Патент на изобретение №2155735

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2155735 (13) C1
(51) МПК 7
C04B38/08, C04B38/00, C04B35/66, C04B40/00
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 07.06.2011 – действует

(21), (22) Заявка: 98122269/03, 10.12.1998

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

10.12.1998

(45) Опубликовано: 10.09.2000

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
SU 757495 А, 23.07.1980. SU 592805 А, 13.02.1978. SU 353927 А, 15.11.1972. SU 417394 А, 12.07.1974. SU 1268541 А1, 07.11.1986.

Адрес для переписки:

174400, Новгородская обл., г. Боровичи, ул. Международная 1, ОАО “Боровичский комбинат огнеупоров”

(71) Заявитель(и):

Открытое акционерное общество “Боровичский комбинат огнеупоров”

(72) Автор(ы):

Можжерин В.А.,
Сакулин В.Я.,
Мигаль В.П.,
Новиков А.Н.,
Салагина Г.Н.,
Штерн Е.А.,
Суворов С.А.,
Скурихин В.В.,
Булин В.В.

(73) Патентообладатель(и):

Открытое акционерное общество “Боровичский комбинат огнеупоров”

(54) БЕЗОБЖИГОВЫЙ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ЕГО ПРОИЗВОДСТВА


(57) Реферат:

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано в производстве изделий для теплоизоляции печатных агрегатов и энергетического оборудования с температурой изолируемой поверхности до 1000°С. При получении материала готовят шихту состава, мас.%: вспученный вермикулит 35-60, огнеупорная глина 30-44, высокоглиноземистый цемент 1-3, пыль электрофильтров 1-20, шихту увлажняют водным раствором карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ), при этом количество КМЦ составляет (сверх 100% от массы шихты) 1,3-3,5, затем приготовленную массу подают в ленточный пресс, где она дополнительно обрабатывается, уплотняется и экструдируется в валок, из него прессуют изделия, которые подвергают сушке до влажности менее 1%. Технологический результат: улучшение эксплуатационных характеристик материала, вследствие невысокой и равномерной линейной и объемной усадки, исключение деформации изделий при сушке, снижение энергозатрат. 2 с.п. ф-лы.


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 1000oC.

Известен высокотемпературный теплоизоляционный материал (SU 1534039 A1, кл. C 04 B 38/06, 07.01.1990), содержащий в составе шихты, мас.%: вспученный вермикулит 29-48, диатомит 32-49, отходы абразивного производства 11-37.

Известен высокотемпературный теплоизоляционный материал, изготавливаемый из шихты (SU 1534038 A1, кл. C 04 B 35/66, 07.01.1990), состоящий из вспученного вермикулита, огнеупорной глины, отходов производства электрокорунда, отходов углеобогащения, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Bспученный вермикулит – 26-42
Oгнеупорная глина – 24-44
Oтходы производства электрокорунда – 9-34
Oтходы углеобогащения – 8-14
Известный теплоизоляционный материал обладает рядом недостатков – низкая прочность, большие объемная и линейная усадки в процессе сушки и обжига, что приведет к необходимости дополнительной механической обработки изделий.

Наиболее близким аналогом заявленного безобжигового высокотемпературного теплоизоляционного материала является материал, охарактеризованный в описании к SU 757495 A, кл. C 04 B 38/00, 23.07.1980 (описание, с.1, колонка 1), изготовленный из шихты, включающей вспученный вермикулит фракции 0-5 мм с объемной массой не более 125 кг/м3, огнеупорную глину, огнеупорный наполнитель – магнезитовый порошок и сернокислый магний.

Известен способ производства теплоизоляционных керамовермикулитовых изделий (SU 1583395 A1, кл. C 04 B 35/56, 07.08. 1990), включающий приготовление глиняного шликера, введение в него огнеупорного заполнителя в количестве 25-45 мас. ч. от всего его содержании, 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 этого 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 может привести к деформации изделий.

Известен способ производства легковесных теплоизоляционных огнеупоров (RU 2083528 C1, кл. C 04 B 33/22, 10.07.1997), 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), перманганат 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/ч.

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.

Наиболее близким аналогом заявленного способа является способ производства безобжигового високотемпературного теплоизоляционного материала, включающий перемешивание в смесителе огнеупорной глины и каолинового волокна, формование изделий и сушку (SU 592805 A, кл. C 04 B 33/00, 13.02.1978).

Задачей изобретения является повышение прочности теплоизоляционного материала, улучшение его эксплуатационных и ресурсных характеристик вследствие невысокой и равномерной линейной и объемной усадки, сокращение времени и энергозатрат на сушку изделий.

