« 60X847»

Пувдгп иисча». Ill ч;рчь офсетная. Обы'м / п. л. Titp.-i* fOO sm. Заказ № I220 '

От'»чцт.-п») в типографии T.'iirillll Ташкент, ул. 51, Коласа, |6.'