Mag. Raj ko Kejžar, dipl. inž.	DK: 553.492:553.61
Železarna Jesenice	ASM/SLA: RMh
Raziskave uporabnosti boksita in surove gline Brežice pri izdelavi mulitnih opek
Mulitnc opeke spadajo v grupo visokogliničnih ognjeodpornih opek, ki so dobro odporne proti kombiniranim korozijskim mehanskim in temperaturnim obremenitvam. Kot osonvne surovine za izdelavo teh opek smo uporabili sintetičen mulit (pripravili smo ga iz boksita in gline), sortirane Samotne odpadke in vezivno glino.
Pri izdelavi sintetičnega mulita in mulitnih opek morajo biti vse surovine fino zmlete, ker le na ta način dobimo veliko stično površino med glino in boksitom. Od njene velikosti je namreč v veliki meri odvisna intenzivnost kemičnih reakcij — nastajanje mulita in tvorba steklaste jaze (sintranje).
Mulitne opeke, izdelane iz sintetičnega mulita (pripravljen iz boksita Gvajana in surove gline Brežice z žganjem na 1400° C), oblikovane pod pritiskom vsaj 400 kp/cm2 in žgane odvisno od sestave mulitne mase v temp. območju od 1400 do 15000 C, imajo odlične fizikalno kemične lastnosti. Uporabljamo jih lahko za obzidavo korozijsko, mehansko in temperaturno obremenjenih delov peči.
UVOD
Mulitne opeke so zaradi višje vsebnosti A1203 korozijsko in temperaturno odpornejše od šamot-nih opek ter zato tudi primernejše za obzidavo metalurških peči, ki so skoraj vedno podvržene tako visokim temperaturnim obremenitvam kot tudi močnemu korozijskemu delovanju zelo agresivnih snovi, kot so žlindra, škaja in podobno.
Agresivnost posameznih komponent žlindre lepo prikazuje diagram št. 1.
Ugoden vpliv višje vsebnosti A120, na korozijsko odpornost šamotnih opek pa je prikazan v diagramu št. 2.
Iz prikazanega diagrama korozijske odpornosti šamotnih opek je razvidno, da so mulitne opeke, ki vsebujejo nad 50 % A1203 in imajo po diagramu ca. 2 % korozijo, približno 2 X odpornejše proti koroziji kot običajne šamotne opeke (ca. 20—40 % A1203), ki imajo po diagramu ca. 3,5—4,5 % korozijo.
Visoki odstotek A1203 lahko dobimo v šamotnih opekah tako, da pri izdelavi opek uporabljamo surovine, ki so bogate na A1203, to so korund, boksit, mulit itd. Elektro taljeni korund in boksit
CaO - žlindre
Fe - oksidne žlindre
			/	f eO
		l	Mi	1O,
				
y\	N	JI	12	
		05 -Nc	?0	
\	y	K2C		
				
0 TO 20 30 40 50	0 2 4 6 8 V 12 K 16 18 20
Mol. %	Mol. %
Diagram št. 1
Vpliv posameznih komponent na korozijo bazičnih žlinder
% Al203
Velikost krogov je proporcionalna številu poiskusov, ki predstavljajo določeno točko krivulje
Diagram št. 2 Vpliv AI2O3 na korozijsko odpornost šamotov
(predžgan na temp. 1560°C) se uporabljata predvsem za izdelavo opek z več kot 70 % A1203. Te visokoglinične opeke imenujemo korundne, oz. boksitne opeke. Ker je samo predžganje boksita zelo težavno (1560°C), je primernejše, če fino zdrobljen surovi boksit najprej pomešamo in pre-gnetemo s surovo glino ter zatem z žganjem na temp. 1400°C dobimo sintetičen mulit, ki je zelo kvalitetna surovina za izdelavo visokogliničnih — mulitnih opek, ki vsebujejo ca. 50—70 % A1203.
MIKRO IN MAKROSKOPSKA ZGRADBA MULITNIH OPEK
1. Kemijska in mineraloška sestava mulitnih opek
Mulitne opeke so visokoglinične opeke. Visok odstotek A1203 je pri njih dosežen z dodatkom sintetičnega mulita. Mineraloška sestava mulitnih opek in sintetičnega mulita je razvidna iz faznega diagrama Si02— A1203 (glej diagram št. 3).
2000
g 1800 3
E
a.
I
A 1600
W0
										
			la	lina						
krist	obal it alina	+				/	i	run	1+ ta	lina
\ VIT C^				lulil	talin	a				
								ki	irund m	+ jlit
		ristob	alit+r	nulit				Wi	>°C	
	j 1 |									
	tridimit + mulit									
SiO.
10 20 30 40 50 60 (ut. % ) -
Diagram št. 3 Sistem SiO; — AbO-
Kemijske reakcije žganja sintetičnega mulita, ki smo ga pripravili iz kalciniranega boksita in surove gline ter žganja mulitnih opek, ki smo jih
pripravili iz sintetičnega mulita, šamota in surovih glin, so sledeče:
— razgradnja glinenih mineralov pri temperaturi ca. 500° C
A1203 . 2 Si02. 2 H20 -kaolinit
A1203. 2 Si02 + 2 H,0 metakaolinit
70 80 90 100 Al203
—	razpad metakaolinita v temp. območju 700 do 780° C
A1203. 2 Si02 —» A1203 + 2 Si02 metalkaolinit prosti oksidi —• nastajanje mulita pri temperaturah nad 900°C 3 A1203 + 2 Si02 -> 3 A1203. 2 SiO, prosti oksidi mulit
—	nastajanje steklaste faze — evtektikov pri temperaturah nad 1000°C (glej tabelo št. 1)
Pri sintranju se del Si02 in A1203 (odvisno od količine FeO, CaO in MgO) porabi za tvorbo steklaste faze — evtektikov. V tabeli št. 2 so glede na kemično analizo surovin podane preostale količine Si02 in A1203, ki so na razpolago za tvorbo mulita.
Iz podanih preostalih količin Si02 in A1203 (delež SiO, in A1203, ki se porabi za tvorbo evtektikov, je že odštet) pa lahko izračunamo sestavo mešanice za izdelavo sintetičnega mulita s teoretično največjo možno količino mulitnih kristalov na sledeč način:
a) kale. glinica + surova glina Brežice Količino kale. glinice »X« moramo pomešati s količino surove gline Brežice »Y«.
Sestava mulita je 3 A1203. 2 Si02
Tabela št. 1
Evtektik	Sestava evtektika	Tališče evtektike
Fe0-Si02-Al203	45 % FeO, 42 % Si02, 13 % A1.,o3	1073»C
Ca0-Si02-Al203	23,3 % CaO, 62 % Si02, 14,7 % A1203	1175°C
Mg0-Si02-Al203	20,3 % MgO, 61,4 % Si02, 18,3 % A1203	1345 °C
Tabela št. 2
	Kale. glinica	Boksit Gvajana	Sur. gl. Brežice	Sur. gl. Blatuša	Sur. gl. Rudovai
	Si02	4,94 %	46,20 %	57,20 %	47,20 %
	A1203 ca. 100 %	86,70 %	32,84 %	29,37 %	32,54 %
Kemična analiza	Fe203 CaO	2,88 % 0,67 %	2,89 % 1,34 %	1,62 % 0,90 %	2,45 % 1,00 %
	MgO	0,24 %	0,88 %	0,80 %	0,88 %
	Ti02	2,90 %	1,13 %	1,14 %	0,58 %
	žar. izg.	1,50 %	10,20 %	6,50 %	13,20 %
	Si02	0	ca. 37,7 %	ca. 51,0 %	ca. 39,9 %
	A1203 ca. 100 %	ca. 85,4 %	ca. 30,5 %	ca. 27,7 %	ca. 30,5 °/o
Razmerje prostalih oksidov (Si02 in A1,03) v mešanici mora torej biti sledeče:
delež A1203 _ 3 A1203 _ 306 _ X . 1,00 + Y . 0,305 delež Si02 ~ 2Si02 ~ 112	Y . 0,377
Y = 1,38; Y = 1,38 X X
X + Y = 1 X + 1,38 X = 2,38 X = 1
	X = 0,42; Y = 0,58		
42 % Brežice	kale. glinice + 58 %	surove	gline
b) 53 % Blatuša	kale. glinice + 47 %	surove	gline
c) 44 % Rudovci	kale. glinice + 56 %	surove	gline
d) 46 % Brežice	boksita Gvajana + 54 %	surove	gline
e) 56 °/o Blatuša	boksita Gvajana + 44 %	surove	gline
f) 48 % Rudovci	boksita Gvajana + 52 %	surove	gline
Sintetični mulit je le surovina za izdelavo mu-litnih opek. Če hočemo tudi v mulitnih opekah imeti veliko mulitnih kristalov, je za izdelavo mulitnih opek primernejši sintetični mulit s prebitkom AI203.
Pri izdelavi sintetičnega mulita mora biti stična površina med delci kale. glinice, oz. delci boksita Gvajana in delci surovih glin čim večja. To dosežemo, tako, da vse surovine zelo fino zmeljemo ter temeljito premešamo — pregnetemo. Surove kepe sintetičnega mulita pripravljamo za žganje po plastičnem postopku. Minimalen procent surove gline, ki je potreben za dosego zadovoljive plastičnosti mulitne mase, je ca. 40 %. Sestava sintetičnega mulita s prebitkom A1203 je torej sledeča:
60 % boksita Gvajana + 40 % surove gline Brežice.
Teoretična sestava omenjenega sintetičnega mulita s prebitkom A1203 je:
Si02	A1203	Fe203	CaO	MgO	Ti02
%	%	%	%	%	%
ca. 23	ca. 70	ca. 3	ca. 1	ca. 0,5	ca. 2,5
Iz teoretično izračunane sestave sintetičnega mulita sledi, da se približno 7 % Si02 in 2 % A1203 porabi za tvorbo steklaste faze — evtektikov, preostalih 16 % Si02 pa se veže s ca. 44 % A1203 v mulit tako, da vsebuje opisani sintetični mulit še ca. 24 % A1203 v prebitku. Ce bi hoteli pri izdelavi mulitnih opek ves prebiten A1203 iz opisanega sintetičnega mulita vezati v mulit s prebitnim Si02 iz surove gline Blatuša, bi morali obe surovini pomešati v sledečem razmerju: »X« g sint. mulita z
»Y« g surove gline Blatuša. V sintetičnem mulitu ostane po tvorbi evtektikov še ca. 16 % Si02 in ca. 68 % A1203.
V surovi glini Blatuša pa ostane po tvorbi evtektikov še ca. 51 % Si02 in ca. 27,7 % A1203.
delež Al A _ 306 _ X . 0,68 + Y . 0,277 delež Si02 112 ~ X . 0,16 + Y . 0,51
Y = 0,218; Y = 0,218 X X
X + Y = 1 X + 0,218 X = 1,218 X = 1 X = 0,82; Y = 0,18
82 % sintetičnega mulita + 18 % surove gline Blatuša.
Dobro oblikovane mulitne mase morajo poleg sint. mulita vsebovati še min. 30—40 % surove gline. Mulitne opeke, izdelane iz opisanih sintetičnih mulitov, vsebujejo poleg mulitnih kristalov in steklaste faze še tridimit in kristobalit (prosti Si02).
2. Granulacijska sestava
Pri pripravi tako sintetičnega mulita kot mulitnih opek želimo dobiti v izdelku čim več mulita. Ker je intenzivnost kemičnih reakcij v veliki meri odvisna od velikosti stične površine med glino in žganimi materiali, je pri pripravi teh izdelkov zelo pomembna granulacija. Pri pripravi sintetičnega mulita morajo biti vse surovine zelo fino zmlete. Podobno je tudi pri izdelavi mulitnih opek, kjer z mletjem žganih materialov pod 1 mm dobimo fina zrna, delci surovih fino zmletih glin pa so še finejši ter zapolnijo nastale prazne prostore med finimi zrni žganih materialov.
Ker od kvalitetnih mulitnih izdelkov pričakujemo tudi dobro korozijsko odpornost, ta pa je v znatni meri odvisna tudi od poroznosti (glej diagram št. 4), moramo pripravljati mulitne izdelke tako, da postanejo čim gostejši, s čim manjšim številom odprtih por, kar je pogoj za majhno kon-
% poroznosti
Velikost krogov je proporcionalna številu poiskusov, ki predstavljajo določeno točko krivulje
Diagram št. 4 Vpliv poroznosti na korozijsko odpornost šamotov
taktno površino mulitnega izdelka z agresivnim sredstvom in s tem za dobro korozijsko odpornost mulitnih opek.
Poroznost mulitnih izdelkov je odvisna od razmerja med količinami žganih materialov (večja zrna) in surovih glin (bistveno finejša zrna) v mulitni masi ter od oblikovalnega pritiska in temp. sintranja pri izdelavi mulitnih izdelkov.
S predpostavkami, da sestavljajo fino zmlet (pod 1 mm) žgan material zrna (kroglice), ki se po velikosti bistveno ne razlikujejo med seboj, surovo glino pa bistveno manjši delci, kar lahko storimo, saj je velikost zrn pod 1 mm zmletega žganega materiala večinoma med 0,1 in 1 mm, velikost delcev surove gline pa je pod 20 p,, lahko teoretično izračunamo najprimernejše razmerje žganih materialov in surovih glin v mulitni masi za dosego najbolj gostih — kompaktnih mulitnih izdelkov.
V teoretično izračunanem diagramu poroznosti za sistem z dvema frakcijama (glej diagram št. 5) je prikazana odvisnost poroznosti od sestave in postavitve zrn. Zgornja krivulja predstavlja poroznosti pri postavitvi zrn žganega materiala v obliki kocke, spodnja krivulja pa postavitev zrn žganega materiala v obliki tetraedra. Postavitvi zrn v obliki kocke in v obliki tetraedra sta ekstremni. Pri obliki kocke je med zrni največ praznega prostora, zato pri izdelavi kompaktnih gostih izdelkov težimo za tem, da čim več zrn zavzame postavitev v obliki tetraedra, pri kateri dobimo najgostejše izdelke z najmanj praznega prostora.
Pri idealnem pomešanju bo točka, ki predstavlja poroznost neke sestave, vedno med obema krivuljama, od zunanjih sil (obl. pritiska, mešanja, vibriranja itd.) pa je odvisno, kateri od obeh krivulj bo bliže. Pri višjih oblikovalnih pritiskih bo bliže spodnji krivulji, ki predstavlja poroznosti v primeru, da vsa zrna zavzamejo najgostejšo postavitev zrn — v obliki tetraedra.
Iz diagrama št. 5 je razvidno, da je za izdelavo gostih kompaktnih mulitnih izdelkov najprimernejše, da mulitna masa vsebuje poleg žganih materialov (sintetični mulit, šamotni odpadki, žgane gline itd.) še od 30—35 vol. % surovih glin (idealno
	50r
	40-
	
