RU2197450C1 - Method of porous refractory material production - Google Patents

Method of porous refractory material production Download PDF

Info

Publication number
RU2197450C1
RU2197450C1 RU2001121458/03A RU2001121458A RU2197450C1 RU 2197450 C1 RU2197450 C1 RU 2197450C1 RU 2001121458/03 A RU2001121458/03 A RU 2001121458/03A RU 2001121458 A RU2001121458 A RU 2001121458A RU 2197450 C1 RU2197450 C1 RU 2197450C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
silicon
water glass
mineral mixture
mineral
blowing agent
Prior art date
Application number
RU2001121458/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.С. Владимиров
С.Е. Мойзис
И.А. Карпухин
С.Д. Корсун
В.И. Долгов
Original Assignee
Владимиров Владимир Сергеевич
Мойзис Сергей Евгеньевич
Карпухин Игорь Алексеевич
Корсун Сергей Дмитриевич
Долгов Вячеслав Иванович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимиров Владимир Сергеевич, Мойзис Сергей Евгеньевич, Карпухин Игорь Алексеевич, Корсун Сергей Дмитриевич, Долгов Вячеслав Иванович filed Critical Владимиров Владимир Сергеевич
Priority to RU2001121458/03A priority Critical patent/RU2197450C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2197450C1 publication Critical patent/RU2197450C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)

Abstract

FIELD: production of porous refractory materials (cellular concentrate) and manufacture of articles from them. SUBSTANCE: method consists in mixing of ground mineral mixture with gas generating agent and aqueous mixing solution with pH above 8. Process includes preliminary activation of gas generating agent in the form of crystalline silicon by milling it to obtain particles sizing less than 100 mcm. Aqueous mixing solution with pH above 8 is used in the form of water glass. Water glass to silicon weight ratio is (2-6): 1 and mineral mixture to water glass weight ratio is (1-1.5):1. In this case, gas generating agent in the form of silicon is first mixed with water glass and then with mineral mixture. Mineral mixture includes natural mineral substances: quartz sand, clay, perlite, vermiculite; and building materials: cement, portland cement, lime gypsum; industrial and building material wastes: ash, slags or their mixtures. Invention may be used in manufacture of building material such as lining bricks and plates, heat-insulating shells, heat-resistant fire-fighting members and other articles. Claimed method provides for production of refracting material with porosity of 50-68% and possessing high physico-mechanical and operating characteristics. EFFECT: higher efficiency. 2 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области создания легких пористых огнеупорных материалов (ячеистые бетоны) и изделий из них и может быть использовано в промышленности строительных материалов при производстве футеровочных кирпичей, брусов, плит, теплоизоляционных скорлуп, тепловых экранов, противопожарных элементов и других штучных изделий, применяемых в различных отраслях хозяйства: в черной и цветной металлургии, химической и нефтеперерабатывающей промышленности, теплоэнергетике, в гражданском и промышленном строительстве и т.д. The invention relates to the field of creating light porous refractory materials (cellular concrete) and products from them and can be used in the building materials industry in the manufacture of lining bricks, beams, slabs, heat-insulating shells, heat shields, fire elements and other piece products used in various sectors of the economy: in ferrous and non-ferrous metallurgy, chemical and oil refining industries, heat power engineering, in civil and industrial construction, etc.

Известны легковесные огнеупорные материалы из класса шамотов (ШЛ-0,4; ШЛ-0,6; ШЛ-0,9). Согласно существующему стандарту ГОСТ 5040-78 эти материалы имеют следующие свойства: плотность от 0,4 до 0,9 г/см3, максимальная температура эксплуатации 1150-1280oС в зависимости от плотности огнеупорного материала, предел прочности на сжатие 1,0-3,0 МПа, теплопроводность в пределах 0,13-0,32 Вт/(м•К) при 20oС.Known lightweight refractory materials from the class of fireclay (SHL-0.4; SHL-0.6; SHL-0.9). According to the existing standard GOST 5040-78, these materials have the following properties: density from 0.4 to 0.9 g / cm 3 , maximum operating temperature 1150-1280 o С depending on the density of the refractory material, compressive strength 1.0- 3.0 MPa, thermal conductivity in the range 0.13-0.32 W / (m • K) at 20 o C.

