KR100769938B1 - 무기성 백마사토를 이용한 점토 벽돌의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무기성 백마사토를 이용한 점토 벽돌의 제조방법에 관한 것으로 특히, 입자가 크고 단단한 백마사를 파쇄하고 물로 세척하여 생성된 미세한 백마사토에 침전제를 투입 혼합시켜 일정크기를 갖는 필터 프레스를 이용하여 취출한 입자가 미세한 백마사토 40-60중량%와 백토 15-25중량%, 검은 점토 20-30중량% 및 장석 5-10중량%를 혼합하여 300-400 메쉬로 분쇄한 다음 물을 주입하여 반죽한 후 진공압축 성형기를 통해 압축 성형한 다음 온풍건조와 소성 및 냉각을 통해 제조된 것을 특징으로 한다.

따라서, 백토의 운반비 및 점토 벽돌의 원자재비 자체를 절감할 수 있어 제품의 생산원가 자체를 대폭 절감할 수 있고, 인공모래 제조공정이나 골재 채취공정에서 발생되는 미세한 백마사토의 매립을 배제할 수 있어 그의 매립으로 인한 토양오염 등과 같은 환경오염의 유발을 포함하여 이들의 야적, 이송 및 매립에 따른 불필요한 비용 유발을 미연에 방지할 수 있으며, 또한 폐자원의 재활용을 통해 국가 경제발전에 큰 도움을 줄 수 있는 것이다.

백마사토, 백토, 검은 점토, 장석, 점토 벽돌, 소성

Description

무기성 백마사토를 이용한 점토 벽돌의 제조방법{Method for manufacturing clay brick using inorganic white-masato}

도 1은 본 발명의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도.

도 2a 및 도 2b는 한국 건자재 시험 연구소에 의뢰하여 일반 백토와 본 발명에서 사용된 백마사토에 대한 화학성분 및 내화도 시험을 실시한 결과를 나타낸 성적표.

본 발명은 무기성 백마사토를 이용한 점토 벽돌의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세히는 입자가 크고 단단한 백마사토를 이용하여 인공모래를 제조하는 공정이나 채석장에서 골재를 채취하는 과정 등에서 다량으로 발생되고 있는 토사 폐기물 슬러지 중 화학성분과 내화도(SK)가 백토와 유사한 성분 및 온도를 갖고 입자가 미세한 저가의 무기성 백마사토만을 선별, 점토 벽돌을 제조하는데 사용하여 미세한 백마사토의 매립으로 인한 토양오염 등 환경오염의 유발요인을 해결할 수 있음은 물론 폐자원의 활용도를 높이고, 점토 벽돌의 원자재비의 절감을 통한 제품의 생산원가를 대폭 절감할 수 있도록 발명한 것이다.

일반적으로 마사토(磨沙土)는 암석이 부서지거나 풍화하여 생성된 것으로 석영입자가 70%이상이고, 소량의 장석과 점토가 포함되어 있으며, 지구의 지층 분포상 상당량이 존재하여 국내 지층에서는 60%이상이 분포되어 있고, 그 분포위치가 지리적으로 접근이 용이한 하천 주변, 낮은 구릉이나 산 등에 산재하여 있다.

이러한 마사토 중 황 마사토와 백마사토는 오염도가 낮고 이물질과 병균이 없으며 배수력이 뛰어난 성질을 지니고 있는데, 황 마사토는 황토성분이 첨가되어 있는 마사토로서 붉은 색을 띠고, 백마사토는 석영 등의 성분이 첨가되어 있는 마사토로서 흰색을 띤다.

현재 국내에서 점토 벽돌에 사용중인 백토는 경남 산정 등과 같이 따뜻한 기온과 해풍의 영향을 받는 경남 산청 등에서 주로 채취되고 있고 있으며, 점토 벽돌의 제조에 사용되는 백토는 입자가 미세하게 분해된 것을 사용하고 있다.