</) o	30-
§	
is a	20-
»s	10-
	4
									
									
				i i					
			L	i					
									
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
zgani materiali (vol. %) (večja zrna)
surove gline (fina zrna)
pomešanje), pri višjih oblikovalnih pritiskih je, kot je razvidno iz diagrama št. 5, lahko surove gline tudi pod 30 vol. %, pri nižjih oblikovalnih pritiskih pa je priporočljivo, da je surove gline nad 30 vol. %. V diagramu št. 5 je področje možnih poroznosti v območju najprimernejših sestav pri idealnem pomešanju označeno črtkano.
Zaradi razlike v sp. teži sint. mulita (3,02 g/cm3) in sp. teži gline (ca. 2,5 g/cm3) moramo iz diagrama dobljene volumske procente preračunati v utežne procente na sledeč način:
G
o = — \ V
G = o-. V
Sestava s 30 vol. % gline G gline = 2,5 . 30 = 75,0 G mulita = 3,02 .70 = 211,4 G gline + G mulita = 75,0 + 211,4 = 286,4 75,0
286,4
. 100 = 27,1 ut. % gline
196,5 = 284,0
Diagram št. 5
Teoretični diagram poroznosti dvofrakcijskega sistema — izbira najprimernejše sestave za izdelavo kompaktnih izdelkov
Sestava s 35 vol. % gline G gline = 2,5 . 35 = 87,5 G mulita = 3,02 . 65 = 196,5 G gline + G mulita = 87,5 H 87 5
' . 100 = 30,8 ut % gline 284,0	e
Pri idealnem pomešanju vsebuje teoretično najprimernejša sestava mulitne mase za izdelavo gostih mulitnih izdelkov ca. 30 ut. % surove gline (črtkano področje v diagramu št. 5).
Pomešanje pa praktično ni nikdar idealno, zato je pri praktični pripravi mulitnih mas za izdelavo gostih mulitnih izdelkov najprimernejša sestava mulitne mase premaknjena nekoliko v prid surove gline, ki je vsebuje ca. 45 vol. %, na diagramu št. 5 pa je označena s črtkano črto. Sestava s 45 vol. % gline G gline = 2,5 .45 = 112,5 G mulita = 3,02 .55 = 166,0 G gline + G mulita = 112,5 + 166,0 = 278,5 112,5
-. 100 = 40,4 ut % gline
278,5	6
Praktično najprimernejša sestava mulitne mase za izdelavo gostih mulitnih izdelkov vsebuje torej ca. 40 ut. % surove gline (črtkana črta v diagramu št. 5).
PRAKTIČNA PRIPRAVA IN LASTNOSTI MULITNIH OPEK
1. Uporaba sintetičnega mulita s teoretično največjo možno količino mulitnih kristalov (količine preostalih oksidov Si02 in A1203, ki ne tvorijo evtektikov — steklaste faze, so v omenjenem sintetičnem mulitu v enakem razmerju kot v molekuli mulita).
a) Izbira najprimernejših komponent za izdelavo sintetičnega mulita in vpliv finoče zrn na kvaliteto mulitnih opek.
Kot surovine za izdelavo sintetičnega mulita smo za laboratorijske poizkuse izbrali kale. glinico, boksit Gvajana, surovo glino Brežice, surovo glino Blatuša in surovo glino Rudovci. Mešanice omenje-
a)	420 g kale. glinice
b)	530 g kale. glinice
c)	440 g kale. glinice
d)	460 g boksita Gvajana
e)	560 g boksita Gvajana
f)	480 g boksita Gvajana
Ker je intenzivnost nastajanja mulitnih kristalov pri žganju (1350°C) odvisna od velikosti stične površine, morajo biti vse sestavine čim fineje zmlete. Velikost zrn surovih glin in glinice je bila pod 0,25 mm, boksit Gvajana pa je imel tako gra-nulacijsko sestavo:
1—2 mm 0,5—1 mm 0,25—0,5 mm pod 0,25 mm
% % % %
5,5	15,7	19,3	59,5
Po temeljitem pomešanju ustrezne surove gline s kale. glinico oz. boksitom Gvajana v predpisanem razmerju, smo mešanico navlažili in dobro pregnetli. Iz dobro pregnetene mase smo ročno oblikovali valjasta telesa, težka po ca. 1 kg ter jih žgali ca. 1 uro na temp. 1350° C.
Po žganju smo ohlajena valjasta telesa (sintetični mulit) zdrobili delno na velikost zrn pod 5 mm, delno pa na velikost zrn pod 1 mm.
Iz opisanih sintetičnih mulitov smo pripravili mase za izdelavo mulitnih opek na sledeč način: 40 % sintetičnega mulita 30 % žgane gline Zagreb (zmleta pod 1 mm) 30 % surove osušene gline Blatuša (fino zmleta)
Probni vzorci se razlikujejo le v uporabljenem sintetičnem mulitu.
A.	sintetični mulit	»a«	(zmlet	pod	5 mm)
B.	sintetični mulit	»a«	(zmlet	pod	1 mm)
C.	sintetični mulit	»b«	(zmlet	pod	5 mm)
D.	sintetični mulit	»b«	(zmlet	pod	1 mm)
E.	sintetični mulit	»c«	(zmlet	pod	5 mm)
F.	sintetični mulit	»c«	(zmlet	pod	1 mm)
G.	sintetični mulit	»d«	(zmlet	pod	5 mm)
H.	sintetični mulit	»d«	(zmlet	pod	1 mm)
I.	sintetični mulit	»e«	(zmlet	pod	5 mm)
J.	sintetični mulit	»e«	(zmlet	pod	1 mm)
K.	sintetični mulit	»f«	(zmlet	pod	5 mm)
L.	sintetični mulit	»f«	(zmlet	pod	1 mm)
nih surovin smo sestavili tako, da ima po žganju izdelani sintetični mulit teoretično največjo možno količino mulitnih kristalov (izbira sestave je podrobno opisana v poglavju »Kemijska in mineraloška sestava mulitnih opek«).
Sestave mešanic kale. glinice oz. boksita »Gvajana« s surovimi glinami so sledeče:
Maso za izdelavo mulitnih opek smo pripravili tako, da smo najprej pomešali in navlažili granulat (sintetični mulit -f žgano glino Zagreb) na ca. 9 % vlažnost ter zatem primešali še surovo glino Blatuša.
Po ca. 1-dnevnem odležanju (voda se mora enakomerno porazdeliti med vso surovo glino — plastičnost surove gline in s tem oblikovnost mase se med odležanjem izboljša) mulitne mase smo iz nje oblikovali probna telesa (valjčke 0 ca. 35 mm, h ca. 35 mm) s stiskanjem pod oblikovalnim pritiskom 200 kp/cm2 ter jih zatem še toplotno obdelali takole:
—	le osušili pri 105° C
—	žgali na 800°C (1 uro)
—	žgali na 1350°C (30 minut)
Kvaliteta na opisan način pripravljenih mulitnih probnih teles je prikazana v tabeli št. 3.
V diagramih št. 6 in št. 7 so dobljeni rezultati, ki so podani v tabeli št. 3, prikazani ločeno, in sicer takole:
—	v diagramu št. 6 je prikazana uporaba kale. glinice za izdelavo sintetičnega mulita,
—	v diagramu št. 7 pa je prikazana uporaba boksita Gvajana za izdelavo sintetičnega mulita.
Iz diagramov št. 6 in št. 7 je razvidno, da je boksit Gvajana ravno tako primeren za izdelavo mulitnih opek kot kalcinirana glinica. Razlika je le v nekoliko nižji SK točki, to pa zato, ker vsebujejo mulitne opeke, pripravljene z uporabo boksita Gvajana, nekoliko več talil, kot npr. Fe203, ki reduciran do FeO tvori evtektike, nereduciran pa pospešuje tvorbo mulita — vstopa v kristalno rešetko mulita. Prisotnost nekoliko večje količine Fe203 v mulitnih opekah, pripravljenih z uporabo boksita Gvajana, ima za posledico večjo gostoto in trdnost teh opek. Ekonomsko še primernejši od boksita Gvajana pa bi bil surovi boksit; ker pa tega nismo imeli na zalogi, smo vse nadaljnje poizkuse izvedli z boksitom Gvajana.
+ 580 g surove osušene gline Brežice + 470 g surove osušene gline Blatuša + 560 g surove osušene gline Rudovci -f 540 g surove osušene gline Brežice + 440 g surove osušene gline Blatuša -+- 520 g surove osušene gline Rudovci
zmlet pod Imm Tabela 3 — Fizikalne lastnosti
e
I
vi
0
1 J.
Sinlel. mulit
Sintet. mulit zmlet pod 5mm
	