Огнеупоры этого класса широко используются в качестве теплоизоляционных, футеровочных, ремонтных и кладочных материалов в различных отраслях промышленности. В частности, легкие огнеупоры марки ШЛ (0,4-0,9) часто применяются для футеровки тепловых и электрических печей, плавильных ванн в черной и цветной металлургии, для теплоизоляции тепловых агрегатов и энергооборудования ТЭЦ, АЭС и др. Refractories of this class are widely used as heat-insulating, lining, repair and masonry materials in various industries. In particular, lightweight SHL (0.4-0.9) refractories are often used for lining thermal and electric furnaces, melting baths in the ferrous and non-ferrous metallurgy, for thermal insulation of thermal units and power equipment of thermal power plants, nuclear power plants, etc.

Богатая практика применения этих материалов выявила целый ряд существенных их недостатков, а именно: низкая химическая устойчивость к воздействию паров и растворов кислотно-щелочной природы, слабая износо- и эрозионная устойчивость при контакте с двухфазными газодинамическими потоками, наконец, неудовлетворительный запас механической прочности материалов в условиях длительного высокотемпературного нагрева. Результатом этих недостатков является быстрое механическое разрушение огнеупорных материалов (обрушение футеровочной кладки, прогары, выкрашивание на поверхности огнеупора) и, как следствие, малый ресурс их работы, что приводит к необходимости проведения частых ремонтных работ с полной остановкой промышленных агрегатов (котлов на ТЭЦ, печей на металлургических заводах и др.). The rich practice of using these materials has revealed a number of their significant drawbacks, namely: low chemical resistance to vapors and solutions of acid-base nature, poor wear and erosion resistance when in contact with two-phase gas-dynamic flows, and finally, an unsatisfactory margin of mechanical strength of materials in conditions prolonged high-temperature heating. The result of these shortcomings is the rapid mechanical destruction of refractory materials (collapse of the lining, burnout, chipping on the surface of the refractory) and, as a result, the short life of their work, which leads to the need for frequent repairs with a complete stop of industrial units (boilers at thermal power plants, furnaces at metallurgical plants, etc.).

Технология производства огнеупоров, в том числе легковесных материалов и изделий из них, в настоящее время детально проработана и описана в литературе (см. Кащеев И.Д. Производство огнеупоров. - М.: Металлургия, 1993). Для производства легковесных огнеупоров в основном применяют два метода: с использованием выгорающих добавок и пенометод. Выбор метода зависит от величины требуемой пористости и структуры огнеупора. Материалы с пористостью до 50-60% получают методом выгорающих добавок. Пористость 85-90% достигается при использовании метода, сущность которого заключается в смешении суспензии огнеупорного материала с пеной. Пена образуется в специальных аппаратах - взбивателях с использованием поверхностно-активных веществ с подачей сжатого воздуха. The technology for the production of refractories, including lightweight materials and products from them, is currently detailed and described in the literature (see Kashcheev I.D. Production of refractories. - M .: Metallurgy, 1993). For the production of lightweight refractories, two methods are mainly used: using burnable additives and a foam method. The choice of method depends on the magnitude of the required porosity and structure of the refractory. Materials with porosity up to 50-60% are obtained by the method of burnable additives. Porosity of 85-90% is achieved using the method, the essence of which is to mix a suspension of refractory material with foam. Foam is formed in special devices - whippers using surface-active substances with compressed air.

К недостаткам указанных способов получения легковесных огнеупоров относятся: довольно сложная многостадийная технология, требующая использования разнообразных технически сложных аппаратов и большая длительность процесса получения готовых изделий из пеноматериала. Достаточно указать, что продолжительность обжига легковесных огнеупоров ШЛ-(0,4-0,9) в туннельной печи составляет 30 ч при температуре 1220-1260oС.The disadvantages of these methods for producing lightweight refractories include: a rather complex multi-stage technology, requiring the use of a variety of technically sophisticated apparatuses and the long duration of the process for producing finished products from foam. It is enough to indicate that the duration of the firing of lightweight refractories SHL- (0.4-0.9) in a tunnel furnace is 30 hours at a temperature of 1220-1260 o C.