Указанная задача решается за счет того, что безобжиговый высокотемпературнай теплоизоляционный материал изготавливается из шихты, включающей вспученный вермикулит, огнеупорную глину и дисперсный огнеупорный заполнитель, в качестве которого используется пыль от электрофильтров вращающихся печей по производству шамота и дополнительно высокоглиноземистый цемент и карбоксиметилцеллюлозу, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Bспученный вермикулит – 35-60
Oгнеупорная глина – 30-44
Пыль электрофильтров – 1-20
Высокоглиноземистый цемент – 1-3
Карбоксиметилцеллюлоза (сверх 100% от массы шихты) – 1,3-3,5
Сформулированная задача решается также за счет того, что в способе производства безобжигового высокотемпературного теплоизоляционного материала, включающем перемешивание в смесителе компонентов шихты, включающей огнеупорную глину и заполнитель и сушку заготовок, компоненты шихты предварительно дозируют, после перемешивания увлажняют в смесителе, полученную смесь обрабатывают в ленточном прессе, прессуют заготовки, при этом в качестве легковесного заполнителя используют вспученный вермикулит, в качестве дисперсного огнеупорного заполнителя – пыль от электрофильтров вращающихся печей по производству шамота, причем при приготовлении массы в нее дополнительно вводят высокоглиноземистый цемент до получения шихты состава, мас.%:
Bспученный вермикулит – 35-60
Oгнеупорная глина – 30-44
Пыль электрофильтров – 1-20
Высокоглиноземистый цемент – 1-3
а карбоксиметилцеллюлозу в количестве (сверх 100% от массы шихты) 1,3-3,5 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 5-200 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 ( = 0,2-0,6 г/см3) и экстремально низкой теплопроводностью ( = 0,1-0,4 Вт/(мK) при высокой прочности (изг.= 25-50 кг/см2).

Высокоглиноземистай цемент представляет собой тонкомолотую (массовая доля частиц менее 90 мкм – не менее 90%) смесь алюминатов кальция следующего химического состава, мас. %: Al2O3 – 70-75; CaO – 20-28; Fe2O3 – 0,1-0,5; SiO2 – 0,1-1,0; MgO + R2O – остальное. Добавление его в пластичную глинистую массу вместе с карбоксиметилцеллюлозой способствует повышению ее пластичности, снижению водопотребности массы, увеличению отощения, что приводит к снижению как воздушной, так и огневой усадки изделий. Добавка высокоглиноземистого цемента за счет его гидратации и последующего образования цементного камня повышает связующую способность глинистого компонента, способствует увеличению прочности изделий до значения, исключающего последующий обжиг изделий.

Карбоксиметилцеллозу вводят в виде водного раствора.

Пример. Для производства безобжиговых высокотемпературных теплоизоляционных изделий используют шихту следующего состава, мас.%:
Bспученный вермикулит – 59
Oгнеупорная глина – 34
Пыль электрофильтров – 5
Высокоглиноземистый цемент – 2
Карбоксиметилцеллюлоза (сверх 100% от массы шихты) – 3,0
Изменение соотношения вермикулита и огнеупорной глины, приводит к уменьшению кажущейся плотности и прочности увеличению количества раствора карбоксиметилцеллюлозы, необходимого для увлажнения шихты и к увеличению ее расхода. Увеличение содержания в шихте пыли от электрофильтров при постоянном суммарном количестве отощителя (вермикулита вместе с пылью) приводит к повышению прочности и повышению кажущейся плотности получаемых изделий.

Весовым способом в заданном соотношении дозируют компоненты шихты (вспученный вермикулит, огнеупорную глину, пыль электрофильтров, высокоглиноземистый цемент), последовательно загружают в смесительное устройство (бегуны, Z-образная мешалка, двухвальный смеситель), тщательно перемешивают, после чего производят увлажнение водным раствором карбоксиметилцеллюлозы, затем приготовленную массу подают в ленточный пресс, где она дополнительно обрабатывается, уплотняется и экструдируется в валок, из него прессуются изделия, которые подвергают сушке до влажности менее 1%.

Полученный в соответствии с изобретением безобжиговый высокотемпературный изоляционный материал характеризуется прочностью при изгибе 27-59 кг/см2, равномерной линейной и объемной усадкой 4-6%.

Формула изобретения


1. Безобжиговый высокотемпературный теплоизоляционный материал, изготовленный из шихты, включающей вспученный вермикулит, 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 высокоглиноземистый цемент и карбоксиметилцеллюлозу при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Вспученный вермикулит – 35 – 60
Огнеупорная глина – 30 – 44
Пыль электрофильтров – 1 – 20
Высокоглиноземистый цемент – 1 – 3
Карбоксиметилцеллюлоза (сверх 100% от массы шихты) – 1,3 – 3,5
2. Способ производства безобжигового высокотемпературного теплоизоляционного материала, включающий перемешивание в смесителе компонентов шихты, включающей огнеупорную глину и заполнитель, и сушку заготовок, отличающийся тем, что компоненты шихты предварительно дозируют, после перемешивания увлажняют в смесителе, полученную смесь обрабатывают в ленточном прессе, прессуют заготовки, при этом в качестве легковесного заполнителя используют вспученный вермикулит, в качестве дисперсного огнеупорного заполнителя – пыль от электрофильтров вращающихся печей по производству шамота и дополнительно вводят при приготовлении массы высокоглиноземистый цемент до получения шихты состава, мас.%:
Вспученный вермикулит – 35 – 60
Огнеупорная глина – 30 – 40
Пыль электрофильтров – 1 – 20
Высокоглиноземистый цемент – 1 – 3
а карбоксиметилцеллюлозу вводят при увлажнении шихты в количестве 1,3 – 3,5 мас.% (сверх 100% от массы шихты) в виде водного раствора.

Categories: BD_2155000-2155999