Способ изготовления огнеупорных теплоизоляционных изделий Советский патент 1984 года по МПК C04B43/00 

да

Оо 4 Изобретение относится к строите ным материалам и предназначено для изготовления огнеупорных теплоизоляционных изделий на основе вспученного перлита. Известен способ изготовления огнеупорных изделий, включанхций накатывание на зерно выгорающего материала огнеупорного порошка, перемешивание гранул со связующим, последующее прессование и обжИг ГИ Недостатками этого способа явля ются высокая теплопроводность изде лий и большая усадка при сушке, та как при смешивании грайул, на кото рых находится слой огнеупорного порошка, связка проникает только н этот слой, но не проникает внутрь гранул, а после выгорания гранул образуются крупные поры, что ведет к повышению.коэффициента теплопроводности материала, особенно при повышенный.температурах. Применение этого способа для жаростойких изделий из перлита неприемлемо из-за значительного истирания перлита, которое приводи к увеличению объемного содержания связующего. . Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ изготовления теплоизоляционного материала, включающий перемешивание вепученного перлита с наполнителем и фосфатным связующим прессование и термообработку L2. Недостатками известного способа являются получение изделий сбольшой усадкой при сушке и высокой теплопроводностью, так как при изг товлении, перлитовых изделий содерж ние вспученного перлитового песка в массе, .являюц{егося плавнем, превышает 30%, и высокое содержание огнеупорной связки. При применении известного спосо вспученный перлитовый песок в масс содержащей значительное количество связующего, сильно истирается, что приводит к повышении объемной массы издел ий следовательно, и теплопро водности и, вследствие значительно .содержания связки и сильного истира ния перлита, являющегося отощителем резко возрастают усадки материала при сушке, Целью изобретения является сниже ние теплопроводности и усадки при сушке. Указанная цель, достигается тем что согласно, способу изготовления огнеупорных теплоизоляционных изделий, включающему перемешивание вспученного перлита с огнеупорным наполнителем м фосфатным связующим формование и сушку, перед перемешиванием вспученный перлитовый песок пропитывают 0,04-0,06 ч,фосфатного связукицего, затем его перемешивают с 0,5-0,6 ч., огнеупорного наполнителя и 0,5-0,6 ч.фосфатного связующего, полученную смесь подсушивают при 180-250С в течение 15-60 иин, после чего его смешивают с оставшимися частями огнеупорного заполнителя и-фосфатного связующего, при этом плотность последнего составляет 1,18-1,24 г/см. Фосфатное связующее с плотностью 1,18-1,24 г/см проникает внутрь перлитового песка, образуя огнеупорные перемычки, не плавящиеся при плавлении, перлитовых зерен, в результате чего теплопроводность материала, имеющего поры, разделенные огнеупорными перемычками, становится ниже, чем теплопроводность материала с порами, образованными при выплавлении перлита. Кроме этого, пропитка зерен перлита улучшает адгезию к ним огнеупорного порошка и обеспечивает лучшее перемешивание перлита с огнеупорным порошком, Перемеигивании,вспученного перлита с нанесеннным на него 0,5-0,6 ч, огнеупорного наполнителя, 0,5-0,6 ч, связующего уменьшает истирание перлита, которое протекает в массе, содержащей все количество связующего, т.е.-в массе с большой влажностью. Проводимая затем термообработка придает зернам массы водостойкость , достаточную для того, чтобы образоваггаый огнеупдрный слой на зернах не растворился)при дальнейшем перемешивании их со связующим, приводит к тому, что слой огнеупорной массы на зернах перлита при последующей сушке готовых изделий не будет давать усадки и увеличиваетпрочность зерен перлита.. При последующем перемешивании полученного сыпучего материала с остальной частью огнеупорного наполнителя и оставшейся частью связующего истирание зерен перлита будет незначительным, так как масса содержит лишь часть незапОлимеризованного связующего (т.е. ее влажность невелика), а зерна перлита упрочнены ранее нанесенным на них водостойким слоем из огнеупорного наполнителя и фосфатного связующего. Пример 1. Для получения изделий .берут. 20 мае.% вспученного перлита и пропитывают его 2% тридцатипроцентной фосфорной кислоты (плотносо-ь 1,18 г/см), затем перемешивают перлит с огнеупорным наполнителем, взятым в количестве 15% и фосфорной кислотой в количестве 25%, после чего-массу подсушивают при 250°Св течение 15 мин при перемешивании. Полученную массу перемешивают с 15% огнеупорного наполнителя и 23% фосфорной кислоты, прессуют при дав лении 0,5 МПа и термообрабатывают при в-течение 3 час. Пример 2. 25 мае.% вспучен ного перлита пропитывают 2,5 вес.% алюмохромфосфатного .связующего (пло ность 1,24 г/см), перемешивают с 12,5 вес.% огнеупорного наполнителя и 30 вес.% алюмохромфосфатного связующего. Массу подсушивают при в течение 30 мин при перемешивании. Полученную сухую массу смешивают с 10 вес.% огнеупорного наполнителя и 20 вес.% алюмохромфосфатного связующего, прессуют при давлении 0,5 МПа и термообрабатывают при 300 С в течение 3 час. Пример 3. 28 вес.% вспученного перлита пропитывают 3 вес.% алюмохромфосфатного связующего (плотностью 1,20 г/см), перемешивают с 10 вес.% огнеупорного наполнителя и 32 вес.% алюмохромфосфатного связующего. Массу подсушивают при в течение 60 мин при перемешивании. Полученную сухую мас су смешивают с 8 вес.% огнеупорного наполнителя с 19 вес.% алюмохромфосфатного связующего,прессуют при давлении 0,5 МПа и.термообрабатывают при в течение 3 час. Пример 4 . Для получения изделий берут 37 мас.% вспученного , перлита и пропитывают его в 10 вес. алюмохромфосфатного связующего, (плотность 1,20 г/см), перемешивают с 7 вес.% алюмохромфосфатного связующего. Массу подсушивают при в течение 90 мин при перемешивании. Полученную сухую массу смешиваютс 3 вес.% огнеупорного наполнителя и 20 вес.% алюмохромфосфатного связующего, прессуют при давлении О,.5 МПа и термообрабатывают при в течение 3 час. Пример 5. 11 вес.% вспученного перлита пропитывают 1 вес.% алюмохромфосфатного связующего (пяотность 1,24 г/см) , перемешивают с 15 вес.% огнеупорного наполнителя и 18 вес.% .алюмохромфосфатного связующего. Массу подсушивают при 350°С в течение 2 мин при перемешивании. Полученную сухую массу смешивают с 40 вес.% огнеупорного наполнителя и 15 вес.% алюмохромфосватного связующего, прессуют при , давлении 0,5 МПа и термообрабатывают при 300°С в течение 3 час. .Результаты испытаний изделий, изготойленных по описанному и известному способам, представлены в таблице.