В последнее время приобрели большое распространение способы получения пористых материалов, отличающиеся тем, что процесс вспепивания (вспучивания) минеральной массы осуществляется за счет реакций химического взаимодействия компонентов смеси с генерацией газообразных продуктов. Recently, methods for producing porous materials have become very widespread, characterized in that the process of foaming (swelling) of the mineral mass is carried out through chemical reactions of the components of the mixture with the generation of gaseous products.

Известен, например, способ получения ячеистого бетона, включающий смешение цемента с молотым кремнеземистым компонентом (песком) и добавление к ним газообразователя - алюминиевой пудры и воды для затворения. Получают огнестойкий пористый материал (ячеистый бетон) со средней плотностью (после полного отверждения) 750-950 кг/м3 (см. Горчаков Г.И. и др. Строительные материалы. - М.: Стройиздат, 1986, с.306).Known, for example, is a method for producing cellular concrete, comprising mixing cement with a ground siliceous component (sand) and adding a gasifier to them - aluminum powder and mixing water. Get fire-resistant porous material (cellular concrete) with an average density (after complete curing) of 750-950 kg / m 3 (see Gorchakov GI and other Building materials. - M .: Stroyizdat, 1986, p.306).

Недостатком указанного способа являются низкие прочностные характеристики и сравнительно высокая плотность получаемого материала. The disadvantage of this method is the low strength characteristics and the relatively high density of the resulting material.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является способ получения пористого огнеупорного материала (ячеистого бетона) согласно RU 2064472, кл. С 04 В 38/02, 1996 (прототип). The closest technical solution to the claimed invention is a method for producing a porous refractory material (cellular concrete) according to RU 2064472, cl. C 04 V 38/02, 1996 (prototype).

Способ-прототип заключается в перемешивании цемента и молотого песка с последующим введением предварительно активированного газообразователя - кремния и воды для затворения, имеющей рН 7,5-10,5. Активирование измельченного (гранулометрический состав: 1,6-0,1 мм - 95%, менее 0,1 мм - 15%) технического кремния марки КР-1, содержащего примеси железа (0,7-0,8%), алюминия (0,5-0,6%) и 0,4% кальция, включает следующие операции:
1) обработка в псевдоожиженном слое потоком хлористого водорода при 300-350oС;
2) обдувка инертным газом (азотом) при 50-140oС.
The prototype method consists in mixing cement and ground sand, followed by the introduction of a preactivated blowing agent - silicon and mixing water, having a pH of 7.5-10.5. Activation of crushed (particle size distribution: 1.6-0.1 mm - 95%, less than 0.1 mm - 15%) technical grade KR-1 silicon containing impurities of iron (0.7-0.8%), aluminum ( 0.5-0.6%) and 0.4% calcium, includes the following operations:
1) treatment in a fluidized bed with a stream of hydrogen chloride at 300-350 o C;
2) blowing with an inert gas (nitrogen) at 50-140 o C.

Получают огнеупорный пористый материал средней плотности 650-750 кг/м3.Get a refractory porous material of medium density 650-750 kg / m 3 .

Недостатками способа-прототипа являются сложность технологии (многостадийность, дорогостоящая аппаратура), высокие энергетические затраты и сравнительно низкие физико-механические и эксплуатационные характеристики получаемого материала, а именно - достаточно большая плотность и теплопроводность ячеистого бетона. The disadvantages of the prototype method are the complexity of the technology (multi-stage, expensive equipment), high energy costs and relatively low physical, mechanical and operational characteristics of the material obtained, namely, a sufficiently high density and thermal conductivity of aerated concrete.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка эффективного и технологически более простого способа получения пористого огнеупорного материала с улучшенными физико-механическими и эксплуатационными характеристиками в широком диапазоне свойств. The objective of the invention is to develop an effective and technologically simpler method of obtaining a porous refractory material with improved physical, mechanical and operational characteristics in a wide range of properties.