	^\350°C
	
	
	
	105°C .
	800"C '
	
	11350'C
	
t
ie V)
	
■	
A+B
C+D
E+F
A in B - uporaba surove gline Brežice za izdelavo sintet. mulita C in D	-n-	Blatuša	-ll-
E in F	-ii-	Rudovci	-»-
Diagram št. 6
Vpliv granulacijskc sestave in surove gline pri izdelavi sintetičnega mulita na tlačno trdnost, spremembe 0 in
SK-vrednosti pri mulitnih probnih telesih Uporaba kalcinirane glinice za izdelavo sintetičnega mulita
Sintet, mulit zmlet pod 5mm
600\---
Sintet. mulit zmlel pod 1 mm
35,5; 35,0' ■34,5 34,0
30 29
—	soo°c
	___J350?C_
	
	
G 1 K	
105 ir	i 800°C
	
	1350° C
	
	
H
	
	
:	
G-fH
t+J
K+L
— a— -ii-
Spstava T0pL °bd' OCbLclVa. g £	0 mm	TI. trd. kp/cm2	SK
A 105	35,9	20	
800	35,7	200	
1350	34,9	350	30/31
B 105	35,9	25	
800	35,8	150	
1350	34,4	450	30/31
C 105	35,9	30	
800	35,7	225	
1350	35,3	310	30/31
D 105	35,9	30	
800	35,8	170	
1350	35,0	360	30/31
E 105	35,9	25	
800	35,7	160	
1350	35,1	250	31/32
F 105	35,9	25	
800	35,8	140	
1350	35,1	230	31/32
G 105	35,9	20	
800	35,8	160	
1350	35,0	370	28/29
H 105	35,9	20	
800	35,9	125	
1350	34,1	600	28/29
I 105	35,9	25	
800	35,8	165	
1350	35,1	260	28/29
J 105	35,9	25	
800	35,9	115	
1350	34,6	320	28/29
K 105	35,9	25	
800	35,8	170	
1350	35,0	230	30
L 105	35,9	25	
800	35,9	135	
1350	34,7	330	30
Iz primerjav fizikalnih lastnosti mulitnih probnih teles, ki so bila izdelana iz grobo zrnatih (sint. mulit zmlet pod 5 mm) in fino zrnatih (sint. mulit zmlet pod 1 mm) sestav mulitnih mas (glej diagrama št. 6 in 7) je razviden pomen velike kontakt-			
6 in H - uporaba surove gline Brežice za izdelavo sintet. mulita I in J	-*-	Blatu&a
K in L	Rudovci
Diagram št. 7
Vpliv granulacijske sestave in surove gline pri izdelavi sintetičnega mulita na tlačno trdnost spremembe 0 in SK
vrednosti pri mulitnih probnih telesih Uporaba boksita Gvajana za izdelavo sintetičnega mulita
ne površine na zasintranje. Vsi mulitni vzorci, pripravljeni iz fino zrnatih mulitnih mas, imajo pa enournem sintranju na temp. 1350°C višje trdnosti ter se pri sintranju bolj skrčijo kot ustrezni mulitni vzorci, ki so pripravljeni iz grobo zrnatih mulitnih mas. Oba našteta pojava (zvišanje trdnosti in intenzivnejše skrčenje) sta posledica intenzivnejšega poteka kemijskih reakcij (nastanka mulitnih kristalov in steklaste faze) v probnih vzorcih, ki so pripravljeni iz fino zrnatih mulitnih mas.
Nekoliko višje trdnosti mulitnih vzorcev, pripravljenih iz grobo zrnatih mulitnih mas, ki so bili žgani pri temp. pod 800° C, so posledica boljše
zapolnitve praznih prostorov po oblikovanju. Pri grobo zrnatih mulitnih masah imamo praktično trofrakcijski sistem (groba zrna sint. mulita, velikosti 1—5 mm, srednja zrnja žgane gline Zagreb, velikosti 0-1—1 mm, in zelo fina zrna surove gline, velikosti pod 20 [x), ki da po oblikovanju gostejše izdelke kot dvofrakcijski sistem, ki ga imamo pri fino zrnatih mulitnih masah (velikost zrn žganih materialov je od 0,1—1 mm, surovih glin pa pod 20 ji).
Od vseh uporabljenih surovih glin se je izkazala kot najboljša in najprimernejša za pripravo sintetičnega mulita surova glina Brežice. Zelo dobre lastnosti te gline za pripravo sintetičnega mulita v veliki meri izvirajo iz dobre plastičnosti, ki je posledica fine zrnatosti omenjene gline, in nekoliko višje vsebnosti Fe20„ ki pospešuje nastanek mulitnih kristalov.
Iz izvedenega poizkusa je razvidno, da sta za izdelavo sintetičnega mulita najprimernejši surovini boksit Gvajana (še primernejši bi bil surovi boksit) in surova glina Brežice. Vse surovine za pripravo sintetičnega mulita in mulitnih opek pa morajo biti fino zmlete.
b) Vpliv dodatka veziva na kvaliteto mulitnih opek
Kot vezivni dodatek (dodatek za izboljšanje sintranja) smo uporabili surovi fosfat, ki je kemijsko približno 90 % Ca3(P04)2. P-ion je zaradi visokega naboja (+5) in majhnega ionskega radija (0,35 zelo dober steklotvorec (boljši kot Si-ion), poleg tega pa pospešuje tudi nastajanje mulita.
Najprej smo primerjali mulitne probne vzorce sestave »J« iz prejšnjega poizkusa s probnimi vzorci sestave »JI«, ki se je od sestave »J« razlikovala le v tem, da smo ji dodali še 3 % surovega fosfata.
Iz sestave mulitne mase »JI« smo izdelali probna telesa na popolnoma enak način kot v prejšnjem poizkusu.
Rezultati tlačnih trdnosti in SK vrednosti mulitnih vzorcev, pripravljenih iz sestav mulitnih mas »J« in »JI«, so podani v tabeli št. 4.
Tabela 4 — Fizikalne lastnosti
Sestava	Topi. obd. «C	TI. trd. kp/cm2	SK
J	105	25	
	800	115	
	1350	320	28/29
JI	105	35	
	800	155	
	1350	610	27/28
Ker morajo imeti mulitne opeke tudi visoko SK vrednost, smo pripravili nove sestave mulitnih opek, ki smo jih označili s »H2«, »J2« in »L2«, tako da smo pri mulitnih sestavah iz prejšnjega poizkusa »H«, »J« in »L« zamenjali žgano glino Zagreb z žgano glino Velika Opatovica ter za izboljšanje sintranja dodali še 3 % surovega fosfata (z zamenjavo žgane gline Zagreb z žgano glino Velika Opatovica smo izboljšali SK — vrednost mulitnih opek).
J -brez surovega fosfata Jj -3 % surovega fosfata
Diagram št. 8
Vpliv dodatka surovega fosfata na tlačno trdnost in SK — vrednost mulitnih vzorcev
Iz opisanih novih sestav mulitnih mas »H2«, »J2« in »L2« smo izdelali mulitne probne vzorce na popolnoma enak način kot v prejšnjem poizkusu.
Rezultati tlačnih trdnosti in SK — vrednosti mulitnih vzorcev, pripravljenih iz sestav mulitnih mas »H2«, »J2« in »L2«, so podani v tabeli št. 5.
Tabela 5 — Fizikalne lastnosti
Sestava	Topi. obd. »C	TI. trd. kp/cm2	SK
H2	105	30	
	800	175	
	1350	330	30
J2	105	35	
	800	180	
	1350	380	30
L2	105	35	
	800	195	
	1350	270	30/31
Iz dobljenih rezultatov, ki so podani v tabeli št. 4 in diagramu št. 8, se jasno vidi, da dodatek vezivnega sredstva zniža SK vrednost, tlačno trdnost — zasintranje pa izboljša.
Z zamenjavo žgane gline Zagreb z žgano glino Velika Opatovica smo sicer izboljšali SK vrednosti mulitnim vzorcem, toda fizikalne lastnosti (tlačne trdnosti) so se kljub 3 %-nemu dodatku vezivnega sredstva (surovega fosfata) poslabšale (glej diagram št. 9).
Iz opisanih poizkusov je razvidno, da bi dodatek surovega fosfata prišel v poštev le, če bi mulitne opeke delali iz sintetičnega mulita, pripravljenega s surovo glino Blatuša, ki vsebuje malo Fe203 ter je dodatek fosfata potreben kot pospeševalec tvorbe mulitnih kristalov. Pri izdelavi mulitnih opek iz sintetičnega mulita, priprav-
ljenega s surovo glino Brežice, ki je po rezultatih prvega poizkusa za te namene najprimernejša, pa dodatek surovega fosfata ni primeren.
			
