Способ получения легковесных огнеупорных динасовых изделий

35/80 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛЕГКОВЕСНЫХ ОГНЕУПОРНЫХ ДИНАСОВЫХ ИЗДЕЛИЙ(71) Заявитель Научно-исследовательское республиканское унитарное предприятие НИИСМ(72) Авторы Садченко Нелла Павловна Козич Зоя Николаевна Киселева Любовь Артемовна Куфто Алина Викторовна Бавтрук Лидия Васильевна(73) Патентообладатель Научно-исследовательское республиканское унитарное предприятие НИИСМ(57) Способ получения легковесных огнеупорных динасовых изделий, включающий приготовление шликера, формование изделий и термообработку, отличающийся тем, что приготовление шликера осуществляют путем смешивания измельченных кварцевого песка, негашеной извести, воды и волокнистого компонента, в качестве которого используют минеральное волокно с температурой плавления не менее 1100 С, с алюминиевой пудрой при следующем соотношении компонентов, мас.песок кварцевый 58,0-62,0 негашеная известь 2,0-3,0 алюминиевая пудра 0,1-0,2 волокнистый компонент 0,1-0,2 вода 35,8-38,6,причем соотношение диаметров частиц измельченного кварцевого песка и волокнистого компонента составляет 11.(56) Кайнарский И.С. Динас. - М., 1961. - С. 272-275.777011, 1980.339523, 1972.3788866, 1974.0073516 1, 1983. Огнеупорное производство. - М. Металлургия. Т.1, 1965. - С. 513-514. Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для получения легковесных огнеупорных динасовых изделий. Известен способ получения легковесного динаса плотностью 1,1-1,2 г/см 3 из шихты,содержащей 65-70 кварцита и 30-35 выгорающей добавки, путем прессования шихты, сушки и обжига изделий 1. Достоинством способа является его простота. Недостаток- данный способ не позволяет получить изделия низкой плотности. Известен способ получения легковесных огнеупоров, основанный на использовании в качестве выгорающей добавки низких сортов вспученного полистирола 2. Этот способ 5451 1 позволяет получать изделия с более высокой пористостью, однако использование полистирола в качестве выгорающей добавки ограничено вследствие относительно высокой его стоимости по сравнению с опилками или коксом. Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления легковесных огнеупорных изделий путем приготовления пены и последующим смешением ее с компонентами шихты 3. Однако для данного способа характерны длительные процессы сушки и обжига, обусловленные использованием органических компонентов для приготовления пены, так как скоростной нагрев при сушке вызывает у сырца образование поверхностной пленки, препятствующей сушке и приводящей к образованию трещин на изделиях. Скоростной нагрев при обжиге пенодинаса, имеющего частично замкнутую ячеистую структуру, сопровождается образованием посечек и трещин вследствие снижения теплопроводности за счет уменьшения ее конвективной составляющей. Задача, которую решает данное изобретение, заключается в том, чтобы получить легковесные огнеупорные динасовые изделия с низкой кажущейся плотностью и теплопроводностью при достаточной механической прочности и с одновременным снижением расхода топлива за счет сокращения производственных циклов сушки и обжига. Указанная задача решается посредством приготовления шликера путем смешивания измельченных кварцевого песка, негашеной извести, воды и волокнистого компонента, в качестве которого используют минеральное волокно с температурой плавления не менее 1100 С, с алюминиевой пудрой при следующем соотношении компонентов, мас.песок кварцевый 58,0-62,0 негашеная известь 2,0-3,0 алюминиевая пудра 0,1-0,2 волокнистый компонент 0,1-0,2 вода 35,8-38,6,причем соотношение диаметров частиц измельченного кварцевого песка и волокнистого компонента составляет 11. Сущность способа заключается в следующем. Измельченные кварцевый песок, негашеную известь, воду и волокнистый компонент перемешивают в смесителе до получения однородной смеси. К приготовленной смеси добавляют алюминиевую пудру и снова перемешивают в течение 1 мин. Шликер заливают в разъемные металлические формы, где происходит вспенивание и схватывание массы. Сырец выдерживают в формах 7-9 ч до набора необходимой для транспортировки прочности. Затем производят распалубку форм и сушку сырца на поддонах при 150 С в течение 15-20 ч до