Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

СОСТАВ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО ОГНЕУПОРНОГО МАТЕРИАЛА - Патент РФ 2172724
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СОСТАВ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО ОГНЕУПОРНОГО МАТЕРИАЛА
СОСТАВ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО ОГНЕУПОРНОГО МАТЕРИАЛА

СОСТАВ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО ОГНЕУПОРНОГО МАТЕРИАЛА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к промышленности огнеупорных материалов, а именно к изготовлению теплоизоляционных огнеупорных изделий. Техническим результатом является повышение огнеупорности теплоизоляционного огнеупорного материала и стабилизация химического состава. Состав для изготовления теплоизоляционного огнеупорного материала, включающий жидкое стекло, кремний, гидрат окиси кальция и огнеупорный наполнитель, дополнительно содержит медь при следующем соотношении компонентов, мас.%: жидкое стекло 13 - 35, кремний 4 - 11, гидрат окиси кальция 2 - 3, медь 0,03 - 0,05, огнеупорный наполнитель - остальное. В способе изготовления теплоизоляционного огнеупорного материала из состава, содержащего жидкое стекло, кремний, гидрат окиси кальция и огнеупорный наполнитель, включающем смешивание компонентов, разливку массы по формам, ее вспучивание и отверждение, дополнительно используют катализатор - мелкодисперсную медь в количестве 0,03 - 0,05 мас.%, производят совместный помол всех твердых компонентов до получения фракции 0,063 - 0,25 мм, перемешивают твердые составляющие с жидким стеклом, гидратом окиси кальция и водой до получения однородной сметанообразной массы, а отверждение осуществляют путем принудительной подачи воздуха в количестве 8-15 м3 на 1 м3 материала. 2 c.п. ф-лы, 2 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2172724
Класс(ы) патента: C04B28/26, C04B111:28
Номер заявки: 2000120705/03
Дата подачи заявки: 01.08.2000
Дата публикации: 27.08.2001
Заявитель(и): Закрытое акционерное общество "Липецкметаллургпроект"
Автор(ы): Конев В.А.; Мамаев А.Н.; Решетняк А.Ф.; Серяков Н.И.
Патентообладатель(и): Закрытое акционерное общество "Липецкметаллургпроект"
Описание изобретения: Изобретение относится к промышленности огнеупорных материалов, а именно к составам и способам изготовления теплоизоляционных огнеупорных изделий и теплоизоляционным огнеупорным изделиям. Изобретение относится к производству теплоизоляционного огнеупорного материала химическим методом. Оно может быть использовано в черной и цветной металлургии, а также во всех отраслях промышленности, использующих тепловые агрегаты, кроме того, в промышленном и гражданском строительстве.
Известен состав для изготовления теплоизоляционного материала со следующим соотношением компонентов, мас.%: жидкое стекло 32-52, гидрат окиси натрия 3-4, шамот 25-36, ферросилиций 20-28, который может использоваться в качестве связующего в соотношении 1/3 с различными наполнителями (патент RU N 2060239, C 04 B 28/26, 1993).
Недостатком этого состава является применение ферросилиция в качестве реагента, снижающего огнеупорность теплоизоляционного материала вследствие повышения в нем содержания окислов железа.
Наиболее близким аналогом для заявленного состава является состав для изготовления теплоизоляционного огнеупорного материала, содержащий жидкое стекло, 1-34% от его массы - огнеупорный наполнитель, а также кремний и гидрат окиси кальция при возможном содержании других дополнительных компонентов (патент GB N 1153299, C 04 B 19/04, 1969).
Известен способ изготовления теплоизоляционного материала, заключающийся в растворении гранул гидрата окиси натрия в жидком стекле с дальнейшим введением мелкодисперсных ферросилиция и шамота при перемешивании до получения однородной пластичной консистенции. Полученной массой заполняют оснастку - конструкцию, в которой происходит ее вспучивание и отверждение (патент RU N 2060239, C 04 B 28/26, 1993).
Недостатком известного способа является отсутствие технологических приемов и средств, направленных на полноту проведения реакций химического взаимодействия реагентов.
Наиболее близким аналогом для заявленного способа является способ получения теплоизоляционного огнеупорного материала, включающий смешивание компонентов - жидкого стекла, кремния, гидрата окиси кальция и огнеупорного наполнителя с возможным содержанием других дополнительных компонентов, разливку массы по формам, ее вспучивание и отверждение (патент GB N 1153299, C 04 B 19/04, 1969).
Целью изобретения является повышение огнеупорности теплоизоляционного огнеупорного материала и стабилизация химического состава.
Поставленная цель достигается тем, что состав для изготовления теплоизоляционного огнеупорного материала, включающий жидкое стекло, кремний, гидрат окиси кальция и огнеупорный наполнитель, дополнительно содержит медь при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Жидкое стекло - 13-35
Кремний - 4-11
Гидрат окиси кальция - 2-3
Медь - 0,03-0,05
Огнеупорный наполнитель - Остальное
Также поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления теплоизоляционного огнеупорного материала из состава, содержащего жидкое стекло, кремний, гидрат окиси кальция и огнеупорный наполнитель, включающем смешивание компонентов, разливку массы по формам, ее вспучивание и отверждение, дополнительно используют катализатор - мелкодисперсную медь в количестве 0,03-0,05 мас.%, производят совместный помол всех твердых компонентов до получения фракции 0,063-0,25 мм, перемешивают твердые составляющие с жидким стеклом, гидратом окиси кальция и водой до получения однородной сметанообразной массы, а отверждение осуществляют путем принудительной подачи воздуха в количестве 8-15 куб. м на куб. м материала.