Решение поставленной задачи достигается предлагаемым способом получения пористого огнеупорного материала путем перемешивания сухой молотой минеральной шихты с газообразователем и водным затворяющим раствором с рН>8, включающим предварительно активирование газообразователя - кристаллического кремния, в котором активирование газообразователя - кристаллического кремния осуществляют путем его тонкого помола до размера частиц <100 мкм, в качестве водного затворяющего раствора с рН>8 используют жидкое стекло при массовом соотношении жидкое стекло : кремний - (2-6):1 и массовом соотношении шихта : жидкое стекло - (1-1,5):1, причем газообразователь - кремний сначала перемешивают с жидким стеклом, а затем с шихтой. The solution to this problem is achieved by the proposed method for producing a porous refractory material by mixing dry-ground mineral mixture with a blowing agent and an aqueous shutter solution with a pH> 8, including pre-activation of a blowing agent - crystalline silicon, in which a blowing agent - crystalline silicon is activated by fine grinding to a particle size <100 μm, liquid glass is used as an aqueous shutter solution with pH> 8 at a mass ratio of liquid th glass: silicon - (2-6): 1 and the mass ratio of the mixture: liquid glass - (1-1.5): 1, and the blowing agent - silicon is first mixed with liquid glass, and then with the charge.

В качестве минеральной шихты можно использовать:
природные минеральные вещества, например, песок, глину, алюмосиликаты, перлит, вермикулит,
строительные материалы, например цемент, портландцемент, гипс, известь,
промышленные и строительные отходы, например,золу, шлаки,
или их смеси.
As a mineral mixture, you can use:
natural minerals, for example, sand, clay, aluminosilicates, perlite, vermiculite,
building materials, such as cement, Portland cement, gypsum, lime,
industrial and construction waste, such as ash, slag,
or mixtures thereof.

Предлагаемый способ был разработан на основе детального исследования механизма и особенностей реакции кристаллического кремния со щелочами (NaOH или КОН):
(1) Si + 2KOH + H2O=K2SiO3 + H2 + 415,5 Kкaл
Привлекательность этой реакции состоит в том, что помимо генерации газообразного водорода она характеризуется сильной экзотермичностью и идет за счет этого с самоускорением. Благодаря указанной особенности температура реагирующей среды экспоненциально возрастает и довольно быстро достигает температуры кипения воды, что приводит к бурному вспениванию реагирующей массы за счет мощного газовыделения, образованного парой: водород + пар.
The proposed method was developed on the basis of a detailed study of the mechanism and characteristics of the reaction of crystalline silicon with alkalis (NaOH or KOH):
(1) Si + 2KOH + H 2 O = K 2 SiO 3 + H 2 + 415.5 Kcal
The attractiveness of this reaction lies in the fact that in addition to generating gaseous hydrogen, it is characterized by strong exothermicity and, due to this, is self-accelerating. Due to this feature, the temperature of the reacting medium increases exponentially and quickly reaches the boiling point of water, which leads to rapid foaming of the reacting mass due to the powerful gas evolution formed by the pair: hydrogen + steam.

Отмеченная особенность реакции (1) создает благоприятные условия как для образования пористой системы, так и для ее быстрого отверждения. The noted feature of reaction (1) creates favorable conditions both for the formation of a porous system and for its rapid curing.

Поскольку реакция (1) носит гетерогенный характер, т.е. ее скорость зависит от величины поверхности порошка кремния, то конечный эффект порообразования в минеральной матрице регулируется с помощью следующих факторов: рН щелочной среды, вязкость связующего компонента, удельная поверхность порошка кремния (дисперсность), соотношение по массе водного щелочного раствора и кремния, температура окружающей среды. Since reaction (1) is heterogeneous, i.e. its speed depends on the size of the surface of the silicon powder, then the final pore formation effect in the mineral matrix is controlled by the following factors: pH of the alkaline medium, viscosity of the binder component, specific surface of the silicon powder (dispersion), weight ratio of the aqueous alkaline solution and silicon, ambient temperature .

Все эти факторы были исследованы, и было показано, например, что процесс пенообразования в минеральной массе ускоряется по мере увеличения рН водного раствора, массового отношения кремния и водно-щелочного раствора и начальной температуры. All these factors were investigated, and it was shown, for example, that the foaming process in the mineral mass accelerates as the pH of the aqueous solution increases, the mass ratio of silicon to the aqueous alkaline solution, and the initial temperature.

