ЦВЕТНОЕ ШЛАКОКАМЕННОЕ ЛИТЬЕ И ШИХТА ДЛЯ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ
COLOURED SLAG-STONE CAST PRODUCT AND MIXTURE FOR MAKING SAID PRODUCT

Изобретение относится к производству художественных изделий и строительных материалов, преимущественно к производству стеклокристаллических материалов и каменного литья, и может быть использовано в производстве декоративных, облицовочных материалов и художественных изделий.
2
2
3
2
3
2
2
2
3
2
5
Известно декоративное каменное литье, содержащее следующие компоненты, мас.%: SiO 40,77-47,24, AlO 6,26-9,11, FeO 0,48-1,72, FeO 0,20-4,95, CaO 27,35-29,58, MgO 2,42-5,77, NaO 2,07-3,71, KO 4,24-6,41, BO 0,20-4,15, PO 0,73-2,06.
Шихта для получения этого декоративного каменного литья, включает маложелезистые полевошпатовые породы, буру, карбонатиты и мелилититы при следующем соотношении компонентов, мас.%: маложелезистые полевошпатовые породы 27,2-51,0, бура 0,5-10,0, карбонатиты 16,9-43,6, мелилититы 1,8-49,8 (см. патент РФ №2033398 от 20.04.1995 г., кл. C03C 10/06, C04B 30/00).
Недостатком известного каменного литья является необходимость использования в составе шихты компонентов редких горных пород (маложелезистые полевошпатовые породы, мелилититы).
2
2
2
3
2
3
2
2
2
3
2
5
Наиболее близким к заявляемому шлакокаменному литью по технической сущности является декоративный стеклокристаллический материал, содержащий, мас.%: SiO - 46,11-51,93, TiO - 6,81-8,77 AlO - 5,82-8,36, FeO - 2,56-5,93, CaO - 18,57-19,96, MgO - 2,49-3,26, NaO - 5,50-5,9, KO - 0,86-1,20, BO- 1,44-2,03, PO - 0,81-1,61 (см. патент РФ №2101240 от 10.01.1998 г., кл. C03C 10/10), Данное литье принято в качестве прототипа.
2
2
3
2
2
5
2
2
2
3
Признаки прототипа, совпадающие с признаками заявляемого изобретения - SiO, AlO, CaO, MgO, TiO, PO, NaO+KO, BO.
Шихта для производства этого декоративного стеклокристаллического материала имеет следующий состав, мас.%: нефелиновый концентрат 8,27-9,69, кварц - 16,79-19,70, сфеновый концентрат 27,09-34,32, апатит 1,48-1,96, карбонатит 11,29-13,24, доломит 3,76-4,41, бура 4,00-4,69, стеклобой 19,61-19,70. В качестве сырья используют техногенные отходы и побочные продукты горнодобывающей промышленности. Данная шихта принята в качестве прототипа.
Признаки прототипа, совпадающие с признаками заявляемого изобретения, - техногенные отходы.
Недостатком известного материала является необходимость использования в составе шихты компонентов редких и дорогих горных пород (нефелиновый концентрат).
Задачей изобретения является получение более дешевого цветного шлакокаменного литья с оттенками коричнево-бежевого цвета, расширение сырьевой базы для декоративного каменного литья.
2
2
3
2
2
5
2
2
2
3
2
5
Поставленная задача достигается за счет того, что известное цветное шлакокаменное литье, включающее SiO, AlO, CaO, MgO, TiO, PO, NaO+KO, BO, дополнительно содержит FeO, MnO, VO, NaF+KF при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
SiO<sub>2</sub>
33,0-39,2
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
6,7-10,5
CaO
12,8-20,6
MgO
3,9-7,6
FeO
0,5-1,2
TiO<sub>2</sub>
8,3-8,6
MnO
0,1-0,3
V<sub>2</sub>O<sub>5</sub>
0,06-0,1
P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>
0,6-1,1
Na<sub>2</sub>O+K<sub>2</sub>O
4,8-8,4
B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
4,8-8,4
NaF+KF
0,8-1,4
Поставленная задача также достигается за счет того, что известная шихта для получения цветного декоративного шлакокаменного литья, включающая техногенные отходы, в качестве техногенных отходов содержит доменный шлак и обезвоженные шликерные отходы эмалевого производства при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
доменный шлак
30-60
обезвоженные шликерные
отходы эмалевого производства
40-70
2
5
2
2
3
2
2
5
2
5
2
2
2
3
Отличительными признаками заявляемого литья от литья по прототипу являются введение в него FeO, MnO, VO, NaF+KF, а также иное количественное соотношение используемых ингредиентов, мас.%: SiO - 33,0-39,2; AlO - 6,7-10,5; CaO - 12,8-20,6; MgO - 3,9-7,6; FeO - 0,5-1,2; TiO - 8,3-8,6; MnO - 0,1-0,3; VO- 0,06-0,1; PO- 0,6-1,1; NaO+KO - 4,8-8,4; BO - 4,8-8,4; NaF+KF - 0,8-1,4.
