Спосіб пластичного формування керамічної цегли, Банкпатентів
Винахід відноситься до виробництва будівельних матеріалів, зокрема формування керамічної цегли на стрічкових пресах. Сутність винаходу: спосіб включає вичавлювання через мудштук глиняного бруса з утворенням в ньому наскрізних поздовжніх каналів. Виконання у брусі, що формується, каналів здійснюють шляхом установки в пресуючої частини мундштука кернів, що звужуються. 1 іл.
Винахід відноситься до промисловості будівельних матеріалів, зокрема виробництва керамічних виробів методом пластичного формування повнотілої цегли на стрічкових (шнекових) пресах.
До керамічних стінових виробів, як до конструкційного будівельного матеріалу ГОСТом пред'являються регламентовані вимоги щодо механічної міцності, теплозахисних властивостей, морозостійкості, водопоглинання та ін. які забезпечуються особливостями технології виробництва, властивостями вихідної сировини, конструктивними елементами формоутворення тощо.
Недоліком цього є збільшення трудомісткості і собівартості виробництва цегли (витрати придбання, транспортування, зберігання, підготовку і дозування матеріалів).
Відомий спосіб пластичного формування, так званої, ефективної керамічної цегли (зі штучними порожнинами) шляхом видавлювання керамічної маси через мундштук і пустотоутворювачі (керни), розміщені в його порожнині.
Цей спосіб суттєво зменшує вади та недоліки традиційної технології формування звичайної повнотілої цегли та створює ряд додаткових переваг: знижується питома витрата керамічної маси і, відповідно, вага виробу, покращуються теплоізоляційні властивості цегли, зменшується тривалість та знижуютьсяенерговитрати при термічній обробці цегли-сирцю.
Цей спосіб прийнятий як прототип.
Однак відомий спосіб не позбавлений недоліків, а саме: зростає опір руху керамічної маси в порожнині мундштука в процесі формування цегли, що знижує продуктивність преса і збільшує навантаження на його приводний механізм, тобто. збільшуються енерговитрати операцію формування керамічного бруса.
Іншим істотним недоліком є зниження конструкційної міцності виробу через наявність у цегли штучно створених великих за розмірами великої кількості порожнин, із сумарним об'ємом у 13-30% і навіть вище від обсягу виробів (див. ГОСТ 530-80), що у багатьох випадках не дозволяє використовувати таку цеглу як стіновий матеріал при будівництві висотних будівель і збільшує відсоток бою (поломок), особливо на транспортних операціях.
Метою запропонованого технічного рішення є отримання цегли з більш високими властивостями міцності і з більш низькими матеріальними і енергетичними витратами на його виробництво.
Це в запропонованому способі досягається тим, що при пластичному формуванні повнотілої керамічної цегли на стрічковому пресі, що включає видавлювання через мундштук з кернами глиняного бруса з утворенням в ньому наскрізних поздовжніх каналів при переміщенні керамічної маси в порожнині пресуючого пристрою і керни при цьому сумарна площа перерізу каналів на виході з мундштука становить 1-7% від площі перерізу бруса, що формується.
Відмінними ознаками запропонованого способу є: виконання каналів звужуються в напрямку руху керамічної маси в порожнині формуючого пристрою; навиході з мундштука сумарна площа перерізу каналів становить 1-7% площі перерізу глиняного бруса.
На кресленні схематично зображено варіант пристрою для здійснення запропонованого способу.
Пристрій містить керноутримувач 1, фланцеву плиту пресової головки стрічкового преса 2, керни-каналоутворювачі 3, прес мундштук 4.
У пропонованому способі виконання в глиняному брусі наскрізних поздовжніх каналів здійснюють безпосередньо на пресі шляхом установки в порожнині мундштуку кернів зі зменшенням вихідного отвору перетином.
Формування цегли за пропонованим способом здійснюють на шнековому пресі з вакуумуванням керамічної суміші. Вихідна сировина глина проходить всі традиційні операції обробки та підготовки, що включають попереднє руйнування її природної структури, видалення сторонніх домішок та включень, подрібнення, зволоження, усереднення вологи в масі та отримання однорідної суміші (шихти), а також запровадження спеціальних добавок. Відформовані вироби проходять термічну обробку (сушіння, випалення).
Відмінні риси пропонованого способу отримання керамічної цеглини входять тільки в операцію формування глиняного бруса на стрічковому пресі.
Ці особливості дозволяють виготовляти звичайну цеглу з новим комплексом технологічних і споживчих властивостей, що поєднують в одне ціле основні переваги технологій пластичного формування повноцінної та порожнистої цегли, істотно зменшивши при цьому негативні сторони кожної з технологій окремо.
Так, запропонований спосіб формування керамічної цеглини дозволяє усунути багато, часто зустрічаються і важкоусувні різновиди прихованих дефектів формування: свиливість, розшарування,нерівнощільність, і при цьому значно скоротити кількість добавок, що вводяться в суміш (переважно тирсу), підвищити ефективність термічної обробки цегли-сирцю. Ця частина нового позитивного ефекту очевидна і цілком закономірна, так як створюється на базі використання в запропонованому способі відомих раніше прийомів виконання у брусі, що формується поздовжніх наскрізних каналів. І це відмінна особливість запропонованого способу формування, тобто. виконання каналів, що звужуються, зменшує опір руху глиняної маси в порожнині мундштука при формуванні бруса.
Новий позитивний ефект від запропонованого формоутворення каналів створюється ще й тому, що при пресуванні бруса остаточне ущільнення глиняної маси в порожнині мундштука супроводжується одночасною релаксацією (гасінням) пружних напруг, стиснення, а це, на відміну від всіх відомих способів пластичного формування знижує схильність сирого виробу до деформування та тріщиноутворення на наступних операціях термічної обробки.
