CS237349B2

CS237349B2 - A method for producing a heat insulating material

Info

Publication number: CS237349B2
Application number: CS885683A
Authority: CS
Inventors: Sandor Felner; Bela Hollosi; Dezsoe Kovacs; Istvan Meszaros; Marton Schaeffer
Original assignee: Oentoedei Vallalat
Priority date: 1982-11-29
Filing date: 1983-11-28
Publication date: 1985-07-16
Also published as: PL144810B1; PL244764A1; HU185189B

Abstract

Předmětem vynálezu je způsob výroby tepelně izolačního materiálu, sestávajícího v hmotnostních množstvích z 60 až 94 % písku, ze 4 až 10 % pryskyřice, ze 2 až 20 % celulózy a 0 až 10 %; vláknitého' materiálu; podstata vynálezu spočívá v tom, že nejprve se dokonale suspenduje celulóza a vláknitý materiál ve čtrnácti- až šestnáctinásobném množství vody, suspenze se potom smísí s prekotisirovaným pískem a získaná směs se zbaví vody, zhutní a vyformuje, načež se nakonec vysuší. Získaný tepelně izolační materiál má velkou odolnost proti teplu, vláknitou strukturu a snížené vyvíjení plynu.The subject of the invention is a method for producing a thermal insulation material consisting in mass quantities of 60 to 94% sand, 4 to 10% resin, 2 to 20% cellulose and 0 to 10%; fibrous material; the essence of the invention lies in the fact that first the cellulose and fibrous material are perfectly suspended in a fourteen to sixteen times the amount of water, the suspension is then mixed with pre-coated sand and the mixture obtained is freed from water, compacted and shaped, after which it is finally dried. The thermal insulation material obtained has high heat resistance, fibrous structure and reduced gas evolution.

Description

Vynález se týká způsobu výroby tepelně izolačního materiálu, sestávajícího z písku, pryskyřice, celulózy a vláknitého materiálu.The present invention relates to a process for the production of a heat insulating material consisting of sand, resin, cellulose and fibrous material.

Při výrobě oceli jsou výrobní zařízení opatřována tepelně Izolačními materiály, které musí v závislosti na konkrétních technických opatřeních vyhovovat určitým požadavkům.In the production of steel, the production equipment is provided with thermally insulating materials, which must, depending on the specific technical measures, meet certain requirements.

Základní požadavky, kterým musí tepelně izolační materiál vyhovovat, je možno shrnout do pěti bodů: materiál musí odolávat tepelnému zatížení roztavenou ocelí, zahřátou na 1500 °C, po dobu nejméně dvou hodin; musí mít takové tepelně izolační schopnosti, aby tepelné ztráty nepřekročily 20 kW/m²; musí být schopen zachytit tekutou ocel bez jakékoliv předběžné úpravy; při výrobě tepelně izolačního materiálu a při odlévání oceli nesmi docházet k deformacím izolačních prvků; vyložení technologického zařízení spolu s nasazeninami musí být možno snadno odstraňovat bez poškození vyzdívky.The essential requirements to which the thermal insulation material must comply can be summarized in five points: the material must withstand the thermal load of molten steel heated to 1500 ° C for at least two hours; it shall have thermal insulation properties such that the heat loss does not exceed 20 kW / m ² ; it must be able to retain liquid steel without any pretreatment; there shall be no deformation of the insulating elements in the manufacture of the thermal insulation material and in the casting of steel; it must be possible to remove the lining of the technological equipment and the attachments easily without damaging the lining.

