СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕКОРАТИВНО-ОБЛИЦОВОЧНЫХ ПЛИТ МЕТОДОМ СПЕКАНИЯ Российский патент 2000 года по МПК C03B19/06 C03B31/00 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству отделочных материалов, получаемых методом спекания смеси стеклогранул с различными красителями и наполнителями.

Широко известен способ получения декоративно-облицовочных плит методом спекания сырьевой смеси стеклогранулята с кварцевом песком /см. Быков А.С. "Технология производства и применения стеклокремнезита в строительстве". М. Стройиздат. 1984 г./. Приготовленная смесь засыпается в специальные формы, расположенные на жаропрочном поддоне, установленном на вагонетке. По мере продвижения вагонетки по длине туннельной печи происходит нагрев сырьевой смеси и ее оплавление при температуре 900 - 1000^oC. После этого вагонетка перемещается в неотапливаемую часть туннельной печи, где производится самопроизвольное постепенное снижение температуры. Процесс отжига и охлаждения полученных облицовочных плит практически неуправляем и длится 5 - 7 часов /в зависимости от производительности печи/. Из-за низкого качества отжига наблюдается большой процент боя изделий.

Известен также способ изготовления декоративно - облицовочных плит на основе стеклогранулята путем его спекания в специальной теплоизолированной форме. После завершения оплавления стеклогранулята форма опускается из печи вниз на одну позицию и сразу же накрывается аналогичной формой с засыпанной сырьевой смесью, которая образует с нижестоящей формой замкнутую камеру. С помощью специального механизма обе формы поджимаются к обогреваемому колпаку электропечи. Через определенное время все повторяется снова. При этом в верхней форме происходит процесс спекания и оплавления стеклогранулята, а в нижерасположенных формах протекает процесс отжига и охлаждения изделий /см. Патент России N 2004507, кл. C 03 B 31/00, 1993 г./.

Недостатком известного способа является большая продолжительность процесса охлаждения полученных облицовочных плит. Это связано с тем, что в качестве теплоизолирующих крышек используются горячие формы, которые существенно замедляют охлаждение стеклоизделий в нижерасположенных формах.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является способ получения декоративно-облицовочных плит на основе стеклогранулята с использованием теплоизолирующих форм и специальных крышек /см. Патент России N 2121462, кл. C 03 B 31/00, 1998 г./. После завершения спекания и оплавления стеклогранулята форма выводится из печи и сразу же накрывается теплоизолирующей крышкой, образуя термостат. В не происходит отжиг и охлаждение изготовленных плит.

Недостатком известного способа также является низкое качество отжига полученных облицовочных плит и большая продолжительность процесса их охлаждения. Эти параметры имеют обратную зависимость. Для качественного отжига стеклоизделий термостат должен обладать мощной теплоизоляцией. В этом случае можно добиться качественного отжига, но процесс охлаждения плит будет протекать очень медленно /10 - 12 часов/. И наоборот, использовав крышки со слабой теплоизоляцией, можно весь процесс охлаждения провести за 1,5 - 2,0 часа. Но при этом будет наблюдаться резкое увеличение процента боя изделий из-за некачественного отжига. Тогда принимается, как правило, компромиссное решение. Изоляцию крышек делают с таким расчетом, чтобы бой стеклоизделий из-за некачественного отжига был минимальным. В этом случае общее время охлаждения облицовочных плит составит 5 - 6 часов.

Цель изобретения - повышение качества отжига облицовочных плит и сокращение общего времени их охлаждения.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу изготовления декоративно-облицовочных плит, включающему укладку на жаропрочный поддон форм с сырьевой смесью на основе измельченного стекла, нагрев ее в печи до плавления, перенос поддона с формами под теплоизолирующую крышку термостата, отжиг и охлаждение полученных плит в нем, жаропрочный поддон с формами перед помещением под крышку термостата подвергается резкому охлаждению на воздухе в течение 0,5 - 1,5 мин и затем накрывается перфорированной крышкой из жаропрочной стали, а через 30 - 60 мин термостат раскрывается и окончательное охлаждение облицовочных плит производится под перфорированной стальной крышкой в течение 45 - 90 мин.

Ввиду отсутствия метода определения остаточных напряжений в непрозрачных композиционных материалах, оптимальный режим их отжига и охлаждения был установлен экспериментальным путем.

После завершения спекания и плавления сырьевой смеси при температуре 900 - 1000^oC жаропрочный поддон с формами выводится из печи и остывает на воздухе в течение 0,5 - 1,5 мин. За это время температура поверхности облицовочных плит резко снижается до 700 ± 50^oC. После накрытия форм перфорированной крышкой из жаропрочной стали и теплоизолирующей крышкой температура в образовавшемся термостате устанавливается в пределах 600 - 650^oC, что соответствует верхней температуре отжига. При этом градиент температуры по толщине стеклоплитки выравнивается, что очень важно для проведения качественного отжига.