그러나 이와 같은 자연산 백토를 채취하기 위해서는 많은 산과 임야 등이 파헤쳐져 자연환경이 피괴되고 있고, 또한 우리나라의 경우 이와 같이 점토 벽돌에 사용될 수 있는 미분을 갖는 백토는 대부분 따뜻한 기온을 유지하는 남쪽에 위치하고 있어 이와 상대적으로 원격지인 북쪽에 생산설비를 갖고 있는 공장에서는 남쪽에서 생산되는 백토의 원가 자체가 비싼 것 이외에도 많은 물류비용을 추가 부담해야 하므로 제품의 생산원가가 상승될 수 밖에 없는 실정이어서 경쟁력이 저하되는 문제점이 있다.

한편, 백토를 이용한 종래의 점토 벽돌은, 백토 50중량% 대비 검은 점토 40중량%과 장석 10중량%를 배합기에 넣고 혼합한 후 석별기와 반죽단계를 거친 다음 진공압축 성형기를 통해 벽돌을 성형한 후 온풍건조와 버너의 가열을 통한 소성 및 냉각단계를 거쳐 제조하고 있다.

그러나, 이와 같은 종래 점토 벽돌은 전술한 바와 같이 원격지에 있는 원산지로부터 일일이 백토를 공급받아야 하므로 물류비가 많이 들게 됨은 물론 마사토로써 고가의 자연산 백토만을 주원료로 사용하고 있어 제품의 생산원가가 상승하게 되는 등의 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 남쪽의 산청 등지에서 생산되고 있는 고가의 자연산 백토의 사용을 줄이는 대신 주변에서 흔히 볼 수 있는 인공모래 제조공장이나 채석장에서 입자가 크고 단단한 백마사를 이용하여 골재를 형성하는 과정 등에서 다량으로 발생되고 있는 토사 폐기물 슬러지 중 모래나 골재로는 사용되지 못할 정도로 미세하나 화학성분과 내화도(SK)는 백토와 유사한 성분 및 온도를 갖는 저가의 무기성 백마사토만을 선별하여 점토 벽돌을 제조하는데 사용하는 방식을 통해 백토의 수송에 따른 운반비 및 점토 벽돌의 원자재비를 절감하여 제품의 생산원가를 대폭 절감할 수 있을 뿐만 아니라 인공모래 제조공정이나 골재 채취공정에서 발생되는 입자가 미세한 백마사토를 매립함으로 인한 토양오염 등 환경오염의 유발요인을 해결할 수 있고, 또한 폐자원의 재활용을 통해 국가 경제발전에 도움을 줄 수 있는 무기성 백마사토를 이용한 점토 벽돌의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 점토 벽돌의 제조방법은, 인공모래 생산 과정이나 골재 채취과정에서, 입자가 크고 단단한 백마사를 파쇄하고, 이를 200 메쉬의 체를 구비한 스크린을 통과시키면서 물을 분사, 세척하여 200 메쉬의 체를 통과한 미분 백마사토가 포함된 슬러지를 선별하는 단계와; 상기에서 선별된 슬러지 내에 침전제를 투입시켜 응집시키는 단계와; 상기에서 응집된 슬러지를 300 내지 400 메쉬 사이의 체들 중 어느 한 체가 구비된 필터 프레스를 이용하여 입자가 300 내지 400 메쉬를 갖는 백마사토만을 취출하는 단계와; 상기에서 취출된 입자가 미세한 백마사토 40-60중량%와 백토 15-25중량%, 검은 점토 20-30중량% 및 장석 5-10중량%를 혼합기에 투입시켜 백마사토 혼합물을 형성하는 단계와; 혼합된 원재료에 포함되어 있는 비교적 큰 돌을 석별해내는 단계와; 분쇄기로 투입시켜 1차 분쇄하고 200 메쉬 체를 통과하는 것만 포집하여 숙성실로 이송하는 단계와; 원재료에 포함된 수분이 골고루 섞이도록 일정기간 동안 숙성시키는 단계와; 분쇄기로 투입시켜 2차 분쇄하고 300 내지 400 메쉬의 체를 통과하는 것만 포집하여 이송시키는 단계와; 백마사토 혼합물 내의 수분함수량이 16-19중량%를 갖도록 물을 주입시켜 주면서 반죽기를 통해 원재료를 반죽하는 단계와; 진공압축 성형기에 투입시켜 사각 판체 형상으로 압축 성형하는 단계와; 커팅기를 통해 원하는 크기의 벽돌로 커팅하는 단계와; 대차에 요적하여 110-130℃의 온도를 갖는 온풍 건조기 내로 40-45시간 동안 투입시켜 온풍 건조시키는 단계와; 900-1150℃의 온도를 갖는 로 내를 23-25 시간 동안 서서히 통과시키며 소성하는 단계와; 송풍기가 구비된 강제 송풍 냉각기를 6-7 시간 동안 통과시키며 강제 냉각시키는 단계와; 상온을 유지하는 실내에서 완전히 식을 때까지 자연 냉각하는 단계와; 제조 완료된 점토 벽돌을 포장하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이와 같은 단계를 통해 제조되는 점토 벽돌은, 인공모래 생산 과정이나 골재 채취과정에서 입자가 크고 단단한 백마사를 파쇄하고, 이를 200 메쉬의 체를 구비한 스크린을 통과시키면서 물을 분사 세척하여 입자가 큰 백마사로부터 200 메쉬 체를 통과한 백마사토를 분리하여 물과 함께 슬러지로 수집한 다음 침전제를 투입 혼합시켜 300 내지 400 메쉬 사이의 체들 중 어느 한 체를 구비한 필터 프레스를 이용하여 취출한 백마사토 40-60중량%와 백토 15-25중량%, 검은 점토 20-30중량% 및 장석 5-10중량%를 혼합하여 분쇄한 다음 300-400 메쉬 사이의 체를 통과한 원재료에 물을 주입하여 반죽한 후 진공압축 성형기를 통해 압축 성형한 다음 온풍건조와 소성 및 냉각을 통해 제조된 것을 특징으로 한다.

