Способ изготовления легковесного керамического теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного материала


C04B35/6261 - Формованные керамические изделия, характеризуемые их составом (пористые изделия C04B 38/00; изделия, характеризуемые особой формой, см. в соответствующих классах, например облицовка для разливочных и плавильных ковшей, чаш и т.п. B22D 41/02); керамические составы (содержащие свободный металл, связанный с карбидами, алмазом, оксидами, боридами, нитридами, силицидами, например керметы или другие соединения металлов, например оксинитриды или сульфиды, кроме макроскопических армирующих агентов C22C); обработка порошков неорганических соединений перед производством керамических изделий (химические способы производства порошков неорганических соединений C01)

Владельцы патента RU 2718588:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" (RU)

Изобретение относится к производству легковесного керамического теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного материала, который может быть использован для тепловой изоляции зданий, сооружений и различных промышленных установок. Способ включает смешение предварительно обработанного на камневыделительных вальцах кремнеземсодержащего компонента в виде трепела и щелочного компонента в виде соды кальцинированной технической, гомогенизацию сырьевой смеси и обжиг в металлических формах. Предварительно обработанный трепел сушат до достижения влажности сырья не более 3 %, гомогенизацию сырьевой смеси осуществляют путем совместного помола компонентов в шаровых мельницах до удельной поверхности не менее 500 м2/кг. Обжиг проводят со скоростью от 1,5 до 4,5°С/мин до температуры от 750 до 850°С с выдержкой при максимальной температуре в течение 30 мин. При этом используют трепел следующего минералогического состава: кристобалит 40,5-45,5 %, гейландит 14,8-19,8 %, мусковит 9,2-14,2 %, кальцит 7,5-13,5 %, кварц не более 12,0 %, тридимит не более 1,0 %, а содержание соды кальцинированной технической составляет от 15 до 20 % от массы шихты. Технический результат изобретения – упрощение способа производства изделий. 3 пр.

 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству теплоизоляционных и теплоизоляционно-конструкционных строительных изделий из широко распространенного и доступного сырья, и может быть использовано для тепловой изоляции конструкций зданий и сооружений, различных промышленный установок, аппаратуры, холодильников, трубопроводов и транспортных средств, в том числе для изготовления как мелкоразмерных, так и крупноразмерных изделий, таких как блоки, плиты, панели и т.п.

Известен способ получения легковесного керамического теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного строительного материала, включающего смешение кремнеземсодержащего компонента и щелочного компонента, гомогенизацию сырьевой смеси, предварительный обжиг гранулированной сырьевой смеси, помол обожженных гранул и обжиг размолотого порошка в металлических формах, причем предварительно осуществляют обработку кремнеземсодержащего компонента на камневыделительных вальцах для удаления труднодробимых включений. В качестве кремнеземсодержащего компонента используют диатомит или трепел и/или опоку, содержащие активный кремнезем, а в качестве щелочного компонента – смесь каустической соды и кальцинированной соды в соотношении 0,5-0,8/1 (RU 2442762, МПК C04В 38/08, опубл. 20.02.2012).

К недостаткам представленного способа следует отнести достаточно большое количество технологических операций при производстве материала и достаточно большой расход дорогостоящих щелочных компонентов.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ производства легковесного керамического теплоизоляционного строительного материала, включающий смешение предварительно обработанного кремнеземсодержащего компонента и щелочного компонента, гомогенизацию сырьевой смеси, сушку гранулированной сырьевой смеси, дробление высушенных гранул и обжиг в металлических формах. При этом предварительную обработку кремнеземсодержащего компонента осуществляют на камневыделительных вальцах для удаления труднодробимых включений и активации кремнезема, в устройстве сушки для достижения влажности 19-25 % и в устройстве измельчения для достижения максимальной крупности частиц 1 мм. В качестве кремнеземсодержащего компонента используют диатомит или трепел и/или опоку, содержащие активный кремнезем, а в качестве щелочного компонента – смесь каустической соды и кальцинированной соды в соотношении 0,5-0,8/1 (RU 2530035, МПК C04В 38/08, опубл. 10.10.2014).