	J350°CX		1350°C
	--loš^c	•	
nejo trdnejši in manj porozni. Vpliv oblikovalnega pritiska je do 400 kp/cm2 velik, naprej pa znatno manjši, tako da je priporočljivo oblikovati mulit-ne opeke pri 400 kp/cm2, ker z zvišanjem obl. pritiska na 600 kp/cm2 ne dosežemo več bistvenega izboljšanja.
600
Js
32 30 '-28 ! 26
u ' 22 70
H - z žgano glino Zagreb brei surovega fosfata j _ -«-
L -	-"-
H^-2 žgano glino Veliko Opatovica in 3% surovega fosfata
t
-ii--ii-
Diagram št. 9
Vpliv surovega fosfata in zamenjave žgane gline Zagreb z žgano glino Velika Opatovica na tlačno trdnost in SK-vrednost mulitnih vzorcev
c) Vpliv oblikovalnega pritiska na kvaliteto mulitnih opek
Probne mulitne vzorce, izdelane iz mulitnih mas sestav »H2« in »L2« (opisani sta v prejšnjem poizkusu) smo oblikovali še pod pritiskom 400 in 600 kp/cm2.
Rezultati fizikalnih lastnosti omenjenih mulitnih vzorcev, ki so bili oblikovani pod pritiskom 200, 400 in 600 kp/cm2 in po pol ure žgani na temp. 1350° C, so podani v tabeli št. 6.
Tabela 6 — Fizikalne lastnosti
Sestava	Obl. pritisk kp/cm2	TI. trd. kp/cm2	Poroznost %
H2	200	330	28,6
	400	545	24,6
	600	580	23,3
L2	200	270	29,2
	400	400	24,7
	600	450	23,5
Z oblikovalnim pritiskom raste tudi gostota mulitnih vzorcev (glej diagram št. 10) — posta-
0 200 400 600
Oblikovalni pritiski kp/cm2) Diagram št. 10
Vpliv oblikovalnega pritiska na tlačno trdnost in poroznost mulitnih opek
2. Uporaba sintetičnega mulita s prebitkom Al2t)3 (količine Si02 in A1203 v sintetičnem mulitu so v takem razmerju, da po tvorbi steklaste faze in mulita ostane še vedno nekaj prostega A1203)
a) Izbira sintetičnega mulita ter vpliv dodatka veziva in velikosti zrn na kvaliteto mulitnih opek
Uporabnost sintetičnega mulita sestave »d« (boksit Gvajana + surova glina Brežice), ki se je v prejšnjih poizkusih pokazal kot najprimernejši za izdelavo mulitnih opek, smo primerjali z uporabnostjo novega sintetičnega mulita (s prebitkom A1203) za izdelavo mulitnih opek.
Sestava sintetičnih mulitov je takale: Sint. mulit sestave »d«	— 46 % boksita
Gvajana + 54 % surove gline Brežice Sint. mulit s prebitkom A1203 — 60 % boksita Gvajana + 40 % surove gline Brežice
Sintetični mulit s prebitkom A1203 smo pripravili popolnoma enako kot sintetični mulit sestave »d« (opisano v poglavju l.a) »Izbira najprimernejših komponent za izdelavo sintetičnega mulita in vpliv finoče zrn na kvaliteto mulitnih opek«).
Iz obeh sintetičnih mulitov smo pripravili vzorce mulitnih opek, ki smo jih izdelali iz naslednjih sestav mulitnih mas:
Uporaba sintetičnega mulita sestave »d«:
A.	70 % sint. M (pod 1 mm)	+30 %	sur. gl. Blatuša
B.	70 % sint. M (pod 1 mm)	+ 30 %	sur. gl. Blatuša + 3 g/100 g-sur. fosf.
C.	45 % sint. M (2—3 mm) + 25 % sint. M (0,25—0,5 mm) + 30 %	sur. gl. Blatuša
D.	45 % sint. M (2—3 mm) + 25 % sint. M (0,25—0,5 mm) + 30 %	sur. gl. Blatuša	+ 3 g/100 g-sur. fosf.
Uporaba sintetičnega mulita s prebitkom A1203:
E.	70 °/o sint. M (pod 1 mm)	+ 30 %	sur. gl. Blatuša
F.	70% sint. M (pod 1 mm)	+30%	sur. gl. Blatuša	+ 3 g/100 g-sur. fosf.
G.	45 % sint. M (2—3 mm) + 25 %	sint. M (0,25—0,5 mm) + 30 %	sur. gl. Blatuša
H.	45 % sint. M (2—3 mm) -f 25 %	sint. M (0,25—0,5 mm) + 30 %	sur. gl. Blatuša	+ 3 g/100 g-sur. fosf.
Opisane mulitne mase smo pripravili tako, da smo najprej navlažili granulat (sint. mulit) na 9 %-no vlažnost ter zatem primešali še surovo glino in surovi fosfat.
Po ca. 1-dnevnem odležanju mulitnih mas smo oblikovali probna telesa s stiskanjem pod pritiskom 400 kp/cm2 ter jih po temeljitem osušenju na zraku žgali po pol ure na temp. 1400° C.
Na opisan način pripravljena probna telesa so bila takšne kvalitete (glej tabelo št. 7):
Tabela 7 — Fizikalne lastnosti
Sestava	TI. trd. kp/cm2	SK
A	710	32/33
B	730	29/30
C	550	32/33
D	560	29/30
E	600	34
F	620	32/33
G	260	34
H	400	32/33
Dobljene tlačne trdnosti in SK vrednosti, prikazane v diagramih št. 11 in št. 12, lepo prikazujejo vpliv veziva in granulacijske sestave na tlačno trdnost in SK — vrednost pri mulitnih opekah.
Fino zrnata granulacijska sest. (zrna sint. mulita pod 1 mm )
Grobo zrnata granulacijska sest. (zrna sint. mulita 45% - 2 do 3 mm, 25% -0,25 do 0,5mm)
E<300 "M ' S: 600
g 400 t 200
Iz prikazanih diagramov (glej diagrama št. 11 in št. 12) se jasno vidi, da imajo mulitne opeke, izdelane iz fino zrnatih mulitnih mas, znatno boljše fizikalne lastnosti kot mulitne opeke, izdelane iz grobo zrnatih mulitnih mas. Dodatek veziva (surovega fosfata) pa je v našem primeru, ko izdelujemo mulitne opeke iz sintetičnega mulita, ki je pripravljen iz boksita Gvajana in surove gline Brežice, neprimeren, ker samo znižuje SK-vred-nost, tlačnih trdnosti pa ne izboljša, to pa zato, ker je že v surovinah (boksitu Gvajana in surovi glini Brežice) zadosti talil za nastanek steklaste faze in zadosti Fe203, ki pospešuje tvorbo mulita, da dobimo trdne mulitne izdelke.
Zelo dobri rezultati tlačnih trdnosti in SK-vrednosti mulitnih vzorcev, ki so bili pripravljeni iz fino zrnate mulitne mase, ki je bila sestavljena iz sintetičnega mulita s prebitkom A1203 in surove
Fino zrnata granulacijska sest. (zrna sint. mulita pod 1 mm )
Grobo zrnata gran; sestam (zrna sint.mulita 45%-2do 3 mm, 25% - 0,25 do 0,5 mm)
E 800
TS 400
O
| 200 f=" o
H
E in G - brez surovega fosfata
F in H - dodatek surovega fosfata je 3g/100g mešanice
Diagram št. 12
Vpliv veziva in granulacijske sestave na tlačne trdnosti
in SK-vrednosti pri mulitnih probnih telesih Uporaba sintetičnega mulita s prebitkom AI2O3 za izdelavo mulitnih opek
A in C - brez surovega fosfata B in D - dodatek surovega fosfata je 3g/l00g mešanice
B+D
Diagram št. 11
Vpliv veziva in granulacijske sestave na tlačne trdnosti
in SK-vrednosti pri mulitnih probnih telesih Uporaba sintetičnega mulita sestave »d« za izdelavo mulitnih opek
gline Blatuša (rezultati prikazani v diagramu št. 12), so bili razlog, da smo pri nadaljnjih poizkusih uporabljali le omenjeni sintetični mulit s prebitkom A1203 pri izdelavi mulitnih vzorcev.
b) Vpliv količine gline na kvaliteto mulitnih opek
Za ugotavljanje vpliva količine gline na kvaliteto mulitnih opek smo iz sintetičnega mulita s prebitkom A1203, žgane gline Zagreb in surove gline Blatuša, pripravili za izdelavo mulitnih vzorcev naslednje sestave mulitnih mas:
I. 40 % sint. mulita s preb. A120, + 20 % žg. gl.	Zagreb + 40 % sur. gl. Blatuša
II. 40 % sint. mulita s preb. A1203 -f 30 %	žg. gl.	Zagreb + 30 % sur. gl. Blatuša
III.	40 % sint. mulita s preb. A1203 + 40 %	žg. gl.	Zagreb + 20 % sur. gl. Blatuša
IV.	40 °/o sint. mulita s preb. A1203 + 50 %	žg. gl.	Zagreb + 10 % sur. gl. Blatuša
Vse surovine morajo biti fino zmlete (sint. mulit in žg. gl. Zagreb — pod 1 mm, surova glina Blatuša pa pod 0,25 mm).
Po ustreznem navlaženju mulitnih mas (navla-ženje je odvisno od dodane gline — mulitna masa s 40 % sur. gl. Blatuša naj vsebuje ca. 9 % vlage) in ca. 1-dnevnem staranju, da se vlaga enakomerno porazdeli, oblikujemo mulitna probna telesa pod pritiskom 400 kp/cm2 ter po temeljitem osu-šenju na zraku žgemo po pol ure na temp. 1400° C.
Fizikalne lastnosti pripravljenih probnih teles so podane v tabeli št. 8.
Tabela 8 — Fizikalne lastnosti
Sestava	% sur. gline	TI. trd. kp/cm2	Sp. teža g/cm3	Poroznost %	SK
I.	40	855	2,66	23,4	30/31
II.	30	790	2,64	27,3	30/31
III.	20	600	2,66	31,3	30/31
IV.	10	290	2,65	32,7	30/31
Iz tabele št. 8 in diagrama št. 13 je razvidno, da se z dodatkom surovih glin (do 40 ut. %) mulitnim masam fizikalne lastnosti ustreznih mulitnih opek izboljšujejo. To se ujema tudi s teoretičnim diagramom poroznosti (glej diagram št. 5 — idealno pomešanje je praktično nemogoče).
1200 1000
I- 800
~ui 600 o
| 400 f= 200 0
30
S 25
20
10 20 30 <0 0 % surove gline
10 20 30 <0
Diagram št. 13 Vpliv količine gline na kvaliteto mulitnih opek
Ker vsebuje surova glina Blatuša nizek procent A1203 (29,37 %) ter bi z 40 %-nim dodatkom te gline močno znižali SK vrednost, moramo pri izdelavi mulitnih opek surovo glino Bratuša delno zamenjati s surovo glino Češki Brod, ki je bogatejša z A1203 (36,82 %).
c) Ugotavljanje temperature sintranja sintetičnega mulita in mulitnih izdelkov
Za ugotavljanje potrebne temperature sintranja sint. mulita in mulitnih izdelkov smo pripravili
vzorce mulitnih opek z uporabo sintetičnega mulita s prebitkom Al A (40 ut. % surove gline Brežice + 60 % ut. boksita Gvajana), ki smo ga pripravili tako, da smo ga po eno uro žgali pri temperaturah:
—	1400° C
—	1500° C
Kemična sestava sint. mulita s prebitkom A1,0, je takšna:
Si03	A1A	Fe203	CaO	MgO	Ti03
%	%	%	%	%	%
22,50	66,90	4,48	1,12	0,64	2,71
Mulitne probne vzorce smo izdelali iz mulitnih mas takšne sestave:
40% sint. mulita (pod 1 mm)
20 % šam. odpadkov z SK ca. 30 (pod 1 mm)
20% sur. glina Češki Brod (pod 0,25 mm)
20 % sur. glina Blatuša (pod 0,25 mm)
Pripravljeni sestavi mulitnih mas (»A« in »B«) sta se razlikovali le v uporabljenem sintetičnem mulitu.
Mulitna masa sestave »A« je bila pripravljena iz sintetičnega mulita prej opisane sestave, ki je bil žgan pri temperaturi 1400° C.
Mulitna masa sestave »B« pa je bila pripravljena iz sintetičnega mulita, ki je bil enake sestave kot pri mulitni masi sestave »A«, le da je bil žgan pri temp. 1500° C.
Probna telesa smo po enodnevnem odležanju mulitnih mas oblikovali pod pritiskom 400 kp/cm2 ter po osušenju po pol ure žgali pri temperaturah:
—	1400° C
—	1500° C
Fizikalne lastnosti pripravljenih mulitnih vzorcev so podane v tabeli št. 9.
Tabela 9 — Fizikalne lastnosti
Sestava T°P-°bd.	TI. trd. kp/cm2	Sp. teža g/cm!	Poroznost °/o	SK
A 1400	940	2,71	22,4	31/32
1500	1380	2,75	13,3	
B 1400	1070	2,72	19,7	31/32
1500	1540	2,71	12,0	
Iz diagrama št. 14 in tabele št. 9 je jasno razviden vpliv višine temperature sintranja sintetičnega mulita in mulitnih izdelkov na kvaliteto mulitnih izdelkov.
Uporaba sint, mulita sintranega pri temperaturi W0°C
1500
Temperatura žganja mulitnih vzorcev
1500
4 1600
Uporaba sint. mulita sintranega pri temperaturi 1500° C
25-
100(f-f= im
1500
1400
1500
Temperatura žganja mulitnih vzorcev
Diagram št. 14
Vpliv temperature sintranja sintetičnega mulita in mulitnih vzorcev, na kvaliteto mulitnih vzorcev
Dobljeni rezultati fizikalnih lastnosti kažejo, da temp. sintranja sint. mulita nima tako izrazitega vpliva na kvaliteto mulitnih izdelkov, kot ga ima temp. sintranja mulitnih izdelkov. Iz izvedenega poizkusa sledi, da temp. 1400° C zadostuje za sintranje sintetičnega mulita, mulitne izdelke pa bi morali sintrati po možnosti pri temp. 1500° C. šele pri tej temperaturi nastopi zgostitev mulitnih izdelkov — poroznost se jim znatno zmanjša (glej tabelo št. 9 in diagram št. 14).
3. Prednosti uporabe sintetičnega mulita pred uporabo kalciniranega boksita in žganega boksita (1400° C) pri izdelavi visokogliničnih opek
a) Žganje kalciniranega boksita na temp.
1400° C
Boksit Gvajana, ki je kalciniran, smo približno eno uro žgali pri temperaturi 1400° C. Iz razlik
Sestave boksitnih mas:
v spec. težah pred žganjem na 1400° C in po njem smo ugotovili, da so bile pri kalcinaciji boksita Gvajana odstranjene le hlapne primesi (vezana voda in si.), v strukturnem pogledu pa ni prišlo do sprememb. y A1203 (c = 3,65 g/cm2), ki pri segrevanju pri temp. okoli 1000° C in več preide v a A1,0, (a — 3,96 g/cm3), je ostal v kalciniranem boksitu Gvajana večinoma nespremenjen.
Rezultati žganja boksita Gvajana:
Sp. teža boksita Gvajana pred žganjem na temp. 1400° C — 3,26 g/cm3
Sp. teža boksita Gvajana po žganju na temp. 1400° C — 3,85 g/cm3
Močno zvišanje spec. teže po žganju kale. boksita Gvajana pri temp. 1400° C je znak, da je v njem prisoten A1203 v glavnem v y obliki ter po žganju pri 1400° C preide v a obliko. Ker je razlika v spec. težah precejšnja, je tudi sprememba volumna znatna — zrna boksita Gvajana se volu-mensko skrčijo za ca. 15 % (izračunano iz razlike v spec. težah).
b) Pomen žganja boksita na kvaliteto visokogliničnih boksitnih opek
Boksitne vzorce smo pripravili na podoben način, kot smo pri prejšnjih poizkusih pripravljali mulitne vzorce. Pri izdelavi boksitnih probnih teles smo pripravili boksitno maso, podobno mulitni masi, le da smo zamenjali sintetični mulit s kalciniranim in z žganim (1400° C) boksitom Gvajana.
Boksitna probna telesa smo pripravili iz sledečih boksitnih mas (glej »Sestave boksitnih mas«):
Vse žgane surovine smo zmleli na zrno pod 1 mm, surove gline pa na zrno pod 0,25 mm.
Po približno 1-dnevnem odležanju navlaženih boksitnih mas smo iz njih oblikovali probna telesa pod prit. 400 kp/cm2 ter po osušenju sintrali sledeče:
—	1 uro na temp. 1500° C
—	2 uri na temp. 1400° C
I. 40 % žg. boksita Gvajana
II. 40 % žg. boksita Gvajana
III.	60% žg. boksita
Gvajana
IV.	40 % kale. boksita
Gvajana
V. 40 % kale. boksita Gvajana
VI. 60 °/o kale. boksita Gvajana
+ 20 % šam. odp. z SK 30
+ 20 °/o šam. odp. z SK 33
+ 20 % šam. odp. z SK 30
+ 20 % šam. odp. z SK 33
+ 20 % sur. gl. Češki brod
+ 40 % sur. gl. Češki brod
4- 40 % sur. gl. Češki brod
+ 20 % sur. gl. Češki brod
+ 40 % sur. gl. Češki brod
+ 40 % sur. gl. Češki brod
+ 20 % sur. gl. Blatuša
+ 20 % sur. gl. Blatuša
Pripravljena boksitna probna telesa so imela sledeče fizikalne lastnosti (glej tabelo št. 10):
Tabela 10 — Fizikalne lastnosti
Sestava	Topi. obd. "C	TI. trd. kp/cm2	Spec. teža Poroznost g/cm3 %		SK
I.	1400	490	2,92	30,6	nad 34
	1500	640	2,94	27,8	nad 34
II.	1400	310	3,07	34,7	nad 34
	1500	360	2,98	30,6	nad 34
III.	1400	210	3,24	36,8	nad 34
	1500	270	3,24	35,8	nad 34
IV.	1400	460	2,98	32,0	nad 34
	1500	580	2,88	30,4	nad 34
V.	1400	120	3,02	36,7	nad 34
	1500	185	2,96	34,6	nad 34
VI.	1400	80	3,19	42,7	nad 34
	1500	85	3,20	42,7	nad 34
Uporaba žganega boksita (K00 °C) pri izdelavi boksitnih opek
Uporaba kalciniranega boksita (boksit Gvajana) pri izdelavi boksitnih opek
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
\	
O\7500°Cl	
\\	
	
