HU182448B - Eljárás megnövelt szilárdságú tégla- és cserépipari termékek előállítására - Google Patents

Abstract

A terméket 8—60 s%-ban anyagásvány eredetű anyagot, 1—45 s%-ban kalciumtartalmú vegyületet, valamint 1—70 s%-ban sziliciumoxi-dót tartalmazó anyag mint alapanyag alkalmazásával állítjuk elő az alapanyagnak fő tömegében 0,1—3 mm-es szemesézettségű durvább ásványi eredetű összetevővé aprításával, félkésztermék-formázással, szárítással és kiégetéssel, továbbá az alapanyag alkálifém-tartalmú vegyület és/vagy ásványi eredetű anyag tartalmának 0,1—7 s% közé történő beállításával. A találmány értelmében az alapanyag egy részét — célszerűen 3—80 s%-nyi mennyiségét — vi- zes közegben történő aprítással 10 «m-nél finomabb szemesézettségű zaggyá alakítjuk, majd a kapott zagyot kötőanyagként hozzákeverjük a durvább szemesézettségű alapanyagrészhez, végül a kapott keverék víztartalmát a forrná-záshoz szükséges értékre beállítva formázzuk, szárítjuk és kiégetjük a terméket.

Description

A találmány tárgya eljárás megnövelt szilárdságú tégla- és cserépipari termékek előállítására.

Ismeretes, hogy a tégla- és cserépipari termékek alapanyagát anyagásványok, főként kaolinit, montmorillonit, illit és halloysit képezik, és ezek mellett kiegészítő és esetleges segédanyagokként különféle ásványi eredetű anyagok, főként márga, homok stb. szükségesek. A késztermék minőségét lényegében az anyagásványtartalom határozza meg, amelynek optimális értéke az anyagásvány fajtájától függ. Az alapanyagnak az anyagásványt olyan mennyiségben kell tartalmaznia, hogy az égetés hőfokán (tégla esetében 900—1000 °C) a fő tömegében 0,1— mm-es szemcsézettségű alapanyag-összetevők között és az összetevőkön belül is újabb, a késztermék vázszerkezetét meghatározó kötések, főként kalcium-alumínium-szilikát tartalmú vegyületek alakuljanak ki.

A rendelkezésre álló, főként hazai, agyagásványt szolgáltató kitermelőhelyeknél az agyagásvány-tartalom felső határa 60 s%, de általában ennél lényegesen alacsonyabb értékű. Az agyagásvánnyal együtt mészkő vagy dolomit, homok és egyéb ásványi eredetű anyagok is előfordulnak, amelyeket az alapanyag összetevőiként hasznosítanak. A kitermelt bányatermék agyagásvány-tartalmának dúsítása vagy a kísérő ásványi eredetű anyagok elválasztása gazdaságossági szempontból indokolatlan és rendkívül költséges lenne, így a késztermék ingadozó minőségű, A minőség nagy mértékben függ a kitermelési helytől, illetve azon belül a művelt fronttól is. A gyenge minőséget a természeti adottságok következményeként sokszor kényszerből megtűrik.

Az előírt szilárdságot el nem érő, kevésbé jó minőségű, repedezett, valamint használhatatlanná vált téglák vizsgálatánál arra a megállapításra jutottunk, hogy a nem kielégítő minőségi, főként szilárdsági jellemzők egyik fő okát az ásványi eredetű anyagok kedvezőtlen összetétele, elsősorban az agyagásvány-tartalom kis százalékos értéke képezi.

Megállapítottuk továbbá, hogy az alapanyag szemcsézettsége égetésre előkészített állapoban is igen durva, s ennek következtében az alapanyag összetevőinek alacsony a reakcióképessége. Ügy találtuk, hogy a szemcséknek a kívánatosnál kisebb fajlagos felülete van, a rendelkezésre álló felület meglehetősen passzívnak tekinthető, és nem áll rendelkezésre elegendő olyan aktív kristályszemcse-felület, amely lehetővé tenné az égetés során vázszerkezetet biztosító újabb kötések, illetve kalcium-alumínium-szilikát típusú vegyületek kialakulását.

