RU2057095C1

RU2057095C1 - Heat-insulating compound

Info

Publication number: RU2057095C1
Authority: RU
Inventors: Аркадий Александрович Андреев; Нина Исааковна Пятигорская
Priority date: 1992-06-01
Filing date: 1992-06-01
Publication date: 1996-03-27

Abstract

FIELD: production of fibrous refractory heat-insulating materials. SUBSTANCE: for production of high-temperature heat-insulating products use is made of conveyer technology, they feature a low density and thermal conductivity; heat-insulating compound contains kaolin fibre (88 to 95 mass percent) and kaoline colloid (5 to 12 mass percent) (in terms of dry substance). EFFECT: enhanced effectiveness. 1 tbl

Description

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству волокнистых огнеупорных теплоизоляционных материалов, предназначенных для использования, например, в футеровочных слоях тепловых агрегатов, не подвергающихся воздействию агрессивных сред. The invention relates to the construction materials industry, in particular to the production of fibrous refractory heat-insulating materials intended for use, for example, in the lining layers of thermal units not exposed to aggressive environments.

В настоящее время для высокотемпературной изоляции используют шамотокерамические, перлитокерамические, волокнистые и прочие огнеупоры. Currently, for high-temperature insulation, fireclay ceramic, pearlite ceramic, fibrous and other refractories are used.

Выпускаемые промышленностью теплоизоляционные материалы на основе каолинового волокна с небольшим содержанием (до 15%) огнеупорной глины содержат в своем составе для осаждения на волокнах глинистых частиц полиакриламид или аналогичные добавки. Heat-insulating materials manufactured by industry based on kaolin fiber with a small content (up to 15%) of refractory clay contain polyacrylamide or similar additives for deposition on clay fiber particles.

Известна высокотемпературная теплоизоляционная масса, содержащая следующие компоненты, мас. каолиновое волокно 23,8-56,5; огнеупорная глина 2,0-15,0; полиакриламид 0,2-1,0; водный раствор алюмохромфосфата 17,5-35,0; тальк 10,0-40,0 [1]
Применение полиакриламида объясняется тем, что в силу своих структурных особенностей, огнеупорные глины не могут служить эффективным связующим для волокнистых материалов и применяются с добавкой веществ, способствующих осаждению глины на волокнах.Known high-temperature insulation material containing the following components, wt. kaolin fiber 23.8-56.5; refractory clay 2.0-15.0; polyacrylamide 0.2-1.0; an aqueous solution of alumochromophosphate 17.5-35.0; talcum powder 10.0-40.0 [1]
The use of polyacrylamide is explained by the fact that, due to their structural features, refractory clays cannot serve as effective binders for fibrous materials and are used with the addition of substances that contribute to the deposition of clay on fibers.

Недостатком этой массы является многокомпонентность и сравнительно повышенные плотность и теплопроводность. The disadvantage of this mass is multicomponent and relatively high density and thermal conductivity.

Известна смесь для изготовления теплоизоляции высокотемпературных зон воздухонагревателей, включающая каолиновое волокно и Часов-Ярскую (каолинитовую) глину в количестве соответственно 75 и 25 мас. [2]
Изделия, изготовленные из этой смеси обладают значительной плотностью и теплопроводностью, так как для обеспечения прочности содержат большое количество огнеупорной глины. Кроме того, производство плит из вышеперечисленных составов организуется по принципу полива с вакуумированием или прессованием штучных изделий в формах.A known mixture for the manufacture of thermal insulation of high-temperature zones of air heaters, including kaolin fiber and Chasov-Yar (kaolinite) clay in the amount of 75 and 25 wt. [2]
Products made from this mixture have significant density and thermal conductivity, since they contain a large amount of refractory clay to ensure strength. In addition, the production of plates from the above compositions is organized according to the principle of irrigation with evacuation or pressing of piece products in molds.