Другий суттєвою відмінністю (ознакою) пропонованого технічного рішення є необхідна і достатня для отримання нового позитивного ефекту регламентація найважливішого параметра процесу формування. Цим параметром є додатково створювана в цеглі в процесі формування штучна порожнеча у вигляді наскрізних поздовжніх каналів, сумарна площа отворів яких обмежена межами 1-7% від площі перерізу формується бруса.
Запропоновані у формулі винаходу межі сумарної площі виконуваних у брусі каналів, що звужуються (1-7% від площі перерізу бруса) є тими оптимальними межами, які практично не призводять дозниження міцності цегли, але забезпечують досить ефективне поліпшення технологічних властивостей кераміки. При цьому важливо враховувати, що найвищий позитивний ефект може бути досягнутий лише при виконанні найбільшого числа рівномірно розосереджених у площині цегли наскрізних каналів з обмеженою площею перерізу кожного отвору.
Так, експериментально встановлено, що неефективно виконувати канали в керамічному брусі з площею перерізу одиничного отвору менше 7,0 мм 2 , тобто. діаметром менше 3 мм, так як у таких каналів вихідні отвори в цеглині-сирці виявляються закупореними глиною після розрізання бруса на цеглу. Максимальна площа перерізу одиничного каналу теж обмежена і не може перевищувати 200 мм 2 так як ця величина відповідає отвору діаметром 16 мм, тобто. гранично допустимого наскрізного отвору за ГОСТ 530-80.
Виходячи з конструктивних можливостей практичного виконання каналів у формованому брусі та забезпечення при цьому бажаного поєднання покращених технологічних властивостей керамічної маси з високою міцністю готових виробів, розрахунковим шляхом та експериментальною перевіркою встановлена оптимальна площа отвору одиничного каналу у формованому брусі в межах 12-38 мм 2 відповідає діаметрам отворів круглого перерізу 4-7 мм.
На підставі вищевикладеного, при сумарній площі каналів, що виконуються в цеглі-сирці, менше 1% від площі перерізу формованого бруса не відбувається помітного (практично спостерігається) поліпшення сушильних властивостей кераміки, а при більшій величині сумарної площі перерізу каналів, ніж 7% виникає реальна небезпека зниження міцності властивостей повнотілої цегли.
Одним з різновидів є каналоутворювач,використовується при виконанні 19-ти каналів у брусі, що формується, які рівномірно розосереджені в межах площі перерізу бруса. Діаметр кожного одиничного каналу виконується змінним з 12 мм в основі до 6 мм на виході. При формуванні цегли за пропонованим способом у перерізі глиняного бруса на виході з мундштука буде утворено 19 наскрізних отворів із сумарною площею порожнеч, що дорівнює 537 мм 2 або 1,65% від площі перерізу бруса (Sбр=260 мм х 125 мм 2 . Така сумарна площа перерізу 19-ти наскрізних каналів в цеглі практично зовсім не впливає на зміну (зниження) конструктивної міцності виробу, але їх виконання в цеглі-сирці істотно покращує сушильні властивості кераміки при значно зменшеному обсязі добавок, що вводяться в суміш.
Таким чином, в результаті виконання в цегли наскрізних каналів, що звужуються в процесі його формування на стрічковому пресі з сумарною площею 1-7% від площі перерізу бруса, забезпечується можливість зменшення дози вводяться в глину вигоряючих добавок при збереженні і навіть поліпшенні волого-і теплопровідності кераміки.
Запропонований спосіб пластичного формування керамічної цеглини дозволяє виготовляти вироби з новим комплексом технологічних та експлуатаційних (споживчих) властивостей, що поєднує основні переваги пустотілої та повнотілої цегли. При цьому цегла має новий додатковий позитивний комплекс споживчих властивостей: більш високими характеристиками міцності, ніж у повнотілої цегли, виготовленої за традиційною технологією пластичного формування, і більш високою опірністю (стійкістю) до впливу локальних динамічних і статистичних навантажень. Більш високі характеристики міцності, ніж у звичайногоповнотілі цегли, пояснюються значним зниженням і навіть повною відсутністю прихованих дефектів формування: свіль, тріщини, нерівнощільність, в результаті використання прийому виконання каналів при формуванні цегли. Більш висока стійкість до місцевих локальних навантажень пояснюється створенням штучних бар'єрів (анали) по дорозі поширення тріщин, які у процесі локальних навантажень. Цегла, виготовлена за пропонованим способом, може більш ефективно використовуватися при будівництві фундаментів, при викладанні колон колон будівель і т.д.
Запропонований спосіб формування повнотілої цегли дозволяє в 2-3 рази зменшити питомий об'єм (відсоток) добавок, що вводяться в суміш вигоряючих (тирси), так як формуються канали утворюють наскрізні отвори в цеглі, на відміну від створення закритих пір, що утворюються вигораючими добавками, і при цьому наскрізні канали не закупорюються керамічної складової, що плавиться при випалі цегли. Зменшення відсотка добавок, що вводяться, покращує товарний вид виробів і знижує їх собівартість.
формула винаходу
СПОСІБ ПЛАСТИЧНОГО ФОРМУВАННЯ КЕРАМІЧНОЇ ЦЕГЛИ, що включає переміщення глиняної маси в порожнині формуючого пристрою і видавлювання її через пресуючий мундштук з кернами з утворенням глиняного бруса, що має наскрізні поздовжні канали, що відрізняється ся кернами з утворенням каналів у глиняному брусі, сумарний переріз яких становить 1-7% площі перерізу глиняного бруса.
MM4A Дострокове припинення дії патенту України на винахід через несплату у встановлений термін мита за підтримку патенту в силі