A repedezett, illetve szétrepedt téglák vizsgálatánál megállapítottuk azt is, hogy a repedések kiindulási helyét többnyire mészkő és márga zárványok képezik, amelyeknek nagysága nem tér el lényegesen a fő tömegében 0,1—3 mm-es szemcsézettségű feldolgozott alapanyagétól, Ez azzal magyarázható, hogy az égetés során a zárványok inhomogenitásként bentmaradnak a tégla vázszerkezetében, majd a kiégetést követően magukba szívják a nedvességet, megkötik azt, pl. kalciumoxidból kalciumhidroxid jön létre, megduzzadnak, és belső feszültséget hoznak létre, amelyek a tégla szilárdságának lényeges csökkenéséhez, illetve szétrepedéséhez vezetnek.

A fenti problémák miatt a késztermék viszonylag nagy százalékának szilárdsági értékei az előírt minimális követelményeknek sem felelnek meg, illetve ha el is érik, erős szórást mutatnak, tehát a minőség nem egyenletes. A találmány célja a fenti hiányosságok kiküszöbölése. A találmány feladata olyan eljárás létrehozása, amellyel a késztermék szilárdsági paraméterei lényegesen javíthatók és minősége egyenletesebbé tehető anélkül, hogy a technológiai változtatások lényeges költségnövekedést eredményeznének.

A találmány alapja az a felismerés, hogy a kiégetett termék minősége lényegesen javítható, ha az alapanyagba olyan anyagot juttatnak, amely a termék égési hőfokán fokozza a szemcsék közötti reakcióképességet, és kis mennyiségben is hatásosan fokozza a kötőképességet, illetve növeli az aktív felületet. Az alapanyagba juttatott anyagot úgy választjuk meg, hogy az belső kötőanyagként képes legyen magába ágyazni a fő tömegében 0,1—3 mm-es nagyságú alapanyag-szemcséket, ugyanakkor segítse elő az alapanyag-szemcsék közötti vázképződést és önmagával is mintegy belső vázat kialakítva reagáljon.

Felismertük, hogy belső kötőanyagként igen előnyösen alkalmazható magának az alapaanyagnak egy része, ha azt olyan felületi tulajdonságú összetevővé alakítjuk, hogy képes az alapanyag nem kezelt részével reakcióba lépni és azt önmagában beágyazni.

Ezen felismerések alapján a feladat megoldása olyan eljárás megnövelt szilárdságú téglaés cserépipari termékek előállítására 8—60 s%ban agyagásvány eredetű anyagot, főként kaolinitet, montmorillonitot, illitet, halloysitet vagy ezek keverékét, 1—45 s%-ban kalciumtartalmú vegyületet, főként mészkövet és/vagy ásványi eredetű anyagot, főként dolomitot, valamint 1—70 s%-ban szilicium-dioxidot tartalmazó anyag mint alapanyag alkalmazásával, az alapanyagnak fő tömegében 0,1—3 mm-es szemcsézettségű durvább ásványi eredetű összetevővé aprításával, félkésztermák-formázással, szárítással és kiégetéssel, továbbá az alapanyag alkálifémtartalmú vegyület és/vagy ásványi eredetű anyag tartalmának — célszerűen alkálifém-, alkáliföldfém, földpát adagolásával — 0,1—7 s% közé történő beállításával, amelynél a találmány értelmében az alapanyag egy részét — célszerűen az alapanyag szárazanyag-tartalmára vonatkoztatott 3—80 s%-nyi mennyiségét — vizes közegben történő aprítással — célszerűen 40—60 s% szilárdanyag-tartalom mellett — 10 /zm-nél finomabb szemcsézettségű zaggyá alakítjuk, majd a kapott zagyot kötőanyagként hozzákeverjük a durvább szemcsézettségű alap3

182 448 anyagrészhez, végül a kapott keverék víztartalmát a formázáshoz szükséges értékre beállítva formázzuk, szárítjuk és kiégetjük a terméket.

A találmány szerinti eljárás egy előnyös foganatosítási módjánál a formázáshoz szükséges víztartalmat a 10 /./m-nél finomabb szemcsézettségű zagy víztartalmának változtatásával állítjuk be.

Egy másik előnyös foganatosítási módnál az alkálifém-tartalmú vegyületek és/vagy ásványi eredetű anyagok összsúlyának 5—80 s%-át 10 «m-nél finomabb szemcsézettségűvé tesszük.

