CS213295B1 - Tavenina pro minerální vlákna · vysoké tepelné odolnosti - Google Patents
Tavenina pro minerální vlákna · vysoké tepelné odolnosti Download PDFInfo
- Publication number
- CS213295B1 CS213295B1 CS67781A CS67781A CS213295B1 CS 213295 B1 CS213295 B1 CS 213295B1 CS 67781 A CS67781 A CS 67781A CS 67781 A CS67781 A CS 67781A CS 213295 B1 CS213295 B1 CS 213295B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- fibers
- melt
- weight
- production
- ceramic
- Prior art date
Links
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 title description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 title description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000002557 mineral fiber Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 5
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 claims description 5
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 claims description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- XXRYFVCIMARHRS-UHFFFAOYSA-N propan-2-yl n-dimethoxyphosphorylcarbamate Chemical compound COP(=O)(OC)NC(=O)OC(C)C XXRYFVCIMARHRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract description 36
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 16
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 abstract description 12
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 6
- 239000002893 slag Substances 0.000 abstract description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 235000010215 titanium dioxide Nutrition 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 3
- 238000004537 pulping Methods 0.000 description 3
- 241000446313 Lamella Species 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000013081 microcrystal Substances 0.000 description 2
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 description 2
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- 229920002748 Basalt fiber Polymers 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 238000007705 chemical test Methods 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000010436 fluorite Substances 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 239000000156 glass melt Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L magnesium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Mg+2] ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001635 magnesium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- -1 sodium fluorosilicate Chemical compound 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
Abstract
Vynález se týká taveniny zejména pro minerální
vlákna o vysoké tepelné odolnosti
do teploty 900 °C a u vláken vybraného chemického
sležení až do teploty 1 000 eC. ude
tedy o vlákna, která se svými vlastnostmi
blíži vláknům keramickým, přitom je lze
ale vyrábět z odpadních surovin jako jsou
odpadní strusky z barevné metalurgie nebo
z výroby ferroslitin, odpadni šamot, zmetkové
šarže při výrobě titanové běloby apod.
Na 1 kg vláken z taveniny podle vynálezu se
spotřebuje cca 0,5 kffh, což představuje cca
5 % energie potřebné při výrobě keramických
vláken.
Description
Vynález se týká taveniny pro výrobu minerálních vláken o vysoké tepelné odolnosti,
V současné době se ve světě vyrábí· široký sortiment tepelných izolaci z umělých anorganických vláken» Po stránce tepelné odolnosti těchto izolací má však značné nedostatky. Izolace ze skleněných vláken jsou použitelné nanejvýš do teploty 550 °C, strusková vlákna do teploty 650 °C až 700 eC, čedičová vlákna pak do teploty 700 až 750 °C. Nad uvedenými teplotami se snižuje viskozita skloviny vláken natolik, že vlákna tvarově degradují a navzájem slinují. Izolace se smrštuje a její izolační schopnost prudce klesá. Pro teploty nad 700 °C až 750 eC je tedy nutno použit izolace z keramických (kaolinových) vláken. Tato vlákna jsou použitelná až do teploty 1 250 °C. U tohoto typu vláken dojde sice již při teplotách nad 950 °C ke změnám mikrostruktury vláken, avšak vyloučením nukleačnich zárodků a mikrokrystalů mullitu vzroste tvarová stálost vláken. Makrostruktura izolace se pak zachová až do teploty 1 150 až 1250 eC. K výrobě keramických vláken však nelze použít velkokapacitních výrobních linek a výroba je velmi náročná na čistotu surovin a na spotřebu elektrické energie pro jejich tavení. To vše ovlivňuje výrobní náklady, které jsou pak asi 30 krát vyšší než u minerálních vláken. Za současného stavu se tedy musí již od teploty 700 až 750 °C používat keramická vlákna (Resistex, Kaowool apod.). V celosvětovém sortimentu pak výrazně chybí anorganická vlákna, určená pro teploty 700 až 1 000 °C, která by se svou surovinovou základnou a výrobní technologií, (a tím i výrobními náklady) blížila vláknům skleněným nebo minerálním a přitom se při zahřívání na vyšší teploty chovala spíše jako vlákna keramická.
Tento nedostatek odstraňuje tavenina pro minerální vlákna o vysoké tepelné odolnosti podle vynálezu, jehož podstata je v tom, že tavenina obsahuje 42 až 65 % hmotnosti kysličníku křemičitého SiOg, 15 až 38 % hmotnosti kysličníku hlinitého AlgOg a 7 až 30 % hmotnosti kysličníku hořečnatého MgO, přičemž celková suma těchto hlavních kysličníků tvoří nejméně 80 % celkové hmotnosti taveniny, obsahující dále 3 až 15 % hmotnosti nukleátoru, tvořeného kysličníkem titaničitým TiOg nebo zirkoničitým ZrOg nebo směsí obou. Pro ulehčení tavení «sázky a nukleace skla může tavenina obsahovat do 2 % hmotnosti tavidla jako je fluorid vápenatý, fluorokřemičitan sodný nebo heřečnatý.
