KR101200849B1 - Manufacturing methods of kaolin brick and the kaolin brick thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A fuel saving type kaolin brick manufacturing method using fly ash and a kaolin brick are provided to optimize physical properties of bricks, high-pressure molding of bricks, drying contraction, and conditions for heating plasticity process. CONSTITUTION: A fuel saving type kaolin brick manufacturing method using fly ash comprises the following steps: mixing 40 wt% of kaolin terra alba, 20 wt% of kaolin clay and 40 wt% of fly ash; molding the mixed soil mix in a vacuum condition at the high pressure (200 horse power); and drying the molded brick and heating and sintering the dried brick in a kiln. The fly ash is anthracite coal ashes having large amount of unburned residual carbon. The heating and sintering in the third step is processed at 1130 deg. Celsius of 2.5 hours. [Reference numerals] (AA) Increasing mixing ratio of fly ash; (BB) Cracking; (CC) Cracking; (DD) Cracking

Description

플라이 애시를 이용한 연료 절감형 고령토 벽돌 제조방법 및 그 고령토 벽돌{Manufacturing methods of kaolin brick and the kaolin brick thereof}Manufacturing method of fuel-saving kaolin brick using fly ash and its kaolin brick {Manufacturing methods of kaolin brick and the kaolin brick

본 발명은 고령토 백토와 고령토 점토에 플라이 애시(fly ash)를 첨가하여 제조하는 고령토 벽돌 제조방법 및 그 고령토 벽돌에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 별도의 가소제 첨가 없이 플라이 애시(fly ash)의 성상과 배합비에 의해 벽돌의 고압 성형, 건조 수축, 가열 소성 과정의 조건 및 벽돌의 물리적 특성(흡수율, 압축강도 등)을 최적으로 제공하되, 상기 플라이 애시의 미연소 잔류 카본에 의한 자체 발열에 의해 종래 보다 소성 온도를 낮추고 터널식 가마로 소성시 소성 시간을 줄임과 함께 비 소성 구간을 지나게 하므로 소성 연료로 사용되는 B.C油 를 절감하므로 경제적이면서 친환경적 효과가 우수하고, 또한 종래 플라이 애시 첨가 제품의 단점인 흑심 발생을 억제하여 벽돌의 상품성이 우수한 플라이 애시를 이용한 연료 절감형 고령토 벽돌 제조방법 및 그 고령토 벽돌에 관한 것이다.
The present invention relates to a kaolin brick manufacturing method and kaolin bricks prepared by adding fly ash to kaolin clay and kaolin clay, and more specifically, to the properties of the fly ash (fly ash) without the addition of a plasticizer The mixing ratio provides optimally the conditions of high pressure forming, drying shrinkage, heating and firing process of the brick and the physical properties of the brick (absorption rate, compressive strength, etc.), but the self-heating by unburned residual carbon of the fly ash, It is used as a firing fuel because it lowers the firing temperature and reduces the firing time when firing with tunnel type kiln. The present invention relates to a fuel-saving kaolin brick manufacturing method using fly ash, which is excellent in economical and eco-friendly effects, and also suppresses black core generation, which is a disadvantage of conventional fly ash-added products, and has excellent commerciality of bricks. .

일반적으로 건축물에 주로 사용되는 소성 벽돌은 점토, 특히 최근에는 고령토를 주 원료로 많이 사용하고 있다.In general, fired bricks, which are mainly used in buildings, use clay, especially kaolin, in recent years.

이와 같은 고령토는 국내에 매장되어 있는 천연 광물을 사용하고 있으나 최근 광물 자원의 고갈과 환경 보호로 인해 천연 자원의 개발이 억제되고 있고, 소성벽돌의 원료인 광물의 확보가 점점 어려워지고 있어 이를 대체할 수 있는 물질의 개발이 시급한 실정이다.Such kaolin uses natural minerals buried in Korea, but the development of natural resources has been suppressed due to the depletion of mineral resources and environmental protection, and it is increasingly difficult to secure minerals, which are the raw materials of plastic bricks. The development of materials that can be urgently urgent.

이러한 문제점을 해결하고자 고령토와 같은 천연 광물에 석탄회, 폐석고 등과 같은 산업 폐기물을 혼합하여 제조하는 다양한 방법들이 개시되고 있다.In order to solve this problem, various methods for manufacturing industrial wastes such as coal ash and waste gypsum are mixed with natural minerals such as kaolin.

특히, 상기 석탄회는 석탄연료 발전소에서 석탄을 연소하고 난후 남는 물질을 말하는 것이다.In particular, the coal ash refers to a material remaining after burning coal in a coal fuel power plant.

이러한 석탄회는 연소 후 모이는 장소에 따라 버튼 애쉬(bottom ash)와 플라이 애쉬(fly ash) 등으로 구분되는데, 상기 버튼 애쉬는 로벽, 과열기, 재열기 등에 부착되어 있다가 자중에 의해 보일러 바닥으로 떨어지며 입경은 1~2.5mm 정도 또는 그 이상이고, 상기 플라이 애쉬는 절탄기나 공기예열기 아래 hopper에 모이는 것과 집진기 하부 hopper에 모이는 애쉬를 말하는 것으로 절탄기나 공기예열기 아래에 있는 hopper에 모이는 애쉬의 입경은 0.3~1.0mm 정도이고 전기집진기에 의해서 집진되어 하부 hopper에 모이는 애쉬의 입경은 탄종이나 연소조건에 따라 다르나 보통 10~30㎛이며 대부분 이 애쉬가 재활용되고 있다.These ashes are classified into button ash and fly ash according to the place where they are collected after combustion. The button ash is attached to the furnace wall, superheater, reheater, etc. and falls to the bottom of the boiler by its own weight. Is about 1 ~ 2.5mm or more, and the fly ash refers to the ashes gathered in the hopper under the cutter or air preheater and the ashes gathered in the hopper under the dust collector. The particle size of the ash collected by the electrostatic precipitator and collected in the lower hopper depends on the type of coal and combustion conditions, but it is usually 10 ~ 30㎛ and most of the ash is recycled.

이와 같은 석탄회는 다양한 용도로 재 활용되고 있는데 최근 고령토 벽돌 등에 고령토와 같은 천연 광물의 대체용으로 첨가하여 제조하고 있다.Such coal ash is being reused for various purposes, and recently, it is manufactured by adding it to replace natural minerals such as kaolin.

예를 들면, 특허출원 제2003-31727호에서는 다공성 경량 점토 벽돌을 제조하고자 석탄회(플라이 애쉬)를 첨가하는 것이고, 특허출원 제2010-79370호에서는 석탄회의 가소성 문제를 해결하기 위해 바인더를 혼합하여 벽돌을 제조한 것이고, 특허출원 제2003-74264호에서는 고령토 및 점토에 정수슬러지 및 석탄회를 혼합하여 경량의 벽돌을 제조한 것이고, 특허 제2004-9848호에서는 고령토에 석탄회와 함께 가소제를 혼합하여 고강도 벽돌을 제조한 것이다.For example, in Patent Application No. 2003-31727, coal ash (fly ash) is added to prepare a porous lightweight clay brick, and Patent Application No. 2010-79370 uses a binder mixed to solve the plasticity problem of coal ash. In the patent application No. 2003-74264, a light brick is manufactured by mixing purified sludge and coal ash with kaolin and clay, and in Patent No. 2004-9848, a plasticizer is mixed with coal ash with kaolin to make a high strength brick. It was prepared.

