201503. lajstromszámú szabadalom • Eljárás egyszer égetett burkolólapok előállítására
1 HU 201503 A 2 A találmány tárgya eljárás egyszeri égetéssel is kialakítható, mázas vagy máztalan kerámiai burkulólapok előállítására. E burkolólapok főtömegében Si02-t, Al203-t, K2O-t és Na20-t tartalmazó masszák présporrá alakításával, e préspor lapokká préselésével szárításával, majd kiégetésével készülnek. A találmány szerinti eljárásra az jellemző, hogy a kiinduló 55-72 tömeg% SÍO2, 14-24 tömeg% AI2O3, 1,5-3,5 tömeg% K2O és 0,5-2 tömeg% Na20 összetételű; masszához 3-30 tömeg% bauxitot adagolunk, majd e masszát 1100 és 1250 “C közötti hőmérsékleten önmagában ismert módon kiégetjük. A kiégetésre kerülő burkolólap lehet máztalan is, de azt mindjárt mázzal ellátva is kiégethetjük. A különböző épületfelületek burkolására sokféle anyagból és technológiával állítanak elő kerámiai lapokat. A hagyományos eljárások: a kétszeri égetéssel, mázas, dekorált kivitelben történő belsőtéri burkolólap gyártás, valamint a külső térben is használható, máztalan lapok gyártása egyszeri égetéssel. Korszerűbb módszerek szerint mázas, külső térben is használható lapokat egyszeri égetéssel állítanak elő. Ez a technológia ugyan gazdaságos, mégis kivitelezése több hátránnyal illetve nehézséggel jár. Masszaösszetétel szempontjából nehézséget jelent az, hogy az égetés során a massza, a benne keletkező olvadékfázis kialakulása következtében meglágyul és vetemedésre hajlamossá válik. A hőmérséklet vagy az égetési idő megnövekedése esetén pedig olyan konzisztencia alakul ki, ami miatt a termék gyakran ráolvad és ráragad az égetési segédeszközökre. Ezáltal egyrészt maga a termék selejtessé válik, de ezenfelül még az égetőberendezés is megrongálódik. A találmány alapvető célja ezen kedvezőtlen hatások kiküszöbölése, vagy legalábbis nagyfokú mérséklése és ezáltal az egyszeri kiégetéssel előállítható burkolólapok termelési üzembiztonságának nagyfokú javítása. Azt találtuk, hogy ennek érdekében mind az égetési hőfok, mind pedig az égetési idő ingadozásait jobban tűrő, azaz ezekre kevésbé érzékeny massza összetétellel érhetünk célt. A kerámiai égetéseknél általában, így a burkolólapok égetésénél is minden egyes termékre megállapítható egy optimális égetési hőfok és égetési idő (pl. 1200 °C és 3 óra). Az égetőkemencék azonban nem szabályozhatók teljes pontossággal, vagyis a termelés folyamatában változik az égetés hőfoka és ideje is. Az égetendő terméknek van ezzel a változással szemben bizonyos tűrőképessége, vagyis egy olyan hőfokintervallum (pl. 1200 ’C ± 10 °C) és időintervallum (pl. 3 óra ± 5 perc), amelyen belül tulajdonságai lényegesen nem változnak. Az ismert masszaösszetételek mellett azonban ezek a hőfok és időintervallumok meglehetősen csekélyek és elsősorban a túlégetésre való érzékenység okozhat komoly üzemzavarokat. Az alulégetett termék pedig minőségileg kevésbé megfelelő. Azt találtuk, hogy a kitűzött célt egy az eddigieknél reakcióképesebb komponens alkalmazásával érhetjük el. Ilyen anyagok azok, amelyek gamma-aluminiumhidroxidot tartalmaznak, elsősorban a nagy mennyiségben előforduló bauxit. Ebben az AI2O3 - a bauxit fajtájától függően - más-más vegyületek formájában van jelen, amelyek a kiégetés