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이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도를 나타낸 것이고, 도 2a 및 도 2b는 한국 건자재 시험 연구소에 의뢰하여 일반 백토와 본 발명에서 사용된 백마사토에 대한 화학성분 및 내화도 시험을 실시한 결과를 나타낸 성적표이다.

이에 따르면 본 발명 방법에 의해 제조되는 점토 벽돌은, 백마사토 40-60중량%와 백토 15-25중량%, 검은 점토 20-30중량% 및 장석 5-10중량%를 혼합하여 분쇄한 다음 300-400 메쉬 사이의 체를 통과한 원재료에 물을 주입하여 반죽한 후 진공압축 성형기를 통해 압축 성형한 다음 온풍건조와 소성 및 냉각을 통해 제조가 완료된다.

이때, 상기 백마사토는 인공모래 생산 과정이나 골재 채취과정에서 입자가 크고 단단한 백마사를 파쇄하고 물로 세척한 후 침전제를 투입 혼합시켜 300 내지 400 메쉬 사이의 체들 중 어느 한 체를 구비한 필터 프레스를 이용하여 300-400 메쉬 사이의 체를 통과하는 미세 입자만을 취출하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 점토 벽돌의 제조방법은, 인공모래 생산 과정이나 골재 채취과정에서 입자가 크고 단단한 백마사를 파쇄하고, 이를 200 메쉬의 체를 구비한 스크린을 통과시키면서 물을 분사, 세척하여 입자가 큰 백마사로부터 200 메쉬의 체를 통과한 미분 백마사토를 포함한 슬러지를 선별하는 단계와;

상기와 같이 물의 분사에 의해 세척, 선별된 슬러지 내에 침전제를 투입시켜 응집시키는 단계와;

상기에서 응집된 슬러지를 300 내지 400 메쉬 사이의 체들 중 어느 한 체를 구비한 필터 프레스를 이용하여 짜내어 입자가 300 내지 400 메쉬로 미세한 백마사토를 취출하는 단계와;

상기에서 취출된 입자가 미세한 백마사토 40-60중량%와 백토 15-25중량%, 검은 점토 20-30중량% 및 장석 5-10중량%를 혼합기에 투입시켜 혼합하는 단계와;

