RU2154042C1 - Высокотемпературный теплоизоляционный материал и способ его производства - Google Patents
Высокотемпературный теплоизоляционный материал и способ его производства Download PDFInfo
- Publication number
- RU2154042C1 RU2154042C1 RU98122291/03A RU98122291A RU2154042C1 RU 2154042 C1 RU2154042 C1 RU 2154042C1 RU 98122291/03 A RU98122291/03 A RU 98122291/03A RU 98122291 A RU98122291 A RU 98122291A RU 2154042 C1 RU2154042 C1 RU 2154042C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bentonite
- dust
- refractory
- expanded vermiculite
- polyelectrolyte
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/66—Monolithic refractories or refractory mortars, including those whether or not containing clay
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/349—Clays, e.g. bentonites, smectites such as montmorillonite, vermiculites or kaolines, e.g. illite, talc or sepiolite
Abstract
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 1000°С. Готовят шихту состава мас.%: вспученный вермикулит 35-60, огнеупорная глина 36-43, пыль электрофильтров 1-20, бетонит 1-3, шихту увлажняют водным раствором, содержащим полиэлектролит структурообразователь в количестве (сверх 100% от массы шихты) 0,3-0,6 мас.%, прессуют заготовки, сушат их до остаточной влажности не более 1% и обжигают при 1000-1050°С. В качестве структурообразователя используют полиэлектролит с наличием в полимерной молекуле карбоксильных, амидных, нитрильных и эфирных групп. Технический результат: повышение прочности теплоизоляционного материала, снижение линейной и объемной усадки его, сокращение времени и энергозатрат при сушке и обжиге изделий. 2 c.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано в производстве изделий для теплоизоляции печных агрегатов и энергетического оборудования c температурой изолируемой поверхности до 1000oC.
Известен высокотемпературный теплоизоляционный материал, описанный в а. с. N 1534039, содержащий в составе шихты, мас.%: вспученный вермикулит 29-48, диатомит 32-49, отходы абразивного производства 11-37. Однако данный теплоизоляционный материал обладает рядом недостатков - низкая прочность, большие объемная и линейная усадки в процессе сушки и обжига, что приводит к необходимости дополнительной механической обработки изделий.
Известен способ производства теплоизоляционных керамовермикулитовых изделий, описанный в а. с. N 1583395, включающий приготовление глиняного шликера, введение в него огнеупорного заполнителя в количестве 25-45 мас.ч. от всего его содержания, 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 предлагаемого 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 приводит к деформации изделий.
Наиболее близким по совокупности признаков (прототипом) к предлагаемому является высокотемпературный теплоизоляционный материал, изготавливаемый из шихты, описанной в а. с. N 1534038, состоящей из вспученного вермикулита, огнеупорной глины, отходов производства электрокорунда, отходов углеобогащения, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Вспученный вермикулит - 26-42,
Огнеупорная глина - 24-44,
Отходы производства электрокорунда - 9-34,
Отходы углеобогащения - 8-14.
Вспученный вермикулит - 26-42,
Огнеупорная глина - 24-44,
Отходы производства электрокорунда - 9-34,
Отходы углеобогащения - 8-14.
Прототипу присущи те же недостатки, что и приведенному выше аналогу.
Наиболее близким по совокупности признаков (прототипом) к описываемому способу является способ производства легковесных теплоизоляционных огнеупоров по патенту РФ N 2083528, 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), перманганата 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/час. 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.
Предлагаемый теплоизоляционный материал в сравнении с аналогами имеет более высокую прочность (σизг= 25-50 кг/см2), что улучшает его эксплуатационные и ресурсные характеристики в службе, благодаря невысокой линейной и объемной усадке (воздушная 4-7%, огневая 0,4-0,8%) не происходит деформация изделий в сушке. Указанный технический результат достигается тем, что высокотемпературный теплоизоляционный материал, изготавливается из шихты, включающей вспученный вермикулит, огнеупорную глину, дисперсный огнеупорный заполнитель в виде пыли от электрофильтров вращающихся печей по производству шамота, дополнительно бентонит и полиэлектролит структурообразователь, с наличием в полимерной молекуле карбоксильных, амидных, нитрильных и эфирных групп, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Вспученный вермикулит - 35-60,
Огнеупорная глина - 36-43,
Пыль электрофильтров - 1-20
Бентонит - 1-3,
Полиэлектролит структурообразователь (сверх 100 % массы шихты) - 0,3-0,6.
