Слоистый конструктивно-теплоизоляционный элемент

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сеюэ Сееетскик

Социалистических

Республик (ii)1 004323 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 170981 (21) 3336501/29-33 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 150 38 3. Бюллетень ¹ 10

Ра)М Кд З

С 04 В 43/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

)53) УДК 666 ° 998 (088.8) Дата опубликования описания 150383 Ь„., А.Е.Гуревич, К.В.Розе, И.А.Нар евича и" A: Ô„ Ðóññ

) Ъ - ."," у.:„ т:т г ессов (72) Авторы изобретения

Специализированная проектноорганиэация по наладке техно производства и оказанию помо

"Оргтехстром" (71) Заявитель (54) СЛОИСТЫЙ КОНСТРУКТИВНО в ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЙ

ЭЛЕМЕНТ

Изобретение относится к строительным материалам, а более конкретно к производству высокотемпературного слоистого теплоизоляционного элемента, используемого для перекрытий промышленных печей.

Известен многослойный теплоизоляционно-конструктивный элемент (1 1, включающий, вес. Ъ:

Изоляционный слой:

Огнеупорное глинистое сырье 6-22

Шамот 24-34

Керамзитовый гравий : 16-53

Фосфатное связующее 17-28

Огнеупорный слой:

Огнеупорное глинистое сырье 22-30

Шамот 47-70

Фосфатное связующее 8-23

Недостатками известного решения являются низкие механическая проч- ность,теплоизоляциоиные свойства и температура эксплуатации теплоизоляционяого конструктивного элемента.

Наиболее близким к изобретению па техническому решению является слоистый конструктивно-теплоизоляционный элемент, содержащий огнеупорный и теплоизоляционный слой (21, включающий каолин, шамот, керамзит, фосфатное связующее и асбестовое волокно, при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ

Огнеупорный слой:

Каолин 10-24

Шамот 45-70

Керамзит 8-15

Фосфатное связующее 10-17

Асбестовое волокно 2-4

Теплоизоляционный слой:

Каолин 9-20

Шамот 15-30

Керамзит 40-60

Фосфатное связующее 14-23

Асбестовое волокно 2-4

Недостатками известного теплоизоляционного конструктивного элемента являются высокий коэффициент теплопроводности, недостаточная прочность на сжатие и сравнительно низкая тем25 пература применения.

Целью изобретения является уменьшение коэффициента теплопроводности и увеличение прочности на сжатие и температуры эксплуатации.

1004323 4

Поставленная цель достигается тем, что в слоистом конструктивно-теплоизоляционном элементе, содержащем огнеупорный слой, включающий шамот, каолин и фосфатное связующее, и теп-лоизоляционный слой, включающий каолин, фосфатное. связующее и заполнитель, огнеупорный слой дополнительно содержит фосфозит и каолиновое волокно, а теплоизоляционный слой в качестве заполнителя содержит перлит и дополнительно тонкомолотые отходы производства минеральной ваты, при следующем соотношении компонентою, мас. Ъ:

Огнеупорный слой;.

Шамот 21-43

Каолин 17-24

Фосфатное связующее .11-16

Фосфозит 28-36

Каолиновое волокно 1-3

Теплоизоляционный слой:

Каолин 5-12

Фосфатное связующее 18-29

Перл ит 53-74

Тонкомолотые отходы производства минеральной ваты 3-6

Шамот в огнеупорном слое используют для создания несущего каркаса.

Содержание шамота в укаэанных пределах обусловлено тем, что при его расходе менее 21% не обеспечивается достаточная прочность, а свыше 43% ухудшаются теплоизоляционные свойства слоистого элемента.

Введение в огнеупорный слой высокоогнеупорного фосфатного заполнителя — фосфозита с огнеупорностью свыше 1800 С, позволяет повысить температуру эксплуатации конструк тивно-теплоизоляционного элемента до 1500 С и улучшить его теплойзоляционные свойства. Пределы его введения обусловлены тем, что ниже 28Ъ резко увеличивается теплопроводность, а выше 36% нарушается равномерная структура материала вследствие появления межэерновых пустот.

Каолин выступает в роли активного заполнителя, обеспечивающего реакцию твердения. При расходе его ниже 17% остатки непрореагировавшего фосфатного связующего приводят к термическим превращениям материала, а более

: высокий расход, сверх 24%, вызывает усадку изделий вследствие спекания.

Пределы расхода фосфатного связующего обусловлены стехиометрией реакции твердения и рассчитаны на полное связывание Р О в устойчивые фосфаты.

Каолиновое волокно выполняет. роль дисперсноармирующей добавки, его расход ниже 13 не обеспечивает достаточную прочность на изгиб и растя жение, а более ЗЪ отрицательно влия ет на газоплотность материала.