К недостаткам представленного способа следует отнести также достаточно большое количество технологических операций при производстве материала и достаточно большой расход дорогостоящих щелочных компонентов.

Технический результат заключается в сокращении количества технологических операций при производстве легковесного керамического теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного материала, а также сокращение расхода дорогостоящих щелочных компонентов.

Сущность изобретения заключается в том, что способ изготовления легковесного керамического теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного материала включает смешение предварительно обработанного кремнеземсодержащего компонента в виде трепела и щелочного компонента в виде соды кальцинированной технической, гомогенизацию сырьевой смеси, обжиг в металлических формах. Предварительную обработку трепела осуществляют на камневыделительных вальцах для удаления труднодробимых включений с последующей сушкой до достижения влажности сырья не более 3 %. Гомогенизацию сырьевой смеси осуществляют путем совместного помола компонентов в шаровых мельницах до удельной поверхности не менее 500 м2/кг, обжиг в металлических формах осуществляют со скоростью от 1,5 до 4,5 °С/мин до температуры от 750 до 850 °С с выдержкой при максимальной температуре в течение 30 мин. В качестве кремнеземсодержащего компонента используют трепел, следующего минералогического состава: кристобалит (SiO2) – 40,5-45,5 %, гейландит ((Ca,Sr,K2,Na2)[Al2Si6O16]⋅5H2O) – 14,8-19,8 %, мусковит (KAl2[AlSi3O10](OH)2) – 9,2-14,2 %, кальцит (CaCO3) – 7,5-13,5 %, кварц (SiO2) – не более 12,0 %, тридимит (SiO2) – не более 1,0 %, а содержание соды кальцинированной технической составляет от 15 до 20 % от массы шихты.

Для получения легковесного керамического теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного материала применяют следующие материалы.

1. Трепел Енгалычевского месторождения Республики Мордовия, следующего химического состава, мас. %: SiO2 – 71,00 %, CaO – 9,01 %, Al2O3 – 8,90 %, Fe2O3 – 2,86 %, K2O – 2,06 %, MgO – 1,61 %, TiO2 – 0,444 %, Na2O – 0,252 %, P2O5 – 0,171 %, SrO – 0,064 %, BaO – 0,029 %, SО3 – 0,027 %, ZrO2 – 0,017 %, V2O5 – 0,012 %, MnO – 0,012 %, Cr2O3 – 0,009 %, Rb2O – 0,010 %, CuO – 0,008 %, ZnO – 0,005 %, ППП – 3,50 % с карьерной влажностью 45 %.

2. Сода кальцинированная техническая, отвечающая требованиям ГОСТ 5100-85.

Способ осуществляют следующим образом.

Исходный кремнеземсодержащий компонент, а именно трепел, со склада или непосредственно с карьера посредством ленточного конвейера подают на предварительную переработку в камневыделительные вальцы для удаления крупных трудно дробимых включений, затем посредством ленточного конвейера подают в сушилку. Из сушилки сырье влажностью не более 3 % ленточным транспортером подавают через дозаторы в шаровую мельницу. Туда же подают соду кальцинированную техническую в количестве от 15 до 20 % массы шихты. Шихту размалывают до удельной поверхности не менее 500 м2/кг. Полученным порошком заполняют металлические формы изделий, при этом форма и размеры изделий могут быть самыми разнообразными. Формы, заполненные порошком, отправляют на обжиг в туннельную печь, где обжигают с подъемом температуры до 750-850 °С со скоростью от 1,5 до 4,5 °С/мин с выдержкой при максимальной температуре в течение 30 мин. После обжига формы обжигаемых изделий вынимают из печи, посредством электропередаточной тележки передают в камеры отжига, где происходит остывание материала с формами до температуры окружающей среды, затем посредством электропередаточной тележки формы с материалом передают на пост расформовки изделий, где готовый материал извлекают из форм распиливают на изделия нужных размеров и отправляют на склад готовой продукции.

Возможность реализации способа изготовления теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного материала подтверждается следующими примерами.