혼합된 원재료에 포함되어 있는 비교적 큰 돌을 석별해내는 단계와;

분쇄기로 투입시켜 1차 분쇄하고 200 메쉬 체를 통과하는 것만 포집하여 숙성실로 이송하는 단계와;

원재료에 포함된 수분이 골고루 섞이도록 일정기간(예를 들어 3-4일) 동안 숙성시키는 단계와;

분쇄기로 투입시켜 2차 분쇄하고 300 내지 400 메쉬 사이의 체를 통과하는 것만 포집하여 반죽기로 이송하는 단계와;

백마사토 혼합물 내의 수분함수량이 16-19중량%를 갖도록 물을 주입시켜 주면서 반죽기를 통해 원재료를 반죽하는 단계와;

진공압축 성형기에 투입시켜 사각 판체 형상으로 압축 성형하는 단계와;

커팅기를 통해 원하는 크기 및 형상으로 벽돌로 커팅하는 단계와;

대차에 요적하여 110-130℃의 온도를 갖는 온풍 건조기 내에 40-45시간 동안 투입시켜 온풍 건조시키는 단계와;

900-1150℃의 온도를 갖는 로 내를 23-25 시간 동안 서서히 통과시키며 소성하는 단계와;

강제 송풍 냉각기 내부에 6-7 시간 동안 투입, 통과시키며 강제로 냉각시키는 단계와;

상온 상태의 실내에서 완전히 식을 때까지 자연 냉각하는 단계와;

제조 완료된 점토 벽돌을 포장하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 소성로의 온도는 입구에서 출구 측으로 갈수록 높아지도록 설정하되, 10단계로 구분하여 단계별로 일정온도씩 차츰 높아지도록 설정한 것을 특징으로 한다.

이와 같은 공정으로 이루어진 본 발명의 점토 벽돌 제조방법에 따른 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명 방법에 의해 제조되는 점토 벽돌은 운송비나 생산원가 자체가 많이 들고 고가인 백토의 사용량을 줄이는 대신 도 2a 및 도 2b에 도시된 성적표에서 보는 바와 같이 산청 백토와 화학성분(즉, SiO₂, Fe₂O₃, Al₂O₃, CaO, MgO, K₂O, Na₂O, 강열감량) 및 내화도(SK; 15 즉, 1500-1600℃)가 유사한 특성을 갖고 벽돌의 생산공장 주변에서 흔히 볼 수 있는 인공모래 제조공장이나 채석장에서 입자가 크고 단단한 백마사를 이용한 골재를 채취하는 과정 등에서 다량으로 발생되고 있는 토사 폐기물 슬러지 중 입자가 미세한 백마사토만을 취출함으로 인해 가격 및 운반비가 적게 드는 무기성 백마사토를 부가시켜 제조한 것을 주요 기술 구성의 요지로 한다.

즉, 백토를 전체 100중량% 대비 15-25중량%로 줄이는 대신 백마사토를 40-60중량%를 투입하고 검은 점토는 20-30중량% 투입하며, 장석은 5-10중량%를 혼합기에 투입시켜 골고루 혼합하고, 이어서 고른 조직과 수축률 등을 갖도록 분쇄한 후 300-400 메쉬의 체를 통과하는 원재료에 적정량의 물을 주입하며 반죽기를 통해 반죽한 후 소정형상을 갖는 진공압축 성형기를 통해 압축 성형한 다음 온풍 건조기 내에서 정해진 시간 동안 온풍건조시킨 후 일정온도를 갖는 소성로를 정해진 시간 동안 통과시키며 소성시킨 다음 강제 송풍을 통해 1차 냉각시킨 후 상온의 실내에서 완전 냉각을 통해 점토 벽돌을 제조한 것을 주요 기술 구성요소로 한다.