Tepelně izolační materiál, který odpovídá těmto požadavkům, je popsán v patentním spisu NSR č. 1 483 571. Podle tohoto spisu se vyrábějí vyzdívkové prvky z vodné suspenze složek směsi lisováním, před kterým se připraví směs obsahující písek s tekutou fenolickou pryskyřicí, celulózu a vláknitý materiál a tato směs se potom lisuje. S ohledem na druh optimálních požadovaných vlastností obsahuje suspenze 2 až 20 °/o celulózy, 4 až 10 % tekuté fenolické pryskyřice a 0 až 10 % vláknitých materiálů. Zbývající podíl je tvořen pískem, který je ve směsi používán jako žáruvzdorné plnivo.Thermal insulating material meeting these requirements is described in German Patent No. 1,483,571. Lining elements are produced from an aqueous suspension of the components of the mixture by compression, prior to the preparation of a mixture comprising sand with liquid phenolic resin, cellulose and fibrous material and the mixture is then compressed. With respect to the type of optimum properties desired, the suspension comprises 2 to 20% cellulose, 4 to 10% liquid phenolic resin and 0 to 10% fibrous materials. The remainder consists of sand, which is used in the mixture as a refractory filler.

Tento známý izolační materiál má však řadu nedostatků. V prvé řadě není tento izolační materiál schopen odvádět velké množství plynů, které se při působení tepla z tekuté oceli vyvíjejí. Tím dochází k výraznému nárůstu tlaku v izolačním materiálu a k jeho odlupování. Tepelně izolační materiál tak ztrácí svoji odolnost a izolační schopnost.However, this known insulating material has a number of drawbacks. First of all, this insulating material is not able to evacuate the large amounts of gases that evolve under the influence of heat from the liquid steel. This leads to a significant increase in pressure in the insulating material and to its peeling. The thermal insulation material thus loses its resistance and insulating ability.

Bylo zjištěno, že tyto nedostatky známého tepelně izolačního materiálu je možno odstranit, jestliže se jako žáduvzdorného plniva do izolačního materiálu použije prekotisirovaného písku. Tento písek je obecně znám jako materiál pro licí formy a jeho základním charakteristickým znakem je obalení jednotlivých zrn tenkou vrstvičkou pryskyřičného filmu. Tato vrstvička je ve vodě nerozpustná, má gelovou strukturu a není proto porušována přimíchávanými přísadami. Tento písek, zpevněný při 350 °C, má pevnost v ohybu 650 až 700 N/cm², teplotu slinování 1490 až 1540 °C a žáruvzdornost až do 1680 až 1730 °C.It has been found that these drawbacks of the known thermal insulating material can be overcome if preco-sanded sand is used as the refractory filler in the insulating material. This sand is commonly known as a casting mold material and its principal feature is the coating of individual grains with a thin layer of resin film. This layer is insoluble in water, has a gel structure and is therefore not disturbed by the admixtures. This sand, consolidated at 350 ° C, has a flexural strength of 650 to 700 N / cm ² , a sintering temperature of 1490 to 1540 ° C, and a heat resistance of up to 1680 to 1730 ° C.

Vynálezem je tedy vyřešení způsob výroby tepelně izolačních materiálu, sestávajícího v hmotnostních množstvích ze 60 až 94 % písku, 4 až 10 % pryskyřice, 2 až 2Q proč. celulózy a 0 až 10 % vláknitých materiálů, jehož podstata spočívá v tom, že se nejprve smíchá celulóza s vláknitým materiálem v zejména čtrnácti- až šestnáctinásobném množství vody, ve které se tyto látky dokonale suspendují, načež se suspenze smíchá s prekotisirovaným pískem, získaná hmota se zbaví vody, zhutní a formuje a nakonec se vysuší.Accordingly, the present invention provides a process for the production of heat insulating materials consisting of 60 to 94% by weight of sand, 4 to 10% of resin, 2 to 20% by weight. cellulose and 0-10% of fibrous materials, the principle of which is to first mix the cellulose with the fibrous material in a particularly 14 to 16 times the amount of water in which these substances are perfectly suspended, and then the suspension is mixed with preciserted sand, it gets rid of water, compacts and forms, and finally it is dried.

