Смесь для изготовления огнеупорного теплоизоляционного материала

Смесь для изготовления огнеупорного теплоизоляционного материала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОГНЕУПОРНОГО ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА , включгиощая алкмосиликатное волокно и золь кремниевой кислоты, |о тлич ающ а я с я тем, что; с целью уменьшения объемной массы и коэффициента теплопроводности и увеличения прочности, она содержит указанные компоненты в следующих количествах, мас.%: Алюмосиликатное волокно95,5-98 Золь .кремниевой 1сислоты (на сухое вещество)2-4,5 (Л с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ONN

РЕСПУБЛИК..SUÄÄ 443 А

3Д) С 04 В 43 02 (1

I б

f с: к»

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Алюмосиликатное волокно

95,5-98

Золь,кремниевой

Кислоты (на сухое вещество) 2-4,5

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3382284/29-33 (22) 13 01.82 (46) 23.04.83. Бюл. 9 15 (72) Г. A. Илютикова, Е. В. Важенин, A А. Поспелов и Г. В. Орлов (7f) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургической теплотехники цветной металлургии и огнеупоров и,уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С. М.. Кирова (53) 662 ° 998 (088.8) (56) 1. Патент Великобритании

В 1402318, кл. F 16 L 59/02, 1975 °

2. Авторское свидетельство СССР и 761445, кл. С 04 В 43/02, 1978 (прототип).

Ъ (54) (57) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОГНЕУПОРНОГО ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО NATEРИАЛА, включающая алюмосиликатное волокно и золь к ремниевой кислоты, отличающаяся тем,. что, :с целью уменьшения объемной массы и коэффициента теплопроводности и увеличения прочности, она содержит указанные компоненты в следукщих количествах, мас.%

1013443

Изобретение относится к области производства строительных материалов, а именно к составам для изготовления огнеупорного теплоизоляционного„ материала.

Известна смесь для изготовления огнеупорного теплоизоляционного материала, включающая алюмосиликатное волокно и воль кремниевой кислоты11).

Однако материал из известной смеси имеет повышенный объемный вес. 1О

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является смесь для изготовления огнеупорного . теплоизоляционного материала Г2 ), включающая алюмосиликатное волокно 15 и эоль кремниевой кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.%t.

Алюмосиликатное волокно

75+5 20

Золь кремниевой кислоты (на сухое веще ство) 5-25

Недостатками известной смеси яв- 25 ляются относительно высокая объемная масса и коэффициент теплопроводности, а также значительный расход связующего.

Целью изобретения является умень- 30 шение объемной массы и коэффициента теплопроводности и увеличения прочности огнеупорного теплоиэоляционного материала.

Поставленная цель достигается 35 тем, что смесь для изготовления огнеупоров теплоизоляционного материала, включающая алюмосиликатное волокно и золь кремниевой кислоты, содержит указанные компоненты в следующих ко- 4Q личествах, мас.%:

Алюмосиликатное волокно 95,5-98,0

Золь кремниевой кислоты (на сухое вещество) 2,0-4,5

Для изготовления материала иэ предлагаемой смеси алюмосиликатное волокно диспергируют в растворе золя кремниевой кислоты с концентрацией

2-4,5% по диоксиду кремния в течение

3-5 мин, отжимают путем вакуумирования от избытка связующего агента и формуют в виде прямоугольных плит или изделий более сложной конфигура.ции, например, в виде элементов для изготовления изложниц..и желобов, 55 предназначенных для разливания металла. Сформированные изделия подвергают высушиванию и прокаливанию при температуре не ниже 150-180 С для удаления основного количества влаги. 60

Во влажном отформованном иэделии задерживается в среднем 1 м раствора кремнеэоля на 1 т алюмосиликатного волокна. Поэтому для получения в иэделии 2-..4,5% золя Si0 (на сухое 65 вещество) необходимо применять золь

S i 02 2-4,5% концентраций.по диоксиду .кремния соответственно. Отфильтро:;ванный избыток золя кремниевой кисло: ты возвращают -на стадию диспергиро вания с новыми порциями алюмосиликатного волокна, при этом концентрация раствора по диоксиду кремния не меняется.

Разработано несколько способов получения золя кремниевой кислоты.