Отличительными признаками заявляемой шихты от шихты по прототипу являются использование в качестве техногенных отходов доменного шлака и обезвоженных шликерных отходов эмалевого производства при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: доменный шлак 30-60; обезвоженные шликерные отходы эмалевого производства 40-70.
Использование в качестве сырья техногенных отходов металлургического и эмалевого производств - доменного шлака и обезвоженных отходов шликера эмалевого производства, содержащих в своей структуре светлоокрашенные минеральные соединения и соединения-хромофоры, - позволяет получить цветное шлакокаменное литье коричнево-бежевого оттенков.
Доменный шлак - побочный продукт, образованный при производстве чугуна. При образовании представляет собой расплав, а после удаления его из доменной печи переходит в твердое состояние, в котором он и используется в шихте.
Обезвоженные шликерные отходы эмалевого производства представляют собой высушенную суспензию, состоящую из неиспользованных шликерных растворов при получении покрытий на металлические изделия. Используется в шихте в виде рассыпчатого порошка.
Химический состав компонентов шихты приведен в таблице 1.
2
2
5
2
3
Окрашивание достигается за счет того, что оксид кальция (CaO), двуокись титана (TiO), оксид фосфора (PO), оксид бора (BO), фториды калия (KF) и натрия (NaF) образуют светлоокрашенные минералы, обладающие коричнево-бежевыми оттенками. Оксид железа (FeO) образует темноокрашенные минералы, но поскольку его содержание в цветном стеклокристаллическом декоративном литье не превышает 1,2%, их влияние на цветность материала является незначительным.
Химический состав, соотношение компонентов шихты и цвет, полученного шлакокаменного литья, представлены в таблице 2.
Таблица 2
Состав шихты, мас.%
Химический состав, мас.%
Цвет
ДШ
ОШО
SiO<sub>2</sub>
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
CaO
FeO
MgO
MnO
K<sub>2</sub>O+Na<sub>2</sub>O
TiO<sub>2</sub>
V<sub>2</sub>O<sub>5</sub>
P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>
B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
NaF+KF
П.п.п.
60
40
33,0
20,6
7,6
10,5
1,2
8,6
0,3
0,1
0,6
4,8
4,8
0,8
7,1
Коричневый
30
70
39,2
12,8
3,9
6,7
0,5
8,3
0,3
0,06
1,1
8,4
8,4
1,4
8,9
Бежевый
Цветное шлакокаменное литье изготавливают электродуговым переплавом двухкомпонентной шихты, состоящей из доменного шлака и отходов шликера эмалевого производства, при температуре 1350°C с изотермической выдержкой в течение 4 с. Разливку расплава из тигля осуществляют при температуре 1200°C. Отжиг ведут при температуре 600°C с последующим снижением до 20°C в течение 12 ч.
Гарантированное наличие цветности возможно при заявляемом количественном соотношении используемых ингредиентов.
Пример 1.
2
2
3
2
2
5
2
5
2
2
2
3
По описанному способу было получено цветное с оттенком коричневого цвета шлакокаменное литье, имеющее следующий состав, мас.%: SiO 33,0, AlO 10,5, CaO 20,6, MgO 7,6, FeO 1,2, TiO 8,6, MnO 0,3, VO 0,1, PO,0,6, NaO+KO 4,8, BO 4,8, NaF+KF 0,8. А для получения такого состава и цветности использовали шихту следующего состава, мас.%: доменный шлак 60, обезвоженные шликерные отходы эмалевого производства 40.
Пример 2.
2
2
3
2
2
5
2
5
2
2
2
3
По описанному способу было получено цветное с оттенком бежевого цвета шлакокаменное литье, имеющее следующий состав, мас.%: SiO 39,2, AlO 6,7, CaO 12,8, MgO 3,9, FeO 0,5, TiO 8,3, MnO 0,1, VO 0,06, PO 1,1, NaO+KO 8,4, BO 8,4, NaF+KF 1,4. А для получения такого состава и цветности использовали шихту следующего состава, мас.%: доменный шлак 30, обезвоженные шликерные отходы эмалевого производства 70.
Использование других составов шихт при содержании доменного шлака менее 30% или более 60% и обезвоженных шликерных отходов эмалевого производства менее 40% или более 70% не гарантирует обеспечения цветности с оттенками коричнево-бежевого цвета.
Представленные примеры доказывают, что предлагаемое цветное шлакокаменное литье окрашено в коричнево-бежевый цвет, который получен благодаря использованию в качестве компонентов шихты доменного шлака и обезвоженных шликерных отходов эмалевого производства. Предлагаемое техническое решение дает возможность получить цветное шлакокаменное литье с оттенками коричнево-бежевого цвета из более дешевого и распространенного сырья.
Расширяется сырьевая база для декоративного каменного литья, использование доменного шлака и обезвоженных шликерных отходов эмалевого производства в качестве шихты значительно удешевляет процесс получения цветного каменного литья.