Теплоизоляционное изделие

 

Изобретение относится к производству теплоизоляционных изделий, содержащих керамические волокна и предназначенных для изготовления изделий для футеровки тепловых агрегатов. Теплоизоляционное изделие получают из смеси, включающей, мас.%: муллитокремнеземистое волокно 55,0-84,5, огнеупорное связующее 15-40, триполифосфат натрия 0,5-5,0 на сухое вещество. В результате химического взаимодействия триполифосфата натрия с огнеупорным связующим на поверхности изделия образуется упрочненный слой, при этом основа изделия остается рыхлой. Полученная структура обуславливает высокую механическую прочность и низкую теплопроводность изделия. 2 табл.

Изобретение относится к производству теплоизоляционных изделий, содержащих керамические волокна, и могут быть использованы для футеровки различных тепловых агрегатов.

Такие изделия известны, например, из патента США 4257812 С 04 В 35/82 1981, патента РФ 2135434 С 04 В 35/80 1999, плиты марки МКРГП-500, выпускаемые ОАО "Сухоложский огнеупорный завод" с 1993 г.

Наиболее близким к патентуемому можно отнести теплоизоляционное изделие по патенту США 4257812 С 04 В 35/82 1981. Его получают из смеси, содержащей муллитокремнеземистое волокно, огнеупорное связующее и фосфатную добавку в виде хромфосфата.

Изделия, полученные из этой смеси, не имеют достаточной механической прочности и требуемой низкой теплопроводности.

Изобретение направлено на получение теплоизоляционных изделий с высокими эксплуатационными показателями.

Технический результат, который создается изобретением, состоит в повышении механической прочности и снижении коэффициента теплопроводности изделий.

Для обеспечения этого в качестве фосфатной добавки смесь содержит триполифосфат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%: Муллитокремнеземистое волокно - 55,0-84,5 Огнеупорное связующее - 15-40 Триполифосфат натрия - 0,5-5,0 на сухое вещество причем предел прочности при сжатии равен 0,8-1,2 МПа и коэффициент теплопроводности теплоизоляционного изделия в интервале температур 600-1200^oС составляет 0,14-0,24 Вт/мК.

Триполифосфат натрия в отличие от хромфосфата мигрирует на поверхность изделия с образованием в процессе его сушки прочной оболочки на поверхности изделия при наличии рыхлой основы теплоизоляционного изделия. Изделие упрочняется за счет образования на его поверхности фосфатных стекол. Упрочненная поверхность изделия и микропористая его структура обусловливают высокую механическую прочность и низкую теплопроводность изделия.

Содержание триполифосфата натрия менее 0,5 мас.% в смеси недостаточно для образования прочной оболочки на поверхности теплоизоляционного изделия, а при содержании триполифосфата натрия более 5,0 мас.% его избыток, мигрируя на поверхность изделия, образует легкоплавкие соединения, что снижает температуру возможной эксплуатации изделий.

Изобретение поясняется следующими примерами.

Для получения теплоизоляционного изделия использовали муллитокремнеземистое волокно в виде ваты марки МКРВ по ГОСТ 23619-79. В качестве огнеупорного вяжущего может быть применено минеральное связующее, содержащее химически связанную воду, в частности каолин или огнеупорная глина, или гидроксид алюминия. Выбор конкретного связующего из указанного ряда связан с температурой эксплуатации изделий. Использование гидроксида алюминия (тонкодисперсный порошок с содержанием Al₂O₃ не менее 98 мас.%) рекомендуется для теплоизоляционных изделий, работающих при температурах до 1450^oС, каолина (молотый, просушенный с содержанием Al₂O₃ не менее 35 мас.%) до 1400^oС, огнеупорной глины (БК-2 ту 14-8-262-78; ТУ 14-204-22-97) до 1350^oС. Триполифосфат натрия применяли в виде порошка фр. не менее 1 мм по ГОСТ 3447.2-91, хромфосфат (для прототипа) плотностью 1,42 г/см³.

В мешалку заливают раствор триполифосфата натрия, затем подают муллитокремнеземистое волокно, компоненты тщательно перемешивают. После этого в композицию вводят огнеупорное связующее и перемешивают до равномерного распределения компонентов и образования гомогенной массы. Формирование изделий осуществляют путем обезвоживания массы на вакуум-прессе. Сформированные изделия сушат при температуре не ниже 100^oС. Теплоизоляционные изделия могут иметь различную форму: плиты, цилиндры, оболочки, скорлупы и другие.

Конкретные составы смесей для теплоизоляционных изделий для проведения сравнительных испытаний приведены в таблице 1. В ходе испытаний определяли следующие свойства полученных изделий: предел прочности при сжатии по ГОСТ 8462-85, коэффициент теплопроводности по ГОСТ 12170-85 при 600, 1000 и 1200^oС, линейную усадку по ГОСТ 5402-81.

Как видно из таблицы 2, свойства патентуемых теплоизоляционных изделий существенно выше, чем прототипа, что позволяет использовать эти изделия в более жестких условиях эксплуатации.

Формула изобретения

Теплоизоляционное изделие, полученное из смеси, содержащей муллитокремнеземистое волокно, огнеупорное связующее и фосфатную добавку, отличающееся тем, что в качестве фосфатной добавки смесь содержит триполифосфат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%: Муллитокремнеземистое волокно - 55,0 - 84,5 Огнеупорное связующее - 15 - 40 Триполифосфат натрия - 0,5 - 5,0 на сухое вещество причем предел прочности при сжатии равен 0,8-1,2 МПа и коэффициент теплопроводности теплоизоляционного изделия в интервале температур 600-1200^oC составляет 0,14-0,24 Вт/мК.

РИСУНКИ

Рисунок 1