A találmány szerinti eljárással fokozott szilárdsági követelményeket is kielégítő, erős vázszerkezetű készterméket lehet előállítani. Az alapanyag ásványi eredetű anyag, illetve oxidos összetevő mennyiségétől széles határok között függetlenül biztosítja a megfelelő szilárdsági paraméterű termékek előállítását. Az eljárás alkalmazkodik az ismert eljáráshoz, annak technológiai folyamatát nem változtatja meg jelentős többletköltségeket okozó módon. Mivel a kötőanyag magának az alapanyagnak egy része, ugyanolyan körülmények között dolgozható fel mint az alapanyag maga.

A találmány szerinti eljárás alkalmazásával elért szilárdsági jellemző-növekedés az alábbi jelenségek együttes hatásával magyarázható. A finomabb szemcsézettségű alapanyag-összetevő között jobban eloszlik, a durvább szemcséket a közöttük lévő rések, repedések és pórusok kitöltésével mintegy burokba fogja, és ezáltal a rendelkezésre álló teret jobban kitölti. A durvább részecskék számára így nagyobb aktív felületet biztosít, s azok egymáshoz kötődését nemcsak közvetlen érintkezési felületükön, hanem a finomabb szemcséken keresztül is biztosítja. Az égetés folyamán ez a megnövelt fajlagos felület a térfogategységre eső kötések számának növekedésével és újabb kalcium-alumínium-szilikát vegyületek kialakulásával jár, ami erősíti a vázszerkezetet.

Ugyanakkor a belső rétegeket képező finomabb szemcsék az égetés hőfokán olvadékfázissá alakulva reakcióképesebbek a durvább szemcséknél, és a köztük kialakuló kötés mintegy belső ragasztóanyagból álló vázat alakít ki. A finomabb szemcsék megnövekedett reakcióképessége olyan, klinker-ásványok kialakulásához vezető folyamatokat is elindít, amelyek különben csak jóval magasabb hőfokon jönnek létre, s az így képződött klinker-vegyületek a vázszerkezetbe beépülve tovább erősítik azt.

A finomabb szemcsézettségű összetevő alkalmazásának a szilárdsági paramétereket növelő hatása abban is megnyilvánul, hogy a kialakuló rácsszerkezetet homogénebbé teszi, a durvább szemcsék kristályfelületén lévő töltéssel rendelkező részecskék reakcióközelségbe kerülnek a finomabb szemcsék töltéssel rendelkező részecskéivel, s ezáltal a fellépő 'rácserők nemcsak a kristály belseje felé fejtik ki hatásukat, hanem a körülöttük lévő részecskék felé is kötőerőt fejtenek ki..

Az alapanyag reakcióképességét, amennyiben az ásványi összetevők alkálifémben szegények, alkálifém-tartalmú vegyületek adagolásával lehet növelni. Ekkor a mozgékonyabb alkálifémrészecskék és/vagy ionok (főleg, ha finomabb szemcsézettségű összetevő formájában vannak jelen) az égetés hőfokán könnyebben beépülnek a kristályrácsba, és elősegítik a kristályrács, illetve vázszerkezet gyorsabb és egyenletesebb épülését.

A találmány szerinti eljárás alkalmazásával járó egyik legfőbb előny a szilárdsági, főként a nyomószilárdsági paraméterek ugrásszerű növekedése már 8 s%-os mennyiségű finomabb szemcsézettségű alapanyag-összetevő alkalmazásakor is.

Az elkerülhetetlenül jelenlevő mészkő, és márga zárványok károsító hatását csökkenti az ezek körül a finomabb szemcsézettségű összetevőkből kialakuló és égetés során rásülő, rázsugorodó burok, ami nedvszívó képességüket lényegesen korlátozza. További előnyök mutatkoznak a technológiai paraméterek javulásában, javul a termék formázási szilárdsága, és megnő a száradási szilárdság is.

A találmány szerinti eljárás eredményes alkalmazhatóságát a köröshegyi téglagyárban kísérletekkel igazoltuk.