즉, 종래 석탄회를 이용한 벽돌은 단순히 천연 광물의 절약을 위한 대체 용도로 석탄회를 사용하기 때문에 가소제를 사용할 수 밖에 없고, 석탄회의 성상과 배합비에 의해 벽돌의 고압 성형, 건조 수축, 가열 소성 과정의 조건 및 벽돌의 물리적 특성(흡수율, 압축강도 등)을 최적으로 고려하지 못하여 제품의 품질이 떨어지는 문제점이 있었다.In other words, the conventional coal-based brick simply uses a plasticizer as a substitute for saving natural minerals, so plasticizers cannot be used. And the physical properties (absorption rate, compressive strength, etc.) of the brick was not optimally considered, there was a problem that the quality of the product falls.

무엇보다 석탄회에 함유된 미연소 잔류 카본에 의한 자체 발열에 의해 소성 온도를 낮추고 소성 시간을 줄여 연료 사용을 절감할 수 있는 부분을 고려하지 못하므로 경제성이나 친환경성이 떨어지는 문제점이 있었다.Above all, due to self-heating due to unburned residual carbon contained in the coal ash, it is not possible to consider a part that can reduce fuel use by reducing the firing temperature and reducing the firing time.

또한, 종래 석탄회를 이용한 벽돌은 오히려 석탄회로 인한 흑심 발생 문제를 해결하지 못하므로 벽돌의 상품성이 저하되는 문제점이 있었다.
In addition, the conventional brick using the coal ash has a problem in that the commerciality of the brick is lowered because it does not solve the problem of black core due to the coal circuit.

본 발명은 상기한 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 해결하고자 발명된 것으로서, 고령토 백토와 고령토 점토에 플라이 애시(fly ash)를 첨가하여 고령토 벽돌을 제조하되, 별도의 가소제 첨가 없이 플라이 애시(fly ash)의 성상과 배합비에 의해 벽돌의 고압 성형, 건조 수축, 가열 소성 과정의 조건 및 벽돌의 물리적 특성(흡수율, 압축강도 등)을 최적으로 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been invented to solve the problems of the prior art as described above, while producing a kaolin brick by adding fly ash to kaolin clay and kaolin clay, fly ash without the addition of a plasticizer The purpose is to provide optimum conditions for the high pressure molding of bricks, dry shrinkage, heating and firing process and physical properties (absorption rate, compressive strength, etc.) of bricks.

특히, 상기 플라이 애시(fly ash)의 미연소 잔류 카본에 의한 자체 발열에 의해 종래 보다 소성 온도를 낮추고 터널식 가마로 소성시 소성 시간을 줄임과 함께 비 소성 구간을 지나게 하므로 소성 연료로 사용되고 있는 B.C油 를 절감하므로 경제적이면서 친환경적 효과가 우수하고, 또한 종래 플라이 애시 첨가 제품의 단점인 흑심 발생을 억제하여 벽돌의 상품성을 우수하게 제공하는데 그 목적이 있다.
In particular, the firing temperature is lowered by self-heating due to unburned residual carbon of the fly ash, and it is used as a sintering fuel because it passes the non-sintering section while reducing the firing time when firing in a tunnel kiln. It is an object to provide an excellent commercial property of bricks by reducing the BC 油, economical and environmentally friendly effect, and also suppress the generation of black core, which is a disadvantage of the conventional fly ash added product.

이러한 본 발명은 고령토 백토, 고령토 점토 및 플라이 애시(fly ash) 중 유연탄 석탄회 보다 미연소 잔류 카본이 많은 무연탄 석탄회를 채택하여 각각 40중량%, 20중량%, 40중량%의 배합비로 혼합하는 혼합 과정과, 상기 혼합 과정에서 혼합된 배합토를 진공 상태에서 고압(200마력)으로 성형하는 벽돌 성형과정과, 상기 성형된 벽돌을 건조하는 건조 과정 및 상기 건조된 벽돌을 터널식 가마에서 가열 소성하되, 상기 벽돌에 첨가된 플라이 애시(fly ash)의 미연소 잔류 카본의 자체 발열에 의해 1130℃로 2.5시간 가열 소성하는 가열 소성과정에 의해 제조하는 연료 절감형 고령토 벽돌 제조방법과; The present invention adopts an anthracite coal ash containing more unburned residual carbon than coal bituminous coal ash in kaolin clay, kaolin clay, and fly ash, and mixing them in a blending ratio of 40% by weight, 20% by weight, and 40% by weight, respectively. And brick forming process of molding the mixed soil mixed in the mixing process under a high pressure (200 hp) in a vacuum state, drying process of drying the molded brick, and heating and baking the dried brick in a tunnel-type kiln, wherein the brick A fuel-saving kaolin brick manufacturing method manufactured by a heating firing process of heating and firing at 1130 ° C. for 2.5 hours by self-heating of unburned residual carbon of fly ash added to the ash;

고령토 벽돌은 고령토 백토와 고령토 점토 및 플라이 애시(fly ash) 중 유연탄 석탄회 보다 미연소 잔류 카본이 많은 무연탄 석탄회를 채택하여 각각 40중량%, 20중량%, 40중량%의 배합비로 혼합한 배합토를 벽돌 모양으로 고압 성형한 후 건조 및 소성 처리하되, 상기 플라이 애시(fly ash)의 미연소 잔류 카본이 소성 과정에서 자체 발열하여 터널식 가마에서 소성 온도 1130℃, 소성 시간 2.5시간 가열 소성하여 제조한 연료 절감형 고령토 벽돌;을 제공함에 그 특징이 있다.
Kaolin brick adopts anthracite coal ash, which contains more unburned residual carbon than bituminous coal coal ash among kaolin clay, kaolin clay and fly ash, and mixes the mixed soil in the mixing ratio of 40% by weight, 20% by weight and 40% by weight, respectively. After high-pressure molding into a shape, and drying and firing treatment, the unburned residual carbon of the fly ash is self-heating in the firing process to save fuel produced by heating and firing in a tunnel-type kiln at a firing temperature of 1130 ° C. and a firing time of 2.5 hours. It is characterized by providing a kaolin brick.