Takto vyrobená minerální vlákna počínají při zahřátí na teplotu cca 800 °C vylučovat nukleační zárodky fází, měnících se. později v mikrokrystaly cordieritu, čímž odčerpávají ze skloviny kysličníky působící jako tavidla a zvýšením viskozity skloviny zachovávají tvar vláken, a tím za běžných podmínek použití i užitnou hodnotu izolace až do teploty 900 °C a u vlá ken vybraného chemického složení až do teploty 1 000 °C.
Vlákna z taveniny o chemickém složeni podle vynálezu je možno vyrábět v jakékoliv vhodné kombinaci tavících a rozvlákňovacích agregátů, například známých z výroby skleněných a minerálních vláken, jako vanový pec, kupolová pec, rozvlákňovací trysky, vicekotoučový rozvlákňovaci stroj, způsob TEL apod. Vyrobená vlákna je pak možno zase jakýmkoliv známým způsobem zpracovat na konečný výrobek ve formě volné vlny, rohoží, matrací, měkkých až tuhých desek, skruží, lamelovaných prvků apod.
Zásadním pokrokem dosaženým tímto vynálezem je skutečnost, že z taveniny o složení podle vynálezu, je možno na technologickém zařízení používaném při výrobě minerálních nebo skleněných vláken vyrábět vlákne, jejichž chování za vyšších teplot se blíží chování vláken keramických.
213 295
Přitom lze k jejich výrobě použít odpadních surovin, jako například odpadních strusek z barevné metalurgie nebo z výroby ferroslitin, odpadního šamotu, cihel, zmetkových šarží při výrobě titanové běloby apod. Výsledkem je pak například sníženi spotřeby elektrické energie na výrobu 1 kg vlákna z 8 až 10 kWh potřebných r.a výrobu keramického vlákna na cca 0,5 kíh u vláken vyrobených dle vynálezu, řádové snížení výrobních nákladů, možnost výroby na velkokapacitních linkách.
Vynález bude dále podrobněji vysvětlen na příkladech, v nichž všechna uvedená % znamenají koncentraci hmotnostní.
Příklad 1 , V elektrické indukční peci byla vytavena vsázka, skládající se z 62 % odpadního šamotu z cowperů vysoké pece, 32 % odpadni strusky z výroby ferroslitiny, 5 % titanové běloby o nestandardní bělosti a 1 % kazivce. Tavenina měla složení: 45,29 % SiOg
33,12 % Al203 0,45 % Fe2°3 4,65 % Ti02 0,34 % Cr2O3 1,68 % CaO
13,64 % MgO 0,54 % K20 0,17 % Na20
Tavenisa, která měla na výroku z pece teplotu 1 420 eC byla rozvlákněna tryskou na vlákna o průměrné tlouštce 5,1 /um a s indexem délky 5 cm. Volná vlna z těchto vláken byla podrobena mechanickým a fyzikálně-chemickým zkouškám před a po 24-hodinových výpalech na teplotu 800, 900 a 1000 0C. Bylo zjištěno, že až do teploty 900 °C včetně se na vzorku neprojevily rozměrové změny. Po výpalu na teplotu 1000 °C vykázal vzorek smrštěni objemu o 4,8 %. Pevnost v tlaku, která indikuje mj. i počátek slinování vláken, byla až do teploty 1 000 °C stejná jako u nevypáleného vzorku. Z těchto vláken byly připraveny vláknité desky pojené silexano-3 vou pryskyřicí a mající objemovou hmotnost 150 kg.m. Lamely z těchto desek byly zabudovány do celovláknité vyzdívky průmyslové žíhací pece tak, že ve vymezeném prostoru nahrazovaly vyloženi z keramického vlákna Resistex. Pec pracovala v cyklech 20 až· 900- 20 °C. Po 18. měsíčním provozu nebyly na vzorku patrny žádné objemové změny a změny mikrostruktury vláken (počátky nukleace) odpovídaly teoretickým předpokladům.
Příklad 2
V kupolové peci byla tavena vsýzka, sestávající z 44 % strusky z výroby ferroslitin, 27 % odpadního šamotu, 20 % cihelných zlomků a 9 % titanové běloby. Tavenina měla chemické složení: 45,40 % Si02
21,74 % Al203 0,68 % Fe203 7,78 % TÍ02 2,35 % Cr203 2,64 % CaO
213 285
18,22 % MgO 0,53 % K20 0,70 % Na20
Tavenina měla na výtoku pece teplotu 1 390 ®C. Byla rozvlákněna 4-kotouěovým rozvláknovacím strojem na vlákna o průměrné tlouštce 6,6 /um a o indexu délky 5,6 cm. Volná vlna z těchto vláken byla zkoušena stejně jaké v přikladu 1. Až do teploty 900 ®C nevykazovala žádné objemové ani mechanické změny. Pokles pružnosti byl srovnatelný s poklesem, zjištěným za stejných podmínek u vláken keramických. Výrobky z vláken, zhotovených dle vynálezu lze s výhodou použít pro izolaci zařízení, pracujících s teplotami do 900 ®C včetně. S výhodou je lze použít hlavně u průmyslových pecí, u nichž pracovní teplota nepřesáhne tuto hranici.
