БЕЗОБЖИГОВЫЙ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ЕГО ПРОИЗВОДСТВА Российский патент 2000 года по МПК C04B38/08 C04B38/00 C04B35/66 C04B40/00 

Описание патента на изобретение RU2155735C1

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано в производстве изделий для теплоизоляции печных агрегатов и энергетического оборудования с температурой изолируемой поверхности до 1000oC.

Известен высокотемпературный теплоизоляционный материал (SU 1534039 A1, кл. C 04 B 38/06, 07.01.1990), содержащий в составе шихты, мас.%: вспученный вермикулит 29-48, диатомит 32-49, отходы абразивного производства 11-37.

Известен высокотемпературный теплоизоляционный материал, изготавливаемый из шихты (SU 1534038 A1, кл. C 04 B 35/66, 07.01.1990), состоящий из вспученного вермикулита, огнеупорной глины, отходов производства электрокорунда, отходов углеобогащения, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Bспученный вермикулит - 26-42
Oгнеупорная глина - 24-44
Oтходы производства электрокорунда - 9-34
Oтходы углеобогащения - 8-14
Известный теплоизоляционный материал обладает рядом недостатков - низкая прочность, большие объемная и линейная усадки в процессе сушки и обжига, что приведет к необходимости дополнительной механической обработки изделий.

Наиболее близким аналогом заявленного безобжигового высокотемпературного теплоизоляционного материала является материал, охарактеризованный в описании к SU 757495 A, кл. C 04 B 38/00, 23.07.1980 (описание, с.1, колонка 1), изготовленный из шихты, включающей вспученный вермикулит фракции 0-5 мм с объемной массой не более 125 кг/м3, огнеупорную глину, огнеупорный наполнитель - магнезитовый порошок и сернокислый магний.

Известен способ производства теплоизоляционных керамовермикулитовых изделий (SU 1583395 A1, кл. C 04 B 35/56, 07.08. 1990), включающий приготовление глиняного шликера, введение в него огнеупорного заполнителя в количестве 25-45 мас. ч. от всего его содержании, перемешивание смеси со вспученным вермикулитом и оставшейся частью огнеупорного заполнителя, подогретого до 80-95oC, выдерживание массы в течение 1,5-2,0 ч, формование, сушку и обжиг, который осуществляют, помещая в печь с температурой 1000-1050oC, выдерживают их 35-45 мин, повышают температуру до 1150oC и выдерживают 75-105 мин.

Недостатком этого способа является его низкая технологичность в условиях организации поточного производства, кроме того, за счет повышенной влажности сырца после его формования имеют место высокие энергозатраты на его сушку и большая линейная и объемная усадки при сушке и обжиге, что может привести к деформации изделий.

Известен способ производства легковесных теплоизоляционных огнеупоров (RU 2083528 C1, кл. C 04 B 33/22, 10.07.1997), заключающийся в том, что в смесительном устройстве готовят шихту состава, мас.%: шамот 45-55, огнеупорная глина 45-55, вспененный полистирол не менее 3 (сверх 100% от веса шихты), перманганат калия 0,1-0,4 (сверх 100% от веса шихты), ее увлажняют, обрабатывают массу в ленточном прессе, прессуют заготовки, в них прокалывают отверстия диаметром 3-5 мм, сушат и обжигают при температуре не более 1330oC, причем скорость подъема температуры в печи до 800oC не должна превышать 20oC/ч.

Недостатком этого способа является использование в качестве легковесного заполнителя вспененного полистирола, который при нагревании в процессе обжига образует ряд вредных ароматических соединений, опасных для здоровья людей.

Наиболее близким аналогом заявленного способа является способ производства безобжигового високотемпературного теплоизоляционного материала, включающий перемешивание в смесителе огнеупорной глины и каолинового волокна, формование изделий и сушку (SU 592805 A, кл. C 04 B 33/00, 13.02.1978).

Задачей изобретения является повышение прочности теплоизоляционного материала, улучшение его эксплуатационных и ресурсных характеристик вследствие невысокой и равномерной линейной и объемной усадки, сокращение времени и энергозатрат на сушку изделий.