Наиболее близким по составу является теплоизоляционный материал, включающий следующие компоненты, мас. штапельное керамическое волокно каолинового состава 75-86; огнеупорная глина 14-25 [3]
Недостатком этого состава является повышенная плотность и теплопроводность и невозможность применения конвейерной технологии производства непрерывного ковра теплоизоляционного материала из-за низкой прочности сырца.The closest in composition is the insulating material, including the following components, wt. staple ceramic fiber of kaolin composition 75-86; refractory clay 14-25 [3]
The disadvantage of this composition is the increased density and thermal conductivity and the inability to use conveyor technology for the production of a continuous carpet of thermal insulation material due to the low strength of the raw material.

Для получения эффективных высокотемпературных теплоизоляционных изделий с применением для их производства конвейерной технологии, обладающих пониженными плотностью и теплопроводностью, теплоизоляционная масса содержит каолиновое волокно и огнеупорную глину в виде седиментационно устойчивой водной дисперсии каолинитового коллоида при следующем соотношении компонентов, мас; Каолиновое волокно 88-95 Каолинитовый кол- лоид (на сухое) 5-12
Седиментационно устойчивая водная дисперсия каолинитовой глины позволяет отказаться от применения полиакриламида и избежать повышенного содержания глины в теплоизоляционном материале, получаемом из непрерывно формуемого ковра. Образующийся при этом сырой глинистоволокнистый ковер обладает достаточной прочностью для прохождения по роликам сушильного агрегата без форм и поддонов.To obtain effective high-temperature heat-insulating products using conveyor technology for their production, which have reduced density and thermal conductivity, the heat-insulating mass contains kaolin fiber and refractory clay in the form of a sedimentation-resistant aqueous dispersion of kaolinite colloid in the following ratio of components, wt; Kaolin fiber 88-95 Kaolinite colloid (dry) 5-12
Sedimentation-resistant water dispersion of kaolinite clay eliminates the use of polyacrylamide and avoids the increased clay content in the heat-insulating material obtained from a continuously molded carpet. The resulting raw clay-fiber carpet is strong enough to pass through the rollers of the drying unit without molds and pallets.

При содержании глины более 12% затрудняется формование гидромассы, так как она с трудом поддается обезвоживанию. With a clay content of more than 12%, the formation of hydromass is difficult, since it is difficult to dehydrate.

Снижение содержания каолинитовой глины до величин, ниже 5% приводит к нестабильному формованию из-за нарушения устойчивости дисперсии. The decrease in the content of kaolinite clay to values below 5% leads to unstable molding due to the violation of the stability of the dispersion.

Структура каолинита характеризуется прочным сочленением структурных пакетов по плоскостям спайности, поэтому при замене обменного комплекса каолинита одновалентными катионами кристаллическая структура глины изменяется на столь значительно, как в случае с бентонитовыми глинами. Ион Na⁺ оказывает слабое пептизирующее воздействие на кристаллы каолинита. После насыщения обменной емкости (очень низкой) появляются частицы размером более коллоидных. Наличие этих частиц обуславливает относительно небольшое понижение концентрации дисперсной фазы, достаточной для построения пространственной коагуляционной сетки. Поэтому получение седиментационно устойчивой дисперсии каолинита не может идти тем же путем, что и получение такой дисперсии из бентонита.The structure of kaolinite is characterized by a strong joint of structural packets along cleavage planes; therefore, when replacing the exchange complex of kaolinite with monovalent cations, the crystalline structure of clay changes as much as in the case of bentonite clays. The Na ⁺ ion has a weak peptizing effect on kaolinite crystals. After saturation of the exchange capacity (very low), particles larger than colloidal appear. The presence of these particles causes a relatively small decrease in the concentration of the dispersed phase, sufficient to build a spatial coagulation network. Therefore, obtaining a sedimentation-stable dispersion of kaolinite cannot go in the same way as obtaining such a dispersion from bentonite.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется на примерах изготовления материала. The essence of the proposed technical solution is illustrated by examples of the manufacture of the material.

