Сырьевая смесь для получения теплоизоляционного материала

 

Изобретение относится к производству теплоизоляционных материалов и изделий на основе силикатов кальция, предназначенных для изготовления изделий для теплоизоляционной, технологической оснастки при разливке цветных металлов и высокотемпературных лигатур на основе алюминия. Технический результат: улучшение физико-механических свойств теплоизоляционного материала путем повышения температуростойкости, снижения гигроскопичности и повышения термической стойкости и механической прочности различных изделий из сырьевой смеси. Сырьевая смесь для получения теплоизоляционного материала содержит компоненты, мас.%: известь гашеная 19,3-27,8, аморфный кремнесодержащий компонент 25,7-37,2, арфведсонит сухого обогащения, представляющий собой смесь рыхлых длинных и коротких волокон с влажностью не более 3%, с содержанием волокон длиной более 12,7 мм 80 мас.% - 35,0-55,0. Предлагаемая смесь обладает однородностью структуры, а отсутствие примесей исключает возникновение центров механических напряжений и раннего появления трещин, что позволяет получать материал с повышенной механической прочностью и термостойкостью. Срок службы технологической оснастки из материала, полученного на основе предлагаемой смеси, увеличивается в 2-2,5 раза. 2 табл.

Изобретение относится к производству теплоизоляционных материалов и изделий на основе силикатов кальция, предназначенных для изготовления различных изделий для теплоизоляционной, технологической оснастки при разливке цветных металлов и высокотемпературных лигатур на основе алюминия.

Известная (RU 2057738 С1, С 04 В 28/18, 25.03.1993) смесь для изготовления теплоизоляции, включающая, мас.%: Известь, рассчитанная на СаО - 4-10 Кремнеземистый компонент, рассчитанный на SiO₂ - 6-12 Наполнитель (смесь волла- стонита кристаллической структуры с волластонитом аморфной структуры) - Остальное Недостатком известной смеси является низкая температуростойкость.

Наиболее близким техническим решением является сырьевая смесь (SU 571464 А, С 04 В 28/18, 10.10.1977), включающая, мас.%: Известь гашеная - 20-28 Земля диатомовая - 28-37 Щелочь - 05-10 Амфибол-асбест - Остальное Недостатком известной смеси является низкая температуростойкость, повышенная способность сорбировать влагу из окружающей среды, невысокая термическая стойкость и механическая прочность, что снижает ее теплоизоляционные свойства и значительно сокращает эксплуатационную стойкость при контакте с алюминиевыми расплавами и исключает возможность использования при разливке высокотемпературных лигатур на основе алюминия.

Задачей предлагаемого изобретения является улучшение физико-механических свойств теплоизоляционного материала путем повышения температуростойкости, снижения гигроскопичности и повышения термической стойкости и механической прочности различных изделий из сырьевой смеси.

Поставленная задача достигается тем, что сырьевая смесь, включающая известь гашеную, аморфный кремнесодержащий компонент и асбест, в качестве асбеста содержит арфведсонит сухого обогащения, представляющий собой смесь рыхлых длинных и коротких волокон с влажностью не более 3% с содержанием волокон длиной более 12,7 мм 80 мас.%, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Известь гашеная - 19,3-27,8
Аморфный кремнесодержащий компонент - 25,7-37,2
Арфведсонит сухого обогаще- ния - 35,0-55,0
Арфведсонит сухого обогащения представляет смесь рыхлых длинных и коротких волокон с влажностью не более 3%. Массовая доля волокон длиной более 12,7 мм составляет 80%. Такое состояние волокон, а также их длина препятствуют образованию и распространению трещин, усиливают армирующее действие арфведсонита в материале, которое выражается в повышении прочности теплоизоляционного материала на изгиб и на сжатие до 200-240 кг/см², и в значительной степени снижают усадочные явления при гидротермальной и термической обработке смеси, что увеличивает термическую стойкость изделий. Природной особенностью арфведсонита является его высокая теплостойкость при нагревании и способность выдерживать, не разрушаясь и не снижая механической прочности, воздействие температур до 950-1000^oС, что позволяет использовать теплоизоляционный материал на основе арфведсонита при разливке высокотемпературных алюминиевых лигатур.

Для изготовления образцов и изделий из теплоизоляционного материала было приготовлено несколько составов сырьевой смеси (таблицы 1).

Способ осуществляли следующим образом:
Арфведсонит сухого обогащения подвергали распушке в шаровой мельнице периодического действия в течение 10-15 минут. В смесителе пропеллерного типа готовили известково-кремнеземистое связующее на основе предварительно полученного известкового молока и диатомового шликера, взятых в соответствии с процентным содержанием компонентов в смеси, затем все компоненты гомогенизировали в течение 10-15 минут в смесителе. Готовую смесь подавали в вакуумные пресс-формы, в которых массу обезвоживали и прессовали изделия. Готовые изделия подвергали сушке при комнатной температуре, гидротермальной обработке и термообработке при температуре 560^oС.

Свойства полученных материалов были исследованы на образцах 59х50х50 мм в лабораторных условиях и в качестве нижних тепловых насадок в условиях промышленного литья алюминиевых сплавов и лигатурного прутка.

Результаты исследований представлены в таблице 2.

Из представленных результатов следует, что материал, полученный из предлагаемой смеси, обладает повышенной механической прочностью и термостойкостью, низкой гигроскопичностью, высокой температурой применения материала в условиях промышленной эксплуатации. Предлагаемая смесь отличается от прототипа однородностью структуры. Отсутствие примесей исключает возникновение центров механических напряжений и раннего появления трещин. Критическая температура применения обеспечивает длительную прочность материала в контакте с алюминиевыми сплавами, а также возможность его использования при отливке высокотемпературных алюминиевых лигатур. Промышленные испытания показали, что срок службы технологической оснастки из предлагаемого материала увеличен в 2-2,5 раза.

Формула изобретения

Сырьевая смесь для получения теплоизоляционного материала, включающая известь гашеную, аморфный кремнесодержащий компонент и асбест, отличающаяся тем, что в качестве асбеста она содержит арфведсонит сухого обогащения, представляющий собой смесь рыхлых длинных и коротких волокон с влажностью не более 3%, с содержанием волокон длиной более 12,7 мм 80 мас. %, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Известь гашеная - 19,3 - 27,8
Аморфный кремнесодержащий компонент - 25,7 - 37,2
Арфведсонит сухого обогащения - 35,0 - 55,0

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2