Минеральное волокно

 

МИНЕРАЛЬНОЕ ВОЛОКНО, включающее SiO,j, , TiQ,j, Fe,j02,FeO, MnO, CaO, MgO, ,, отличающееся тем, что, с целью , повьшения его водои температуроустойчивости , оно дополнительно содержит SOj при следующем соотношении компонентов, мае. %: SiOi . 49,05-50,55 5,48-16,32 TiOj 0,69-1,29 0,71-3,79 8,41-11,46 FeO MnO 0,20-0,24 6,80-13,26 CaO о & MgO 7,74-16,61 «Л 0,34-0,82 Na,0 0,25-3,47 SO, 0,40-0,93

(".,д 4 С 03 С 13/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

c !

ГОСУДАРСТВЕННЬЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (2.1) 3774485/29-33 (22) 29.05.84 (46) 07. 10.86. Бюл. В 37 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт "Теплопроект" (72) P.Â. Вагапова, В.Б. Пономарев, В.В. Жуликов и Г.Ф. Горелов (53) 666.198(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 906957, кл. С 03 С 13/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР .

У 649670, кл. С 03 С 13/00, 1977.

„.SU„„1261923 A1 (54) (57) МИНЕРАЛЬНОЕ ВОЛОКНО, вклюА1,0 . ТiО Ре,О .Fe0

NnO, СаО, MgO, К О, и На Î, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения его водо- и температуроустойчивости, оно дополнительно содержит SO при следукюцем соотношении компонентов, мас. 7.:

$ъО 49,05-50,55

Al O 5,48-16,32

Ti0 0,69-1,29

F«ç . 0,71-3,79

FeO 8,41-11,46

МпО 0,20-0,24

СаО 6, 80-13, 26

MgO 7,74-16,61

К 0 0,34-0,82

Иа О 0,25-3,47

SSOO3 0,40-0,93

1261923

Изобретение относится к производству теплоизоляционных материалов, а именно к составам для изготовления минералькогэ волокна иэ силикатного расплава, 5

Цель изобретения — повышение нодои температуроустойчивости минераиьного волокна.

35

Исходным сырьем дпя получения водо- и температуроустойчивого минерального волокна служит порода тина ортоамфиболитов и амфиболитов, являющихся сопутствующими материалами 15 железистых кварцитов.

Амфиболиты отличаются от ортоамфиболитов видом одного иэ главных породообразующих минералов — амфибола.

В состав ортоамфиболита в качестве главного породообразующего минерала входят ромбические амфиболы, не содержащие кальций, а амфиболиты содержат кальцийсодержащий или щелочной моноклинный амфибол. По химическому составу амфиболиты и ортоамфиболиты почти не различаются.

Ортоамфиболит представлен минералами плагиоклазового ряда (альбит

NaAlSi О8 — акортит СаА1 Si О ) с

2 2 8 преобладанием альбита.

Амфиболиты — это метаморфические горные породы от зеленого до темно- 1 зеленого цвета без сланцеватости, главные породообразующие минералы (минералы группы платоклаза и амфибол) представлены в виде зерен.

Химический состав ортоамфиболитов и амфиболитов, используемых при изготовлении минерального волокна

9 40 приведен в табл. 1.

Изготовление минерального волокна осуществляют следующим образом. Предварительно дробление однокомпонеитное сырье после дозировки подают в

45 плавильную печь, где происходит плавление erо при 1270-1300 С. На переработку в волокно на многовалковую центрифугу подают расплав с температурой 1320-1350 С. Полученное мине" ральное волокно осаждают в камере волокнообразования.

Из составов, приведенных в табл. 1, изготавливают минеральное волокно

Л.. состав которого приведен в табл. 2, а режимы изготовления и свойства—

55 в табл. 3.

Диаметр волокна, полученного при переработке расплава мкоговалковыми центрифугами, 5 6 мкм, плотность

65-75 кг/лР, содержание неволокнистых включений (размерами свыше

0,25 мм) 10-15%, коэффициент теплопроводкости при 25 С 0,043

0,044 Вт/ (м.К).

В исходном сырье содержание Fe О и FeO колеблется в пределах 1, 15г з

-5,98 и 5,29-11,46% соответственно.

Состав полученной минеральной ваты отличается от исходного сырья заниженным содержанием Fe 0 (О 71

2 3

- 3,79 мас.%) и повышенным содержанием FeO (8,41-11,46 мас. %).