Při provádění způsobu podle vynálezu se například přidá vodná suspenze, vytvořená z 2 až 6 kg celulózové izolační hmoty, zejména papírové kaše nebo rozemleté slámy, z 1 až 5 kg vláknité hmoty, zejména bavlny, struskové vlny, azbestových vláken nebo skleněných vláken, a ze 100 až 120 litrů vody, ve které jsou tyto látky důkladně rozmíchány, ke 100 kg prekotisirovaného písku.In carrying out the process according to the invention, for example, an aqueous suspension formed from 2 to 6 kg of cellulosic insulating material, in particular paper pulp or ground straw, from 1 to 5 kg of fibrous material, in particular cotton, slag wool, asbestos fibers or glass fibers, is added. 100 to 120 liters of water in which these substances are thoroughly mixed, per 100 kg of preciserted sand.

Takto vytvořená suspenze se převede do nádrže, jejíž tvar odpovídá požadovanému tvaru vyráběného tepelně izolačního tělesa, načež se hmota zbaví vakuováním vody a zhutní se. Takto získané izolační těleso, které má vlhkost 6 až 8 % hmotnostních, se potom suší 12 hodin při pokojové teplotě a potom se dosouší při teplotě 350 °C. Podstata pojivého působení v izolačním tělese spočívá v tom, že tuhá pryskyřice na povrchu zrn písku nejprve měkne působením tepla a tím se jednotlivá zrna pevně vážou k sobě. V průběhu dalšího zahřívání přechází pryskyřice velmi rychle do neměknoucí C-fáze, ztvrdne a vytváří pevné spojení mezi jednotlivými složkami izolačního^ materiálu.The suspension thus formed is transferred to a tank whose shape corresponds to the desired shape of the heat insulating body to be produced, whereupon the mass is dewatered and compacted. The insulating body thus obtained, having a moisture content of 6-8% by weight, is then dried at room temperature for 12 hours and then dried at 350 ° C. The essence of the bonding action in the insulating body is that the solid resin on the surface of the sand grains first softens under the effect of heat, and thus the individual grains are firmly bound together. During further heating, the resin passes very rapidly into the non-softened C-phase, hardens and forms a firm bond between the individual components of the insulating material.

Způsobem podle vynálezu se dosahuje řady výhod ve srovnání se známým způsobem. Tepelně izolační materiál, vyrobený tímto způsobem, má dobré tepelně izolační vlastnosti, takže teplota oceli se snižuje jen nepatrně. Vypouštěcí teplota oceli se tak může snížit a tím se dosahuje úspor paliv a energie. Stěny zařízení, izolovaného izolační hmotou vyrobenou způsobem podle vynálezu, se zahřívají jen nepatrně, takže se dosahuje zlepšení pracovních podmínek v jejich okolí. Použije-li se materiálu pro výrobu oceli v konvertoru, je možno ocel odlévat postupně. Materiál snižuje kolísání teploty oceli a tím se dosahuje zlepšení krystalické struktury oceli. V odlitcích se snižuje množství nekovových vměsků, které dříve pocházely ze žáruvzdorné vyzdívky. Výkon zařízení se zvětšuje také tím, že se uvnitř zařízeni snižuje objem nasazenin.The process of the invention achieves a number of advantages over the known process. The heat-insulating material produced in this way has good heat-insulating properties so that the temperature of the steel is only slightly reduced. Thus, the discharge temperature of the steel can be reduced, thereby saving fuel and energy. The walls of the device insulated with the insulating material produced by the process according to the invention are only slightly heated, so that the working conditions in their vicinity are improved. If a material is used to produce steel in the converter, the steel can be cast in succession. The material reduces the temperature fluctuation of the steel and thus improves the crystalline structure of the steel. In castings, the amount of non-metallic inclusions that previously came from refractory linings is reduced. The performance of the device is also increased by reducing the amount of seed inside the device.

Vyzdívka zařízení se po uplynutí životnosti rozruší a může se odstranit společně s nasazeninami bez potíží, přičemž životnost vyzdívky se použitím materiálu podle vynálezu prodlužuje.The lining of the device is disrupted at the end of its useful life and can be removed together with the attachments without difficulty, the service life of the lining being extended by the use of the material according to the invention.