	
	-3
/ II III	
	
	
	
	
IV
VI
III
Sestave boksitnih opek Diagram št. 15
Vpliv žganja boksita na tlačno trdnost in poroznost boksitnih opek
Iz tabele št. 10 in diagrama št. 15 je razvidno, da so boksitni vzorci, ki so pripravljeni iz žganega boksita Gvajana (1400° C), kvalitetnejši kot boksitni vzorci, ki so pripravljeni iz kalciniranega boksita Gvajana. Razlika v kvaliteti pa je tem večja, čim več boksita je bilo uporabljenega pri izdelavi boksitnih opek. Iz diagrama se to jasno vidi — razlika v tlačni trdnosti in poroznosti med vzorcema »I« in »IV« (40 %-ni dodatek boksita) je znatno manjša kot med vzorcema »III« in »VI« (60 °/o-ni dodatek boksita). Popolnoma enake zaključke glede uporabe kalciniranega boksita Gvajana dobimo tako pri temp. žganja boksitnih opek 1400° C kot pri temp. žganja boksitnih opek 1500° C.
Z zvišanjem temperature žganja od 1400 na 1500° C se fizikalne lastnosti boksitnim opekam sicer nekoliko izboljšajo, toda še vedno so premalo zasintrane.
c) Primerjava kvalitete visokogliničnih vzorcev s približno enako količino Al203, ki so za-sintrani pri temp. 1400 in 1500° C ter smo pri njih uporabili kot surovino z visokim procentom Al203:
prvič — kalcinirani boksit Gvajana drugič — žgani boksit Gvajana (1400° C) tretjič — sintetični mulit
Visokoglinične probne vzorce smo pripravili iz takih sestav visokogliničnih mas:
1.	Uporaba kalciniranega boksita Gvajana 40 % kale. boksit Gvajana (zmlet pod 1 mm)
20 % šamot.odpadki s SK ca. 30 (zmleti pod 1 mm) 20 % sur. gl. Češki Brod (zmleta pod 0,25 mm) 20 % sur. gl. Blatuša (zmleta pod 0,25 mm)
2.	Uporaba žganega boksita Gvajana (temp. žganja 1400° C)
40% žg. boksit Gvajana (zmlet pod lmm) 20 % šamot odpadki s SK ca. 30 (zmleti pod 1 mm) 20% sur. gl. češki Brod (zmleta pod 0,25 mm) 20% sur. gl. Blatuša (zmleta pod 0,25 mm)
3.	Uporaba sintetičnega mulita
60 % sint. mulit s prebitkom A1203 (zmlet pod 1 mm)
20 % sur. gl. Češki Brod (zmleta pod 0,25 mm) 20% sur. gl. Blatuša (zmleta pod 0,25 mm)
Po približno 1-dnevnem odležanju smo na-vlažene visokoglinične mase (boksitni masi in mulitno maso) oblikovali v probna telesa pod pritiskom 400 kp/cm2 ter po osušenju sintrali po eno uro pri temp. 1400 in 1500° C.
Fizikalne lastnosti pripravljenih visokogliničnih vzorcev so podane v tabeli št. 11
Tabela 11 — Fizikalne lastnosti
Sestava	Topi. obd. °C	tsl "2 6 +3 o H "S H M	Spec. teža g/cm3	Poroznost %	C/5	Ta-točka °C
1	1400	460	2,98	32,0	nad 34	1580
	1500	580	2,88	30,4		
2	1400	490	2,92	30,6	nad 34	1580
	1500	640	2,94	27,8		
3	1400	495	2,85	29,7	nad 34	1580
	1500	890	2,87	23,8		
Iz rezultatov fizikalnih lastnosti pripravljenih visokogliničnih vzorcev, ki so podani v tabeli št. 11 in diagramu št. 16, je razvidno, da je za pripravo
gostih in trdnih visokogliničnih izdelkov potrebno imeti žgan boksit, še boljši pa je sintetični mulit.
Razlike v fizikalnih lastnostih (ti. trdnosti in poroznosti) so med visokogliničnimi vzorci, ki so žgani na temp. 1400° C, še neizrazite, med visokogliničnimi vzorci, ki so žgani na temp. 1500° C, pa
Tabela št. 12
£
t -se
</) o C
5
1000
800
600,
400
200 0
1
«1500°C
rJ400°C
-a
o
j Sest. mul. mase	Sintet. mulii s preb. AhO; (zrno pod 1 mm)	Šam. odpad, s SKca. 30 (zrno pod 1 mm)	Sur. gl. C. Bi fino zmleta (zrno pod 0,25 mm)	Sur. gl. Blati fino zmleta (zrno pod 0,25 mm)
M 32	40 ut. %	20 ut. %	20 ut. %	20 ut. %
M 33	50 ut. %	10 ut. °/o	20 ut. %	20 ut. "/o
M 34	60 ut. %	—	20 ut. %	20 ut. %
Opisane mulitne mase smo pripravili tako, da smo mešanico predpisanih sestavin med mešanjem navlažili na približno 9 %-no vlažnost.
Po približno 1-dnevnem odležanju smo oblikovali probna telesa pri takšnih oblikovalnih pritiskih (glej tabelo št. 13):
as </>
0
1 <£
Sestave visokogliničnih opek
1 - box/t opeka pripravljena iz kalciniranega boksita Gvajana
2-boksit	opeka pripravljena iz žganega boksita Gvajana (temp. žganja 1400 "C )
3-	mulit opeka
Diagram št. 16
Vpliv sestave visokogliničnih opek na fizikalne lastnosti (tlačno trdnost in poroznost)
že zelo jasne (visoko glinična probna telesa, ki so bila pripravljena z uporabo sintetičnega mulita po kvaliteti jasno odstopajo od ostalih boksitnih probnih teles) — mulitna probna telesa so gostejša in trdnejša.
4. Fizikalno kemijske lastnosti izbranih sestav mulitnih opek — vpliv temp. žganja in obl. pritiska na njihovo kvaliteto
a) Priprava in fizikalno kemične lastnosti mulitnih vzorcev izdelanih iz izbranih sestav mulitnih mas
Na osnovi rezultatov, dobljenih pri prejšnjih poizkusih, smo izbrali kot najprimernejše sledeče sestave mulitnih mas za izd. mulitnih opek (glej tabelo št. 12):
Tabela št. 13
Oznaka vzorcev	Sestava mase	Oblikovalni pritisk
A	M 32	200 kp/cm2
B	M 33	200 kp/cm2
C	M 34	200 kp/cm2
D	M 32	400 kp/cm2
E	M 33	400 kp/cm2
F	M 34	400 kp/cm2
G	M 32	600 kp/cm2
H	M 33	600 kp/cm2
I	M 34	600 kp/cm2
Po temeljitem osušenju na zraku smo probna telesa toplotno obdelali na sledeč način:
—	le osušili pri 105° C
—	po eno uro žgali na 800, 1300, 1400 in 1500° C
Izdelani mulitni vzorci so imeli naslednje fizi-kalno-kemične lastnosti (glej tabeli št. 14 in št. 15):
Tabela 14 — Kemična analiza
a	u
>	c
S	■ "
c/:
</>	E
>
o O i-
o
N >
a M rt c
O
t/5
9
O <
O
£> Ph
O
a CJ
° o
S H
M 32 A, D in G 44,00 49,47 2,56 0,90 0,64 2,22 M 33 B, E in H 40,60 52,12 3,36 0,90 0,80 2,22 M 34 C, F in I 37,00 55,60 3,04 0,90 0,64 2,48
Tabela 15 — Spremembe med toplotno obdelavo in fizikalne lastnosti
M U	XI
S O	-O
g N	O
>
S c	a
D N	O
t/3 O	H
Oblik. prit. kp/cm2	AG G %	AV V %	G o M b	TI. trdnost kp/cm2	Sp. teža g/cm3	Cfi O C N O U 0 PH	Ta točka °(	Najedanje mm	Ui C/3
4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
M 32
M 33
M 34
M 32
M 33
M 34
M 32
M 33
B
D
H
po obl.	200			2,05					
105		5,7	0,6	1,94	45				
800		10,8	0,9	1,84	210				
1300		11,3	7,6	1,96	410				
1400		11,7	10,8	2,02	700	2,73	26,5	1520	2,8
1500		11,4	12,3	2,06	1220	2,70	18,9	1520	2,3
po obl.	200			2,07					
105		6,4	0,6	1,95	45				
800		11,4	0,9	1,85	200				
1300		11,9	5,6	1,93	420				
1400		11,3	7,4	1,98	490	2,80	31,0	1520	2,7
1500		11,3	8,6	2,01	1090	2,81	21,7	1550	2,2
po obl.	200			2,09					
105		6,7	0,6	1,96	50				
800		11,4	0,9	1,86	210				
1300		11,4	3,6	1,92	370				
1400		11,6	4,5	1,93	440	2,85	31,9	1560	2,7
1500		11,4	4,8	1,95	810	2,88	26,1	1580	2,0
po obl.	400			2,13					
105		6,7	0,6	2,00	50				
800		11,4	0,9	1,90	250				
1300		12,1	7,3	2,01	460				
1400		11,6	9,1	2,07	780	2,75	22,7	1510	2,6
1500		11,4	9,4	2,09	1700	2,68	13,7	1560	2,3
po obl.	400			2,14					
105		5,8	0,6	2,02	55				
800		11,0	0,6	1,92	245				
1300		11,0	5,5	2,01	480				
1400		11,3	7,3	2,04	610	2,79	26,8	1530	2,0
1500		11,3	8,5	2,07	1190	2,80	20,4	1560	2,0
po obl.	400			2,16					
105		6,7	0,6	2,03	55				
800		11,3	0,9	1,93	240				
1300		11,6	4,0	1,99	430				
1400		11,4	4,9	2,01	495	2,85	29,7	1580	2,0
1500		11,4	6,2	2,04	890	2,87	23,8	1590	2,0
po obl.	600			2,18					
105		6,7	0,6	2,05	70				
800		11,4	0,9	1,95	300				
1300		12,1	7,5	2,06	550				
1400		12,0	8,7	2,10	855	2,71	20,6	1540	2,0
1500		12,0	9,6	2,12 nadl700		2,69	5,3	1580	2,0
po obl.	600			2,19					
105		6,7	0,6	2,06	75				
800		11,4	0,9	1,96	290				
1300		11,7	5,0	2,04	520				
1400		11,3	5,6	2,06	680	2,78	25,4	1550	1,9
1500		11,4	6,3	2,07	1550	2,77	16,5	1580	1,9
32/33
33/34
34/35
32/33
33/34
34/35
32/33
33/34
12 3 4	5	6	7	8	9	10	11	12
M 34 I po obl. 600			2,20					
105	6,7	0,6	2,06	75				
800	11,3	0,9	1,97	280				
1300	11,7	3,7	2,02	485				
1400	11,6	4,4	2,04	610	2,88	26,4	1580	1,9
1500	11,3	5,0	2,06	1020	2,87	22,9	1590	1,9
b) Prikaz sprememb teže in dimenzij opisanih mulitnih vzorcev med žganjem
AV
n .	AG
Rezultate
G
in a — vrednosti za različno
toplotno obdelane mulitne vzorce iz tabele št. 15 sem vnesel v diagrame, ki prikazujejo spremembo
teže, volumna in volumske teže med žganjem mulitnih izdelkov (glej daigram št. 17).
Med žganjem se mulitnim vzorcem zmanjša teža zaradi ostranjevanja nevezane in vezane vode. Do temp. 100° C odstranjujemo nevezano vodo (sušenje), v temp. območju 400—500° C pa vezano — kristalno vodo. Zmanjšanje teže mulitnih opek pri
Pritisk oblikovanja mulitnih opek je 200 kp/cm2
A G
Pritisk oblikovanja mulitnih opek je 400 kp/cm2
Pritisk oblikovanja mulitnih opek je 600 kp/cm2
Temperatura v °C Diagram št. 17
Spremembe teže, volumna in volumske teže med žganjem mulitnih opek
M 32 M 33 M 34

