СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ Российский патент 1996 года по МПК C04B28/18 C04B28/18 C04B14/38 C04B111/20 

Изобретение относится к теплоизоляционным материалам, в частности к составам смесей для изготовления теплоизоляции, содержащим тоберморит, используемой в металлургии.

Известна смесь для изготовления теплоизоляции, содержащая в мас. Асбестового волокна 7-8
Кристаллического волластонита 5-20 Ксонтолит Остальное.

Недостатком указанного состава является его низкая температуростойкость.

Известна тоберморитовая теплоизоляция, включающая, мас.

Волокнистый волласто-
нит кристаллической структуры 40-80 Известь 15-35 Кремнеземистый компонент 15-36 Органическое волокно 1-10.

Недостатком известного состава является его низка температуростойкость. При рабочей температуре выше 700^оС начинается переход тоберморита, являющегося продуктом взаимодействия извести и кремнеземистого компонента в β-волластонит, а при дальнейшем нагреве до 800^оС и выше процесс перехода интенсифицируется.

При этом, происходит значительная усадка (сжатие) теплоизоляции, сопровождаемая образованием трещин, что приводит к снижению ее температуростойкости.

Температуростойкость характеризуется линейной усадкой при заданной температуре, которая увеличивается по мере снижения температуростойкости.

В изобретении решается задача снижения усадки теплоизоляционного материала при температурах выше 700^оС.

Сформулированная задача решается за счет того, что в составе смеси, включающей известь, кремнеземистый компонент и наполнитель, содержащий волластонит кристаллической структуры, в наполнитель дополнительно к волластониту кристаллической структуры введен волластонит аморфной структуры при их соотношении 50:50, при следующем соотношении компонентов:
Известь, рассчитанная на CaO 4,0-10,0
Кремнеземистый
компонент, рассчи- танный на SiO₂ 6,0-12,0
Наполнитель (смесь
волластонита кристалли-
ческой структуры и волла-
стонита аморфной структуры) Остальное.

Предлагаемый состав смеси для теплоизоляции позволяет значительно уменьшить содержание тоберморита, что снижает напряжения, возникающие в момент фазового перехода и структурных превращений в решетке материала при термической обработке. Компенсация напряжений происходит благодаря волокнистой структуре волластонита. Присутствие вышеупомянутых волокон в смеси делает теплоизоляцию менее чувствительной к концентрации напряжений, так как волокна препятствуют распространению трещин.

П р и м е р. Для приготовления смеси в виде пульпы в мешалку сначала заливали воду, затем последовательно подавали известь в виде известкового молока, кремнеземистый компонент и волластонит.

В лабораторном смесителе готовили механическую смесь волластонита кристаллической структуры и волластонита аморфной структуры в соотношении 50:50. В качестве волластонита аморфной структуры брали синтетический волластонит, получаемый согласно известному способу-синтезу волластонита обжигом тонкоизмельченной смеси трепела и богородского мела, характеризующийся молярным соотношением SiO₂:CaO1,7; в интервале температур 1050-1150^оС (М.К.Гальперин и др. "Стекло и керамика", 1982, N 2, с.16-17).

Соотношение твердое: жидкость в пульпе составляло 1:1, общее время перемешивания 20-30 мин. Тщательно перемешанную массу заливали в разъемную металлическую форму. После выемки из нее и воздушной сушки в течение суток образцы подвергали автоклавному твердению при давлении насыщенного пара 8 кг/см² и 165^оС в течение суток. Затем автоклавированные образцы термообрабатывали в муфельной печи на воздухе при высоких температурах, равных и выше 560^оС.

Для получения образцов готовили 5 смесей различных составов: состав 1 с минимальным содержанием компонентов;
2 со средним содержанием компонентов;
3 с максимальным содержанием компонентов;
4,5 с запредельным содержанием заявляемых компонентов и смесь известного состава 6.

Составы приготовленных смесей и свойства полученных из них образцов приведены в таблице.

Таким образом, предлагаемая смесь позволяет получить теплоизоляцию, обладающую повышенной температуростойкостью, а следовательно, пониженной усадкой при температурах выше 700^оС по сравнению с известным материалом.

Использование теплоизоляции из предлагаемой смеси позволяет увеличить надежно сть металлургических и других термических агрегатов.

Судя по представленным в таблице данным, можно сказать, что данная теплоизоляция может работать в контакте с расплавленным металлом.

Использование: изготовление теплоизоляционных материалов, в частности изготовление теплоизоляционных материалов, содержащих тоберморит, используемых в металлургии. Сущность: смесь для изготовления теплоизоляции содержит, мас. %: известь (на CaO) 4,0-10,0; кремнеземистый компонент (на SiO₂) 6,0-12,0; наполнитель - смесь волластонита кристаллической и аморфной структуры при их соотношении 50:50 - остальное. Смесь готовят перемешиванием предварительно приготовленной смеси волластонита кристаллического и аморфного с известью в виде известкового молока, кремнеземистым компонентом и водой. Получаемый теплоизоляционный материал характеризуется пониженной усадкой при температурах выше 700^oС - усадка при 800^oС - 2-3%. 1 табл.

СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ, включающая известь, кремнеземистый компонент и наполнитель, содержащий волластонит кристаллической структуры, отличающаяся тем, что в наполнитель дополнительно к волластониту кристаллической структуры введен волластонит аморфной структуры при соотношении волластонита кристаллической структуры к волластониту аморфной структуры 50 50 при следующем соотношении компонентов, мас.

Известь, рассчитанная на CaO 4 10
Кремнеземистый компонент, рассчитанный на SiO₂ 6 12
Наполнитель (смесь волластонита кристаллический структуры с волластонитом аморфной структуры) Остальное