Применение ортоамфиболитов и амфиболитов в качестве однокомпокентнои шихты позволяет расширить сырьевую базу исходных материалов для получения минерального волокна, кроме того, обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с горными породами типа габбро-базальтов, которые широко применяются в производстве минерального волокна. К этим преимуществам относится возможность использования однокомпокентной шихты

У что упрощает технологию подготовки шихты эа счет исключения необходимости в корректирующей добавке. Кроме того, существенно снижается расход топлива за счет снижения температуры плавления и переработки расплава в волокно.

Снижение расхода топлива на плавление и волокнообразование объясняется повышенным содержанием в исходном

° °

IcbIphe закиси железа Fe0. Известно

t то при основности (СаО/S102) 0,2-1,5

4-компонентной системе СаΠ— Si02— А1209 — MgO содержание закиси железа до 12 мас. %. снижает вязкость расплава, увеличивает температурный диапазон текучести, поэтому расплав хорошо перерабатывается в волокно при 1320-1350 С.

Снижение расхода топлива на плавленые исходного сырья объясняется еще и тем, что по шкале плавкости минеральное волокно получается из расплава сырья средней плавкости (Т„ 1200-1300 С), что обеспечивается наличием избыточного количества в нем оксидов FeO и SO» которые делают расплав легкоплавким и более подвижным.

Снижение плавкости и выработочной температуры наблюдается с повышением содержания Fe0, Fe Оз в процессе нагрева, вступая в реакцию с продуктами

1261

Таблица 1

Содержание, мас. Х, в составе

Компоненты

2 3

49,51

16,32

50i06

12,52

50,08

11,10

SiO

AI 20Ý

5,98

2,88

1,15

Fe О

11,46 7,49

5,29

Fe0

0 21

0,20

0,24

МпО

СаО

12,13

11,57

12, 14

8,00

14,04.

7,74

0,54

0,76

0,82

0,73

0,48

К,О

3,47

0,33

Na О

Т102

1,29

0,50

0,51

Модуль кислотности

2,64

2,34

3 горения с высоким содержанием СО, образует РеЗО, реакция образования которого сопровождается поглощением тепла. Этим объясняется более высокая температура плавкости и выработ- 5 ки в составе 1. Двухвалентное железо м. в FeO, являясь сильным катионом (Fe ) концентрирует вокруг себя анионы

2(О ), создавая плотные соединения

FeO, содержание которого в расплаве обеспечивает легкоплавкость и подвижность, последнее свойство поддерживается наличием в расплаве SÎ . При постоянном содержании SiO и повышаю2 щихся значениях А120 содержание 15

FeO 8,41-}1,46 мас.Ж позволяет получить минеральное волокно с модулем кислотности 1,88-4,18 почти с одинаковой температурой плавкости и выработки (в среднем на 50 С ниже темпе- 20 ратуры известного расплава).

Повышенное содержание стеклообразующих окислов в исходном сырье—

923 4 ортоамфйболите (813 + АТ О + Т102) способствует получению волокна повышенной температуро- и водоустойчивос-

TH °

Повышение содержания оксида кальция снижает водо- и температуроустойчивость минерального волокна, а повышенное содержание SO> (1,71ìàñ.X) при изоляции металлических поверхностей, где возможен доступ водяных паров и воздуха, вызывает коррозию изолируемой поверхности.

Повышенное содержание Ре20 (4 мас.X и более) приводит в процессе плавления к вспучиванию расплава, т.е- расплав получается поризованным, волокна из такого расплава при любом воздействии (водной среды, щелочей, кислот, . температуры и механическом) разрушаются, что приводит к снижению теплоизоляционных свойств изделий на их основе.

1261923

Таблица 2

Компоненты

Содержание, мас ° 7., в составе волокна

2 3 Известный

StO

50,55 49,05 49,51

5,48 14,61 16,32

48, 12

А1 03

8,23

Т10

0,69 0,90

3,79 0,71

1,29

1,51

Fe 0

1,95

10,38

FeO

8,41

2,10

0,21

ИпО

0,59

13,26 11, 12 6,80

Са0

16 61 11,20

7,74

И@0

0,66

К 0

0,34

0,8

2,12

Na 0

0,25

1,01

3,47

so,.

0,93 0,40

Таблица 3

Состав волокна

Известный

Плотность, С

1300 1280 1280 1320

Температура выработки, С

i 350 i 320 1330 1370

Водоустойчивость волокна, рН

1,90 1,98 2,07 3,10

Температуроустойчивость, С 860 910

880 765

Иодуль кислотности 1,88 2,85 4, 18 2,09

3HHHIIH Заказ 5296/18

Тираж 457 Подписное

Произв.-полигр. пр-we, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Технологические режимы получения расплава и свой= 1 ства минерального волокна

9,61 11,46

0,20 О, 24

15,45

11,50