이때, 상기 백마사토는 백마사를 이용한 인공모래 생산 과정이나 골재 채취과정에서 입자가 크고 단단한 백마사를 원하는 크기로 파쇄하고, 원하는 크기의 골재만을 분리시키기 위하여 200 메쉬의 체를 구비한 스크린을 통과시키면서 물을 분사, 세척하여 입자가 큰 백마사의 골재로부터 200 메쉬 체를 통과한 미분 백마사토를 포함한 슬러지를 1차 선별한 다음 이에 일정량의 침전제를 투입시켜 응집시킨 후 이 슬러지를 300 내지 400 메쉬 사이의 체들 중 어느 한 체를 구비한 필터 프레스를 이용하여 짜냄으로써 물과 입자가 미세한 백마사토가 상호 분리되어 대략 300-400 메쉬 사이의 체를 통과하는 입자 크기를 갖는 백마사토만 취출되는 것이다.

이와 같은 조성비를 갖는 점토 벽돌의 제조 공정을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 제조방법은 도 1에 도시된 바와 같이, 크게 원자재의 투입 및 혼합단계와, 석별단계, 1차 분쇄단계, 숙성단계, 2차 분쇄단계, 반죽단계, 성형 및 커팅단계, 온풍 건조단계, 소성단계, 강제 송풍을 통한 냉각, 실온에서의 자연 냉각 및 포장 단계로 이루어진다.

이때, 상기 원재료의 혼합단계에서는 전술한 바와 같이 인공모래 생산 과정이나 골재 채취과정에서 입자가 크고 단단한 백마사를 파쇄하고 물로 세척한 후 침전제를 투입 혼합시켜 일정크기를 갖는 필터 프레스를 이용하여 취출된 후 이송된 입자가 미세한 백마사토와, 자연에서 채취한 원 상태를 유지하는 백토, 검은 점토 및 장석을 각각 호퍼에 투입한 후 이들이 각각 40-60중량%, 15-25중량%, 20-30중량% 및 5-10중량%의 비율로 혼합기로 자동 투입되어 혼합된다.

즉, 백마사토 40-60중량%와 백토 15-25중량%, 검은 점토 20-30중량% 및 장석 5-10중량%를 혼합기에 투입시켜 혼합하게 된다.

이때, 상기 백마사토 및 백토는 원자재의 점도 및 벽돌의 색상에 영향을 미치는 재료로써 상기 백마사토가 전체 100중량% 대비 40중량% 미만으로 투입되거나 백토가 15중량% 미만으로 투입되면 원자재 자체의 점도가 약하여 진공압축 성형시 상호 간 응집력이 약하여 부서지는 등 제품의 형상이 제대로 나오지 않게 되고, 이와 반대로 백마사토가 전체 100중량% 대비 60중량% 이상으로 투입되거나 백토가 25중량% 이상 투입되면 점토 벽돌이 과다하게 백색을 띠게 되어 원하는 색상(회백색)을 얻을 수 없게 됨은 물론 소성 후 원하는 수축률은 6-9%인데 반하여 11-12%로 수축률이 커 원하는 크기의 점토 벽돌을 얻을 수 없는 문제점이 있으므로 백마사토 및 백토는 필이 40-60중량% 및 15-25중량%를 벗어나지 않도록 해야한다.

또한, 상기 검은 점토 역시 원재료의 점도 및 벽돌의 색상에 영향을 주는 재료로써 상기 검은 점토가 전체 100중량% 대비 20중량% 미만으로 투입되면 벽돌의 색상이 흰색을 많이 띠게 되어 원하는 색상을 얻을 수 없을 뿐만 아니라 점성의 저하로 인해 소성시 깨질 확률이 높아 벽돌의 생산 수율이 저하되고, 30중량% 이상으로 과다하게 투입되면 벽돌의 색상이 검은색을 많이 띠게 되어 원하는 색상을 얻을 수 없을 뿐만 아니라 점성의 증가로 인해 열풍 건조시 크랙이 많이 발생됨은 물론 소성시 수축률이 높아 원하는 크기의 벽돌을 얻을 수 없는 문제점이 발생되므로 검은 점토는 20-30중량%를 벗어나지 않도록 해야한다.