Вспученный вермикулит - 35-60,
Огнеупорная глина - 36-43,
Пыль электрофильтров - 1-20
Бентонит - 1-3,
Полиэлектролит структурообразователь (сверх 100 % массы шихты) - 0,3-0,6.
Предлагаемый способ в сравнении с аналогами позволяет за счет снижения влажности перерабатываемой массы сократить время и энергозатраты на сушку изделий, уменьшить линейную и объемную усадки при сушке и обжиге, избежать образования экологически опасных и вредных веществ при переработке ингредиентов в высокотемпературный теплоизоляционный материал, получить низкую теплопроводность изделий (0,1-0,4 Вт/(м•К)). Указанный технический результат достигается тем, что при реализации заявляемого способа производства высокотемпературных теплоизоляционных изделий, включающего дозирование, перемешивание, увлажнение в смесителе компонентов массы, включающей легковесный заполнитель, огнеупорную глину, дисперсный огнеупорный заполнитель, обработку ее в ленточном прессе, прессование сырца, сушку и обжиг, в качестве легковесного заполнителя используют вспученный вермикулит; в качестве дисперсного огнеупорного заполнителя - пыль от электрофильтров вращающихся печей по производству шамота, причем для улучшения структурно-механических свойств массы в нее дополнительно вводят бентонит и полиэлектролит структурообразователь до получения шихты состава, мас. %:
Вспученный вермикулит - 35-60,
Огнеупорная глина - 36-43,
Пыль электрофильтров - 1 -20,
Бентонит - 1-3,
а полиэлектролит структурообразователь в количестве (сверх 100% массы шихты) 0,3-0,6 мас.% вводят при увлажнении шихты в виде водного раствора.
Вспученный вермикулит - 35-60,
Огнеупорная глина - 36-43,
Пыль электрофильтров - 1 -20,
Бентонит - 1-3,
а полиэлектролит структурообразователь в количестве (сверх 100% массы шихты) 0,3-0,6 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 50-200 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•К)) при высокой прочности (σизг = 25-50 кг/см2).
Добавление в глинистую массу бентонита вместе с полиэлектролитом структурообразователем обеспечивает повышение пластичности, снижению водозатворения массы и увеличение отощения, что снижает как воздушную (4-7%), так и огневую усадки изделий (0,4-0,8%), сохраняет точность геометрических размеров и формы изделий, повышает связующую способность глинистого компонента, способствует увеличению прочности изделий.
Полиэлектролит структурообразователь вводят водным раствором.
Пример. Для производства высокотемпературных теплоизоляционных изделий используют шихту следующего состава, мас. %:
Вспученный вермикулит - 57;
Огнеупорная глина - 36
Бентонит - 2;
Пыль электрофильтров - 5;
Полиэлектролит (сверх 100% от массы шихты) - 0,6
Изменение соотношения огнеупорной глины и вермикулита приводит к уменьшению кажущейся плотности и прочности, увеличению потребности количества раствора полиэлектролита. Увеличение содержания в шихте пыли от электрофильтров при постоянном суммарном количестве отощителя (вермикулита вместе с пылью) приводит к повышению прочности и к повышению кажущейся плотности получаемых изделий.
Вспученный вермикулит - 57;
Огнеупорная глина - 36
Бентонит - 2;
Пыль электрофильтров - 5;
Полиэлектролит (сверх 100% от массы шихты) - 0,6
Изменение соотношения огнеупорной глины и вермикулита приводит к уменьшению кажущейся плотности и прочности, увеличению потребности количества раствора полиэлектролита. Увеличение содержания в шихте пыли от электрофильтров при постоянном суммарном количестве отощителя (вермикулита вместе с пылью) приводит к повышению прочности и к повышению кажущейся плотности получаемых изделий.