Указанная задача решается за счет того, что безобжиговый высокотемпературнай теплоизоляционный материал изготавливается из шихты, включающей вспученный вермикулит, огнеупорную глину и дисперсный огнеупорный заполнитель, в качестве которого используется пыль от электрофильтров вращающихся печей по производству шамота и дополнительно высокоглиноземистый цемент и карбоксиметилцеллюлозу, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Bспученный вермикулит - 35-60
Oгнеупорная глина - 30-44
Пыль электрофильтров - 1-20
Высокоглиноземистый цемент - 1-3
Карбоксиметилцеллюлоза (сверх 100% от массы шихты) - 1,3-3,5
Сформулированная задача решается также за счет того, что в способе производства безобжигового высокотемпературного теплоизоляционного материала, включающем перемешивание в смесителе компонентов шихты, включающей огнеупорную глину и заполнитель и сушку заготовок, компоненты шихты предварительно дозируют, после перемешивания увлажняют в смесителе, полученную смесь обрабатывают в ленточном прессе, прессуют заготовки, при этом в качестве легковесного заполнителя используют вспученный вермикулит, в качестве дисперсного огнеупорного заполнителя - пыль от электрофильтров вращающихся печей по производству шамота, причем при приготовлении массы в нее дополнительно вводят высокоглиноземистый цемент до получения шихты состава, мас.%:
Bспученный вермикулит - 35-60
Oгнеупорная глина - 30-44
Пыль электрофильтров - 1-20
Высокоглиноземистый цемент - 1-3
а карбоксиметилцеллюлозу в количестве (сверх 100% от массы шихты) 1,3-3,5 мас.% вводят при увлажнении шихты в виде водного раствора.

Пыль от электрофильтров представлена сферическими частицами с внутренней полостью частично дегидратированного глинистого минерала - каолинита. Пыль непластична (тощий материал или отощитель) и имеет гранулометрический состав, мас.%: фракция > 200 мкм - 0,3-4,2; фракция 5-200 мкм - 40,3-54,1; фракция 10-50 мкм - 10,5-14,4; фракция 5-10 мкм - 14,3-15,5; фракция 1-5 мкм - 1,3-5,8; фракция < 1 мкм - 10,3-20,4. Химический состав пыли, мас.%: Al2O3 - 35,4-42,2; Fe2O3 - 1,28-3,08; SiO2 - 52,0-60,2; CaO - 0,3-0,5; MgO - 0,2-0,5; Na2O + K2O - 0,1-0,5; потери массы при прокаливании - 2-8.

Использование пыли от электрофильтров позволяет за счет наличия внутренней полости у ее частиц снизить плотность как заготовки, так и готовых изделий, чем облегчается задача получения изделий с низкой плотностью (ρ = 0,2-0,6 г/см3) и экстремально низкой теплопроводностью (λ = 0,1-0,4 Вт/(м•K) при высокой прочности (σизг.= 25-50 кг/см2).

Высокоглиноземистай цемент представляет собой тонкомолотую (массовая доля частиц менее 90 мкм - не менее 90%) смесь алюминатов кальция следующего химического состава, мас. %: Al2O3 - 70-75; CaO - 20-28; Fe2O3 - 0,1-0,5; SiO2 - 0,1-1,0; MgO + R2O - остальное. Добавление его в пластичную глинистую массу вместе с карбоксиметилцеллюлозой способствует повышению ее пластичности, снижению водопотребности массы, увеличению отощения, что приводит к снижению как воздушной, так и огневой усадки изделий. Добавка высокоглиноземистого цемента за счет его гидратации и последующего образования цементного камня повышает связующую способность глинистого компонента, способствует увеличению прочности изделий до значения, исключающего последующий обжиг изделий.

Карбоксиметилцеллозу вводят в виде водного раствора.

Пример. Для производства безобжиговых высокотемпературных теплоизоляционных изделий используют шихту следующего состава, мас.%:
Bспученный вермикулит - 59
Oгнеупорная глина - 34
Пыль электрофильтров - 5
Высокоглиноземистый цемент - 2
Карбоксиметилцеллюлоза (сверх 100% от массы шихты) - 3,0
Изменение соотношения вермикулита и огнеупорной глины, приводит к уменьшению кажущейся плотности и прочности увеличению количества раствора карбоксиметилцеллюлозы, необходимого для увлажнения шихты и к увеличению ее расхода. Увеличение содержания в шихте пыли от электрофильтров при постоянном суммарном количестве отощителя (вермикулита вместе с пылью) приводит к повышению прочности и повышению кажущейся плотности получаемых изделий.