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОГНЕ- ; УПОРНЫХ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающий перемешивание вспученного . i перлита с огнеупорным наполнителем и фосфатным связуккцим, формование и сушку, отличающийся тем, что, с целью снижения теплопроводности и усадки при сушке, перед перемешиванием вспученный перлитовый песок пропитывают 0,040,06 .4 фосфатного связующего, затеял его перемешивают с 0,5-0,6 ч огнеупорного наполнителя и О,5-0,6 ч Фосфатного связующего, полученную смесь подсушивают при 180-250С в течение 15-60 мин, после чего ее. смешивают с оставшимися частями огнеупорного заполнителя и фосфатного связующего, при этом плотность :последнего составляет 1,18-1,24 г/см (Л

Деформация при сушке, % Теплопроводность Вт/м К при 125 С после выдержки 0,11 изделий при 1000 С 1540-1620 Огнеупорность Кажущаяся плотность, 0,25-0,40 г/см Прочность при сжатии, кгс/см , 6,0-7,9

В каждом из приведенных примеров лспользовёши шамот из обожженной молотой пластичной глины. Кроме этого, проверяли в качестве огнеупорных наполнителей гидроокись алюминия глинозем марок ГО и ГК, двуокись циркония, корунд. Издалия с этими наполнителями характеризуются аналогичными или близкимидеформациями при сушке, теплопроводностью и кажущейся плотностью, но более .высокой огнеупорностью. Удельная 5

поверхность всех опробованных наполнителей 1700-2500 . Фосфорная кислота имела концентрацию 30%, содержание сухого остатка в алюмохромфосфатном связующем плотностью 1,24 г/смЗ после сушки при 105t2c составляет 32%, а плотность i;20 г/см - 28%.

Параметры сушки предварительно обработанной смеси зависят от вида используемого фосфатного связующего, Оптимальный диапазон температур 0,10,030,010,0080,1 0,0960,0940,0940,0920,16 17101690 168016001710 0,280,250,230,200,43 7,5 7,0 5,8 3,1

и время сушки предварительно обработанной смеси для фосфорной кислоты и алюмохромфосфатного связующего применяемых в примерах, должен составлять 180-250 С в течение 1560 мин. При температуре сушки предварительно обработанной смеси ниже даже в течение длительного времени не происходит образование гидралитически стойких связей и образующийся экран из алюмофосфэтны солей на. гранулах перлита неводостоек, что приводит при последующем перемешивании предварительно обработанной смеси с оставшеййся частью фосфатного связующего к растворению ранее нанесенного связующего. При этом количество незатвердевшего фосфатного связующего становитЬя настолько большим, что вызывает значительные усадочные явления при термообработке изделий.

Если предварительно обработанную смесь подвергнуть сушке при температурах выше 250°С, то наблюдается потеря активности -алюмофосфатного экрана на зернах перлита а следовательно, теплоизоляционные изделия получаются с низкими механическими характеристиками.

t .

Описанный способ позволит получить безусадочные изделия при сравнительно невысоком содержании отощающего массу наполнителя - вспученного перлита. Эти изделия характер|изуются прниженно Ь теплопроводностью, как за счет меньшего истирания перлита, и следовательно, меньшей объемной массы изделий, так и за счет образования перемычек, разделяющих поры, образованные при плавлении вспученного перлита.