СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕНОДИАТОМИТОВЫХ КИРПИЧЕЙ
METHOD FOR PRODUCTION OF FOAM-DIATOMITE BRICKS

Изобретение относится к производству строительных материалов, а также к области производства теплоизоляционных материалов, в частности к производству пенодиатомитовых кирпичей.
Известен способ изготовления пенодиатомитовых кирпичей (см. патент РФ №2225289, кл. В28В 5/00. Опубл. 10.03.2004), включающий изготовление и разлитие пенодиатомитовой сырьевой массу в формы, сушку в печах в течение времени и при температуре, достаточных для доведения остаточной влажности пенодиатомитовой сырьевой массы не более 20%, постепенное охлаждение до температуры окружающей среды, распалубку, отбраковку и укладку на вагонетки, нагрев в печах до максимальной температуры в течение 1/3 части времени цикла термообработки, выдержку при этой температуре в течение следующих 1/3 части времени цикла термообработки, охлаждение до температуры окружающей среды.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что заготовка пенодиатомитового кирпича представляет собой тестообразную сырьевую смесь с высокой влажностью, которая разлита в специальные формы. Для удаления избыточной влаги из сырьевой смеси требуется много времени и энергозатрат. Кроме того, в процессе сушки в изделиях из такой сырьевой смеси образуются значительные трещины, что увеличивает процент бракованной продукции.
Известна композиция для изготовления теплоизоляционного материала (см патент РФ №2209793, кл. С04В 28/26. Опубл. 10.08 2003), включающая аморфный кремнезем (диатомит) и жидкое стекло, а в качестве выгорающей добавки - опилки или труху соломы. Кроме того до 5 мас.% аморфного кремнезема используют в виде пыли, образующейся при обработке пенодиатомитовых изделий. Пыль аморфного кремнезема, содержащая мельчайшие кристаллы, используется в качестве центров кристаллизации минералов.
Известно (см. Добровольский А.Г. Шликерное литье. - М.: Металлургия, 1977, с.90-91), что применение вибрации с частотой от 50 до 100 Гц уменьшает вязкость шликеров на один - два порядка. Однако автор не указывает с какой амплитудой необходимо выполнять эту операцию.
Сущность изобретения заключается в том, что диатомитовую сырьевую массу готовят с добавлением диатомитового порошка фракцией не более 15 мкм и влажностью, не превышающей 8%, уплотнение сырьевой массы, залитой в формы, осуществляют на вибростоле с частотой 50 - 60 Гц и амплитудой 2 мм в течение 2-20 с, а последующую подпрессовку - при давлении 0,2-0,5 МПа в течение 1-20 с. Сушку в печах осуществляют при следующих режимах: нагрев (температура от 20 до 100°С, время - 12 часов), выдержка (температура - 100°С, время - 24 часа), охлаждение (до температуры 20°С, время 2 часа). Обжиг в печах осуществляют при следующих режимах: нагрев (температура от 20 до 800 С, время - 8 часов), выдержка (температура 850-900°С, время - 4 часа), выдержка при максимальной температуре (температура - 950°С, время - 1 час), охлаждение (до температуры - 20°С, время - 5 часов).
Использование предлагаемого способа обеспечивает следующий технический результат:
- повышение качества готовых изделий;
- снижает себестоимость производства пенодиатомитовых кирпичей.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что способ изготовления пенодиатомитовых кирпичей включает в себя подготовку диатомитовой сырьевой массы с добавлением сухого диатомитового порошка, закладку ее в формы, уплотнение с использованием вибрации, распалубку, сушку в печах, постепенное охлаждение до температуры окружающей среды, отбраковку и укладку на вагонетки, обжиг, охлаждение до температуры окружающей среды.
Особенность заключается в том, что диатомитовую сырьевую массу готовят с добавлением диатомитового порошка фракцией не более 15 мкм и влажностью, не превышающей 8%, уплотнение сырьевой массы, залитой в формы, осуществляют на вибростоле с частотой 50-60 Гц и амплитудой 2 мм в течение 2-20 с, а последующую подпрессовку - при давлении 0,2-0,5 МПа в течение 1-20 с. Сушку в печах осуществляют при следующих режимах: нагрев (температура от 20 до 100°С, время - 12 часов), выдержка (температура - 100°С, время - 24 часа), охлаждение (до температуры 20°С, время 2 часа). Обжиг в печах осуществляют при следующих режимах: нагрев (температура от 20 до 800°С, время - 8 часов), выдержка (температура 850-900°С, время - 4 часа), выдержка при максимальной температуре (температура - 950°С, время - 1 час), охлаждение (до температуры - 20°С, время - 5 часов).