U peci a zařízení s teplotami do 1250 ®C lze snížit spotřebu drahého a při výrobě energeticky náročného keramického vlákna tím, že se použije izolace ze 2 vrstev vláknitých výrobků. Výrobky z drahého a při výrobě energeticky náročného keramického vlákna by se aplikovaly pouze v tenčí vnitřní vrstvě s teplotním spádem 1 250 až 900 ®C a pro vnější vrstvu s teplotami do 900 ®C by se použily výrobky z vláken dle vynálezu.
Claims (2)
- PŘEDMĚT VYNÁLEZU1. Tavenina pro minerální vlákna o vysoké tepelné odolnosti, vyznačující se tím, že obsahuje 42 až 65 % hmotnosti kysličníku křemičitého Si02, 15 až 38 % hmotnosti kysličníku hlinitého AlgOg a 7 až 30 % hmotnosti kysličníku hořečnatého MgO, přičemž celková suma těchto hlavních kysličníků tvoři nejméně 80 % celkové hmotnosti taveniny, obsahující dále 3 až 15 % hmotnosti nukleátoru, tvořeného kysličníkem titaničitým TiOg nebo zirkoničitým Zr02, nebo směsí obou.
- 2. 1avenina podle bodu 1, vyznačující se tím, že k ulehčení tavení vsázky a nukleace skla obsahuje do 2 % hmotnosti tavidla jako fluorid vápenatý, fluorokřeroičitan sodný nebo hořečnatý.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS67781A CS213295B1 (cs) | 1981-01-30 | 1981-01-30 | Tavenina pro minerální vlákna · vysoké tepelné odolnosti |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS67781A CS213295B1 (cs) | 1981-01-30 | 1981-01-30 | Tavenina pro minerální vlákna · vysoké tepelné odolnosti |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS213295B1 true CS213295B1 (cs) | 1982-04-09 |
Family
ID=5339345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS67781A CS213295B1 (cs) | 1981-01-30 | 1981-01-30 | Tavenina pro minerální vlákna · vysoké tepelné odolnosti |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS213295B1 (cs) |
-
1981
- 1981-01-30 CS CS67781A patent/CS213295B1/cs unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0513112B1 (en) | Mineral fibres | |
| Wallenberger et al. | Fiberglass and glass technology | |
| US4363878A (en) | Alkali- and heat-resistant inorganic fiber | |
| US3929497A (en) | Crystallizable glass suitable for fiber production | |
| CN101549958B (zh) | 高性能玻璃纤维用组成物 | |
| AU577784B2 (en) | High temperature refractory fibre | |
| CN107021639A (zh) | 高性能玻璃纤维用组合物及由其形成的纤维 | |
| CN102317224A (zh) | 高性能玻璃纤维用组合物及由其形成的纤维 | |
| RU97112181A (ru) | Производство керамической плитки из использованной футеровки тиглей для выплавки алюминия | |
| DK158895B (da) | Tungtsmeltelig fiberkomposition og heraf sammensat isoleringsmateriale | |
| JPS6259576A (ja) | 高ジルコニア質熱溶融耐火物 | |
| Wallenberger | Commercial and experimental glass fibers | |
| PL168379B1 (pl) | Sposób wytwarzania wlókien mineralnych przez odsrodkowe odlewanie wewnetrzne i urzadzenie do rozwlókniania PL PL | |
| JPH06316815A (ja) | フライアッシュファイバー | |
| JPH092870A (ja) | 高ジルコニア電鋳煉瓦 | |
| US2674539A (en) | High temperature refractory products | |
| CS213295B1 (cs) | Tavenina pro minerální vlákna · vysoké tepelné odolnosti | |
| JP2004099441A (ja) | 高ジルコニア溶融耐火物 | |
| GB2152026A (en) | Method of producing temperature-resistant rock fibres | |
| CN1020889C (zh) | 低膨胀微晶玻璃的制造方法 | |
| JP6453824B2 (ja) | 無機繊維質成形体 | |
| Kamseu et al. | Sintering behaviour, microstructure and mechanical properties of low quartz content vitrified ceramics using volcanic ash | |
| JPH01100068A (ja) | 高ジルコニア質熱溶融耐火物 | |
| EP0346415A1 (en) | Method for mixing ferrochromium slag in order to produce fire-resistant and chemically resistant fiber | |
| RU2737438C1 (ru) | Способ получения высокотемпературостойкого кремнеземного волокна |