СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГЛИНЯНОГО КИРПИЧА (ЕЕ ВАРИАНТЫ) Российский патент 1994 года по МПК C04B33/00 

Изобретение относится к керамическому производству, в частности для получения кирпича на глиняной основе. Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по первому варианту является сырьевая смесь для изготовления глиняного кирпича, включающая следующие компоненты, мас.%: Отощающую добавку 5-20 Выгорающую добавку 1-3 Глину легкоплавкую Остальное [1].

По второму варианту сырьевая смесь включает следующие компоненты, мас.% : Выгорающую добавку 1-5 Порошок-выбойку верхнего слоя катодного цоколя алюминиевого электролизера 44-78 Глину легкоплавкую Остальное [2]
Недостатком известных сырьевых смесей является то, что сырец, изготовленный из них, при обжиге имеет значительную усадку, в том числе и за счет выгорающих добавок, приводящую к трещинообразованию черепка, а после обжига кирпич обладает относительно невысоким пределом прочности при сжатии и изгибе. Кроме того, при значительном расходе топлива в качестве выгорающих добавок (в сырец запрессовывается 60-80% от общего расхода топлива на обжиг) при обжиге кирпича выделяется большое количество вредных газов (SO₂ и SO₃).

Целью изобретения является повышение качества кирпича за счет уменьшения усадки и повышения прочности при сжатии и изгибе и уменьшение загрязнения окружающей среды.

Цель достигается тем, что сырьевая смесь для изготовления глиняного кирпича (ее варианты) включает.

В а р и а н т 1. Глину легкоплавкую, отощающую и выгорающую добавки.

В а р и а н т 2. Глину легкоплавкую, выгорающую добавку и порошок-выбойку верхнего слоя катодного цоколя алюминиевого электролизера, дополнительно содержит кремниевую пыль при следующем соотношении компонентов, мас. %: В а р и а н т 1. Отощающая добавка 5-20 Выгорающая добавка 0,5-1,5 Кремниевая пыль 0,5-1,5 Глина легкоплавкая Остальное В а р и а н т 2. Выгорающая добавка 0,5-2,5 Кремниевая пыль 0,5-2,5 Порошок-выбойка верхнего слоя катодного цоколя алюминиевого электролизера 44-78 Глина легкоплавкая Остальное.

Наличие в составе сырьевой смеси (ее вариантов) дополнительно кремниевой пыли в заданных соотношениях обеспечивает повышение качества кирпича за счет уменьшения усадки и повышения прочности при сжатии и изгибе и уменьшение загрязнения окружающей среды.

Уменьшение усадки достигается как за счет уменьшения количества удаляемых газообразных продуктов горения в результате частичной замены выгорающих добавок на кремниевую пыль, так и за счет прироста массы сырца от окисления вводимого в сырец кремния кислородом, поступающим внутрь черепка из атмосферы. Причем замена части выгорающих добавок на кремниевую пыль осуществляется благодаря эквивалентному количеству тепла от окисления кремния, что позволяет компенсировать долю тепла, уменьшенную от снижения содержания в сырьевой смеси выгорающей добавки. За счет уменьшения усадки снижается трещинообразование в обожженном кирпиче, что способствует повышению его прочности при сжатии и изгибе. За счет замены части выгорающей добавки уменьшается объем продуктов горения, содержащих вредные сернистые соединения SO₂ и SO₃, в результате чего уменьшается загрязнение окружающей среды.

Для приготовления сырьевой смеси используют легкоплавкую глину состава, мас. % : окись кремния 70; окись алюминия 15; окись железа 6; окись кальция 5; окись магния 1; окислы щелочных металлов Na₂O и К₂O ₂; угольные выгорающие добавки (каменный уголь), отощающие добавки (шамот, кварцевый песок). По варианту 2 использовали порошок-выбойку верхнего слоя катодного цоколя алюминиевого электролизера состава, мас.%: фтористый натрий 30-55; окись кремния 25-40; окись железа 2-3; окись алюминия 10-15 и криолит 8-12. В качестве кремниевой пыли использовали отсев мельчайшей фракции после дробления кристаллического кремния, например, при приготовлении алюминиево-кремниевых сплавов.

Составы сырьевых смесей для получения глиняного кирпича приведены в таблице.1.

Из этих смесей кирпич готовили по обычной технологии. Кремниевую пыль в сырьевую смесь вводили совместно с выгорающей добавкой.

Готовят образцы, которые испытывали на прочность при сжатии в изгибе. Исследовали кирпич на предмет трещинообразования. Определяли усадку и марку кирпича.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Из данных таблицы видно, что качество выше у кирпича, изготовленного из предлагаемого состава сырьевой смеси (составы 1-3 и 7-9), чем из известной (составы 6 - вариант 1 и 12 - вариант 2) за счет уменьшения усадки с 5,5-6,0 до 3,2-4,2% и повышения предела прочности при сжатии с 130-135 до 155-180 кгс/см² и изгибе с 26-27 до 28-32 кгс/см². Марка кирпича повышается с 125 до 150. В результате уменьшения содержания выгорающих добавок уменьшается объем газообразных продуктов горения, что способствует уменьшению загрязнения окружающей среды.

Сущность изобретения: сырьевая смесь (вариант 1) содержит, мас.%: отощающую добавку 5 - 20; выгорающую добавку 0,5 - 1,5; кремниевую пыль 0,5 - 1,5 и глину легкоплавкую остальное; сырьевая смесь (вариант 2) содержит, мас. % : выгорающую добавку 0,5 - 2,5; кремниевую пыль 0,5 - 2,5; порошок - выбойку верхнего слоя катодного цоколя алюминиевого электролизера 44 - 78 и глину легкоплавкую остальное. Показатели кирпича следующие: усадка при обжиге сырца уменьшается с 5,5 - 6,0 до 3,2 - 4,2%, предел прочности при сжатии повышается с 130 - 135 до 155-180 кгс/cм² и изгибе - с 26 - 27 до 28-32 кгс/см² . Повышается марка кирпича с 125 до 150. Снижается загрязнение окружающей среды за счет уменьшения объема выделяющихся газообразных продуктов горения, содержащих вредные сернистые соединения (SO₂ и SO₃) . 1 табл.

1. Сырьевая смесь для изготовления глиняного кирпича, включающая легкоплавкую глину, отощающую и выгорающую добавки, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит кремниевую пыль при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Отощающая добавка 5 - 20
Выгорающая добавка 0,5 - 1,5
Кремниевая пыль 0,5 - 1,5
Легкоплавкая глина Остальное
2. Сырьевая смесь для изготовления глиняного кирпича, включающая легкоплавкую глину, выгорающую добавку и порошок-выбойку верхнего слоя катодного цоколя алюминиевого электролизера, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит кремниевую пыль при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Выгорающая добавка 0,5 - 2,5
Кремниевая пыль 0,5 - 2,5
Порошок-выбойка верхнего слоя катодного цоколя алюминиевого электрол
изера 44 - 78
Легкоплавкая глина Остальное