이러한 본 발명은 고령토 백토와 고령토 점토에 플라이 애시를 첨가하여 고령토 벽돌을 제조하되, 별도의 가소제 첨가 없이 플라이 애시(fly ash)의 성상과 고령토 백토, 고령토 점토 및 플라이 애시를 40중량%, 20중량%, 40중량%으로 혼합하는 배합비에 의해 벽돌의 고압 성형, 건조 수축, 가열 소성 과정의 조건 및 벽돌의 물리적 특성(흡수율, 압축강도 등)을 최적으로 제공함은 물론 특히 상기 플라이 애시의 미연소 잔류 카본에 의한 자체 발열에 의해 종래 보다 60℃ 정도의 소성 온도 낮추고 터널식 가마로 소성시 소성 시간을 줄임과 함께 비 소성 구간을 지나게 하므로 소성 연료로 사용되고 있는 B.C油 를 절감하므로 경제적이면서 친환경적 효과가 우수하고, 종래 플라이 애시 첨가 제품의 단점인 흑심 발생을 억제하여 벽돌의 상품성을 우수하게 제공하는 효과를 갖는 것이다.
The present invention is to prepare a kaolin brick by adding fly ash to kaolin clay and kaolin clay, 40 wt%, 20 wt% of fly ash and kaolin clay, kaolin clay and fly ash without the addition of plasticizer %, 40% by weight of the mixing ratio of the high pressure molding of the brick, dry shrinkage, heating and calcining process conditions and the optimum physical properties of the brick (absorption rate, compressive strength, etc.), as well as in particular the unburned residual of the fly ash It is used as a sintering fuel because it lowers the sintering temperature of about 60 ℃ by the self-heating by carbon and reduces the sintering time when firing with tunnel type kiln and passes the non-sintering section. It is economical and eco-friendly because it reduces the BC 효과, and has the effect of providing excellent commercial property of the brick by suppressing the generation of black core which is a disadvantage of the conventional fly ash addition products.

도 1은 본 발명의 벽돌과 종래 벽돌 제품의 압축 성형 테스트 사진.
도 2는 터널식 버너를 보여주는 그림.
도 3은 벽돌에 포함된 석탄회의 양이 증가함에 따라 일정한 흡수율을 가지는데 필요한 벽돌의 소성 온도를 나타낸 그림.
도 4 및 도 5는 벽돌이 지탱할 수 있는 하중을 표시하는 압축강도와 꺾임에 저항하는 꺾임 강도로 나타낸 그림.
도 6은 석탄회의 함량에 따른 부피 비중을 나타낸 그림.
도 7은 본 발명 벽돌의 소성온도에 따른 압축강도를 나타낸 그림.
1 is a compression molding test photograph of the brick of the present invention and a conventional brick product.
2 shows a tunnel burner.
Figure 3 is a diagram showing the firing temperature of the brick required to have a constant absorption rate as the amount of coal ash contained in the brick increases.
4 and 5 are diagrams showing the compressive strength indicating the load the brick can bear and the bending strength resisting the bending.
6 is a diagram showing the volume specific gravity according to the content of coal ash.
Figure 7 shows the compressive strength according to the firing temperature of the brick of the present invention.

먼저, 본 발명의 플라이 애시를 이용한 연료 절감형 고령토 벽돌 제조방법에 대해 살펴보기로 한다.First, the fuel-saving kaolin brick manufacturing method using the fly ash of the present invention will be described.

본 발명은 고령토 백토와 고령토 점토 및 플라이 애시(fly ash)를 혼합한 배합토를 벽돌 모양으로 고압 성형한 후 건조 및 소성 처리 과정을 거쳐 고령토 벽돌을 제조하는 것이다.The present invention is to produce a kaolin brick through a high pressure molding of a mixture of a mixture of kaolin clay, kaolin clay and fly ash in the form of a brick, and then dried and calcined.

즉, 상기 고령토 백토, 고령토 점토 및 플라이 애시(fly ash) 중 유연탄 석탄회 보다 미연소 잔류 카본이 많은 무연탄 석탄회를 채택하여 각각 40중량%, 20중량%, 40중량%의 배합비로 혼합하는 혼합 과정과,That is, the kaolin clay, kaolin clay and fly ash (fly ash) of the anthracite coal ash containing more unburned residual carbon than the coal ash, and the mixing process of mixing at a blending ratio of 40% by weight, 20% by weight, and 40% by weight, respectively; ,

상기 혼합 과정에서 혼합된 배합토를 진공 상태에서 고압(200마력)으로 성형하는 벽돌 성형과정과,A brick forming process of molding the mixed soil mixed in the mixing process under high pressure (200 hp) in a vacuum state;

상기 성형된 벽돌을 건조하는 건조 과정 및 상기 건조된 벽돌을 터널식 가마에서 가열 소성하되, 상기 벽돌에 첨가된 플라이 애시(fly ash)의 미연소 잔류 카본의 자체 발열에 의해 1130℃로 2.5시간 가열 소성하는 가열 소성과정에 의해 제조하는 것이다.Drying process of drying the molded bricks and heating and baking the dried bricks in a tunnel-type kiln, heat firing at 1130 ℃ for 2.5 hours by self-heating of unburned residual carbon of the fly ash (fly ash) added to the bricks It is prepared by a heat firing process.

이때, 본 발명의 고령토 벽돌은 배합토에 첨가된 플라이 애시(fly ash)를 유연탄 석탄회(평균 입경이 17㎛, 미연탄소량 3~6%) 보다 미연소 잔류 카본이 많이 포함된 무연탄 석탄회(평균 입경이 27㎛, 미연탄소량 10~25%)를 첨가하여 가열 소성과정에서 자체 발열에 의한 열료 절감 효율이 더욱 우수한 것이다.In this case, the kaolin brick of the present invention is an anthracite coal ash (average particle diameter) containing more unburned residual carbon than fly ash (average particle diameter 17㎛, unburned carbon content 3-6%) of fly ash added to the mixed soil This 27㎛, the amount of unburned carbon (10-25%) is added, the heat saving efficiency by self-heating during the heating and baking process is more excellent.

더우기, 본 발명의 고령토 벽돌은 배합토에 첨가된 플라이 애시(fly ash)를 40중량%의 최적 혼합비로 혼합하여 제조하기 때문에 압축 성형, 건조 수축, 가열 소성 과정의 조건과, 제조 완료된 고령토 벽돌의 물리적 특성(흡수율, 압축강도 등)을 최적으로 제공하게 되는 것이다.Furthermore, the kaolin brick of the present invention is manufactured by mixing fly ash added to the blended soil at an optimum mixing ratio of 40% by weight, so that the conditions of compression molding, drying shrinkage, and heating and firing process, and physically prepared kaolin brick It will provide optimal properties (absorption rate, compressive strength, etc.).

이는 아래의 각 제조 공정별 테스트에 의해 좀더 구체적으로 확인할 수 있다.
This can be confirmed in more detail by the test for each manufacturing process below.

(1) 압축 성형 테스트(1) compression molding test

고령토 백토, 고령토 점토 및 플라이 애시(fly ash) 중 유연탄 석탄회 보다 미연소 잔류 카본이 많은 무연탄 석탄회를 채택하여 각각 40중량%, 20중량%, 40중량%의 배합비로 혼합한 배합토와, 35중량%, 15중량%, 50중량%의 배합비로 혼합한 배합토를 각각 진공 상태에서 고압(200마력) 성형하였다.Anthracite coal ash containing more unburned residual carbon than bituminous coal ash in kaolin clay, kaolin clay and fly ash, mixed with 40% by weight, 20% by weight and 40% by weight, respectively, and 35% by weight. , 15% by weight, 50% by weight of the blended soil was mixed at a high pressure (200 horsepower) in a vacuum state, respectively.