뿐만 아니라, 종래 일반적인 흙벽돌에서의 짚과 같이 원재료들의 상호 간 응력에 영향을 주는 장석을 전체 100중량% 대비 5중량% 미만으로 투입하면 응력 저하에 의한 형상 유지율이 낮아 소성시 휨이 발생함은 물론 휨 부위에서 깨지게 되는 문제점이 있고, 10중량% 이상으로 과다하게 투입하면 수축률이 낮아져 원하는 크기(즉, 원하는 크기보다 큰 벽돌이 생산됨)의 벽돌을 얻을 수 없으므로 장석은 5- 10중량%를 벋어나지 않도록 해야한다.

이와 같이 각각의 원재료들에 대한 혼합비율이 과소 또는 과다할 경우 전술과 같은 문제점이 발생하게 되는 점을 감안하여 볼 때, 백마사토 50중량%와 백토 20중량%, 검은 점토 22.5중량% 및 장석 7.5중량% 비율로 혼합하여 점토 벽돌의 제조 원료로 사용하는 것을 본 발명의 가장 바람직한 실시 예로 제시할 수 있다.

한편, 석별 단계에서는 상기와 같은 혼합 비율을 갖고 혼합기에서 혼합된 후 배출되어 컨베이어 벨트를 타고 이송되어 오는 원재료에 포함되어 있는 비교적 큰 돌을 포함한 이물질을 석별해내게 된다.

또한, 1차 분쇄단계에서는 상기와 같이 석별기를 통해 석별이 이루어진 후 컨베이어 벨트를 통해 이송되어 오는 원재료를 분쇄기로 투입시켜 1차로 분쇄함과 동시에 200 메쉬의 체를 통과하는 원재료만 숙성장소로 옮겨져 숙성이 이루어지게 된다.

상기에서 백마사토와 백토, 검은 점토 및 장석이 상기한 비율로 혼합된 원재료를 숙성시키는 이유는 서로 다른 수분을 갖는 흙들이 혼합된 원재료의 전체 수분이 골고루 섞이도록 하기 위해 실시하는 것으로, 각각의 흙들에 포함된 수분의 량에 따라 숙성시간은 서로 상이할 수 있으나, 통상 3-4일 정도 공기가 잘 통하는 장소에 적재시켜 각각의 흙 별 수분들의 상호 유동이 충분이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 일정기간(즉, 3-4일 정도)의 숙성이 완료된 점토 벽돌 제조용 원재료는 다시 컨베이어 벨트를 통해 분쇄기로 이송, 투입되어 2차로 분쇄된 후 최종 300-400 메쉬의 체를 통과하는 원재료들만 계속적으로 컨베이어 벨트를 통해 반죽기로 이송된다.

이때, 상기 점토 벽돌 제조용 원재료를 2차 분쇄한 후 300-400 메쉬의 체를 통과하는 것만 취출하여 사용하는 이유는 점토 벽돌의 제조 완료시 질감이 좋고 소성과 수축률이 원하는 정도를 갖도록 하기 위한 것으로, 만약 300-400 메쉬 보다도 입자 크기가 더 큰 것들을 포함한 원재료를 사용하여 벽돌을 제조하게 되면 일부 큰 입자들 때문에 점토 벽돌이 거칠어 질감이 저하되는 문제점이 있다.

또, 상기 반죽 단계에서는 반죽기로 투입되는 원재료(즉, 백마사토 혼합물)의 수분함수량을 측정하여 원재료 내의 수분함수량이 16-19중량% 미만이면 그에 부응하는 량 만큼 물을 주입시켜 주며 반죽을 계속해서 실시하여 원재료 내에 포함된 물에 대한 수분함수량이 16-19중량%을 유지하도록 함으로써 원재료 자체에 충분한 점도가 유지되는 형태로 반죽이 이루어지게 된다.

이렇게 반죽기를 통해 반죽된 원재료는 소정 형틀을 구비한 진공압축 성형기에 투입되어 사각 판체 형상으로 압축 성형된 후 커팅기를 통과하며 원하는 크기 및 형상으로 벽돌로 커팅된다.