При взаимодействии кремния с жидким стеклом - Si с Na2SiO3 - и наполнителем выделяются пары и газы, содержащие силан, метан, водород и пары воды, приводящие к вспучиванию смеси. При твердении образуются силикаты. Известно, что силикаты образуют не только регулярные структуры от отдельных ионов SiO4 до линейных цепей, пластин и трехмерных структур SiO2 (по мере роста отношений кремний/кислород от 1/4 до 1/2), они также образуют огромное количество сложных соединений в результате реакций замещения ионов. Так Al3+ часто замещает Si4+ (Дж. Кемпбел. Современная общая химия, т. 2, изд-во"Мир", 1975, с. 309-312).
Однако, это уменьшает положительный заряд кристалла, что может быть компенсировано параллельным внедрением иона M2+ (типа Na+, K+) в октаэдрические пустоты силикатной структуры.
Аналогично замещение двух Si4+ на два Al3+ можно балансировать внедрением иона Mg2+ в октаэдрические (или тетраэдрические) пустоты силикатной решетки. Ясно, что возможны бесконечные вариации таких композиций, объясняющие огромное разнообразие устойчивых силикатов.
Следовательно, понятие о связке и наполнителе в ТОМ, получаемых заявляемым способом, чисто условно, так как в результате химического взаимодействия наполнителя, жидкого стекла, кремния и кислорода в присутствии меди в конечном итоге образуются силикаты, связывающие в единое целое не вступившую в химическую реакцию часть наполнителя.
Медь в процессе получения ТОМ является катализатором, ускоряющим процесс внедрения ионов металлов наполнителя в пустоты силикатной решетки, тем самым способствуя полноте протекания реакций образования устойчивых силикатов. Гидрат окиси кальция, повышая щелочную среду, ускоряет реакцию химического взаимодействия кремния с жидким стеклом, а также снижает вязкость состава.
Огнеупорный наполнитель повышает огнеупорность ТОМ. В качестве огнеупорного наполнителя могут использоваться различные огнеупорные материалы.
Дисперсность материалов 0,063-0,25 мм увеличивает активную поверхность компонентов и обеспечивает полноту протекания реакций образования силикатов, в том числе решая задачу получения ТОМ с однородным составом.
Водород, выделяющийся в результате взаимодействия кремния со щелочной средой, восстанавливая металлы в окислах наполнителя, тормозит процесс образования силикатов.
Завершается образование силикатов окислительными процессами, которые интенсифицируются вводом в ТОМ кислорода воздуха.
Состав готовится следующим образом. Мелкодисперсную медь, огнеупорный наполнитель (например, шамот) и кремний подвергают совместному помолу с одновременным усреднением состава компонентов.
После помола в смесь добавляют жидкое стекло, гидрат окиси кальция и воду до получения однородной сметанообразной массы.
Полученной массой заполняют формы на 25-30%. При вспучивании материал полностью заполняет форму. Вспучивание материала сопровождается газовыделением и саморазогревом массы до 100-120oC.
Отвердение состава происходит в нормальных условиях и начинается с открытой поверхности через 1,5-2 часа. При этом нижний слой остается рыхлым.
Отвердение ТОМ по объему производят путем принудительной подачи воздуха в рыхлую часть ТОМ через засверленные в нем отверстия.
После затвердения ТОМ по всему объему отверстия заполняют исходным составом либо формируют слой из состава другой огнеупорности.
В качестве огнеупорного наполнителя используют материалы, содержащие Al2O3, MgO, SiO2, ZrO2, Cr2O3 и другие огнеупорные окислы и элементы в зависимости от требуемых теплофизических свойств ТОМ.
Свойства теплоизоляционного материала на основе предложенного состава показаны на примерах, приведенных в табл. 1. Показатели см. табл. 2.
При отверждении в ТОМ производили подачу воздуха в количестве 8-15 м3 на м3 ТОМ.
Полученные свойства теплоизоляционных огнеупорных материалов показали, что при содержании в составе огнеупорного наполнителя менее 50% резко падают прочностные свойства материала.
При содержании в составе огнеупорного наполнителя более 86% увеличения объема материала не происходит, при этом коэффициент теплопроводности не отвечает параметрам теплоизоляционного материала.
Огнеупорность ТОМ, изготовленного по предлагаемому изобретению (состав 3), выше на 10% по сравнению с прототипом (состав 5) вследствие наличия в составе катализатора - меди.
Подача в ТОМ воздуха в количестве 8-15 м3 на м3 ТОМ сокращает время твердения ТОМ по объему в 3-4 раза. При этом время твердения материала составляет 4-6 часов. Расход воздуха определен опытным путем.
Формула изобретения: 1. Состав для изготовления теплоизоляционного огнеупорного материала, включающий жидкое стекло, кремний, гидрат окиси кальция и огнеупорный наполнитель, отличающийся тем, что он дополнительно содержит медь при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Жидкое стекло - 13 - 35
Кремний - 4 - 11
Гидрат окиси кальция - 2 - 3
Медь - 0,03 - 0,05
Огнеупорный наполнитель - Остальное
2. Способ изготовления теплоизоляционного огнеупорного материала из состава, содержащего жидкое стекло, кремний, гидрат окиси кальция и огнеупорный наполнитель, включающий смешивание компонентов, разливку массы по формам, ее вспучивание и отверждение, отличающийся тем, что дополнительно используют катализатор - мелкодисперсную медь в количестве 0,03 - 0,05 мас.%, производят совместный помол всех твердых компонентов до получения фракции 0,063 - 0,25 мм, перемешивают твердые составляющие с жидким стеклом, гидратом окиси кальция и водой до получения однородной сметанообразной массы, а отверждение осуществляют путем принудительной подачи воздуха в количестве 8 - 15 м3 на 1 м3 материала.