상기 플라이 애시(fly ash)는 가소성이 떨어지기 때문에 함량이 많아지면 벽돌의 성형이 곤란하고, 벽돌의 균열 발생이나 부스러지는 불량을 야기시키기 때무네 이 문제를 확인하고자 하는 것이다.Since the fly ash (plasticity) is less plasticity, it is difficult to mold the brick when the content is high, and this is to confirm the problem because it causes the occurrence of cracking or brittleness of the brick.

상기와 같은 압축 성형 테스트 결과 도 1에서와 같이 플라이 애시(fly ash)가 40중량% 혼합된 제품(왼쪽)에서는 균열이 발생되지 않았으나 플라이 애시(fly ash)가 50중량% 혼합된 제품(왼쪽)에서는 균열이 발생되기 시작함을 확인하였다.
As a result of the compression molding test, as shown in FIG. 1, cracks did not occur in a product in which 40% by weight of fly ash was mixed (left), but a product in which 50% by weight of fly ash was mixed (left). In, it was confirmed that cracks started to occur.

따라서, 압축 성형 공정에서 배합토의 플라이 애시(fly ash) 최적 혼합비는 40중량% 까지로 확인되었다.
Therefore, the optimum mixing ratio of fly ash of the blended soil in the compression molding process was confirmed to 40% by weight.

(2) 건조 수축 테스트(2) dry shrink test

고령토 백토, 고령토 점토 및 플라이 애시(fly ash) 중 유연탄 석탄회 보다 미연소 잔류 카본이 많은 무연탄 석탄회를 채택하여 각각 40중량%, 20중량%, 40중량%의 배합비로 혼합한 배합토와, 상기 플라이 애시(fly ash)를 각각 20중량%, 30중량% 및 50중량%의 배합비로 혼합한 배합토에 의해 고압 성형한 벽돌을 각각 72시간 동안 평균 80℃로 자동 건조하여 수분 1% 이내로 만드는 건조 수축 테스트를 행한 결과 플라이 애시(fly ash)의 혼합비에 따른 건조 수축 불균형으로 인한 균열을 전부 확인할 수 없었다.
Kaolin clay, kaolin clay and fly ash are selected from anthracite coal ash containing more unburned residual carbon than bituminous coal ash, and mixed at a blending ratio of 40% by weight, 20% by weight and 40% by weight, respectively, and the fly ash. A dry shrinkage test was performed to automatically dry bricks, which were high-pressure-molded bricks at an average temperature of 80 ° C. for 72 hours, by mixing the mixture of fly ash at 20 wt%, 30 wt% and 50 wt%, respectively, for 72 hours. As a result, it was not possible to confirm all of the cracks due to dry shrinkage imbalance due to the mixing ratio of the fly ash.

따라서, 건조 수축 공정에서 배합토의 플라이 애시(fly ash) 혼합비는 영향이 없음으로 확인되었다.
Therefore, the fly ash mixing ratio of the blended soil in the dry shrinkage process was found to have no effect.

(3) 가열 소성 테스트(3) heating firing test

(1),(2) 번의 테스트 결과 배합토의 플라이 애시(fly ash) 혼합비는 40중량%이 최적의 혼합비로 확인되었고, As a result of the tests of (1) and (2), 40% by weight of the fly ash mixing ratio of the mixed soil was found to be the optimum mixing ratio.

상기한 배합토에 의해 제조된 고령토 벽돌의 최적의 가열 소정 조건(가열 온도, 가열 시간)을 확인하고, 소성 연료로 사용되고 있는 B.C油 를 절감하고자 다양한 조건에서 가열 소성 조건을 실험하였다.
The optimum heating predetermined conditions (heating temperature, heating time) of the kaolin brick manufactured by the above-mentioned compounded soil are confirmed, and it is used as baking fuel In order to reduce BC 油, heating and firing conditions were tested under various conditions.

먼저, 종래 고령토 백토와 고령토 점토를 70중량%와 30중량%로 혼합한 배합토에 의해 제조된 벽돌 시료(A)와 본 발명의 혼합비에 의해 혼합한 배합토에 의해 제조된 벽돌 시료(B)를 각각 8개씩 준비하여 다양한 온도 조건에서 테스트한 결과 시료의 물리적 특성(흡수율, 압축강도)을 아래의 표 1에서와 같이 확인하였다.
First, the brick sample (A) prepared by the blended clay mixed with 70% by weight and 30% by weight of the conventional kaolin clay and kaolin clay and the brick sample (B) prepared by the mixed soil mixed by the mixing ratio of the present invention, respectively. As a result of eight test results under various temperature conditions, the physical properties (absorption rate, compressive strength) of the samples were confirmed as shown in Table 1 below.

시료번호Sample Number 1One 22 33 44 55 66 77 88 소성온도Firing temperature 1050℃1050 1070℃1070 1090℃1090 1110℃1110 1130℃1130 1150℃1150 DEG C 1170℃1170 1190℃1190 ℃ AA 흡수율
(%)
Absorption rate
(%)
15.515.5 14.214.2 13.513.5 12.112.1 11.311.3 10.610.6 9.59.5 8.28.2
압축강도
N/㎟
Compressive strength
N / mm2
2020 2121 2121 2323 2525 2929 3131 3333
부피비중
g/㎝³
In volume ratio
g / cm³
2.272.27 2.262.26 2.262.26 2.262.26 2.252.25 2.252.25 2.242.24 2.112.11
BB 흡수율
(%)
Absorption rate
(%)
13.213.2 12.212.2 10.510.5 9.59.5 8.28.2 8.38.3 8.28.2 8.28.2
압축강도
N/㎟
Compressive strength
N / mm2
2222 2323 2626 2828 3333 3535 3838 4040
부피비중
g/㎝³
In volume ratio
g / cm³
1.911.91 1.891.89 1.871.87 1.881.88 1.861.86 1.861.86 1.861.86 1.861.86

즉, 온도 조건에 따른 물리적 특성을 확인한 결과 종래 배합비에 의해 제조된 A 벽돌 시료에 의한 1190℃의 물리적 특성(흡수율 및 압축 강도)과 본 발명의 배합비에 의해 제조된 B 벽돌 시료에 의한 1130℃의 물리적 특성(흡수율 및 압축 강도)이 동일하므로 본 발명의 배합비에 의해 제조된 B 벽돌 시료는 종래 배합비에 의해 제조된 A 벽돌 시료에 비해 약 60℃가 낮은 온도로 가열 소성할 수 있는 것으로 확인되었다.
That is, as a result of confirming the physical properties according to the temperature conditions, the physical properties (absorption rate and compressive strength) of 1190 ° C by the A brick sample prepared by the conventional compounding ratio and 1130 ° C by the B brick sample prepared by the compounding ratio of the present invention. Since the physical properties (absorption rate and compressive strength) are the same, it was confirmed that the B brick sample produced by the blending ratio of the present invention can be heat-fired at a temperature lower than about 60 ° C. compared to the A brick sample prepared by the conventional blending ratio.