Предлагаемый способ заключается в следующем: весовым способом в заданном соотношении дозируют компоненты шихты (огнеупорную глину, вспученный вермикулит, пыль электрофильтров, бентонит), загружают последовательно в смесительное устройство (бегуны, Z-образная мешалка, двухвальный смеситель) и тщательно перемешивают, после чего производят увлажнение водным раствором полиэлектролита структурообразователя, затем приготовленную массу подают в ленточный пресс, где ее дополнительно обрабатывают, уплотняют и экструдируют валок, из которого прессуют изделия, которые затем сушат до остаточной влажности не менее 1% путем естественной или любым способом принудительной сушки, после чего высушенные изделия обжигают при температуре 1000-1050oC.
Свойства высокотемпературных теплоизоляционных изделий (факультативно): прочность на изгиб σизг = 25-50 кг/см2, плотность кажущаяся ρкаж = 0,2-0,6 г/см3, теплопроводность λ = 0,1-0,4 Вт/(м•K), усадка воздушная 4-7%, усадка огневая 0,4-0,8%.
Claims (1)
1. Высокотемпературный теплоизоляционный материал, изготовленный из шихты, включающей вспученный вермикулит в качестве легковесного заполнителя, 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 бентонит и полиэлектролит структурообразователь, с наличием в полимерной молекуле карбоксильных, амидных, нитрильных и эфирных групп при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Вспученный вермикулит - 35 - 60
Огнеупорная глина - 36 - 43
Пыль электрофильтров - 1 - 3
Полиэлектролит структурообразователь (сверх 100% массы шихты) - 0,3 - 0,6
2. Способ производства высокотемпературных теплоизоляционных изделий, включающий дозирование, перемешивание и увлажнение в смесителе компонентов шихты, включающей огнеупорную глину, легковесный и дисперсный огнеупорный заполнители, обработку ее в ленточном прессе, прессование заготовок, сушку и обжиг, отличающийся тем, что легковесный заполнитель представлен вспученным вермикулитом, в качестве дисперсного огнеупорного заполнителя используется пыль от электрофильтров вращающихся печей по производству шамота, а при приготовлении массы в нее дополнительно вводят бентонит до получения шихты состава, мас.%:
Вспученный вермикулит - 35 - 60
Огнеупорная глина - 36 - 43
Пыль электрофильтров - 1 - 20
Бентонит - 1 - 3
а полиэлектролит структурообразователь, с наличием в полимерной молекуле карбоксильных, амидных, нитрильных и эфирных групп в количестве (сверх 100% массы шихты) 0,3 - 0,6 мас.% вводят при увлажнении шихты в виде водного раствора.
Вспученный вермикулит - 35 - 60
Огнеупорная глина - 36 - 43
Пыль электрофильтров - 1 - 3
Полиэлектролит структурообразователь (сверх 100% массы шихты) - 0,3 - 0,6
2. Способ производства высокотемпературных теплоизоляционных изделий, включающий дозирование, перемешивание и увлажнение в смесителе компонентов шихты, включающей огнеупорную глину, легковесный и дисперсный огнеупорный заполнители, обработку ее в ленточном прессе, прессование заготовок, сушку и обжиг, отличающийся тем, что легковесный заполнитель представлен вспученным вермикулитом, в качестве дисперсного огнеупорного заполнителя используется пыль от электрофильтров вращающихся печей по производству шамота, а при приготовлении массы в нее дополнительно вводят бентонит до получения шихты состава, мас.%:
Вспученный вермикулит - 35 - 60
Огнеупорная глина - 36 - 43
Пыль электрофильтров - 1 - 20
Бентонит - 1 - 3
а полиэлектролит структурообразователь, с наличием в полимерной молекуле карбоксильных, амидных, нитрильных и эфирных групп в количестве (сверх 100% массы шихты) 0,3 - 0,6 мас.% вводят при увлажнении шихты в виде водного раствора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98122291/03A RU2154042C1 (ru) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | Высокотемпературный теплоизоляционный материал и способ его производства |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98122291/03A RU2154042C1 (ru) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | Высокотемпературный теплоизоляционный материал и способ его производства |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2154042C1 true RU2154042C1 (ru) | 2000-08-10 |