A gyár által felhasznált alapanyag kb. 15—20 s%-ban tartalmaz kaolinitet, montmorillonitot és illitet, kb. 40—50 s%-ban homokot, viszonylag nagy mennyiségben, kb. 20—25 s%-ban dolomitot és mészkövet. Alkálifém—alkáliföldfémtartalmú földpátot kb. 3—5 s%-ban tartalmaz. Ez céljainknak megfelelő mennyiség. Az alapanyag minősége és összetétele erősen változó. A késztermék szilárdsága ugyancsak változó, meglehetősen gyenge. A termék nagy számban tartalmaz mészkő- és márgazárványokat.

A kísérlet során megvizsgáltuk az alapanyag alkálifém-földpát-tartalmát, és azt kb. 1—2 siónak találtuk. Az alapanyag egy részét elkülönítettük, és 10 //.m-nél finomabb szemcsézettségűvé aprítottuk vizes közegben, 50 s% szárazanyag-ta'rtalom mellett. A kapott iszapszerű masszából mint alapanyag-összetevőből az alapanyag szárazanyag-tartalmára vonatkoztatott 5— 8 s°/o-nyi mennyiséget a hagyományos eljárás so'rán 0,1—3 mm-es szemcsézettségűvé aprított durvább alapanyag-összetevőhöz kevertünk, és az ismert eljárással Β-30-as blokktéglákká formáztuk, majd szárítottuk és kiégettük. Ugyanabból az alapanyagból egyidejűleg (ellenőrzésképpen) teljesen a hagyományos eljárás szerint is készítettünk hasonló téglákat.

A kapott késztermékek vizsgálatánál azt tapasztaltuk, hogy ugyanabból az alapanyagból hagyományos eljárással készített tégla nyomószilárdsága 68 kp/cm² (szórással csökkentett értéke 62 kp/cm²), ami osztályba nem sorolható minőségnek felel meg, ugyanakkor a találmány szerinti eljárással készített tégla nyomószilárdsága átlagosan 98 kp/cm² (szórással csökkentett értéke 90 kp/cm²), ami II. osztályú minősítésnek felel meg.

182 448

Ez 32%-os nyomószilárdság-növekedést jelent, ami ugrásszerű javulásként értékelhető, különös tekintettel arra, hogy a köröshegyi téglagyár által felhasznált alapanyag a leggyengébb minőségűé? közé tartozik.

Claims (3)

1. Eljárás megnövelt szilárdságú tégla- és cserépipari termékek előállítására 8—60 s%-ban agyagásvány eredetű anyagot, főként kaolinitet, montmorillonitot, illitet, halloysitet vagy ezek keverékét; 1—45 s%-ban kalciumtartalmú vegyületet, főként mészkövet és/vagy ásványi eredetű anyagot, főként dolomitot; valamint 1—70 s%-ban szilíciumdioxidot tartalmazó anyag mint alapanyag alkalmazásával, az alapanyagnak fő tömegében 0,1—3 mm-es szemcsézettségű durvább ásványi eredetű összetevővé aprításával, félkésztermek-formázással, szárítással és kiégetéssel, továbbá az alapanyag alkálifém-tartalmú vegyület és/vagy ásványi eredetű anyag tartalmának — célszerűen alkálifém-, alkáliföldfém földpát adagolásával — 0,1—7 s% közé történő beállításával, azzal jellemezve, hogy az alapanyag egy részét — célszerűen az alapanyagnak szárazanyag-tartalmára vonatkoztatott 3—80 s%-nyi mennyiségét — vizes közegben történő aprítással — célszerűen 40—60 s% szilárdanyag-tartalom mellett — 10 /zm-nél finomabb szemcsézettségű zaggyá alakítjuk, majd a kapott zagyot kötőanyagként hozzáke10 verjük a durvább szemcsézettségű alapanyagrészhez, végül a kapott keverék víztartalmát a formázáshoz szükséges értékre beállítva formázzuk, szárítjuk és kiégetjük a terméket.

2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosí15 tási módja, azzal jellemezve, hogy a formázáshoz szükséges víztartalmat a 10 /<m-nél finomabb szemcsézettségű zagy víztartalmának változtatásával állítjuk be.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás

20 foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy az alkálifém-tartalmú vegyületek és/vagy ásványi eredetű anyagok összsúlyának 5—80 s^p/o-át 10 /zm-nél finomabb szemcsézettségűvé tesszük.