또한, 종래 배합비에 의해 제조된 벽돌과 본 발명의 배합비에 의해 제조된 벽돌의 최적 소성 유지 시간을 확인하고자 종래 벽돌(A 벽돌 시료)과 본 발명의 벽돌(B 벽돌 시료)을 1개월간 도 2와 같은 터널식 가마(1번에서 11번까지 버너를 터널식 마련함)에서 가열 소성하여 생산하는 과정의 발열량을 표2에서와 같이 비교하였다.In addition, the conventional brick (A brick sample) and the brick of the present invention (B brick sample) for one month to confirm the optimum firing holding time of the brick prepared by the conventional blending ratio and the brick prepared by the blending ratio of the present invention and the The calorific value of the process of heating and calcining in the same tunnel type kiln (preparing the burners from No. 1 to No. 11) was compared as shown in Table 2.

구분division 월 생산량
(매)
Monthly production
(every)
월 연료사용량(L)Monthly fuel consumption (L) 플라이애시 함량(%)Fly Ash Content (%) 벽돌 중량
(kg)
Brick weight
(kg)
연료kg당 생산량(매)Output per kg of fuel (sheets) 벽돌 톤당 연료 사용량
(kg/ton)(Wf)
Fuel usage per ton of brick
(kg / ton) (Wf)
요구되는 발열량(kcal)(Q)Required calorific value (kcal) (Q) 절감률Savings rate
A 벽돌
시료
A brick
sample
2,100,0002,100,000 183,075183,075 00 1.61.6 11.511.5 54.554.5 539,550539,550 --
B 벽돌
시료
B brick
sample
2,300,0002,300,000 95,05095,050 4040 1.41.4 24.224.2 29.529.5 292,050292,050 45.945.9

종래 벽돌(A 벽돌 시료)의 요구되는 발열량은,The required heat generation amount of the conventional brick (A brick sample),

Q1= Wf×HL Q1 = Wf × HL

539,550kcal = 54.5kg/벽돌 톤 × 9,900kcal/kg539,550kcal = 54.5kg / brick × 9,900kcal / kg

Wf: 54.5kg/벽돌 톤Wf: 54.5kg / Brick Ton

HL: 9,900kcal/kg(B.C油 발열량)
HL: 9,900 kcal / kg (BC 油 calorific value)

즉, 종래 벽돌(A 벽돌 시료)의 소성조건은 소성 온도: 1170℃, 소성시간: 5.5시간, 연소열량: 539,550 kcal 이었고,
That is, the firing conditions of the conventional brick (A brick sample) was a firing temperature: 1170 ℃, firing time: 5.5 hours, the heat of combustion: 539,550 kcal,

본 발명의 벽돌(B 벽돌 시료)의 절감 발열량은, Saving heat amount of the brick (B brick sample) of the present invention,

미연탄소의 연소율 Q3 = (c1 × c2) × HLCombustion rate of unburned carbon Q3 = (c1 × c2) × HL

220,800kcal = (400kg/벽돌 톤 × 12%) × 4,600kcal/kg220,800kcal = (400kg / brick ton × 12%) × 4,600kcal / kg

중량비: 고령토 60중랑%, 플라이 애쉬 40중량%Weight ratio: 60% kaolin, fly ash 40% by weight

c1: 400kg/벽돌 톤c1: 400kg / brick ton

c2: 미연탄소함량 12%c2: unburned carbon content 12%

HL: 미연탄소의 저위발열량 4,600kcal/kg
HL: Low calorific value 4,600kcal / kg of unburned carbon

즉, 본 발명 벽돌(B 벽돌 시료)의 소성시간 절감율은 소성 온도 1170℃ - 1130℃(3.5%), 열량 감량 539,550kcal에서 220,800kcal절감(41%)으로 총 44.5% 절감(5.5 시간에서 2.5 시간)을 확인하였다.That is, the firing time reduction rate of the brick of the present invention (B brick sample) was reduced by 44.5% (5.5 hours to 2.5 hours in total) by reducing the heating temperature from 1170 ° C to 1130 ° C (3.5%) and reducing the heat from 539,550 kcal to 220,800 kcal (41%). ) Was confirmed.

이러한 계산 값에 의해 도 2와 같은 터널식 가마(1번에서 11번까지 버너를 터널식 마련함)에서 버너를 차츰 소화해 가며 온도 유지 시간을 직접 실험한 결과 3번에서 8번 버너 까지 2.5시간은 1130의 온도를 유지했다.Based on these calculations, the burner was gradually extinguished in the tunnel type kiln as shown in FIG. Maintained.

결국, 본 발명의 고령토 벽돌은 터널식 마가에서 평균 온도 1130℃, 소성 시간 2.5시간 및 연소열량:296,010kcal으로 종래 보다 평균 온도 60℃가 낮은 온도 조건에서 소성 시간 단축 및 터널식 가마에서 소성시 11개 버너중 5개 버너 만으로 적정 소성이 가능하여 종래 보다 연료 사용을 절반으로 절감하는 소성 조건을 제공함을 확인하였다.
As a result, the kaolin brick of the present invention has an average temperature of 1130 ° C., a firing time of 2.5 hours, and a calorific value of combustion: 296,010 kcal. It was confirmed that only five burners are capable of proper firing, thus providing a firing condition that reduces the use of fuel in half compared to the conventional one.

상기와 같은 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 고령토 벽돌은 고령토 백토와 고령토 점토 및 플라이 애시(fly ash) 중 유연탄 석탄회 보다 미연소 잔류 카본이 많은 무연탄 석탄회를 채택하여 각각 40중량%, 20중량%, 40중량%의 배합비로 혼합한 배합토를 벽돌 모양으로 고압 성형한 후 건조 및 소성 처리하되, 상기 플라이 애시(fly ash)의 미연소 잔류 카본이 소성 과정에서 자체 발열하여 터널식 가마에서 소성 온도 1130℃, 소성 시간 2.5시간 가열 소성하여 제조한 것이다.
Kaolin bricks prepared by the production method of the present invention as described above 40% by weight, 20% by weight, respectively, by adopting anthracite coal ash containing more unburned residual carbon than kaolin clay and kaolin clay and fly ash in fly ash. , High pressure molding the mixed soil mixed at a blending ratio of 40% by weight in a brick shape, and then dried and calcined, but the unburned residual carbon of the fly ash is self-heated in the firing process, so that the firing temperature is 1130 ° C. in the tunnel kiln. It is manufactured by heating and baking for a baking time of 2.5 hours.

이와 같이 제조된 본 발명의 고령토 벽돌은 다음과 같은 실험을 통해 그 물리적 특성(흡수율 및 압축 강도 등)이 우수함을 다시 확인하였다.
Kaolin brick of the present invention prepared as described above was again confirmed that the physical properties (absorption rate and compressive strength, etc.) is excellent through the following experiment.

[실험 1]. 압축 강도의 측정 [Experiment 1]. Measurement of compressive strength

KS L4201에 준하여 벽돌 시편의 압축강도를 측정하고 아래와 같은 식으로 계산하였다.The compressive strength of brick specimens was measured in accordance with KS L4201 and calculated as follows.