Однако промыаленно освоенным является ионообменный, согласно которому кремнезоль получают путем пропуска.ния разбавленного раствора жидкого стекла с концентрацией по диоксиду кремния не выше 3-4,5% через ионооб.менную колонку с сильнокислым катионитом. Повыаение концентрации выше указанной приводит к гелированию кремнезоля в слое. смолы и забиванию ионообменной колонки °

Таким образом, в изобретении для приготовления смеси перед формованием используют кремнезоль непосредственно после прямого получения.

Верхним пределом концентрации используемого золя кремниевой кислоты и содержания связующего по диоксиду кремния в предложенной смеси 4,5% является ограничение по склонности гелирования кремнезоля в момент получения и приближения конечного изделия по свойствам к известной смеси обладающей укаэанными выше недостатками. Нижний предел — 2% обусловлен заметным снижением механических характеристик Формуемых изделий.

Необходимо отметить, что в известной смеси для получения иэделий с содержанием золя Si02 (на сухое вещество) используют эоль кремниевой кислоты с концентрацией по диоксиду кремния 5-25%, получаемый из более разбавленного упариванием с использованием специальных приемов (например, с золем питателем) для предотвращения гелирования в процессе упаривания.

Используемый для приготовления предложенного состава золь кремниевой кислоты с концентрацией 2-4,5% после прямого получения содержит мицеллы„,имеющие размеры порядка 30-.50 A и удельную поверхность 540900 м /г дисперсной фазы. Такой

2 золь обладает высокими вяжущими свойствами.

При изготовлении теплоизоляционных материалов иэ смеси по изобретению Формуется объемная ажурная, но более прочная (вследствие высокого числа контактов) сетка из мелких ксллоидных частиц и алюмосиликатного волокна, что приводит к снижению объемной массы и коэффициента теплопроводности конечного продукта. Зна1013443

4 ящего из них и нитей алюмосиликат« ного волокна структурного каркаса, препятствует спеканию изделия.

Конкретные составы смесей по изобретению и известной смеси, а также физико-технические показатели .мате- риалов, указаны в таблице. чительное снижение коэффициента теплопроводности материала по изобретению при повышенных температурах обусловлено также тем, что меньшая концентрация дисперсной фазы связующего в единице объема, мапый размер коллоидных частиц и жесткость, состоСоотношение .компонентов и значения физико-технических показателей

Компоненты и физико-технические показатели

Состав

L I"Алюмосиликатное волокно, вес.Ъ

75-95

95,5 97

Золь кремниевой кислоты (на сухое вещество), вес.Ъ

2 5-25.

0,27 0,4-0,58

4,5 3

0,32 0,3

Об ьемн ая масс а, г/см

Предел прочности на изгиб, кгс/см2

8,0 5,5-15

9,3 8,5

Температура применения, С

1300 1300 1300

1300

2,2 2 О

Линейная усадка (1300 C), Ъ

1,8 1,8-2,2

Дополнительная усадка (1300 С), % через 2 ч

Коэффициент теплопроводности, ккал/ч - град ,, при 200 С

0,17

О, 16 О, 15 О, 18-0,20

0,27 0,25 О, 36-0, 385 при 700 С

0,29

Предел прочности на расслаивание, кгс/см2

1,0 0,8 0,8 1,3

1,2

Из предлагаемой смеси были выпу45 щены промьвшенные партии огнеупорных . теплоизоляционных материалов в виде плит на Первоуральском динасовом заводе. Испытания этих материалов в изложницах для разливки сталей

5Q Нижне-Тагильского металлургического комбината показали положительные ре;зультаты.

Намечен выпуск огнеупорных мате риалов на эоле кремниевой кислоты

55 с общим объемом 1,5 тыс.т в год с

: экономическим эффектом более 1 млн.руб.

Из таблицы следует, что огнеупорный теплоизоляционный материал по изобретению в рравнении с известным . материалом имеет меньшую объемную массу (объемная масса снижена на

20-45%), большую прочность на изгиб и меньший коэффициент теплопроводности (при 700ОС коэффициент теплопроводности снижен на 20-37В)" .Значительным дополнительным эффектом является снижение.расхода связующего в 5,5-12,5 раз (в пересчете на

)диоксид кремния). 1

Заказ 2933/32 Тираж 620 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель М. Хитрова

Редактор Г. Волкова Техред M. Кощтура Корректор О. Билак