Принципиальным результатом проведенных исследований было установление факта, что одним из наиболее значимых параметров, влияющих на скорость процесса, является дисперсность порошка кремния. При дисперсности более 100 мкм процесс вспучивания затягивается и, главное, не доходит до закипания воды, что не позволяет получить отвержденную жесткую пористую структуру минеральной массы. The principal result of the research was the establishment of the fact that one of the most significant parameters affecting the speed of the process is the dispersion of silicon powder. With a dispersion of more than 100 μm, the expansion process is delayed and, most importantly, does not reach the boiling of water, which does not allow to obtain a cured rigid porous structure of the mineral mass.

Важным фактором для процесса порообразования является также последовательность смешения компонентов. Показано, что замешивание порошка кремния с водно-щелочным раствором до совмещения его с шихтой значительно увеличивает эффект вспучивания массы и образования пористой структуры. An important factor for the pore formation process is also the sequence of mixing the components. It is shown that mixing silicon powder with an aqueous alkaline solution before combining it with a charge significantly increases the effect of bloating and formation of a porous structure.

Полученные результаты позволили предложить в заявленном способе принципиально иную по сравнению с прототипом методику активирования кремния (газообразователя) и порядок его введения в композицию. Измельчение кристаллического кремния на струйной мельнице до дисперсности менее 100 мкм (гранулометрический состав: менее 63 мкм - 82%, менее 100 мкм - 18%) обеспечивает достаточную скорость его взаимодействия с водно-щелочным раствором (рН>8) и не требует дополнительного сложного активирования, как в прототипе. При температуре 18-30oС идет нарастающий процесс пенообразования в объеме минеральной массы с одновременным ее разогревом и подъемом массы в пределах разливочной формы, а через 20-50 мин происходит бурное вспучивание благодаря закипанию воды. Процесс выпаривания воды длится всего 5-10 мин и заканчивается полным отверждением всей минеральной массы с сохранением конфигурации и размеров, заданных специальной разборной формой.The results obtained made it possible to propose in the claimed method a fundamentally different methodology for activating silicon (blowing agent) and the procedure for introducing it into the composition compared to the prototype. Grinding crystalline silicon in a jet mill to a fineness of less than 100 microns (particle size distribution: less than 63 microns - 82%, less than 100 microns - 18%) provides a sufficient rate of its interaction with an aqueous alkaline solution (pH> 8) and does not require additional complex activation as in the prototype. At a temperature of 18-30 o C there is an increasing process of foaming in the bulk of the mineral mass with its simultaneous heating and raising the mass within the mold, and after 20-50 minutes there is a rapid expansion due to boiling water. The process of water evaporation lasts only 5-10 minutes and ends with the complete curing of the entire mineral mass while maintaining the configuration and size specified by a special collapsible form.

Изучение влияния свойств водно-щелочного раствора на процесс образования пористого огнеупорного материала позволило выбрать в качестве водного затворяющего раствора жидкое стекло. Жидкое стекло, как известно, имеет щелочную среду с рН>8 и обычно используется в качестве связующего компонента в различных огнеупорных материалах. В предлагаемом способе применялось промышленное жидкое стекло (ЖС), соответствующее ГОСТ 130078-81, с плотностью ρ=1,45 г/см3 и составом: SiO2 - 29,6%, Na2O - 10,6%, остальное вода.Studying the effect of the properties of an aqueous-alkaline solution on the formation of a porous refractory material made it possible to choose liquid glass as an aqueous shutter solution. Liquid glass is known to have an alkaline environment with pH> 8 and is commonly used as a binder in various refractory materials. The proposed method used industrial liquid glass (ZhS), corresponding to GOST 130078-81, with a density ρ = 1.45 g / cm 3 and composition: SiO 2 - 29.6%, Na 2 O - 10.6%, the rest is water .