압축강도C=W/A        Compressive Strength C = W / A

C : 압축강도, N/        C: compressive strength, N /

W : 최대 하중, N        W: maximum load, N

A : 개구부를 포함하는 가압면적,
A: pressure area including the opening,

[실험 2]. 흡수율 측정[Experiment 2]. Absorption Rate Measurement

KS L4008에 준하여 소결체의 겉보기 흡수율,부피비중을 측정하였다. 먼저 10g 이상의 무게를 갖는 소성 완료된 시편의 표면을 거칠게 연삭한 후 100℃ 오븐에서 항량이 될 때까지 충분히 건조하여 무게 D를 측정하였다. 건조무게의 측정이 끝난 시편을 증류수가 담긴 용기속에 놓고 2시간 이상 끓이고 상온까지 완전히 냉각하였다. 증류수에 담긴 시편을 고리 또는 그물을 이용하여 현수 상태에서 각 시편의 무게를 0.01g까지 정확히 측정하였다. 계속하여 시료만을 제외하고 먼저와 같은 위치에서 고리 또는 그물의 무게를 달아, 처음 값에서 나중 값을 뺀 값을 수중무게 S로 하였다. 증류수로 포화된 시편을 용기에서 꺼내어 젖은 천으로 표면을 가볍게 닦고, 0.01g까지 정확히 무게를 달아 포수무게 M을 측정 하였다. The apparent absorption and volume specific gravity of the sintered compact were measured in accordance with KS L4008. First, the surface of the calcined specimen having a weight of 10 g or more was roughly ground, and then dried sufficiently until the weight was measured in an oven at 100 ° C., and the weight D was measured. After the dry weight was measured, the specimen was placed in a container containing distilled water, boiled for at least 2 hours, and cooled completely to room temperature. Specimens contained in distilled water in a suspended state using a ring or net accurately measured the weight of each specimen to 0.01g. Subsequently, the weight of the loop or net was weighed at the same position as the first position except for the sample, and the value obtained by subtracting the later value from the initial value was set to underwater weight S. Specimens saturated with distilled water were removed from the container, and the surface was lightly wiped with a damp cloth, and weighed accurately to 0.01 g, and the catcher weight M was measured.

흡수율은 아래와 같은 식으로 시편의 건조무게 대비 물의 무게비로 구하였다.Absorption rate was calculated as the weight ratio of water to dry weight of the specimen as follows.

흡수율 = (M-D)/D ×100
Absorption rate = (MD) / D × 100

[실험 3]. 열 분석[Experiment 3]. Thermal analysis

벽돌의 제조에 사용되는 원료를 열중량 분석을 하였다. 10~30mg의 시료를 알루미나 도가니에 넣고 공기중 분위기에서 분당 20℃의 속도로 승온하며 열중량 감소를 측정하였다.
The raw materials used for the manufacture of bricks were subjected to thermogravimetric analysis. 10-30 mg of the sample was placed in an alumina crucible and the thermogravimetric decrease was measured by heating at a rate of 20 ° C. per minute in an air atmosphere.

이와 같은 실험 1,2,3을 확인한 결과는 다음과 같다. The results of confirming the experiment 1,2,3 are as follows.

[결과 1] 원료의 분석[Result 1] Analysis of Raw Material

고령토 벽돌의 제조에 사용되는 백토, 점토, 고령토와 벽돌원료에 혼합되어 사용되는 플라이 애시의 조성을 습식법으로 분석하여 표 3에 나타내었다.
Table 3 shows the composition of fly ash, which is mixed with clay, clay, kaolin and brick raw materials, which are used for the manufacture of kaolin brick, by wet method.

벽돌 제조 원료의 성분 분석 Analysis of the ingredients of brick manufacturing raw materials SiO2
(%)
SiO2
(%)
Al2O3
(%)
Al2O3
(%)
CaO
(%)
CaO
(%)
MgO
(%)
MgO
(%)
Fe2O3
(%)
Fe2O3
(%)
K2O
(%)
K2O
(%)
Na2O
(%)
Na2O
(%)
TiO2
(%)
TiO2
(%)
MnO
(%)
MnO
(%)
P2O5
(%)
P2O5
(%)
C
(%)
C
(%)
Ig
Loss
(%)
Ig
Loss
(%)
백토Clay 49.249.2 33.133.1 7.567.56 0.210.21 0.830.83 0.410.41 2.982.98 0.390.39 0.010.01 -- -- 5.275.27 점토clay 43.443.4 34.334.3 0.130.13 0.380.38 4.874.87 0.540.54 0.630.63 1.01.0 0.060.06 -- -- 14.714.7 석탄회Coal fly ash 45.7545.75 29.729.7 0.940.94 0.730.73 3.403.40 3.663.66 0.600.60 3.113.11 0.040.04 -- 12.012.0 8.878.87

백토의 경우 석회석의 함량이 높다는 것이 특징이며 점토의 경우 원료에 함유된 천분의 함량이 높다는 것이 특징이다. 또한 석탄회(플라이 애시)의 성분에는 미연소된 잔류 카본이 12%로 상당량 포함되어 있고 K2O, Na2O, CaO, MgO 등 융제로 작용될 수 있는 성분들이 약 6%정도 포함되어 있다는 것을 알수 있다.The clay is characterized by a high limestone content, and the clay is characterized by a high content of nutrients in the raw materials. In addition, the ash component of fly ash contains 12% of unburned residual carbon and about 6% of components that can act as fluxes such as K2O, Na2O, CaO, and MgO.

백토의 경우 일반적인 고령토와 유사하게 500℃ 전후에서 결정수의 방출에 의하여 무게 감량이 일어나는 것으로 보인다. 또한 점토는 500℃ 부근의 무게감량과 더불어 800℃에서 1000℃사이에서 카보네이트 분해로 추정되는 무게 감량이 일어난다. 이에 비하여 석탄회(플라이 애시)의 무게감량은 550℃에서 시작되어 천천히 계속되다가 1100℃에서 완료된다. 따라서 석탄회(플라이 애시)를 포함할 경우 소성온도는 1100℃ 이상이어야 한다는 것을 알 수 있다.In the case of clay, similar to kaolin, weight loss occurs due to the release of crystal water at around 500 ℃. In addition to clay weight loss around 500 ° C, clay also loses weight due to carbonate decomposition between 800 ° C and 1000 ° C. In comparison, the weight loss of coal ash (fly ash) begins at 550 ° C and continues slowly and completes at 1100 ° C. Therefore, when the coal ash (fly ash) is included it can be seen that the firing temperature should be 1100 ℃ or more.

백토가 약 20㎛ 전후의 평균 입자크기를 갖고 거친 표면을 갖는 둥근 입자형상을 보이는데 비하여 장석은 50㎛ 이상이고 각진 입자를 다수 포함하고 있음을 알 수 있다. 한편 원료로 사용된 석탄회(플라이 애시)는 매끈한 표면을 가지는 매우 구심도가 좋은 둥근 입자모양을 가지고 있으며 입자크기는 2~3㎛에서부터 50㎛에 이르기 까지 매우 넓은 입자크기 분포를 가지는 것을 알 수 있었다.
It can be seen that feldspar is 50 µm or more and contains a large number of angular particles, whereas white clay has an average particle size of about 20 µm and a rounded particle shape having a rough surface. Coal ash (fly ash) used as a raw material has a very rounded particle shape with a smooth surface and has a very wide particle size distribution ranging from 2 to 3 μm to 50 μm. .