Пример 1.

Трепел обрабатывают на камневыделительных вальцах. Подготовленный таким образом материал, сушат до остаточной влажности не более 3 %, размалывают совместно с содой кальцинированной технической, в количестве 15 % от массы шихты до удельной поверхности не менее 500 м2/кг. Измельченной шихтой заполняют прямоугольную металлическую форму размерами 200×100×100 мм и помещают в муфельную печь. Шихту обжигают с подъемом температуры до 750 °С со скоростью 1,5 °С/мин с выдержкой при максимальной температуре в течение 30 мин. После обжига материал с формой остывает вместе с печью до температуры окружающей среды. Охлажденный образец полученного строительного материала размером 200×100×100 мм извлекают из формы для проведения дальнейших испытаний.

Структура материала однородная, пористость материала равномерная, отсутствуют пустоты и уплотнения. Размер пор до 1 мм. Плотность 600 кг/м3, коэффициент теплопроводности 0,115 Вт/м⋅°C, прочность при сжатии 11 МПа. Полученный легковесный керамический строительный материал относится к теплоизоляционно-конструкционным строительным материалам.

Пример 2.

Отличается от примера 1 тем, что количество соды кальцинированной технической от массы шихты равно 18 %, а подъем температуры до 800 °С со скоростью 3 °С/мин.

Структура материала однородная, пористость материала равномерная, отсутствуют пустоты и уплотнения. Размер пор до 1,7 мм. Плотность 300 кг/м3, коэффициент теплопроводности 0,063 Вт/м⋅°C, прочность при сжатии 3,1 МПа. Полученный легковесный керамический строительный материал относится к теплоизоляционным строительным материалам.

Пример 3.

Отличается от примера 1 тем, что количество соды кальцинированной технической от массы шихты равно 20 %, а подъем температуры до 850 °С со скоростью 4,5 °С/мин.

Структура материала однородная, пористость материала равномерная, отсутствуют пустоты и уплотнения. Размер пор до 2 мм. Плотность 200 кг/м3, коэффициент теплопроводности 0,053 Вт/ м⋅°C, прочность при сжатии 1,5 МПа. Полученный легковесный керамический строительный материал относится к теплоизоляционным строительным материалам.

По сравнению с известным решением предлагаемое позволяет значительно сократить количество технологических операций при производстве легковесного керамического теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного материала с использованием широко распространенного и доступного сырья. Применение в качестве кремнеземсодержащего компонента трепела с заданным минералогическим составом, а также исключение из состава соды каустической позволит значительно сократить расходы на дорогостоящие щелочные компоненты.

Способ изготовления легковесного керамического теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного материала, включающий смешение предварительно обработанного кремнеземсодержащего компонента в виде трепела и щелочного компонента в виде соды кальцинированной технической, гомогенизацию сырьевой смеси, обжиг в металлических формах, предварительную обработку трепела осуществляют на камневыделительных вальцах для удаления труднодробимых включений с последующей сушкой, отличающийся тем, что сушку осуществляют до достижения влажности сырья не более 3 %, гомогенизацию сырьевой смеси осуществляют путем совместного помола компонентов в шаровых мельницах до удельной поверхности не менее 500 м2/кг, обжиг в металлических формах осуществляют со скоростью от 1,5 до 4,5°С/мин до температуры от 750 до 850°С с выдержкой при максимальной температуре в течение 30 мин, при этом в качестве кремнеземсодержащего компонента используют трепел следующего минералогического состава: кристобалит 40,5-45,5 %, гейландит 14,8-19,8 %, мусковит 9,2-14,2 %, кальцит 7,5-13,5 %, кварц не более 12,0 %, тридимит не более 1,0 %, а содержание соды кальцинированной технической составляет от 15 до 20 % от массы шихты.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления изделий в гражданском и промышленном строительстве, монолитном строительстве, при возведении сооружений специального назначения.