žganju, to je potek odstranjevanja nevezane in vezane vode, je pri vseh sestavah mulitnih opek enak — je neodvisen od sestave mulitne mase (procent vlage je pri vseh sestavah mulitnih mas približno enak — ca. 7 %, ker mulitne opeke izdelujemo vse po polsuhem postopku, dodatek surovih glin pa je tudi pri vseh mulitnih masah 20 % sur. gl. Češki Brod in 20 % sur. gl. Blatuša, ostale surovine pa so vse predhodno žgane) in od oblikovalnega pritiska (glej diagram št. 17).
Iz diagrama št. 17 je razvidno, da je krčenje mulitnih izdelkov med žganjem močno odvisno od sestave mulitne mase — od vsebnosti A1203 (z naraščanjem vsebnosti A1203 se zmanjšuje krčenje mulitnih opek med žganjem), delno pa tudi od oblikovalnega pritiska — predvsem pri masah z nižjo vsebnostjo A120, (pri probnih telesih oblikovanih pod nižjimi pritiski, ki imajo manj gosto strukturo — več praznih prostorov, je možno močnejše skrčenje). Do temp. 800° C še ni razlik v krčenju, te nastopijo šele pri višjih temperaturah ter so posledica nastajanja steklaste faze (zaradi površinskih napetosti steklaste faze se mulitna zrna zbližajo — mulitna opeka se zgosti — skrči).
Zelo pomembno je spreminjanje volumske teže (cr) mulitnih opek med žganjem (glej diagram 17). V območju odstranjanja nevezane (100° C) in vezane (400—500° C) vode volumska teža mulitnih izdelkov pada, v območju nastajanja steklaste faze (nad 800° C) — zgoščevanje mulitnega izdelka — pa volumska teža narašča.
Volumska teža mulitnih opek je odvisna tudi od njihove kemične sestave. Surove mulitne opeke z višjo vsebnostjo A1203 imajo višjo volumsko težo, po žganju pa je zaradi slabše zgostitve (manj steklaste faze) njihova volumska teža nižja kot volumske teže enako obdelanih mulitnih opek z nižjo vsebnostjo A1203 (iz diagrama št. 17 je razvidno, da se omenjeni preobrat izvrši v temp. območju 1100—1200° C).
Iz diagrama št. 17 je lepo razviden tudi vpliv oblikovalnega pritiska na volumsko težo (pri višjih oblikovalnih pritiskih je postavitev zrn bolj kompaktna — bliže postavitvi zrn v obliki te-traedra),
c) Vpliv temperature in oblikovalnega pritiska na tlačno trdnost mulitnih opek
Vpliv temp. žganja na zasintranje mulitnih opek in s tem na tlačno trdnost mulitnih opek je prikazan v diagramu št. 18, ki je izdelan na osnovi tlačnih trdnosti mulitnih vzorcev, ki so podane v tabeli št. 15.
Iz diagrama št. 18 je razvidno, da je za sintranje mulitnih opek potrebna temperatura min. 1400° C, če želimo dobiti trdne, dobro zasintrane mulitne izdelke. Višina temperature, ki je potrebna za dobro zasintranje mulitnih izdelkov, pa je odvisna tudi od njihove kemične sestave. Tako mulitni izdelki, narejeni iz mulitne mase sestave »M 32«
(49,47 % A1203) dobro zasintrajo, če je temperatura žganja nad 1400° C, mulitni izdelki, narejeni iz mulitne mase sestave »M 33« (52,12% A1203), če je temp. žganja nad 1450° C, mulitni izdelki, narejeni iz mulitne mase sestave »M 34« (55,60 % A1203), pa če je temp. žganja nad 1500° C.
M 32
1500
E
£ 7000
n
0
1
500
		1 _il
		—Tt i 1
		i
	.-O—"" -1	K-*"
-600 kp/cm
-400 kp/cm2
M 33
I-600 kp/cm2
)r----400 kp/cm2
-200 kp/cm2
g 1000 x>
CL Je
10 o C
5
500
		