Tepelně izolační materiál, vyrobený způsobem podle vynálezu, má podstatně lepší vlastnosti než známé materiály a představuje tedy obohocení techniky. Tepelně izolační materiál podle vynálezu vyhovuje y prvé řadě požadavkům, vyplývajícím z technologie výroby oceli.The thermally insulating material produced by the process according to the invention has substantially better properties than the known materials and thus represents an enrichment of the technique. The heat insulating material according to the invention primarily meets the requirements arising from the steel production technology.

Způsob podle vynálezu je blíže objasněn pomocí příkladů provedení, aniž by však byl na tyto příklady omezen.The process according to the invention is illustrated in more detail by way of examples, without being limited thereto.

Příklad 1Example 1

Při výrobě izolačního prvku pro rozdělovači kanál se 7,5 kg papírové kaše s obsahem sušiny 40 % smísí ve 120 litrech vody v časovém intervalu tří minut s 5 kg azbestových vláken, přičemž při tomto míchání se azbestová vlákna rozmělní na menší částice a intenzívně se promísí s papírovou kaší. K takto získané suspenzi se přidá 100 kg prekotisirovaného písku jako- plnivo, žáruvzdorná složka a současně jako pojivo. Směs se ještě 2 minuty domíchává a potom se přemístí do nádoby, jejíž tvar odpovídá formě požadovaného izolačního prvku, načež se hmota zbaví vakuováním vody a zhutní se.In the manufacture of the insulating element for the distribution channel, 7.5 kg of a 40% dry slurry of paper with a dry matter content of 40% are mixed with 5 kg of asbestos fibers in 120 liters of water over a period of three minutes, whilst mixing the asbestos fibers into smaller particles. with mashed paper. To the suspension thus obtained is added 100 kg of preciserted sand as a filler, refractory component and at the same time as a binder. The mixture is stirred for a further 2 minutes and then transferred to a container whose shape corresponds to the form of the desired insulating element, after which the mass is dewatered and compacted.

Takto vytvořený izolační prvek, který má ještě zbytkovou vlhkost v hmotnostním množství 6 až 8 %, se suší po dobu 12 hodin při pokojové teplotě a na závěr se dosouší při teplotě 350 °C v peci.The insulating element thus formed, which still has a residual moisture content of 6 to 8% by weight, is dried for 12 hours at room temperature and finally dried at 350 ° C in an oven.

Izolační materiál dosáhne své konečné pevnosti a může být po ochlazení zabalen, přepravován a skladován.The insulating material reaches its final strength and can be packaged, transported and stored after cooling.

Příklad 2Example 2

Při výrobě izolačních prvků pro izolování odlitků se postupuje podobně jako· v příkladu 1, pouze s tím rozdílem, že se suspenze připraví smísením 12,5 kg papírové kaše s obsahem sušiny 40 % s 2 kg azbestových vláken ve 120 litrech vody, přičemž míchání se provádí po dobu 3 minut.In order to manufacture the casting insulating elements, the procedure is similar to that in Example 1, except that the slurry is prepared by mixing 12.5 kg of a 40% dry matter slurry with 2 kg of asbestos fibers in 120 liters of water while stirring. done for 3 minutes.

Claims

P R E D Μ Ε T

A process for the production of a thermally insulating material consisting of 60 to 94% by weight of sand, 4 to 10% by weight of resin, 2 to 20% by weight of cellulose and up to 10% by weight of fibrous material, characterized in that cellulose and fibrous material in fourteen to sixteen times the amount of water, after which the suspension is mixed with preciserted sand,

The material obtained is dewatered, compacted and formed, and then dried.

2. A process according to claim 1, wherein the removal of water, compaction and molding are carried out by vacuuming.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the drying is carried out in the first stage at room temperature and in the second stage at 350 ° C.