[결과 2] 플라이 애시의 함량에 따른 고령토 벽돌의 소성 및 물리적 특성[Result 2] Plasticity and Physical Properties of Kaolin Bricks with Various Fly Ash Contents

일반적으로 점토벽돌의 경우 약 1200℃까지 5시간이상 연속적으로 소성이 이루어진다. 이에 비하여 석탄회(플라이 애시)를 포함한 고령토 벽돌의 경우 석탄회(플라이 애시)에 포함된 잔류카본 및 융제 성분이 시편의 발열을 유도하여 터널식 가마 통과시 무소성 구간을 두어도 벽돌 온도가 유지되는 것이다.In general, the clay brick is continuously fired for more than 5 hours up to about 1200 ℃. On the other hand, in the case of kaolin bricks containing coal ash (fly ash), the residual carbon and flux components contained in the coal ash (fly ash) induce heat generation of the specimen so that the brick temperature is maintained even when the annealing section is passed through the tunnel kiln.

도 3은 벽돌에 포함된 석탄회(플라이 애시)의 양이 증가함에 따라 일정한 흡수율을 가지는데 필요한 벽돌의 소성 온도를 나타낸 그림이다.3 is a diagram showing the firing temperature of the brick required to have a constant absorption rate as the amount of coal ash (fly ash) contained in the brick increases.

도 3에서와 같이 일정한 흡수율에 도달하는데 필요한 소성 온도는 석탄회(플라이 애시)의 함량이 증가할수록 급격히 낮아진다. 그러나 석탄회(플라이 애시)의 함량이 40% 이상인 경우 벽돌의 압출 성형에 필요한 원료의 가소성이 급격히 나빠진다. 따라서 기존의 생산공정에 큰 변화를 주지 않고 석탄회(플라이 애시)를 이용할 수 있는 한계는 부피비중으로 40%가 최대인 것으로 확인된다. 이때 석탄회(플라이 애시) 40%를 포함한 벽돌의 소성 온도는 1090℃ 이상임을 알수 있다. 벽돌의 기계적 특성은 벽돌이 지탱할 수 있는 하중을 표시하는 압축강도와 꺾임에 저항하는 꺾임 강도로 나타난다. 위에서 제조된 벽돌의 꺽임 강도로 압축 강도를 측정하여 도 4 및 도 5에 나타내었다.As shown in FIG. 3, the firing temperature required to reach a constant absorption rate decreases rapidly as the amount of coal ash (fly ash) increases. However, when the content of coal ash (fly ash) is more than 40%, the plasticity of the raw materials required for the extrusion of bricks is sharply worsened. Therefore, the limit to the use of coal ash (fly ash) without changing the existing production process is 40% by volume. At this time, the firing temperature of the brick containing 40% of fly ash (fly ash) can be seen that more than 1090 ℃. The mechanical properties of bricks are represented by compressive strength, which indicates the load the brick can bear, and by bending strength that resists bending. Compressive strength was measured by the bending strength of the brick prepared above, and are shown in FIGS. 4 and 5.

이로써 석탄회(플라이 애시)를 포함한 고령토 벽돌이 KS L4201 점토벽돌 1종 특성을 보인다는 것을 알수 있다. 따라서 본 발명의 석탄회(플라이 애시)를 포함한 고령토 벽돌이 종래 벽돌을 대신하여 사용될 수 있는 기계적 물성을 지녔다고 확인된다. 벽돌의 우수성을 평가하는 기준에는 위에서 언급한 기계적 물성뿐만 아니라 벽돌 자체의 부피 비중 및 기공율 또한 중요하다. 이는 벽돌의 기계적 특성이 뒷받침 된다는 가정하에서 벽돌의 부피 비중이 낮을수록 벽돌이 가볍고, 따라서 생산과정에서 열효율 뿐만 아니라 벽돌의 운송,시공 등에서 유리하기 때문이다. 벽돌의 무게를 비교하는 기준으로는 부피비중과 기공율을 측정하는 방법이 있다. 도 6에서 석탄회의 함량에 따른 부피 비중을 나타내었다.As a result, it can be seen that kaolin bricks containing coal ash (fly ash) exhibit one kind of KS L4201 clay brick. Therefore, it is confirmed that kaolin bricks including the coal ash (fly ash) of the present invention have mechanical properties that can be used in place of conventional bricks. The criterion for evaluating the superiority of bricks is important not only for the mechanical properties mentioned above, but also for the specific gravity and porosity of the bricks themselves. This is because the lower the bulk specific gravity of the brick, the lighter the brick is, assuming that the mechanical properties of the brick are supported, and therefore, the brick is advantageous not only in thermal efficiency but also in transportation and construction. As a basis for comparing the weight of bricks, there is a method of measuring volume specific gravity and porosity. 6 shows the bulk specific gravity according to the content of coal ash.

부피비중이 2 이상인 종래 고령토 벽도과 비교하여 석탄회를 혼합한 본 발명의 고령토 벽돌의 경우 부피비중이 약12% 정도 낮음을 알수 있었다. Compared with the conventional kaolin wall having a bulk specific gravity of 2 or more, the kaolin brick of the present invention mixed with coal ash was found to have a low volume specific gravity of about 12%.

석탄회(플라이 애시)의 함량에 따른 소성 벽돌의 색상비교 실험에서 보듯이 10%, 20%, 30%, 40% 일때 벽돌 내부와 외부가 동일한 색상을 보여주고 있다. 그러나 석탄회(플라이 애시)의 함량이 50% 이상일 때 내부가 검게 탄화된 듯한 색상을 보여주고 있다. 이러한 결과는 석탄회(플라이 애시)의 무게 감량이 1090℃에서 완료되는 것을 고려하면 석탄회(플라이 애시)가 50%이상 첨가한 시편의 경우 시편 표면은 석탄회(플라이 애시)의 잔류 카본이 완전히 연소되었으나 내부는 미처 연소되지 못하였다는 것을 알 수 있다. 따라서 미세 구조의 균일성을 염두에 둔다하여도 앞의 결과와 유사하게 벽돌의 소성온도는 1090℃이상 1130℃가 되어야 하며, 첨가될 수 있는 석탄회의 최대 함량이 40%라는 것을 확인할 수 있다.As shown in the color comparison experiment of calcined brick according to the content of fly ash (fly ash), the inside and outside of the brick show the same color at 10%, 20%, 30% and 40%. However, when the ash content (fly ash) is more than 50%, the interior shows a black carbonized color. These results indicate that when the weight loss of coal ash (fly ash) is completed at 1090 ° C, in the case of specimens containing more than 50% of coal ash (fly ash), the surface of the specimen is completely burned with residual carbon of coal ash (fly ash). It can be seen that was not burned. Therefore, even with the uniformity of the microstructure in mind, similar to the previous results, the firing temperature of the brick should be more than 1090 1130 ℃, it can be seen that the maximum content of coal ash can be added is 40%.