		/ J
	^.o J. -	
,600 kp/cm2 -400 kp/cm2 -200 kp/cm2
500 1000 Temperatura v "C
1500
Diagram št. 18
Vpliv temperature žganja na tlačno trdnost mulitnih opek
Boljše sintriranje mulitnih mas z nižjim procentom A12Oj je lepo razvidno iz diagrama št. 18, še lepše pa iz diagrama, št. 19, ki prikazuje vpliv pritiska oblikovanja mulitnih izdelkov na njihovo tlačno trdnost.
Mulitni izdelki, oblikovani pod višjimi oblikovalnimi pritiski, imajo tudi višje tlačne trdnosti (glej diagram št. 19).
Iz diagrama št. 19 je tudi razvidno, da se pozna vpliv sestave na trdnost mulitnih izdelkov šele pri temp. okoli 1300° C — torej šele v območju nastajanja steklaste faze.
M 32	M 33
—4/50CC
M 34
'•1400 °C
^H300°C t
y.l500'C
200 400
800°C
—j10S°C 600 200 400
1400°C 1300°C
800°C \ 105°C ,
1500X
*1400°C 1000V
800°C 105"C
600 200 400 600
M 32
M 33
'1400°C
>*1500°C
M 34
1400°C
1500°C
z Le Chatelierjevim principom zavzemajo mulitna zrna bolj gosto postavitev — postavitev mulitnih zrn v obliki tetraedra.
Boljša zgostitev (nižja poroznost) mulitnih vzorcev, ki so pripravljeni iz sestav mulitnih mas z manj A1203, je posledica prisotnosti večje količine talil, kar je vzrok, da pri žganju nastane več steklaste faze.
e) Vpliv temperature žganja in oblikovalnega pritiska na točko zmehčanja (Ta-točko) pri mulitnih opekah
Iz diagrama št. 21 je razvidno, da na zvišanje Ta-točke pri mulitnih opekah ugodno vplivajo sledeči faktorji:
1600
Oblikovalni pritisk v kp/cm2 Diagram št. 19
Vpliv oblikovalnega pritiska na tlačno trdnost mulitnih opek
d) Vpliv temperature in oblikovalnega pritiska na poroznost mulitnih opek
Vpliv temp. žganja in oblikovalnega pritiska na poroznost mulitnih izdelkov je prikazan v diagramu št. 20, ki je izdelan na osnovi poroznosti mulitnih vzorcev, ki so podane v tabeli št. 15.
1550
iS
M 32
150oL^±-
M33
1500'C
W0°C
M 34
1500°C 1400'C
1500°C 1400°C
1400V ■ 1500%
200 400 600 200 400 600 200 400 600 Oblikovalni pritisk v kp/cm2 Diagram št. 20
Vpliv oblikovalnega pritiska in temperature žganja na poroznost mulitnih opek
Zgostitev mulitnih izdelkov nastopi pri žganju zaradi nastajanja steklaste faze, ki povzroči zaradi svoje površinske napetosti zbližanje mulitnih zrn, to pa ima za posledico volumsko skrčenje izdelka ter zmanjšanje poroznosti. Ker pri višji temp. nastane pri žganju mulitnih izdelkov več steklaste faze, so tudi ti izdelki bolj gosti — imajo nižjo poroznost.
Mulitni izdelki, oblikovani pri višjih oblikovalnih pritiskih, so gostejši, to pa zato, ker v skladu
200 400 600 200 400 600 200 400 600 Oblikovalni pritisk v kp/cm2 Diagram št. 21
Vpliv temperature žganja in oblikovalnega pritiska na točko zmehčanja (Ta-točko) pri mulitnih opekah
—	visok oblikovalni pritisk (bolj gosti izdelki)
—	visoka temperatura (nastane več mulita)
—	visok procent A1203 v mulitni masi, ki ima za posledico tudi visok procent mulita v mulitni opeki.
f) Vpliv temp. žganja in oblikovalnega pritiska na odpornost mulitnih opek proti najedanju agresivnih medijev (žlindra, škaja itd.)
Iz diagrama št. 22 je razvidno, da so mulitni izdelki korozijsko odpornejši, če so:
—	čim gostejši (oblikovani pod visokimi oblikovalnimi pritiski in toplotno obdelani pri visokih temperaturah žganja)
I
■Š 2
O g
CD
M 32
M 33
M 34
J5l
<40d°C
]400°C /500?" "
1500°C
j4oq°c
200 400 600 200 400 600 200 400 600
Oblikovalni pritisk v kp/cm2 Slika 22
Vpliv temperature žganja in oblikovalnega pritiska na odpornost proti najedanju pri mulitnih opekah
— pripravljeni iz mulitnih mas s čim višjim procentom A1203.
Mulitne izdelke z visokim procentom A1203 je težko izdelati goste — z nizko poroznostjo, tako je običajno pri njih visoka poroznost vzrok za nizko korozijsko odpornost. Na ta način si lahko tudi razlagamo razmeroma majhne razlike v korozijski odpornosti opisanih mulitnih izdelkov, pripravljenih iz mulitnih mas sestav »M 32«, »M 33« in »M 34« (mulitna masa sestave »M 32« — z najnižjim odstotkom A120, je korozijsko nekoliko manj odporna od mulitnih mas sestav »M 33« in »M 34«, med katerima pa ni bistvene razlike v korozijski odpornosti).
Korozijsko odpornost zmanjšuje tudi nastanek večje količine steklaste faze (pri višji temp. žganja nastane več steklaste faze), ki tako kompenzira ugoden vpliv, ki ga ima zmanjšanje poroznosti na korozijsko odpornost mulitnih izdelkov. To je razlaga, ki pojasni, zakaj pri mulitnih vzorcih, ki so oblikovani pri visokih obl. pritiskih toplotna obdelava (temp. žganja 1400 ali 1500°C) ne vpliva bistveno na korozijsko odpornost.
Zaključek
1.	Visokoglinične opeke delamo tako, da pri izdelavi opek uporabljamo surovine z visokim odstotkom A1203, kot npr.: korund, boksit, mulit itd. Priprava korunda in boksita za izdelavo visoko-gliničnih opek pa je v primerjavi s pripravo sint. mulita zelo draga (korund pripravimo s taljenjem boksita v posebnih elektro pečeh, boksit pa tako, da ga predžgemo na temperaturi 1560° C).
Laboratorijski poizkusi priprave sintetičnega mulita so pokazali, da je temp. žganja 1400° C že zadostna, da dobimo iz dobro premešane in pre-gnetene navlažene mešanice fino zmletega boksita Gvajana (ekonomsko še primernejši bi bil surovi boksit) in fino zmlete surove gline Brežice po žganju sintetični mulit, ki je zelo primeren kot surovina za izdelavo visokogliničnih mulitnih opek.
Prednost surove gline Brežice pred ostalimi preizkušenimi glinami je predvsem njena dobra plastičnost in nekoliko višji procent talil — ni potreben dodatek vezivnih sredstev, nekoliko višji odstotek Fe203 pa pospešuje tudi nastajanje mulita.
2.	Tako pri pripravi sintetičnega mulita kot pri izdelavi mulitnih opek morajo biti vse surovine fino zmlete, le na ta način dobimo veliko stično površino med glino in boksitom (oz. žganimi materiali). Od velikosti stične površine je namreč v veliki meri odvisna intenzivnost kemičnih reakcij — nastajanje mulita in tvorba steklaste faze (sintranje).
Laboratorijski poizkusi so pokazali, da je najprimernejša sestava mulitne mase za izdelavo sintetičnega mulita sledeča:
60 % ut. boksita Gvajana (fino zmlet)
40 % ut. surove gline Brežice (fino zmleta)
Po navlaženju, temeljitem pomešanju in pre-gnetenju oblikujemo mulitno maso omenjene sestave po plastičnem postopku v kepe (oblika ni pomembna), ki jih po osušenju žgemo na temp. 1400° C. Žgane kepe sintetičnega mulita pripravimo kot surovino za izdelavo mulitnih opek tako, da jih zdrobimo na zrno pod 1 mm.
Ker od kvalitetnih mulitnih opek pričakujemo tudi dobro korozijsko odpornost, ta pa je v znatni meri odvisna od poroznosti, moramo pripravljati mulitne izdelke tako, da postanejo čim gostejši. Ker vpliva na poroznost granulacijska sestava, ki mora biti pri izdelavi mulitnih izdelkov fino zrnata, moramo doseči zapolnitev praznih prostorov med finimi zrni žganih materialov, katerih velikost je od 0,1 do 1 mm, s še finejšimi zrni surovih glin, katerih velikost je pod 20 \i.
Za izdelavo gostih, kompaktnih mulitnih izdelkov je teoretično (idealno pomešanje) najprimernejše, da mulitna masa vsebuje poleg žganih materialov še 30—35 vol. °/o surove gline (ca. 30 ut. % surove gline). Pomešanje pa praktično ni nikdar idealno, zato je praktično najprimernejša sestava mulitne mase premaknjena nekoliko v prid surovi glini, ki naj je vsebuje ca. 45 vol. % (ca. 40 ut. %).
3.	Laboratorijska primerjava uporabnosti kale. boksita, žg. boksita (1400° C) in sint. mulita za izdelavo visokogliničnih izdelkov je pokazala, da je žg. boksit (1400°C) kot surovina za izd. visoko gliničnih boksitnih izdelkov primernejši od kale. boksita, sintetični mulit pa je za te namene najprimernejši, saj visokoglinična mulitna probna telesa, ki so pripravljena z uporabo sintetičnega mulita, po gostoti in trdnosti znatno odstopajo od visokogliničnih — boksitnih probnih teles. Pri temp. žganja okoli 1500°C dobimo že dobro zasin-trane, goste in trdne visokoglinične — mulitne opeke, pri visokogliničnih — boksitnih opekah, ki imajo vsebnost A1203 približno enako kot mulitne opeke, pa pri tej temperaturi še ne pride do zadostnega zasintranja.
4.	Najprimernejše sestave mulitnih mas za izdelavo kvalitetnih, korozijsko, mehansko in temperaturno dobro odpornih mulitnih izdelkov so podane v naslednji tabeli:
Sest. mulitne mase	Sint. mulit s preb. AhOs	Šamot. odp. s SK ca. 30	Sur. glina Češki Brod	Sur. glina Blatuša
M 32	40 ut. %	20 ut. %	20 ut. %	20 ut. %
M 33	50 ut. %	10 ut. %	20 ut. %	20 ut. %
M 34	60 ut. %	—	20 ut. %	20 ut. %
Iz zasledovanja sprememb volumna, teže in fizikalnih lastnosti mulitnih izdelkov opisanih sestav mulitnih mas med žganjem smo ugotovili, da mora biti pri žganju mulitnih izdelkov, ki so
narejeni iz mulitne mase sestave »M 32« (49,47 % A12Oj), temp. žganja nad 1400°C, pri žganju mulitnih izdelkov, ki so narejeni iz mulitne mase sestave »M 33« (52,12% A1203), temp. žganja nad 1450°C, pri žganju mulitnih izdelkov, ki so narejeni iz mulitne mase sestave »M 34« (55,60 % A1203), pa temp. žganja nad 1500° C.
Mulitni izdelki, oblikovani iz opisanih sestav mulitnih mas pri višjih oblikovalnih pritiskih, so gostejši in trdnejši —- imajo boljše fizikalne lastnosti. Za pripravo kvalitetnih, korozijsko, mehansko in temperaturno dobro odpornih mulitnih izdelkov je potrebno, da so oblikovalni pritiski vsaj 400 kp/cm2. Laboratorijsko smo ugotovili, da so mulitni vzorci, oblikovani pod pritiskom
400 kp/cm2 znatno kvalitetnejši od mulitnih vzorcev, oblikovanih pod pritiskom 200 kp/cm2. S povečanjem oblikovalnega pritiska od 400 kp/cm2 na 600 kp/cm2 pa bistveno ne izboljšamo kvalitete mulitnih izdelkov.
Literatura
1.	Harders-Kienow: Feuerfestkunde (1960)
2.	H. Salmang: Die Keramik (1958)
3.	Beljankin-Lapin-Iwanov: Technische Petrographie (1960)
4.	R. Kejžar: Priprava in uporabnost korundnih opek v metalurgiji — Železarski zbornik III (1969) št. 4, str. 241—261
5.	Spravočnik himika I. (1962)
ZUSAMMENFASSUNG
Die Mullitsteine gehoren zu den hochtonerdehaltigen Steinen welche gut korrosions-, mechanisch- und tempera-turbestiindig sind. Als Rohstoff fiir die Erzeugung dieser Steine wurde sintetischer Mullit (aus Bauxit und Ton gefertigt), sortierte Schamotteabfalle und Bindeton ange-wendet.
Sovvohl bei der Vorbereitung von sintetischen Mullit wie auch bei der Erzeugung der Mullitsteine miissen alle Rohstoffe in fein gemahlenem Zustand vorliegen. Nur auf diese Weise vvird eine grosse Beriihrungsflache zvvischen dem Ton und Bauxit erreicht. Von der Grosse der Beriihrungsflache zwischen Ton und Bauxit hangt in grossem Masse die Intensitiit der chemischen Reaktionen bei der Bildung von Mullit und der glasigen Phase.
Sintetischer Mullit ist fiir die Erzeugung hochtonerdehaltigen Erzeugnisse mit ca. 55 % AI2O3 der geeignetste Rohstoff. Die Erzeugung von Mullit (Sintern der Mischung von Bauxit Gvajana und der rohen Tonerde Brežice im Gevvichtsverhaltnis 60 + 40 bei einer Temperatur von 1400° C) ist im Vergleich mit der Erzeugung von Korund (durch das Schmelzen von Bauxit in Elektroofen) und Bauxit (Vorsintern von Bauxit bei 1560° C) ambiligsten. Aus kalziniertem oder gebranntem Bauxit (1400° C) erzeugte hochtonerdehaltige Erzeugnisse waren bedeutend schlech-ter von den chemisch gleichwertigen (mit demselben % AI2O3) hochtonerdehaltigen Mulliterzeugnissen (wenn auch die Erzeugungsbedingungen gleich vvaren: Formungs-druck 400 kp/cm2, Brenntemperatur rund 1500° C).
Da die Granulationszusammensetzung welche bei der Fertigung von Mulliterzeugnissen sehr fein sein muss, die Porositat und damit auch die Korrosionsbestandigkeit dieser Erzeugnisse stark beeinflusst, muss bei diesen die Kompaktheit mit dem richtigen Mengenverhaltniss der gebrannten Materialen und der rohen Tonerde in der Mulitmasse erzielt vverden. (Die Nachfiillung der leeren Raume zwischen den gebrannten Kornern von 0.1 bis
1 mm Grosse vvird durch die feinen Teilchen der rohen Tonerde deren Grossen unter 2011 (Mikron) ist erreicht.) Fiir die Erzeugung von dichten kompakten Mulliterzeugnissen ist theoretisch amgeeignetsten, dass die Mullitmasse neben den gebrannten Materialen noch etwa 30 Gewichts-prozent der rohen Tonerde enthalt.
Die Durchmischung ist praktisch nie ideal, deshalb ist die praktisch amgeeignetste Zusammensetzung der Mullitmasse etwas zu Gunsten der rohen Tonerde verschoben, von der sie etvva 40 Gevvichts % enthalten soli.
Die amgeeignetsten Zusammensetzungen der Mullitmasse fiir die Erzeugung von qualitiiten, korrosions, mechanisch und temperatur gut bestandigen Mulliterzeug-nisse sind in der unteren Tabelle angegeben:
% AI.O3 in der
Mullitmasse
o .-
t, 6 D
c s