Применение в теплоизоляционном слое перлита .в сочетании с фосфатным связующим обеспечивает получение особо легкого высокоэффективного теплоизоляционного материала. Отходы производства минеральной ваты, состоящие в основном из окислов кремния, кальция и магния в стекловидном состоянии, совместно с алюмосиликатными компонентами каолина при взаимодействии с фосфатным связующим образуют полимерные фосфаты,которые цементируют перлитовый заполнитель и обеспечивают высокую адгезию теплоизоляционного слоя к огнеупорному, что исключает расслаивание элемента при эксплуатации. Расход перлита менее 53% не обеспечивает необходимые теплоизоляционные свойства, выше 74% резко снижается прочность и сила сцепления между слоями.

Каолин совместно с тонкомолотыми отходами производства минеральной ваты являются отвердителями композиции, их расход рассчитан на полное связывание Р20 в устойчивые алюмои силикофосфаты. Введение фосфатного связующего менее 18% не обеспечивает формовочные свойства смеси и механическую прочность, а расход свыше 29% не дает прироста прочности и отрицательно сказывается на термостойкость.

Изготовление конструктивно-теплоиэоляционного элемента осуществляют следующим образом.

Пример 1. . В бетоносмесителе сначала готовят смесь огнеупорного слоя следующего состава, мас.%: шамот 21; фосфозит 36 алюмохромфосфатное связующее (АХФС) 16; каолин 24; каолиновое волокно 3. Компоненты перемешивают до получения однородной массы и укладывают в металлические формы. Потом готовят смесь теплоизоляционного слоя следующего состава, мас.Ъ: перлит 53; каолин

12; АХФС 29; тонкомолотые отходы производства минваты 6. После перемешивания смесь укладывают поверх огнеупорного слоя. Двухслойную композицию уплотняют вибрированием с пригрузом и термообрабатывают прн

150 C в течение 12 ч. После термообработки и распалубки конструктивно-теплоизоляционный элемент используют при температурах до 1500 С.

Пример 2. Готовят смеси следующих составов, мас.%: огнеупорный слой: шамот 31; фосфозит 32; ортофосфорная кислота 14; каолин 21; каолиновое волокно 2; теплоизоляционный слой: перлит 64; каолин 8; АХФС 24; тонкомолотые отходы производства минваты 4.

1004323

Технология производства аналогична примеру 1.

Пример 3. Готовят смесь следукщих составов, мас.Ъ: огнеупорный слой: шамот 43; фосфозит 28; ортофосфорная кислота 11; каолин 17; каолиновое волокно 1; теплоизоляционный слой: перлит 14; каолин 5; ортофосСостав по примеру

) t t

Показатели

2 3 Прототип

Кажущаяся плотность кг/мз

1360

830 845 850

Прочность на сжатие, МПа

15,1

23,1 24,2 24,6

Теплопроводность, BT/ìÊ: при 1000 С при 1500 С

0,73

0,42 0,44 .0,44

0,51 0,53. 0,54

Температура эксплуатации, С

1250

1500 1500 1500

I отходы производства минеральной йаты, при следующем соотношении. компо3p HeHTDB масл:

Огнеупорный слой:

Шамот 21-43

Каолин 17-24

Фосфатное связующее

Фосфозит

Каолиновое. волокно 1-3

Теплоиэопяционный слой:

Каолин 5-12

Фосфатное связующее 18-29

Перлит 53-74

Тонкомолотые отходы производства ми45 неральной 3-6

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 416334, кл. С 04 В 43/00, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР.

Ф 703517, кл. С 04 В 43/00, 1977 (прототип).

11-16

28-36

Формула изобретения

Составитель М. Хитрова

Техред T. Фанта Корректор М. Коста

Редактор A. Химчук

Заказ 1784/28 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

Из таблицы следует, что предлагаемый слоистый конструктивно-тепло,иэоляционный элемент в сравнении с прототипом имеет меньший коэффициент теплопроводности, большую прочность на сжатие и температуру эксплуатации.

Слоистый конструктивно-теплоизо-, ляционный элемент, содержащий огнеупорный слой, включающий шамот, каолин и фосфатное связующее, и теплоизоляционный слой, включающий каолин, фосфатное связующее и заполнитель, отличающийся тем, что, с целью уменьшения коэффициента тенлопроводности и увеличения прочности на сжатие и температуры эксплуатации, огнеупорный слой дополнительно содержит фосфозит и каолиновое волокно, а теплоизоляционный слой в качестве заполнителя содержит пер лит и дополнительно тонкомолотые форная кислота 18; тонкомолотые отходы производства минваты 3.

Технология производства аналогична примеру 1.

Основные физико-технические пока5 затели конструктивно-теплоизоляционного элемента по изобретению и про, тотипу приведены в таблице.