Способ изготовления двухслойного элемента

 

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к многослойным огнеупорным конструкциям, и может применяться при футеровке тепловых агрегатов с целью уменьшения материалоемкости футеровки. Цель изобретения - повышение термической стойкости огнеупорного слоя, остаточной прочности и долговечности изделий. Поставленная цель достигается тем, что двухслойный элемент содержит огнеупорный и теплоизоляционный слои, включающие наполнитель и связующее, причем в качестве наполнителя в огнеупорном слое используют технический карбид кремния, в теплоизоляционном слое - вспученный перлитовый песок, а в качестве связующего в обоих слоях - смесь совместного помола тонкомолотого карбида кремния, карбонатной породы, силикат-глыбы и воды при следующем соотношении компонентов, мас.%: огнеупорный слой - технический карбид кремния фракцией 0,3-12 мм 50-75

тонкомолотый карбид кремния 5-20

карбонатная порода 1,5-15

силикат-глыба 0,5-3,0

вода 7-15

теплоизоляционный слой - вспученный перлитовый песок 41-70

тонкомолотый карбид кремния 4-12

карбонатная порода 6-15

силикат-глыба 5-12

вода 15-20, причем элемент изготовляют путем последовательной укладки теплоизоляционного и огнеупорного слоев в форму виброуплотнения и термообработки. Прочность при сжатии огнеупорного слоя повышена до 71-90 МПа, термостойкость - до 45-50 теплосмен (1300°С - воздух). 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

07756 А1 (19) (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Р

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4325509/23-33 (22) 25 ° 09.87 (46) 15.09 ° 89 ° Бюл. № 34 (71) Дагестанский политехнический институт (72) Б.Д. Тотурбиев, Н.О. Габибов, В.В. Шалупов, Г.С. Щербаков, А.М. Даитбеков и Н.Г. Азаев (53) 666,764.52(088.8)

I (56) Авторское свидетельство СССР

У 1337369, кл. В 32 В, 33/00, 1987.

Авторское свидетельство СССР

N9 719994, кл. С 04 В 43/00, 1980. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДВУХСЛОЙНОГО ЭЛЕМЕНТА (57) Изобретение относится к стро-. ительным материалам, а именно к многослойным огнеупорным конструкциям, и может применяться при футеровке тепловых агрегатов с целью уменьше.ния материалоемкости футеровки. Цель изобретения - повьппение термической стойкости огнеупорного слоя, оста точной прочности и долговечности изделий. Поставленная цель достигается тем, что двухслойный элемент содержит огнеупорный и теплоизоляци-:

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к многослойным огнеупорным конструкциям.

Цель изобретения — повьппение термической стойкости огнеупорного слоя, остаточной прочности и повышение долговечности изделия.

Способ формования двухслойного элемента предусматривает. укладку (51)4 С 04 В 35/56, В 32 В 18/00

2 онный слои, включающие наполнитель и связующее, причем в качестве наполнителя в огнеупорном слое используют технический карбид кремния, в теплоизоляционном слое — вспученный пер литовый песок, а в качестве связующего в обоих слоях — смесь совместного помола тонкомолотого карбида . кремния, карбонатной породы силикат-глыбы и воды при следующем соотношении компонентов, мас.Е: огнеупорный слой — технический карбид кремния фракцией 0,3-12 мм 50-?5; тонкомолотый карбид кремния 5-20 карбонатная порода 1,5-15, оиликат-глыба

0,5-3,0; вода 7-15; теплоизоляционный слой — вспученный перлитовый песок 4 1-70, тонкомолотый карбид крем,ния 4-12; карбонатная порода 6-15; силикат-глыба 5-12; вода 15-20, причем элемент изготовляют путем последовательной укладки теплоизоляционного и огнеупорного слоев в форму виброуплотнения и термообработки.

Прочность при сжатии огнеупорного слоя повышена до 71-90 MIa термостойкость — до 45-50 теплосмен (1300 С » воздух). 1 табл. сырьевой шихты теплоиз оляционного слоя после водозатворения и затем укладку шихты огнеупорного слоя также после смешивания и водозатворения с последующим вибрированием. В процессе вибрирования шихты двухслойного элемента происходит лучшее уплотнение теплоизоляционного слоя за счет пригруза (огнеупорной ших1507756 ты) . Вибрация способствует частичному проникновению огнеупорной шихты в теплоиэоляционный слой и тем самым способствует улу ше ию сцепления 5 слоев и увеличивает ширину контактной зоны, образуя как бы "промежуточный" третий слой.