Весовым способом в заданном соотношении дозируют компоненты шихты (вспученный вермикулит, огнеупорную глину, пыль электрофильтров, высокоглиноземистый цемент), последовательно загружают в смесительное устройство (бегуны, Z-образная мешалка, двухвальный смеситель), тщательно перемешивают, после чего производят увлажнение водным раствором карбоксиметилцеллюлозы, затем приготовленную массу подают в ленточный пресс, где она дополнительно обрабатывается, уплотняется и экструдируется в валок, из него прессуются изделия, которые подвергают сушке до влажности менее 1%.

Полученный в соответствии с изобретением безобжиговый высокотемпературный изоляционный материал характеризуется прочностью при изгибе 27-59 кг/см2, равномерной линейной и объемной усадкой 4-6%.

Похожие патенты RU2155735C1

название год авторы номер документа
ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ЕГО ПРОИЗВОДСТВА 1998
  • Можжерин В.А.
  • Сакулин В.Я.
  • Мигаль В.П.
  • Новиков А.Н.
  • Салагина Г.Н.
  • Штерн Е.А.
  • Суворов С.А.
  • Скурихин В.В.
  • Филин Г.В.
RU2154042C1
ИНТЕГРИРОВАННЫЙ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ "ИТОМ" И СПОСОБ ЕГО ПРОИЗВОДСТВА 2004
  • Можжерин В.А.
  • Сакулин В.Я.
  • Мигаль В.П.
  • Новиков А.Н.
  • Салагина Г.Н.
  • Штерн Е.А.
  • Суворов С.А.
  • Скурихин В.В.
  • Клопова Н.Н.
  • Скворцова В.М.
RU2246465C1
ЛЕГКОВЕСНЫЙ ОГНЕУПОР И СПОСОБ ЕГО ПРОИЗВОДСТВА 1994
  • Красницкая Л.А.
  • Цветков А.Е.
  • Приндик Н.А.
  • Мигаль В.П.
RU2083528C1
МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОГНЕУПОРНЫХ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ 2007
  • Айзикович Олег Марианович
  • Василевицкий Яков Моисеевич
  • Дерягин Валерий Борисович
  • Сапелкин Валерий Сергеевич
  • Фролов Вениамин Петрович
RU2365561C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМОВЕРМИКУЛИТОВЫХ ИЗДЕЛИЙ 2023
  • Анисимов Олег Владимирович
RU2819710C1
СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КЕРАМОВЕРМИКУЛИТОВЫХ ИЗДЕЛИЙ 2008
  • Нагибин Геннадий Ефимович
  • Колосова Мария Михайловна
  • Резинкина Оксана Анатольевна
  • Вшивков Александр Юрьевич
  • Калиновская Татьяна Григорьевна
  • Глушкова Евгения Владимировна
RU2379264C1
ОГНЕУПОРНЫЙ МЕРТЕЛЬ 1994
  • Аверьянова Е.В.
  • Аксельрод Л.М.
  • Деркунова Т.Л.
  • Якимчева Ф.Н.
  • Мигаль В.П.
  • Филатова Т.А.
RU2079471C1
СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЖАРОСТОЙКИХ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ ПЛИТ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛИТ 1998
  • Беленцов О.В.
  • Горшков Н.И.
  • Каткова Е.Н.
  • Молоков В.Ф.
  • Ланкин В.П.
  • Щеголев В.И.
  • Янко Э.А.
RU2144521C1
ОГНЕУПОРНАЯ КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ И СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ ОГНЕУПОРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ 2017
  • Можжерин Владимир Анатольевич
  • Сакулин Вячеслав Яковлевич
  • Новиков Александр Николаевич
  • Мигаль Виктор Павлович
  • Салагина Галина Николаевна
RU2685301C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ НА ОСНОВЕ ВОЛЛАСТОНИТА 2013
  • Алексеев Михаил Кириллович
  • Бизин Игорь Николаевич
  • Горчакова Лидия Ивановна
  • Ева Татьяна Ивановна
  • Жуков Александр Александрович
  • Кузнецова Вера Феофановна
  • Куликова Галина Ивановна
  • Русин Михаил Юрьевич
  • Савченко Петр Михайлович
RU2524724C1