során elbomlanak és az így keletkező AI2O3, vagy azt tartalmazó bomlástermékek reakcióképesebbek, mint a stabilizált kristályformályú AI2O3, a korund. így az égetési folyamat akár rövid ideje alatt is (pl. az ún. gyorségetési folyamatok során) a bomlási reakciók révén keletkező anyagok egyfelől reakcióképességüknél fogva, másrészt fizikai beolvadás révén beépülnek az anyagba és kifejtik - elsősorban a túlégetéssel szembeni - fékező hatásukat. Gamma-alumínium-hidroxidot tartalmazó anyagok adagolásával tehát mód nyílik arra, hogy a massza AI2O3 tartalmát reakcióképes anyag segítségével az SÍO2 rovására valamelyest növeljük, de ugyanakkor az SÍO2 tartalom nem lényeges változtatása mellett mód nyílik a massza képlékenységének csökkentésere is, ami a kitűzött cél szempontjából szintén előnyös. Bár a találmányi gondolat megvalósítása szempontjából bármilyen gamma-aluminium-hidroxidot tartalmazó anyagot, pl. akár az ún. gamma-timföldeket is alkalmazhatjuk, de - elsősorban gazdasági okok miatt - célszerű bauxitot használnunk ilyen anyagként. A bauxitok főtömegében AI2O3, SÍO2 és Fe203 tartalmú anyagok. Timföldipari célokra olyan bauxitokat célszerű használni, amelyek minél magasabb AI2O3 tartalommal rendelkeznek (pl. 48-53 % közöttivel) és minél alacsonyabb S1O2 tartalommal (pl. \-4 % közöttivel). A találmány alkalmazása szempontjából viszont előnyösebbek az olyan bauxitok, amelyeket timföldipari célra lehetőleg nem használnak, vagyis amelyeknek viszonylag magas AI2O3 tartalma célszerűen legalább 45 % mellett SÍO2 tartalma is minél magasabb, akár a 15-18 %-ot is eléri. A bauxit adagolásával szükségszerűen valamennyi Fe2Ü3 is kerül a masszába. Ez a masszát - mennyiségétől függően - színezi is. Mázas kivitel esetén azonban ez nem látszik a kiégetett burkolólapon, minőségét pedig nem érinti. A bauxitok átlagos Fe2C>3 tartalma mintegy 16-24 %. A találmány alkalmazása szempontjából előnyösebb az olyan bauxit, amelynek Fe2Ü3 tartalma minél alacsonyabb. Minthogy a massza nemcsak Al203-t és Si02-t, hanem egyéb anyagokat is tartalmaz, ezek pl. a K2O és az Na^O adagolásáról másfajta anyagok alkalmazásával kell gondoskodnunk. De különben is legfeljebb az AI2O3 tartalom nagy része biztosítható a bauxit adagolásával, az SÍO2 tartalom biztosítása végett amúgy is másfajta anyagokat is adagolnunk kell. Ilyen anyagok a különféle kaolinok és agyagok illetve a homok. A bauxit komponensként felhasználásával azonban a massza képlékenysége csökkentésére és/vagy az AI2O3 tartalom növelésére (az SÍO2 tartalom rovására) mód nyílik, mégpedig egy reakcióképes komponens segítségével. A főtömegében 55-72 tömeg% SÍO2, 14-24 tömeg% AI2O3, 1,5-3,5 tömeg% K2O és 0,5-2,0 tömeg% Na?0 összetételű masszát tehát 3 és 30 tömeg% bauxit adagolásával tehetjük kevésbé képlékennyé, illetve reakcióképes AI2O3 vegyületekkel dússá és érhetjük el azt, hogy az kevésbé legyen érzékeny az elkerülhetetlen égetési hőfok és égetési idő eltérésekre, különösen pedig a túlégetésre. A bauxit adagolásával ily módon kialakított masszát vízzel szuszpenzióvá őröljük, porlasztó szárítóval félszáraz présporrá alakítjuk, préseljük, a lepréselt lapokat szárítjuk. Amennyiben mázas terméket 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