Исследования показали, что коэффициент вспучивания минеральной массы зависит от массового соотношения ЖС: Si, начальной температуры окружающей среды и массового соотношения шихта: ЖС и может изменяться в широких пределах (от 3 до 15). Однако для практических целей увеличения начального объема минеральной массы за счет вспучивания в 4-5 раз вполне достаточно. Для получения легкого пористого огнеупорного материала с разной плотностью (в пределах от 200 до 600 кг/м3) используют соотношение Si:ЖС по массе в диапазоне от 1:2 до 1-6, а между шихтой и ЖС от 1:1 до 3:2 (1-1,5:1, по массе).Studies have shown that the coefficient of expansion of the mineral mass depends on the mass ratio of LC: Si, the initial temperature of the environment and the mass ratio of the mixture: LC and can vary over a wide range (from 3 to 15). However, for practical purposes, an increase in the initial volume of the mineral mass due to expansion by 4-5 times is quite enough. To obtain a light porous refractory material with different densities (ranging from 200 to 600 kg / m 3 ), the ratio Si: ZhS by weight in the range from 1: 2 to 1-6, and between the charge and the ZhS from 1: 1 to 3 : 2 (1-1.5: 1, by weight).

В качестве минеральной основы материалов, получаемых по предлагаемому способу, могут выступать разнообразные природные минеральные вещества, строительные материалы и промышленные и строительные отходы. As the mineral base of the materials obtained by the proposed method, can be a variety of natural mineral substances, building materials and industrial and construction waste.

Богатый ассортимент минеральных веществ в качестве компонентов шихты позволяет получать большое количество теплоизоляционных и огнеупорных материалов, обладающих широким диапазоном физико-химических, механических и технологических характеристик. Выбор конкретной композиции шихты основывается как на предшествующем опыте производства материалов с требуемыми свойствами, так и на собственных результатах научных и технологических разработок по выяснению влияния индивидуальных свойств отдельных компонентов на конечные свойства целевого материала и изделий их них. A wide range of mineral substances as components of the charge allows you to get a large number of heat-insulating and refractory materials with a wide range of physico-chemical, mechanical and technological characteristics. The choice of a specific mixture composition is based both on previous experience in the production of materials with the required properties, as well as on our own results of scientific and technological developments to determine the influence of the individual properties of individual components on the final properties of the target material and their products.

В рамках поставленной задачи выбор конкретных составов шихты определяется целевым назначением создаваемого материала - для теплоизоляции, для увеличения огнеупорности, многоцелевого назначения. In the framework of the task, the choice of specific composition of the charge is determined by the intended use of the material being created - for thermal insulation, to increase refractoriness, multi-purpose.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. The proposed method is as follows.

Кристаллический кремний марки КР-00 (состав: Si - 98,5-99%; Fe - 0,3%; Ai - 0,2%; Са - 0,25%) измельчают в струйных мельницах до дисперсности менее 100 мкм и смешивают сначала с жидким стеклом в нужном массовом соотношении, а затем с сухой молотой (<100 мкм) шихтой и тщательно перемешивают всю массу в течение 30-40 мин до получения однородной жидковязкой массы шликера. Перемешивание осуществляют с помощью мешалок любого типа или даже вручную. Полученный таким образом шликер разливают по разборным формам при комнатной температуре (18-30oС). После заливки массы в форму практически сразу (особенно при более высоких температурах) начинается (сначала медленный) нарастающий процесс газовыделения и пенообразования с одновременным подъемом минеральной массы в форме. Через 20-50 минут происходит бурное вспучивание с выделением из массы пара воды. Процесс выпаривания длится 5-10 минут и заканчивается полным самоотверждением минеральной пористой массы в объеме формы.Crystalline silicon grade KR-00 (composition: Si - 98.5-99%; Fe - 0.3%; Ai - 0.2%; Ca - 0.25%) are ground in jet mills to a fineness of less than 100 microns and mixed first with liquid glass in the desired mass ratio, and then with dry ground (<100 μm) charge and thoroughly mix the entire mass for 30-40 minutes until a homogeneous liquid-viscous mass of slip is obtained. Mixing is carried out using any type of mixer or even manually. Thus obtained slip is poured into collapsible forms at room temperature (18-30 o C). After pouring the mass into the mold almost immediately (especially at higher temperatures), an (slowly slow) increasing process of gas evolution and foaming begins with a simultaneous rise in the mineral mass in the mold. After 20-50 minutes, rapid expansion occurs with the release of water from the mass of steam. The evaporation process lasts 5-10 minutes and ends with the complete self-hardening of the porous mineral mass in the mold.