Реферат патента 2000 года БЕЗОБЖИГОВЫЙ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ЕГО ПРОИЗВОДСТВА

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано в производстве изделий для теплоизоляции печатных агрегатов и энергетического оборудования с температурой изолируемой поверхности до 1000°С. При получении материала готовят шихту состава, мас.%: вспученный вермикулит 35-60, огнеупорная глина 30-44, высокоглиноземистый цемент 1-3, пыль электрофильтров 1-20, шихту увлажняют водным раствором карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ), при этом количество КМЦ составляет (сверх 100% от массы шихты) 1,3-3,5, затем приготовленную массу подают в ленточный пресс, где она дополнительно обрабатывается, уплотняется и экструдируется в валок, из него прессуют изделия, которые подвергают сушке до влажности менее 1%. Технологический результат: улучшение эксплуатационных характеристик материала, вследствие невысокой и равномерной линейной и объемной усадки, исключение деформации изделий при сушке, снижение энергозатрат. 2 с.п. ф-лы.

Формула изобретения RU 2 155 735 C1

1. Безобжиговый высокотемпературный теплоизоляционный материал, изготовленный из шихты, включающей вспученный вермикулит, огнеупорную глину и дисперсный огнеупорный заполнитель, отличающийся тем, что шихта содержит в качестве дисперсного огнеупорного заполнителя пыль от электрофильтров вращающихся печей по производству шамота и дополнительно высокоглиноземистый цемент и карбоксиметилцеллюлозу при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Вспученный вермикулит - 35 - 60
Огнеупорная глина - 30 - 44
Пыль электрофильтров - 1 - 20
Высокоглиноземистый цемент - 1 - 3
Карбоксиметилцеллюлоза (сверх 100% от массы шихты) - 1,3 - 3,5
2. Способ производства безобжигового высокотемпературного теплоизоляционного материала, включающий перемешивание в смесителе компонентов шихты, включающей огнеупорную глину и заполнитель, и сушку заготовок, отличающийся тем, что компоненты шихты предварительно дозируют, после перемешивания увлажняют в смесителе, полученную смесь обрабатывают в ленточном прессе, прессуют заготовки, при этом в качестве легковесного заполнителя используют вспученный вермикулит, в качестве дисперсного огнеупорного заполнителя - пыль от электрофильтров вращающихся печей по производству шамота и дополнительно вводят при приготовлении массы высокоглиноземистый цемент до получения шихты состава, мас.%:
Вспученный вермикулит - 35 - 60
Огнеупорная глина - 30 - 40
Пыль электрофильтров - 1 - 20
Высокоглиноземистый цемент - 1 - 3
а карбоксиметилцеллюлозу вводят при увлажнении шихты в количестве 1,3 - 3,5 мас.% (сверх 100% от массы шихты) в виде водного раствора.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2000 года RU2155735C1

SU 757495 А, 23.07.1980
Керамическая масса 1976
  • Бодажков Вячеслав Александрович
  • Кочергин Леонид Леонидович
  • Иванов Михаил Александрович
SU592805A1
МАССА ДЛЯ ЛЕГКОВЕСНЫХ ОГНЕУПОРНЫХ ИЗДЕЛИЙ 0
  • В. С. Спирина, М. И. Флерова, Я. А. Ахт Мов, И. Г. Жигун,
SU353927A1
1972
SU417394A1
Композиция для изготовления строительного материала 1985
  • Севастьянова Марина Станиславовна
  • Ашмарин Геннадий Дмитриевич
  • Иващенко Павел Антонович
  • Ремизникова Вита Иосифовна
  • Езерский Владимир Александрович
  • Золотарский Александр Зиновьевич
SU1268541A1

RU 2 155 735 C1

Авторы

Можжерин В.А.

Сакулин В.Я.

Мигаль В.П.

Новиков А.Н.

Салагина Г.Н.

Штерн Е.А.

Суворов С.А.

Скурихин В.В.

Булин В.В.

Даты

2000-09-10Публикация

1998-12-10Подача