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «новизна».
Пример получения пенодиатомитовых кирпичей из диатомитового сырья по предложенному способу. Добывают диатомитовое сырье. Влажность сырья в зависимости от времени года колеблется от 50 до 54%, дробят его до крупности 2-5 мм. Затем в подготовленную сырьевую массу вводят отходы производства обожженного диатомитового кирпича - порошок, содержащий 90 мас.% фракции менее 15 мкм с влажностью не более 8% в количестве, необходимом для доведения влажности сырьевой массы до 45%. Так, например, для доведения карьерного диатомита влажностью 50% до состояния сырьевой массы влажностью 45% необходимо добавить диатомитовый порошок влажностью 8% в количестве 5,6% от массы карьерного диатомита.
Полученную сырьевую массу перемешивают до однородной консистенции, а затем разливают по формам. Заливка производителя на вибростолах с наложением вибрации с частотой 50-60 Гц и амплитудой 2 мм в течение 2-20 с до полного равномерного заполнения формы сырьевой массой. Для удаления с поверхности формы лишней сырьевой массы и для гарантированного заполнения формы сырьевой массой производится подпрессовка сверху сырьевой массы при давлении 0,2-0,5 МПа в течение 1-20 с. Принятые режимы являются оптимальными для удаления с поверхности сырьевой массы выделившейся в процессе вибрации лишней воды и обеспечивают полное заполнение формы сырьевой массой.
3
3
Пример. Заливка и виброформование в течение 20 с и подпрессовка при давлении 0,5 МПа в течение 20 с обеспечивает получение изделий с объемным весом до 500 кг/м, а при заливке в течение 10 с и подпрессовке при давлении 0.2 МПа в течение 10 с - до 400 кг/м.
Сушка заполненных форм производится в печах при следующих режимах: нагрев (температура от 20 до 100°С, время - 12 часов), выдержка (температура - 100°С, время - 24 часа), охлаждение (до температуры 20°С, время 2 часа).
После сушки полуфабрикат (высушенные изделия) вынимают из форм, отбраковывают, укладывают на вагонетки и отправляют в печь обжига. Обжиг в печах осуществляют при следующих режимах: нагрев (температура от 20 до 800°С, время - 8 часов), выдержка (температура 850-900°С, время - 4 часа), выдержка при максимальной температуре (температура - 950°С, время - 1 час), охлаждение (до температуры - 20°С, время - 5 часов).
Использование заявляемого способа изготовления пенодиатомитовых кирпичей позволяет получить изделие со следующими физико-механическими показателями:
- объемный вес, кг/м<sup>3</sup>
- 350-500
- прочность при сжатии, МПа
- 6,0-10,0.
Предлагаемый способ может быть применен на тех предприятиях, где налажено производство пенодиатомитовых изделий, а также их сушка и обжиг. В процессе механической размерной обработки обожженного диатомитового изделия (например, с помощью абразивного инструмента) неизбежно образуются отходы - порошок, который имеет 90% фракций менее 10-15 мкм. Кроме того, влажность порошка не превышает 8%.
Добавление такого порошка в сырьевую смесь при производстве пенодиатомитовых кирпичей способствует снижению общей влажности шихты перед ее заливкой в формы и сушкой, а это в конечном итоге сокращает время сушки готовых изделий и, тем самым, снижает себестоимость производства пенодиатомитовых кирпичей.
3
Заявленный способ изготовления позволяет улучшить качество теплоизоляционных изделий и получать кирпичи объемным весом 350-500, кг/м и прочностью при сжатии 6,0-10,0 МПа.
Таким образом, вышеизложенное описание свидетельствует о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленное изобретение, при его осуществлении предназначено для изготовления пенодиатомитовых кирпичей,
- для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в изложенной формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов,
- средство, воплощающее заявленное изобретение при осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем поставленных технических задач.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».