O
E _
5 :t3
d)
o2<
L) £j h6 1/5 d t/5
D
TJ
" 'H c -ž
o — H »
•S o o o « u Ph H ra
c 03
0	£
t-1 y
S:
■§3
01	m
M 32 (49,47 °/o) 40 Gew. °/o 20 Gew. % 20 Gew. °/o 20 Gew. % M 33 (52,12 %) 50 Gew. % 10 Gew. % 20 Gew. °/o 20 Gew. % M 34 (55,60 °/o) 50 Gevv. % — 20 Gew. % 20 Gew. %
Aus der angegebenen Zusamensetzung der Mullitmasse konnen qualitate, korrosions, mechanisch und temperatur gut bestandige Mulliterzeugnisse gefertigt vverden, wenn sie mit einem Druck von mindenstens 400 kp/cm2 geformt werden, und wenn sie abhangig von der Zusammensetzung der Mullitmasse in einem Temperaturintervall von 1400° bis 1500° C gesintert vverden.
SUMMARY
Mullite bricks belong to the group of high- alumina refractory bricks, vvhich have good corrosion, mechanical and temperature resistance. As the basic raw material for manufacturing these bricks the synthetic mullite (pre-pared of bauxite and clay), sorted fire-clay odds and ends, and binding clay were used.
For preparation of the synthetic mullite and for manu-facture of mullite bricks ali raw materials must be finely ground in order to obtain big contact surface betvveen the clay and the bauxite. The area of the contact surface between clay and bauxite has a great influence on the intensity of chemical reactions — formation of mullite, and formation of glassy phase (sintering).
The synthetic mullite is the most suitable raw material for manufacture of high-alumina products with about 55 % AI2O3. Its preparation (sintering of mixture of Gua-yana bauxite and Brežice raw clay in weight ratio 60:40 at 1400° C) is cheaper than preparation of corundum (smelt-ing of bauxite in special electrofurnaces) and of bauxite (calcination of bauxite at 1560° C). High-alumina bauxite products made of calcined bauxite at 1560 or 1400° C had much worse properties than chemically equivalent (the same % AI2O1) high-alumina mullite products (conditions in manufacturing bauxite and mullite products were absoluten the same: forming pressure 400 kp/cm2, sintering temperature 1500° C).
As the grain composition \vhich must in manufacture of mullite products consist of very fine grains influences the porosity and thus also the corrosion resistance of products the compactness must be achieved by the correct ratio between calcined components and the raw clay in mullite mixture (empty spaces between the grains of calcined materials of size 0,1 to 1 mm can be filled with fine particles smaller than 20 p. of the raw clays). To obtain dense, compact mullite products theoretical!y (ideal mixing) most suitable mullite mixture must contain about 30 wt. % raw clays beside the calcined components. But mixing practically never is ideal and therefore practically the best mullite mixture must contain about 40 wt. % raw clays.
The best compositions of mullite mixtures for manufacture of quality mullite products with good corrosion, mechanical, and temperature resistance are given in the follovving table:
Composition of mullite mixture (AI2O3)	Synth. mullite vvith AI2O3 surplus	Fire-clay odds Orton Cone about 30	Raw clay Češki Brod	Raw clay Blatuša
M 32 (49,47 %)	40 wt. %	20 \vt. %	20 wt. %	20 wt. %
M 33 (52,12 %)	50 wt. %	10 wt. %	20 wt. %	20 wt. %
M 34 (55,60 %)	60 wt. %		20 vrt. %	20 wt. «/0
From the described compositions of mullite mixture good mullite products are obtained if the forming pressure is at least 400 kp/cm2 and if they are sintered in the temperature range 1400 to 1500° C depending on the composition of mullite mixture.
3AKAIOTEHHE
MyAAHTHbie KHpnHMH othochtch k rpynne BbicoKoyrAepoAHCTbix orHeynopHbix KHpne<reft KOTOpbie o6AaAaroT TaK>Ke MexaiumecKOH yCTOHHHBOCTH H CTOHKOCTH npOTHB K0pp03HH. KaK OCHOBHOe Cbipbti AAH H3r0T0BAeHH3 3thx KHpneqeii ynoTpeSAeH CHHTeTimecKuii MyAAin npHTOBAeH H3 6oKCHTa H rAHHbi, copTHpOBaHHora CKpana luaMOTa H BS3HOH rAHHbi.
HtoSm noAytjHTb xopomyio CBS3b m«kay tahhoh H Sokchtom He06x0AHM0, MTošbi cocTaBHbie Macra CHHTeTHMecKora MyAAHTa a TaK>Ke h Kiipmm 6mah xopomo CMOAaTbi. Ot bcahhuiili conpiiKOCHO-BeHHOii n0BepxH0CTH Me5KAy TAHHoii H 6okciitom 3aBHCHT rAaBHbiM 06pa30M HHTeilCHBHOCTb XHMHHeCKHX peaKHHHH: 06pa30BaHHC MVAAl! Ta h cTeKAHHHofl (J>a3bi (arAOMepaijHa).
AAfl npurOTOBAeHHSI BbICOKO-yrAepOAHCTbIX H3ACAHH C COAepJKa-Hiie« npuSA. 55 % AI2O3 cainoe n0AX0Aawee cbipbe hmchho chhtc-THMecKHii MyAAHT. IlpH cpaBHCHHH ero npHroTGBCACiina cneKamieM c,«ecH 60 % 6oKCHTa TBasiHa (Gvajana) h 40 % cbipofi rAHHbi Epe-Hcrnie (Brežice) npii TeMn. 1400" It c npnroioBAeHHeM KopynAa-npe-ABapiiTeAbHbiH oBjkht SoKCHTa npH Temn. ot 1560° U u noTOM nocAe-AViomec nAaBAeHHe B cneuHHAbHoii SAeKTponeiH — qro CHHTenraecKHH MyAAHT AemeBAe.
B CAyHae KorAa SbiA ynoTpe6AeH KaAbijHHOBaHHbui Sokcht, npii-TOTOBAeH oSjkhtom npa TeMn. 1400° IX, BbicoKO-yrAepoAHCTbie Sokciit-Hbie npoAyKTbi GbiAii ropa3AO xyAinero KaiecTBa b cpaBHeHHH c XHMHMeCKH 3KBHBaAeHTHbIMH (0AHHaK0B0e COAep>KaHIie AI2O3) Bbl-COKO-yrAepOA«CTbIMH MVAAHTHUMU H3AeAHHMH HeCMOTpa Ha TO, 1TO ycAOBHs npHTOTOBAeHHii oahhx h apy™x 6hah coBceM OAHHaKOBbi: nAacTHHHoe AaBAemie npH 400 Kn/CMJ H TeMn. oSacura npuSA. 1500° U.
TaK KaK rpanyA3piibiH cocTaB, KpaflHe MeAK03epmic-n.ni. bahhc i Ha nopHCTHOCTb a C 3THM Ha Ha yCTOHMHBOCTb npOTHB K0PP03HH 3THX H3ACAHH, HeO0XOAHMO nOAy^HTb 0npeAeAeHH\T0 nAOTHOCTb CMeCH IipaBHAbHblM BblČOpOM OTHOHieHH« KOAHMeCTBa 0f>0>KeHHbIX KOMnO-HeHT H CbipOH TAHHbl B MyAHTTHOH MaCCe. VCTaHOBAeHO, HTO, HTOObl aanoAHHTb nycTbie npoMe>K\TKH we>KAy 3epnaMn BCAimuHa K0T0pbix
HaxoAHTCH b npeAeAax 0.1—1 mm, lacnmbi rAHHbi aoajkhu 6biTb MeHbrne 20-th mhkpohob.	H3roTOBAeHHH rycTbix h nAOTHbix
MyAAHTHUX np0AyKT0B TeopeTimecKH caMoe n0AX0Aamee KOAH^eCTBO cbipofi rAHHbi b MyAAHTHoft Macce npecraBAaeT npH6A. 30 56. Ho, TaK KaK, npaKTimecKH, npHTOTOBAeHiie CMeCH mto KacaeTca nAOTHOCTH, He nocTHraeT »eAaHHora pe3yAbTaia, KOAHHecTBO cbipofi rAHHbi HaAO yBeAHHHTb Ha npH0A. 40 % Beca.
CaMbifl noAxoAamnit cocTaB MyAAHTHOH Maccbi aah npuroroBAe-hhh xopomora Ka<ieCTBa, ycToiiKHX npOTHB TeMn-bi Koppo3HH h MexaHHMecKHM baiisihhhm MyAAHTHblx H3AeAHH npHBeAeii B CAeAY-Eomeii TaČAHUbi:
CoAep. MyAA. Maccu (AI2O3)	I« S i> < y ■ ca H < s S O o<	« 3 b a *o a urn	■ 0 P S	£ 3« a i" ^ < ca un"
M 32 (49,47 %)	40 Bec. %	20 Bec. %	20 Bec. %	20 Bec. %
M 33 (52,12 %)	50 Bec. 96	10 Bec. %	20 Bec. %	20 Bec. %
M 34 (55,60 %)	60 Bec. %	—	20 Bec. %	20 Bec. %
npii (jjOpMOBaHHIO npH AaBAeHHH OT 400 KIl/CM2 H CneKaHHH, b 3aBHCHM0CTH ot coAep>KaHHH, npH TeMn-u 1400—1500° U, noAy-qeHbie npoAYKTH OTBeMalOT jKCAaHHOM KanecTBy mto KacaeTca ycTOH-HHBOCTH npOTHB K0pp03HH, TeMn-bi H MexaHH^eCKHM BAHaHHaM.