Толщина изоляции теплоизолирующей крышки подбирается экспериментальным путем с таким расчетом, чтобы за время пребывания облицовочных плит в термостате /30 - 60 мин/ их температура снизилась бы до 425 ± 25^oC. За это время в заданном температурном интервале полностью завершается отжиг облицовочных плит. После этого термостат раскрывается и процесс охлаждения облицовочных плит происходит под перфорированной крышкой из жаропрочного металла толщиной 1 - 2 мм в течение 45 - 90 мин. Наличие отверстий в крышке усиливает скорость охлаждения облицовочных плит, препятствуя в то же время их разрушению от резкого перепада температур. По экспериментальным данным оптимальный диаметр отверстий - 10 мм, а их общее количество должно находиться в пределах 5 - 20% от площади облицовочной плиты. Они должны равномерно располагаться по всей плоскости крышки. Количество отверстий, их диаметр, а также требуемое время охлаждения подбирается, главным образом, в зависимости от геометрических размеров изготавливаемых плит и их толщины.

Предлагаемый способ изготовления декоративно-облицовочных плит методом спекания поясняется примерами конкретного выполнения.

Пример 1 /изготовление облицовочных плит размером 200 х 200 х 6 мм/. На жаропрочный поддон устанавливается 9 форм размером 215 х 215 мм и в них засыпается сырьевая смесь, состаящая из 85% цветного стеклогранулята и 15% кварцевого песка, толщиной 11 - 12 мм. Поддон подается в печь, где при температуре 950^oC происходит спекание и оплавление сырьевой смеси. После этого поддон с формами выдвигается из печи и в течение 30 - 40 с охлаждается на воздухе. Затем на него сверху надевается перфорированная крышка из жаропрочного металла и сразу же теплоизолирующая крышка. Металлическая крышка имеет толщину 1 мм. В ней равномерно расположены отверстия диаметром 10 мм. Их общее количество составляет 7 - 8% от площади изготавливаемых плит. Толщина изоляции в теплоизолирующей крышке подобрана из расчета требуемой скорости охлаждения внутри термостата 5,5 - 6,0 град/мин.

Через 33 - 35 мин снимается теплоизолирующая крышка, а еще через 50 - 52 мин - перфорированная крышка. Температура готовых плит составляет 50 - 60^oC. Полученные декоративно-облицовочные плиты имеют качественный отжиг, а общее время охлаждения их составило 83,5 - 87,5 мин.

Пример 2 /изготовление облицовочных плит размером 300 х 400 х 15 мм/. На жаропрочный поддон устанавливаются 4 формы размером 315 х 415 мм и в них засыпается сырьевая смесь /см. пример 1/ толщиной 28 - 30 мм. После этого поддон подается в печь, где при температуре 950^oC происходит спекание и оплавление сырьевой смеси. Затем поддон с формами выдвигается из печи и в течение 60 - 70 с охлаждается на воздухе, после чего он сразу же накрывается сверху перфорированной крышкой из жаропрочного металла и теплоизолирующей крышкой. Металлическая крышка имеет толщину 1,5 мм. В ней равномерно расположены отверстия диаметром 10 мм. Их общее количество составляет 15 - 16% от площади изготавливаемых плит. Толщина изоляции в теплоизолирующей крышке подобрана из расчета требуемой скорости охлаждения внутри термостата 3,5 - 4,0 град/мин.

Через 50 - 55 мин снимается теплоизолирующая крышка, а еще через 80 - 85 мин перфорированная крышка. Температура плит составляет 50 - 60^oC. Полученные декоративно-облицовочные плиты имеют качественный отжиг, а общее время охлаждения их составило 131 - 141 мин.

Предлагаемый способ изготовления декоративно-облицовочных плит позволяет активно регулировать процесс их отжига и охлаждения в зависимости от изменяющегося ассортимента.

Полученные по предлагаемому способу декоративно-облицовочные плиты имеют качественный отжиг. При этом общее время, требуемое на отжиг и охлаждение изделий, сокращается в 1,5 - 3,0 раза по сравнению с известным способом. Это, в свою очередь, способствует уменьшению количества требуемого оборудования и оснастки, продлению срока их службы, а также снижению требуемых производственных площадей.

Использование: изготовление декоративно-обливочных плит методом спекания из сырьевой смеси на основе измельченного стекла. Техническая задача изобретения - повышение качества отжига плит и сокращение общего времени их охлаждения в термостате. Сущность изобретения: после плавления сырьевой смеси в печи подвергают жаропрочный поддон с формами резкому охлаждению на воздухе в течение 0,5-1,5 мин, затем накрывают его перфорированной крышкой из жапропрочной стали и теплоизолирующей крышкой. Через 30-60 мин термостат раскрывают и окончательное охлаждение производят под перфорированной стальной крышкой в течение 45-90 мин. Общее время, требуемое на отжиг и охлаждение изделий, сокращается в 1,5-3,0 раза по сравнению с известным способом.

Способ изготовления декоративно-облицовочных плит, включающий укладку на жаропрочный поддон форм с сырьевой смесью на основе измельченного стекла, нагрев ее в печи до плавления, перенос поддона с формами под теплоизолирующую крышку термостата, отжиг и охлаждение полученных плит в нем, отличающийся тем, что, с целью повышения качества отжига плит и сокращения общего времени их охлаждения, жаропрочный поддон с формами перед помещением под крышку термостата подвергается резкому охлаждению на воздухе в течение 0,5-1,5 мин и затем накрывается перфорированной крышкой из жаропрочной стали, а через 30-60 мин термостат раскрывается и окончательное охлаждение облицовочных плит производится под перфорированной стальной крышкой в течение 45-90 мин.