174076. lajstromszámú szabadalom • Eljárás építőelemek előállítására
3 174076 4 feltételei annak, hogy ezek az anyagok a szokványos kötőanyag jelenlétében az alapvető tulajdonságaik bizonyos konvergenciájával együttesen felhasználhatók legyenek a szilikát-technológiai folyamatban. Miután a hányóanyagok egyike sem rendelkezik a megmunkálásnál oly fontos képlékenységgel, előfeltételként megállapítottuk, hogy kötőanyagként pl. agyagot is alkalmazni kell egyik összetevőként. A számbajöhető alapanyagok közül szilikáttechnológiai vonatkozásban az égőpala tekinthető a legértékesebbnek, mivel az 800-2000 kcal/kp közötti átlagos fűtőértéke hasznosítható közvetlenül a betétben felszabadítható energiaként, éspedig jobb hatásfokkal, mint ugyanannyi energiánál külső hőcsere esetén. Az égőpala izzítás utáni szerkezeti felépítése azonban kedvezőtlen, mert réteges, pikkelyes szétesést mutat. Megállapítottuk, hogy a száradási utózsugorodása 5,3%, az izzítási utózsugorodása 16,5% és tűzállósága 1580 °C körül van, tehát a kis és nagy hőmérsékletű hőkezelés során létrejövő nagymértékű utózsugorodás a többi komponensekkel csak korlátozott tömörödési tesz lehetővé és az egyes részecskék parciális kontrakciója miatt csak laza kötés jön létre. Ebből következik, hogy csakis fmomszemcsés formában használható fel, ami egyébként a kiégés szempontjából is kedvező. A pernyénél azt tapasztaltuk, hogy a száradási zsugorodása 0,98%, az izzítási zsugorodása 15,1%, tűzállósága 1100°C körül van. A salakot illetően megállapítottuk, hogy egyrészt a kémiai összetétele elég tág határok között ingadozik, másrészt azt, hogy redukáló izzításnál meglehetősen morzsalékony szerkezetet ad és alig 10—30 °C-on belül tovább emelve a hőmérsékletet már meg is olvad. A száradási zsugorodása 0,08%, az izzítási zsugorodása nem mérhető, mert megfolyósodik a meglehetősen nagy Fe203, CaO és MgO tartalom következtében, tűzállósága pedig 980—1000 °C körül van. A kötőanyagként használt agyagféleségek közül, mint az egyik legkedvezőtlenebb minőségűt, a mályi agyagot vizsgáltuk és megállapítottuk, hogy a száradási zsugorodása 6,5%, az izzítási zsugorodása 1,1%, a tűzállósága pedig 1120°C körül van. Optimális égetéséhez savanyító komponens alkalmazása szükséges, amely jelen esetben a salak és pernye adagolásával történhet meg. A fenti vizsgálati eredmények ismeretében megállapítható volt, hogy egyes komponensek izzítás utáni nagymértékű kontrakciója kedvezőtlen akkor, ha valamennyi komponens azonos tulajdonsággal rendelkezik, mivel a kontaktusfelületek képződése így erősen korlátozott. Ez a jelenség azonban tixotróp komponensek, pl. az agyag jelenlétében .ellensúlyozható. A pernye, salak és agyag viszonylag alacsony termikus stabilitását pedig az égőpala nagyobb tűzállóságával lehet kompenzálni. Az izzítás technológiai szakaszának biztonságos vezetése miatt szét kell húzni a klinkeresedés és a lágyulás közötti hőmérséklettartományt, mert ellenkező esetben a redukáló atmoszférában már 50— 100°C hőmérséklettöbblet elég ahhoz, hogy teljes elsalakosodás következzék be, erősen deformált elemek jelentkezésével. Tekintettel arra, hogy az izzításrc szolgáló alagútkemencékben ennyi hőmérséklet különbség a rakomány magasságában is előfordulhat, ennek a hőmérséklettartománynak a megfelelő mértékű széthúzása így technológiai szükségszerűség. A következő lépésben vizsgáltuk azt, hogy milyen az egyes komponensek egy nagy kötőképességű anyaggal, így pl. agyaggal való klinkeresedési hajlama. így a pernyét, salakot és égőpalát 40^1-0 súly%-nyi agyaggal összegyúrva és kiégetve tulajdonképpen reprodukáltuk az eddig ismeretes hasonló eljárásokat, amikor is gyakorlatilag ügyanazt tapasztaltuk, mint amit már a technika állásának ismertetésekor is ezen eljárások egyik hátrányaként kellett megállapítsunk, éspedig azt, hogy a kapott termékek nyomószilárdsága igen alacsony. Ennek magyarázata az, hogy ezen anyagokat pusztán egymással elkeverve és kiégetve a kötődésük igen csekély, viszont ha ennek fokozása érdekében emeljük a hőmérsékletet, bekövetkezik a termék elsalakosodása és deformációja. A továbbiakban az egyes alapanyag-féleségek egymáshoz viszonyított arányának a klinkeresedésre gyakorolt hatását vizsgáltuk meg. A vizsgálat eredményeként azt találtuk, hogy a salak vázalkotó szerepe a viszonylag laza szerkezete és az erős kontrakciója miatt nem kielégítő. A klinkeresedés mértékét tekintve kedvezőnek mutatkozott egy olyan keverék, amelyben 20% égőpala, 25% pernye, 25% salak és 30% agyag volt. Ezután vizsgáltuk az égetési hőmérséklet optimumát ennél a keveréknél és azt találtuk, hogy sem szilikátkémiai, sem energetikai okokból nem ajánlatos az 1100°C-ot túllépni. Azonban az így kapott legkedvezőbb tulajdonságú termékek is csak 10-12 kp/cm2 nyomószilárdságot mutattak. A szerkezet mikroszkópiái vizsgálatakor megállapított és az egyes komponensek szemcséinek erős kontrakciójával magyarázható, erősen szivacsos jelleg és korlátozott kötődés okozta ezt a rossz mechanikai szilárdságot. Ezekután világossá vált, hogy a hányóanyagok felhasználhatósága problémájának a megoldását a termék szivacsos jellegének és a korlátozott kötődésnek a megjavításával lehet csak elérni. Bebizonyosodott, hogy a keverék égetés előtti préselési nyomásnövelésével csak kis mértékű javulás érhető el. A további vizsgálataink és kísérleteink vezettek rá a találmányi gondolatra, amely szerint az egyes komponensek megfelelő kolloidkémiai előkészítésével lehet a magunk elé tűzött célt elérni. A pernye, salak, bányászati meddő kiindulási anyagokból ásványi kötőanyaggal történő építőelemek, főként építőtégla előállítási eljárására irányuló találmányunk lényege, hogy az őrölt vagy egyébként is porózus szervetlen ipari hulladék anyag(ok), így célszerűen a pernye és/vagy salak, valamint az ásványi kötőanyag, célszerűen agyag vizes szuszpenzióját az ásványi kötőanyag kolloidos feltáródásáig és a szervetlen ipari hulladék anyag(ok) pórusaiba és felületére való rátáródásáig — adott esetben ezt hőközléssel gyorsítva - tároljuk, majd víztartalmát célszerűen szárítással 15% alá csökkentjük, ezután az anyagot 1 mm szemcseméret alá őröljük és salakkal és/vagy égőpalával homogenizáljuk, formázzuk és 1000-1250 °C hőmérsékleten kiégetjük. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