이후, 상기 벽돌들은 대차에 요적된 후 110-130℃의 온도를 갖는 온풍 건조기 내에 투입되어 40-45 시간에 걸쳐 온풍 건조된 다음 소성로로 투입되어 23-25 시간 동안 서서히 이동되며 소성이 이루어지게 된다.

이때, 소성로는 900-1150℃의 온도를 갖는 것으로, 소성로의 온도는 입구측이 900℃로 낮고 최종 출구측은 1150℃로 높도록 설계하되, 입구에서 출구 측으로 갈수록 10단계로 구분하여 단계별로 일정온도씩 차츰 높아지도록 설정하였다.

즉, 온풍 건조된 벽돌을 소성함에 있어서 초기부터 높은 온도로 벽돌를 가열 하여 소성시키면 내,외부의 온도차 및 습도의 증발차 등으로 인해 크랙이 발생될 우려가 있으므로 900℃의 낮은 온도로 가열을 시작하여 23-25 시간 동안에 걸쳐 10단계로 구분되어 점차 높은 온도를 갖는 버너측으로 서서히 이동시키며 출구측에서는 최종 1150℃로 가열하여 소성하게 된다.

상기에 있어서 온풍 건조된 벽돌을 소성할 때 초기 900℃ 이하의 온도로 소성을 시작하여 차츰 그 온도를 높여주게 되면 각 단계별 온도차가 커서 크랙이 발생될 우려가 있고, 또 최종 소성온도가 1150℃ 이상을 초과하게 되면 과 소성으로 인해 점토 벽돌의 경도가 높아지는 문제점이 있다.

또한, 소성시간은 23-25 시간 미만으로 낮출 경우 미 소성이 발생될 우려가 있고, 그 시간 이상으로 소성시간을 늘리면 과 소성이 일어나게 되는 문제점이 있음은 물론, 상기에서 소성시간은 조절하기 위해서는 소성로의 온도를 포함하여 각 단계별 온도 차를 조절해야 하는 문제점도 있다.

이와 같이 900-1150℃의 온도를 갖는 소성로에서는 23-25 시간 동안 서서히 이동되며 소성이 완료된 벽돌은 수개의 송풍기를 구비하고 상기 소성로와 연이어 형성시킨 냉각실을 6-7 시간 동안 서서히 통과하며 송풍기의 강제 송풍에 의한 공냉 방식으로 냉각이 이루어지게 되는데, 이와 같이 강제 송풍 방식을 통해 소정로에서 배출된 벽돌을 6-7 시간 동안 냉각시키면 벽돌의 잔여온도는 약 200℃를 갖게 된다.

이와 같이 강제 송풍 방식의 냉각실은 통과한 벽돌들은 상온을 유지하는 실내로 이동되어 공기 중에서 자연냉각이 이루어진 후 포장을 거쳐 야적장으로 옮겨 지게 된다.

한편, 도 2a 및 도 2b는 한국 건자재 시험 연구소에 의뢰하여 일반 백토와 본 발명에서 사용된 백마사토에 대한 화학성분 및 내화도 시험을 실시한 결과를 나타낸 성적표로써 이 성적표에서 알 수 있듯이 일반 백토의 화학성분(즉, SiO₂, Fe₂O₃, Al₂O₃, CaO, MgO, K₂O, Na₂O, 강열감량)과 백마사토의 화학성분이 거의 유사(특히 백도나 백마사토를 이용하여 점토 벽돌을 제조하는데 가장 중요시하는 Al₂O₃ 성분이 일반 백도는 29.7%이고 백마사토는 23.3%로 거의 유사)하고, 내화도(SK)는 12 및 15(즉, 1500-1600℃)로써 거의 유사함을 알 수 있다.