Family
ID=20213233
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98122291/03A RU2154042C1 (ru) | 1998-12-10 | 1998-12-10 | Высокотемпературный теплоизоляционный материал и способ его производства |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2154042C1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7678723B2 (en) | 2004-09-14 | 2010-03-16 | Carbo Ceramics, Inc. | Sintered spherical pellets |
US7721804B2 (en) | 2007-07-06 | 2010-05-25 | Carbo Ceramics Inc. | Proppants for gel clean-up |
US7828998B2 (en) | 2006-07-11 | 2010-11-09 | Carbo Ceramics, Inc. | Material having a controlled microstructure, core-shell macrostructure, and method for its fabrication |
US8063000B2 (en) | 2006-08-30 | 2011-11-22 | Carbo Ceramics Inc. | Low bulk density proppant and methods for producing the same |
US8216675B2 (en) | 2005-03-01 | 2012-07-10 | Carbo Ceramics Inc. | Methods for producing sintered particles from a slurry of an alumina-containing raw material |
-
1998
- 1998-12-10 RU RU98122291/03A patent/RU2154042C1/ru active
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7678723B2 (en) | 2004-09-14 | 2010-03-16 | Carbo Ceramics, Inc. | Sintered spherical pellets |
US7825053B2 (en) | 2004-09-14 | 2010-11-02 | Carbo Ceramics Inc. | Sintered spherical pellets |
US8216675B2 (en) | 2005-03-01 | 2012-07-10 | Carbo Ceramics Inc. | Methods for producing sintered particles from a slurry of an alumina-containing raw material |
US7828998B2 (en) | 2006-07-11 | 2010-11-09 | Carbo Ceramics, Inc. | Material having a controlled microstructure, core-shell macrostructure, and method for its fabrication |
US8063000B2 (en) | 2006-08-30 | 2011-11-22 | Carbo Ceramics Inc. | Low bulk density proppant and methods for producing the same |
US7721804B2 (en) | 2007-07-06 | 2010-05-25 | Carbo Ceramics Inc. | Proppants for gel clean-up |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4824811A (en) | Lightweight ceramic material for building purposes, process for the production thereof and the use thereof | |
RU2154042C1 (ru) | Высокотемпературный теплоизоляционный материал и способ его производства | |
RU2155735C1 (ru) | Безобжиговый высокотемпературный теплоизоляционный материал и способ его производства | |
JPS6116753B2 (ru) | ||
SU979297A1 (ru) | Керамическа масса | |
SU1539185A1 (ru) | Керамическа масса дл изготовлени кирпича | |
RU2083528C1 (ru) | Легковесный огнеупор и способ его производства | |
SU1286577A1 (ru) | Сырьева смесь дл изготовлени теплоизол ционных изделий | |
RU2246465C1 (ru) | Интегрированный высокотемпературный теплоизоляционный материал "итом" и способ его производства | |
JPH06144951A (ja) | セラミックス発泡体とその製造方法 | |
SU1188147A1 (ru) | Способ изготовлени огнеупорных теплоизол ционных порошков | |
SU1694539A1 (ru) | Сырьева смесь дл изготовлени стеновых изделий | |
RU2052424C1 (ru) | Сырьевая смесь для изготовления строительного кирпича | |
RU2041182C1 (ru) | Шихта для изготовления керамических изделий | |
SU579260A1 (ru) | Шихта дл изготовлени эффективной строительной керамики | |
SU863553A1 (ru) | Сырьева смесь дл изготовлени легкого заполнител бетона | |
DE720142C (de) | Hitzebestaendiger Baustoff | |
SU908776A1 (ru) | Способ приготовлени шихты | |
SU670552A1 (ru) | Сырьева смесь дл изготовлени теплоизол ционных изделий | |
SU1039923A1 (ru) | Сырьева смесь и способ получени из нее легкого заполнител | |
RU1792927C (ru) | Способ изготовлени теплоизол ционных безобжиговых изделий | |
SU808469A1 (ru) | Сырьева смесь дл приготовлени ОгНЕупОРНОгО бЕТОНА | |
RU2051880C1 (ru) | СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ С УДЕЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ 180 - 200 м2/кг ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО КИРПИЧА | |
SU706360A1 (ru) | Сырьева смесь дл изготовлени строительных изделий | |
SU1534039A1 (ru) | Шихта дл высокотемпературной изол ции |