После разборки формы и последующей контрольной выдержки полученного изделия в термошкафу при температуре 100-150oС в течение 1-2 ч изменений образцов по геометрическим размерам (усадка) не наблюдается. Потеря веса изделия при сушке не превышает 5%, т.е. обезвоживание и отверждение минеральной массы происходит в процессе самой химической реакции взаимодействия компонентов смеси практически полностью. (При производстве изделий выдержки в термошкафу не требуется).After disassembling the mold and subsequent control exposure of the obtained product in a heating cabinet at a temperature of 100-150 o C for 1-2 hours, changes in samples in geometric dimensions (shrinkage) are not observed. The weight loss of the product during drying does not exceed 5%, i.e. dehydration and curing of the mineral mass occurs in the process of the chemical reaction of the interaction of the components of the mixture almost completely. (In the manufacture of products, endurance in a heating cabinet is not required).

При выполнении футеровочных и ремонтных работ в теплоагрегатах получение пористого огнеупорного материала осуществляется непосредственно на ремонтируемых конструкциях с применением опалубки. When performing lining and repair work in heat generating units, the production of porous refractory material is carried out directly on repaired structures using formwork.

В таблице приведены примеры конкретного осуществления способа и характеристики полученного материала. The table shows examples of specific implementation of the method and characteristics of the obtained material.

Как видно из таблицы, предлагаемый способ позволяет получать пористый огнеупорный материал с диапазоном кажущейся плотности 170-600 кг/м3 и пористостью 50-68%. Коэффициент вспучивания везде в пределах 4-5. В качестве связующего компонента во всех составах использовалось жидкое стекло. Во всех опытах кроме опыта 10 порошок кремния первоначально замешивается в ЖС. В опыте 9 использован более грубый помол кремния (>100 мкм).As can be seen from the table, the proposed method allows to obtain a porous refractory material with a range of apparent density of 170-600 kg / m 3 and porosity of 50-68%. The coefficient of expansion everywhere in the range of 4-5. As a binder component in all formulations, liquid glass was used. In all experiments except experiment 10, silicon powder is initially kneaded in a liquid crystal. In experiment 9, a coarser grinding of silicon (> 100 μm) was used.

Claims (2)

1. Способ получения пористого огнеупорного материала путем перемешивания молотой минеральной шихты с газообразователем и водным затворяющим раствором с рН>8, включающий предварительное активирование газообразователя - кристаллического кремния, отличающийся тем, что для получения огнеупорного материала с пористостью 50-68% активирование газообразователя - кристаллического кремния осуществляют путем его тонкого помола до размера частиц <100 мкм, в качестве затворяющего раствора используют жидкое стекло при массовом соотношении жидкое стекло : кремний (2-6): 1 и массовом соотношением шихта : жидкое стекло (1-1,5): 1, причем газообразователь - кремний сначала перемешивают с жидким стеклом, а затем с шихтой. 1. A method of obtaining a porous refractory material by mixing the ground mineral mixture with a blowing agent and an aqueous shutter solution with a pH> 8, including the preliminary activation of a blowing agent - crystalline silicon, characterized in that to obtain a refractory material with a porosity of 50-68% activation of a blowing agent - crystalline silicon carried out by fine grinding to a particle size <100 μm, liquid glass is used as a shutter solution in a mass ratio of liquid ste clo: silicon (2-6): 1 and the mass ratio of the mixture: liquid glass (1-1.5): 1, and the blowing agent - silicon is first mixed with liquid glass, and then with the charge. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве минеральной шихты используют природные минеральные вещества, например песок, глину, силикаты, перлит, вермикулит, строительные материалы, например цемент, портландцемент, гипс, известь, промышленные и строительные отходы, например золу, шлаки или их смеси. 2. The method according to p. 1, characterized in that the mineral mixture using natural mineral substances, such as sand, clay, silicates, perlite, vermiculite, building materials, such as cement, Portland cement, gypsum, lime, industrial and construction waste, for example ash, slag or mixtures thereof.
RU2001121458/03A 2001-08-01 2001-08-01 Method of porous refractory material production RU2197450C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001121458/03A RU2197450C1 (en) 2001-08-01 2001-08-01 Method of porous refractory material production