그러나 이러한 색상의 불균일이 기계적 강도에는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 판단되며, 상기 석탄회(플라이 애시)의 양이 많을수록 소성온도가 낮은 것을 고려하면 석탄회(플라이 애시)가 유리상의 생성에 도움을 주는 것으로 확인되며, 유리상의 발달은 시편의 치밀화를 촉진시켜 흡수율을 낮추고 기공의 형태를 둥글게 만들어 벽돌의 기계적 강도를 향상시키는데 기여하게 하는 것으로 확인된다. 이러한 실험 결과로부터 석탄회(플라이 애시)를 포함한 벽돌의 품질이 기존의 벽돌과 비교하여 우수 하다는 것을 확인할 수 있었다.
However, this color non-uniformity is not considered to have a significant effect on the mechanical strength, and considering that the higher the amount of coal ash (fly ash), the lower the firing temperature, it is confirmed that coal ash (fly ash) helps to generate a glass phase. The development of the glass phase has been shown to promote densification of the specimen, thereby lowering the absorption rate and rounding the shape of the pores, thereby contributing to the improvement of the mechanical strength of the brick. From these results, it was confirmed that the quality of the brick including the fly ash (fly ash) is superior to that of the conventional brick.

[결과 3] 본 발명의 석탄회(플라이 애시) 40%를 포함한 벽돌의 온도에 따른 특성 변화[Result 3] Characteristic change according to temperature of brick including 40% of fly ash (fly ash) of the present invention

석탄회(플라이 애시)를 많이 포함할수록 벽돌의 소성온도가 낮아지고 압축강도 또한 향상되는 것을 알수 있다. 그러나 실제 석탄회(플라이 애시)의 함량은 벽돌 원료의 가소성에 제한을 받게 됨으로 현실적으로 가능한 석탄회(플라이 애시) 함량은 최대 40%라고 할 수 있다. 따라서 석탄회(플라이 애시) 40%를 포함한 벽돌에서 소성 온도에 따른 석탄회(플라이 애시)를 포함한 벽돌의 특성을 점검하여 볼 필요가 있다.The more coal ash (fly ash) is included, the lower the firing temperature of the brick and the higher the compressive strength. However, the actual content of fly ash (fly ash) is limited by the plasticity of the raw material of the brick, the realistic possible ash content (fly ash) can be said to be up to 40%. Therefore, it is necessary to examine the characteristics of bricks containing fly ash (fly ash) according to firing temperature in bricks containing 40% coal ash (fly ash).

도 7에서는 같이 석탄회(플라이 애시)를 40% 포함한 벽돌의 소성온도에 따른 압축강도를 나타낸 것이다. 7 shows the compressive strength according to the firing temperature of the brick containing 40% coal ash (fly ash) as shown in FIG.

실험은 실제 생산현장의 가마와는 달리 전기로에서 이루어졌다. 소성 온도가 증가할수록 압축 강도는 증가하였고 점토벽돌 1종 이상의 특성을 보이기 위하여서는 소성온도가 1100℃ 이상이어야 한다는 것을 확인할 수 있었다.
The experiment was conducted in an electric furnace, unlike the kiln at the actual production site. As the firing temperature increased, the compressive strength increased, and it was confirmed that the firing temperature should be 1100 ° C. or higher in order to exhibit one or more kinds of clay bricks.

따라서, 본 발명은 고령토 백토와 고령토 점토에 플라이 애시(fly ash)를 첨가하여 제조하되, 별도의 가소제 첨가 없이 플라이 애시(fly ash)의 성상과 배합비를 40중량%라는 최적비에 의해 벽돌의 고압 성형, 건조 수축, 가열 소성 과정의 조건 및 벽돌의 물리적 특성(흡수율, 압축강도 등)을 최적으로 제공하되, 상기 플라이 애시의 미연소 잔류 카본에 의한 자체 발열에 의해 종래 보다 소성 온도를 낮추고 터널식 가마로 소성시 소성 시간을 줄임과 함께 비소성구간을 지나게 하므로 소성연료로 사용되고 있는 B.C油 를 절감하므로 경제적이면서 친환경적 효과가 우수하고, 또한 종래 플라이 애시 첨가 제품의 단점인 흑심 발생을 억제하여 벽돌의 상품성을 우수하게 제공하는 것이다.Therefore, the present invention is manufactured by adding fly ash to kaolin clay and kaolin clay, but the high pressure of the brick by the optimal ratio of the properties and blending ratio of the fly ash (fly ash) without the addition of plasticizer 40% by weight It provides optimal conditions for molding, drying shrinkage, heating and firing process and physical properties of bricks (absorption rate, compressive strength, etc.), but lowers the firing temperature by conventional self-heating by unburned residual carbon of the fly ash and tunnel type kiln. It is used as a fired fuel because it reduces the firing time and also passes the non-baking section during firing. Since BC 油 is reduced, it is economical and eco-friendly, and also provides excellent commerciality of bricks by suppressing black core generation, which is a disadvantage of conventional fly ash-added products.

Claims (2)

고령토 백토와 고령토 점토 및 플라이 애시(fly ash)를 혼합한 배합토를 벽돌 모양으로 고압 성형한 후 건조 및 소성 처리 과정을 거쳐 고령토 벽돌을 제조함에 있어서,
상기 고령토 백토, 고령토 점토 및 플라이 애시(fly ash) 중 유연탄 석탄회 보다 미연소 잔류 카본이 많은 무연탄 석탄회를 채택하여 각각 40중량%, 20중량%, 40중량%의 배합비로 혼합하는 혼합 과정과,
상기 혼합 과정에서 혼합된 배합토를 진공 상태에서 고압(200마력)으로 성형하는 벽돌 성형과정과,
상기 성형된 벽돌을 건조하는 건조 과정 및 상기 건조된 벽돌을 터널식 가마에서 가열 소성하되, 상기 벽돌에 첨가된 플라이 애시(fly ash)의 미연소 잔류 카본의 자체 발열에 의해 1130℃로 2.5시간 가열 소성하는 가열 소성과정에 의해 제조하는 것을 특징으로 하는 플라이 애시를 이용한 연료 절감형 고령토 벽돌 제조방법.
In the manufacture of kaolin bricks by high pressure molding a mixture of kaolin clay, kaolin clay and fly ash into a brick shape, and then drying and calcining,
A process of mixing an anthracite coal ash containing more unburned residual carbon than coal bituminous coal ash in the kaolin clay, kaolin clay, and fly ash, respectively, in a mixing ratio of 40% by weight, 20% by weight, and 40% by weight;
A brick forming process of molding the mixed soil mixed in the mixing process under high pressure (200 hp) in a vacuum state;
Drying process of drying the molded bricks and heating and baking the dried bricks in a tunnel-type kiln, heat firing at 1130 ℃ for 2.5 hours by self-heating of unburned residual carbon of the fly ash (fly ash) added to the bricks Fuel-saving kaolin brick manufacturing method using a fly ash, characterized in that produced by the heating and firing process.
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