влажности не более 0,1 . Обжиг изделий проводят в течение 30-32 ч при максимальной температуре обжига 1150-1300 С и выдержке при этой температуре 1,5-2,0 ч. Средняя скорость нагревания составляет 1,4/мин, скорость охлаждения - 1,1/мин. При получении динасового легковеса применяют алюминиевую пудру, которая, взаимодействуя с гидроокисью кальция в присутствии воды, вызывает выделение водорода и вспенивание шликера 3226 Н 23236232. В результате химического взаимодействия компонентов не образуются вещества, способные в процессе сушки диффундировать на поверхность изделий, поэтому на ней не образуется поверхностная пленка, препятствующая удалению влаги. Скорость сушки сырца значительно увеличивается. Одновременно происходит физико-химический процесс схватывания массы. Сырцовая прочность изделий увеличивается при введении в состав формовочной массы волокнистого компонента, в качестве которого используют минеральное волокно с температурой плавления не менее 1100 С, который образует армирующий каркас при формовании и сушке изделий, а при максимальной температуре обжига - равномерно распределенные по объему изделий включения жидкой фазы, которые способствуют превращению кварца в его модификации и получению более однородного фазового состава легковеса. Причем соотношение диаметров частиц измельченного кварцевого песка и волокнистого компонента должно быть равно 11. 2 5451 1 Увеличение диаметра волокнистого компонента препятствует нормальному вспениванию,слишком тонкое волокно слабо удерживает массу и она дает усадку. Соотношение компонентов в смеси обеспечивает образование открытопористой ячеистой структуры, что позволяет уменьшить влияние конвективной составляющей теплопроводности изделий, повысить скорость нагревания и охлаждения при обжиге,уменьшить его продолжительность и расход топлива. В таблице приведены составы, параметры получения и свойства легковесных огнеупорных динасовых изделий, полученных по предлагаемому и известному способам. Наименование показателей 1 1. Состав, мас.кварциты глиноземистый цемент древесные опилки вода кварцевый песок негашеная известь волокнистый компонент, в качестве которого используют минеральное волокно с температурой плавления не менее 1100 С алюминиевая пудра 2. Порообразователь Показатели Предлагаемого способа Известного способа 1 2 3 2 3 4 5 70,5 6,8 2,2 20,5 пена из эмульсии на основе смеси натрового канифольного мыла и столярного клея 3. Свойства изделий кажущаяся плотность, г/см 3 теплопроводность при температуре(2985)К, Вт/(мК) предел прочности при сжатии, МПа прочность приведенная прочность, МПа плотность, г / см 3 мокрый помол кварцитов смешивание кварцитного шлама с глиноземистым цементом и древесными опилками приготовление пены смешивание шликера с пеной смешивание измельченных кварцевого песка, негашеной извести, воды, волокнистого компонента, в качестве которого используют минеральное волокно с температурой плавления не менее 1100 С, с алюминиевой пудрой 7 8 9 150 15 Продолжение таблицы Показатели Предлагаемого способа Известного способа 1 2 3 режим обжига температура макс., С время, ч 5. Расход топлива, кг у.т./м 3 изделий Таким образом, предлагаемый способ получения легковесных огнеупорных динасовых изделий решает поставленную задачу обеспечивает получение изделий с низкими кажущейся плотностью (0,4-0,6) г/см 3 и теплопроводностью (0,15-0,17) Вт/(мК) при достаточной механической прочности (1,2-2,4) МПа с одновременным сокращением расхода топлива на 30-40 за счет уменьшения производственного цикла сушки и обжига с 116 ч до 45-52 ч. Применение легковесных огнеупорных изделий низкой кажущейся плотности и теплопроводности позволит сократить теплопотери ограждающих конструкций, а также значительно снизить толщину стен и сводов печей в промышленности стройматериалов,металлургической, химической и др. отраслях промышленности. Источники информации 1. Кайнарский И.С. Динас - М., 1961. - С. 262. 2. Гаоду А.Н., Писарева Н.В., Шапиро Я.З., Дергапуцкая Л.А. Новое в технологии легковесных огнеупоров. Сб. Производство и применение огнеупоров для областей новой техники. - М. Металлургия, 1983. - С. 40-41. 3. Кайнарский И.С. Динас - М., 1961. - С. 272-275. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4