Пример . В шаровой мельнице

1 предварительно .отдозированные коли- 10 чества компонентов вяжущего для огне, упорного и теплоизоляционного слоев, :измельчают до 8 „3000 см /г. 3а .тем вяжущее теплоизоляционного слоя и вспученный перлитовый песок смеши- 15

1 ,,вают в смесителе принудительного действия в течение 4-5 мин при непрерывном давлении до 15-20% по мас,се воды, после чего смесь выгружают в форму и разравнивают, а в смеси- 20 ,тель загружают отдозированные компо-! ненты огнеупорного слоя. Продолжи-!, тельность смешивания. огнеупорной шихты составляет 1,5-2 мин. Вода добавляется при непрерывном смешивании из расчета 7-15% по массе, затем смесь также выгружают в течение 90 с на виброплощадке при частоте 50 Гц и амплитуде колебаний 0,8-1,2 мм.

Затем форму помещают в сушильную ка- 30 меру. После термообработки при 200 С !

s течение 6 ч получают блок размером ,600х400х250 (средняя толщина огне,упорного и теплоизоляционного слоев ,соответственно 150 и 100 мм). Из ог;неупорного и теплоизоляционного сло ев выпиливают образцы-кубы размером ребра 7,07 см и испытывают по стандартным методикам.

Кроме того, для подтверждения 40 уменьшения напряжений на границе

orнеупорного и теплоизоляционного слоев двухслойные элементы (блоки) размером 600х400х250, изготовленные известным и предлагаемым способами, 45 подвергались попеременному нагреванию со стороны огнеупорного слоя и остыванию от 1300 до 20 С до образования трещин на "пограничном" слое.

Количество циклов, выдержанных блоками до образования волосяных трещин на границе и разрушения по слою, а также составы шихт и результаты других испытаний предлагаемого способа и известного двухслойного элемента сведены в таблицу.

Испытания проводились по единой методике в одинаковых условиях.

Формула изобретения

Способ изготовления двухслойного элемента, содержащего огнеупорный и теплоизоляционный слои, включающие наполнитель и связующее, о т л ич .а ю шийся тем, что, с целью повышения стойкости огнеупорного слоя и остаточной прочности, повышения долговечности изделия, в качестве наполнителя в огнеупорном слое используют технический карбид кремния, а в теплоизоляционном слое —. вспученный перлитовый песок, а в качестве связующего в обоих слоях — смесь совместного помола тонкомолотого карбида кремния, карбонатной породы, силикат-глыбы и воды при следующем соотношении компонентов, мас ° %:

Огнеупорный слой:

Технический карбид кремния 50 75

Тонкомолотый карбид кремния 5-20

Карбонатная порода .1, 5-15

Силикат-глыба 0,5-3,0

Вода 7-15

Теплоизоляцио нный слой:

Вспученный перлитовый песок 4 1-70

Тонкомолотый карбид кремния 4-12

Карбонатная порода 6-15

Силикат-глыба . 5-12

Вода 15-20 причем элемент изготавливают путем последовательной укладки теплоизоляционного и огнеупорного слоев в форму, виброуплотнения и термообработки.

1507756

II оказ ат ели

Показатели по примерам

Прототип

65

Тонкомолотый карбид кремния

f9,5

15

1,5

0,5

2,5

72,5

14,4

f3t1

Вода

Теплоизоляционный слой:

Вспученный перлитовый песок

Тонкомолотый карбид кремния

12

15

Карбонатная порода (доломит) 16

Силикат-глыба

Каолиновое волокно

Высокоглиноземистый цемент

Вода

20

46

1,8

33

0,8

43 5

Л.

1,2

51

90 46

2 8

0,55

2 2

0,50

2 18

«1. »

0,56

2 16

0,5

Термическая стойкость огнеупорного слоя (1300 С вЂ” воздух), кол-во теплосмен

47

Теплопроводность при средней температуре 800 С, Вт/м.г, 3 2

0,24

12

0,26

10 5 з.

0,20

13

0,24

25

43

37

Карбонатная порода должна содержать карбонаты СаСО> и MgCO> в количествах соответотвенно не менее 55 и 27Х.

Сдставы шихт, мас.X

Огнеупорный слой:

Технический карбид кремния

Карбонатная порода

Силикат-глыб а

Электроплавленный корунд

Выс ок огли íî 3 емистый цеме нт

Свойства:

Остаточная прочность при сжатии после нагрева до

1000 С, МПа

Прочность при сжатии огнеупор, ного слоя после нагрева до, 1600 С, МПа . Средняя плотность, т/м

Количество циклов одностороннего нагрева до 1300 С и остывания до 20 С до образования волосяных трещин на "пограничном" слое

То же до разрушения по слою склеивания нли формования

50 3

27,7.

22,0