상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 무기성 백마사토를 이용한 점토 벽돌의 제조방법에 의하면, 특정 지역(예를 들어 경남 산청 등)에만 존재함으로 인해 물류비 등이 많이 들어 고가인 백토의 사용을 줄이는 대신 주변(한수 이북의 수도권 등)에서도 흔히 볼 수 있는 입자가 단단하고 큰 백마사로 인공모래를 제조하거나 백마사 골재를 채취하는 과정 등에서 다량으로 발생되고 있는 토사 폐기물 중 화학성분과 내화도(SK)가 자연산 백토와 유사한 성분 및 온도를 갖고 입자가 미세하여 모래나 골재로 사용할 수 없는 저가의 무기성 백마사토만을 선별하여 점토 벽돌을 제조하는데 첨가하여 사용함으로써, 백토의 운반비 및 점토 벽돌의 원자재비를 절감할 수 있어 제품의 생산원가 자체를 대폭 절감할 수 있고, 인공모래 제조공정이나 골재 채취공정에서 발생되는 미세한 백마사토(즉, 인공모래나 골재로 사용할 수 없을 정도로 입자가 미세한 백마사토)의 매립을 배제할 수 있어 그의 매립으로 인한 토양오염 등과 같은 환경오염의 유발을 포함하여 이들의 야적, 이송 및 매립에 따른 불필요한 비용 유발을 미연에 방지할 수 있으며, 또한 폐자원의 재활용을 통해 국가 경제발전에 큰 도움을 줄 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (6)

1. 입자가 크고 단단한 백마사를 파쇄하고, 이를 200 메쉬의 체를 구비한 스크린을 통과시키면서 물을 분사, 세척하여 백마사로부터 미분의 백마사토가 포함된 슬러지를 선별하는 단계와;

   상기에서 백마사에 물을 분사, 세척하여 선별된 슬러지에 침전제를 투입시켜 백마사토를 응집시키는 단계와;

   상기에서 응집된 슬러지를 300 내지 400 메쉬 사이의 체들 중 어느 한 체를 구비한 필터 프레스를 이용하여 짜내어 백마사토를 취출하는 단계와;

   상기에서 취출한 일정크기의 입자를 갖는 백마사토 40-60중량%와, 자연에서 채취한 백토 15-25중량%, 검은 점토 20-30중량% 및 장석 5-10중량% 비율로 혼합기에 투입, 혼합시켜 백마사토 혼합물을 형성하는 단계와;

   혼합된 원재료에 포함되어 있는 돌을 석별해내는 단계와;

   분쇄기로 투입시켜 1차 분쇄하는 단계와;

   원재료에 포함된 수분이 골고루 섞이도록 숙성시키는 단계와;

   분쇄기로 투입시켜 2차 분쇄하는 단계와;

   물을 주입하며 반죽하는 단계와;

   진공압축 성형기에 투입시켜 사각 판체 형상으로 압축 성형하는 단계와;

   커팅기를 통해 원하는 크기 및 형상으로 벽돌로 커팅하는 단계와;

   대차에 요적하여 110-130℃의 온도를 갖는 온풍 건조기 내에 40-45시간 동안 투입시켜 온풍 건조시키는 단계와;

   900-1150℃의 온도를 갖는 로 내를 23-25 시간 동안에 거쳐 통과시키며 소성하는 단계와;

   강제 송풍 냉각기 내부에 6-7 시간 동안 투입, 통과시키며 강제로 냉각시키는 단계와;

   상온 상태의 실내에서 자연 냉각하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 무기성 백마사토를 이용한 점토 벽돌의 제조방법.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 숙성공정은 3-4 일간 실시하는 것을 특징으로 하는 무기성 백마사토를 이용한 점토 벽돌의 제조방법.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 반죽단계에서 백마사토 혼합물에 주입 반죽되는 물은 백마사토 혼합물 내의 수분함수량이 16-19중량%가 되도록 첨가되는 것을 특징으로 하는 무기성 백마사토를 이용한 점토 벽돌의 제조방법.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 소성로의 온도는 입구 측이 900℃로 낮고 최종 출구 측은 1150℃로 높도록 설계하되, 입구에서 출구 측으로 갈수록 10단계로 구분하여 단계별로 정해진 온도씩 차츰 높아지도록 설정한 것을 특징으로 하는 무기성 백마사토를 이용한 점토 벽돌의 제조방법.
6. 삭제

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