Для экспериментальной проверки предлагаемой теплоизоляционной массы были подготовлены составы, в которых огнеупорную каолинитовую глину использовали без приготовления седиментационно устойчивой водной дисперсии и в виде такой дисперсии. For experimental verification of the proposed thermal insulation mass, compositions were prepared in which refractory kaolinite clay was used without preparing a sedimentation-resistant aqueous dispersion and in the form of such a dispersion.

Результаты испытаний представлены в таблице. The test results are presented in the table.

В качестве каолинового волокна используют муллитокремнеземистое волокно (войлок) производства Северского доломитного комбината по ГОСТ 23619-79. As kaolin fiber, mullite-siliceous fiber (felt) produced by the Seversky Dolomite Combine in accordance with GOST 23619-79 is used.

В качестве огнеупорной каолинитовой глины глина огнеупорная Веселовского месторождения по ГОСТ 3226-77. As refractory kaolinite clay, the clay is fireproof of the Veselovskoye deposit in accordance with GOST 3226-77.

Технология изготовления теплоизоляционных изделий включает приготовление седиментационно устойчивой водной каолинитовой дисперсии каолинитового коллоида, получение гидромассы, формование глинистоволокнистого ковра, резку его, термообработку сырцовых плит. The technology of manufacturing heat-insulating products includes the preparation of a sedimentation-resistant aqueous kaolinite dispersion of kaolinite colloid, the production of hydromass, the molding of a clay fiber carpet, its cutting, and the heat treatment of raw boards.

Приготовление каолинитовой дисперсии осуществляют в реакторах с мешалками и параподогревом, куда при непрерывном перемешивании подают глину после мокрого помола в шаровой мельнице. The preparation of kaolinite dispersion is carried out in reactors with stirrers and paraheating, where, with continuous stirring, clay is fed after wet grinding in a ball mill.

Приготовление гидромассы осуществляют в гидроразбавителях с мешалками активаторного типа, куда подают необходимые дозы каолинитового коллоида, воды и волокна. The preparation of the hydromass is carried out in hydraulic diluents with stirrers of the activator type, where the necessary doses of kaolinite colloid, water and fiber are supplied.

Формование непрерывного глинистоволокнистого ковра осуществляют на вакуум-экструзионной машине, термообработку проводят в роликовых газовых сушилках. Используют технологическую линию ВЭМ-4 САСП-1. Получают плиты 1200х93х40 (50) мм. The continuous clay fiber carpet is formed on a vacuum extrusion machine, and the heat treatment is carried out in gas-fired gas dryers. Use the VEM-4 SASP-1 production line. Get plates 1200x93x40 (50) mm.

При изготовлении изделий из теплоизоляционной массы составов I-III, с использованием каолинитовой глины без приготовления седиментационно устойчивой дисперсии, происходит отслоение и уход в фильтрат связующего, в результате чего прочность изделий снижается на 30-40%
Изделия, полученные из предлагаемой теплоизоляционной массы, обладают пониженной плотностью и теплопроводностью при сохранении прочности.In the manufacture of products from the heat-insulating mass of compositions I-III, using kaolinite clay without preparing a sedimentation-stable dispersion, the binder is peeled off and the binder is removed to the filtrate, as a result of which the strength of the products is reduced by 30-40%
Products obtained from the proposed thermal insulation mass have a reduced density and thermal conductivity while maintaining strength.

Использование предлагаемой теплоизоляционной массы позволит получать высокотемпературные теплоизоляционные изделия по конвейерной технологии. Using the proposed heat-insulating mass will allow to obtain high-temperature heat-insulating products by conveyor technology.

Claims

THERMAL INSULATION MASS, including kaolin fiber and refractory clay, characterized in that as refractory clay it contains kaolinite clay in the form of a sedimentation-resistant aqueous dispersion - kaolinite colloid in the following ratio of components, wt.%:
Kaolin fiber - 88 - 95
Kaolinite colloid (dry) - 5 - 12