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001121458/03A RU2197450C1 (en) 2001-08-01 2001-08-01 Method of porous refractory material production

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2197450C1 true RU2197450C1 (en) 2003-01-27

Family

ID=20252243

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001121458/03A RU2197450C1 (en) 2001-08-01 2001-08-01 Method of porous refractory material production

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2197450C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006011690A1 (en) * 2004-07-27 2006-02-02 Regional Mining Limited Exfoliation
RU2494075C2 (en) * 2012-01-10 2013-09-27 Открытое акционерное общество "Первоуральский динасовый завод" (ОАО "ДИНУР") Dinas refractory and method for production thereof
RU2494043C1 (en) * 2012-02-09 2013-09-27 Открытое Акционерное Общество "Уральский научно-исследовательский институт композиционных материалов" Method of making articles from carbon-silicon carbide material
RU2494962C1 (en) * 2012-02-09 2013-10-10 Открытое Акционерное Общество "Уральский научно-исследовательский институт композиционных материалов" Method of manufacturing products from carbon-carbide-silicon material

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006011690A1 (en) * 2004-07-27 2006-02-02 Regional Mining Limited Exfoliation
RU2494075C2 (en) * 2012-01-10 2013-09-27 Открытое акционерное общество "Первоуральский динасовый завод" (ОАО "ДИНУР") Dinas refractory and method for production thereof
RU2494043C1 (en) * 2012-02-09 2013-09-27 Открытое Акционерное Общество "Уральский научно-исследовательский институт композиционных материалов" Method of making articles from carbon-silicon carbide material
RU2494962C1 (en) * 2012-02-09 2013-10-10 Открытое Акционерное Общество "Уральский научно-исследовательский институт композиционных материалов" Method of manufacturing products from carbon-carbide-silicon material

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chandra et al. Lightweight aggregate concrete
Sawan et al. In-situ formation of geopolymer foams through addition of silica fume: Preparation and sinterability
Li et al. Preparation and characterization of glass–ceramic foams with waste quartz sand and coal gangue in different proportions
US4308065A (en) Lightweight porous aggregate comprising alkali metal borosilicoaluminate and process for the preparation thereof
RU2333176C1 (en) Method for obtaining construction material
Liao et al. Glass foam from the mixture of reservoir sediment and Na2CO3
US20220033307A1 (en) Sintered geopolymer compositions and articles
CZ2010855A3 (en) Cement composites resistant to acids and high temperature values and process for preparing thereof
JPS61501908A (en) Lightweight ceramic materials for construction, their production methods and their uses
US8171751B1 (en) Foamed glass composite material and a method of producing same
Gultekin et al. Effect of curing type on microstructure and compressive strength of geopolymer mortars
Liao et al. Lightweight aggregates from water reservoir sediment with added sodium hydroxide
Zafar et al. Synthesis and characterization of lightweight aggregates through geopolymerization and microwave irradiation curing
Nguyen Microstructure stability and thermal resistance of ash-based geopolymer with sodium silicate solution at high temperature
US4162166A (en) Porous, lightweight, particulate aggregates and process of manufacture
JP2011132111A (en) Hydraulic composition
RU2197450C1 (en) Method of porous refractory material production
RU2387623C2 (en) Raw mix for production of porous, fireproof, heat insulation material
CN114409348B (en) High-temperature high-strength heat-resistant concrete and preparation method and application thereof
Alok et al. Strength studies on geopolymer concrete produced by recycled coarse aggregate and quarry stone dust as fine aggregate
JP2006298730A (en) Method of firing incineration ash and sintered compact obtained by the same method
KR100327729B1 (en) a method of preparation for ultra light-weight, porous, inorganic material and a material thereof
JP4878086B2 (en) Method for producing explosion-proof cement mortar
CN113698157A (en) Concrete with fire resistance
Wang et al. Preparation and properties of novel multi-component refractory cementitious materials

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060802

HK4A Changes in a published invention
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120802

BF4A Cancelling a publication of earlier date [patents]

Free format text: PUBLICATION IN JOURNAL SHOULD BE CANCELLED

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180802