Изобретение относится к области производства строительных материалов, в частности к производству легких бетонов. Бетонная смесь для легкого бетона включает, мас.%: портландцемент - 17,0-19,0, кремнистую опоку с модулем крупности Мкр 1,8-2,0 - 60,2-64,75, крошку, образующуюся в процессе обрезки готовых теплоизоляционных плит PIR на основе пенополиизоцианурата, фракции 0,8-5,0 мм - 1,5-3,0, суперпластификатор MasterPolyheed 3045 - 0,3-0,9, воду - остальное.

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для изготовления легкого бетона, используемого в промышленном и гражданском строительстве.

Изобретение относится к составам бетона и может быть использовано в гражданском и промышленном строительстве для изготовления цементных композитов с высокими звукопоглощающими свойствами.

Изобретение относится к получению керамических сотовых структур для извлечения диоксида углерода или других газообразных химических соединений из газовых потоков или в качестве каталитических преобразователей.

Изобретение относится к гипсовым панелям с пониженной массой и плотностью с улучшенными теплоизоляционными свойствами, устойчивостью к термоусадке и огнестойкостью.

Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно крупнопористых легких бетонов, и может быть использовано для изготовления мелкоштучных конструкционно-теплоизоляционных стеновых изделий для малоэтажного и коттеджного строительства.

Изобретение относится к заводскому изготовлению сборных изделий (стеновых блоков, надпроемных перемычек и теплоизоляционных плит) из полистиролбетона ПСБ повышенной прочности с минимальной плотностью и теплопроводностью, используемых в теплосберегающих ограждающих конструкциях зданий (наружных стенах, утепляемых покрытиях и перекрытиях).
Изобретение относится к области строительства, в частности к производству легковесных строительных плит из материала на основе портландцемента, обладающих теплоизоляционными и огнезащитными характеристиками, и может быть использовано для защиты от огня в условиях пожара эксплуатируемых в условиях открытой атмосферы несущих металлических и железобетонных конструкций зданий и сооружений.
Изобретение относится к технологии строительных материалов, а именно к способам изготовления теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных строительных изделий с использованием вспененного полистирола.

Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано для обогащения лома отработанных плавленолитых бадделеитокорундовых материалов – вторичного минерального сырья для изготовления бакоровых огнеупорных футеровок стекловаренных печей.

Настоящее изобретение относится к области прозрачных керамических материалов со структурой иттрий-алюминиевого граната, легированного ионами эрбия и скандия кубической структуры Er:ИАГ(Sc), обладающих свойствами для использования в качестве люминесцентных сцинтилляционных материалов, предназначенных для сканирующих систем медицинской высокоскоростной компьютерной томографии, рентгеновских установок и установок гамма-излучения.

Изобретение относится к способам получения модифицированных волокон оксида алюминия для создания новых материалов, которые позволят работать в окислительных средах при высоких температурах и нагрузках, обеспечивая при этом снижение массы летательных аппаратов.

Изобретение относится к способам защиты углеродсодержащих материалов от окисления и касается защиты от окисления крупногабаритных изделий. Согласно способу заготовку из пористого углеродсодержащего композиционного материала подвергают предварительному силицированию жидкофазным методом при нагреве до 1650-1750°С при давлении в реакторе 600-760 мм рт.ст.

Изобретение относится к получению динасового огнеупорного материала для применения в верхнем строении ванных стекловаренных печей. В соответствии с заявленным способом содержащее карбид кремния зернистое вещество смешивают с по крайней мере одним зернистым кремнезёмистым сырьём и связкой или смесью связок с получением формовочной массы, из которой прессуют кирпичи, которые затем сушат и обжигают при температуре выше 1200°С.

Изобретение относится к промышленному производству корундовой керамики, модифицированной неорганическими связующими, и может применяться, преимущественно, для изготовления крупногабаритных керамических изделий, функционирующих в условиях высоких температур.

Изобретение относится к области синтеза мелкокристаллического титаната бария, используемого для изготовления керамических конденсаторов. Способ включает обработку смеси диоксида титана и барийсодержащего реагента в среде на основе пара воды при повышенных температуре и давлении, при этом в качестве барийсодержащего реагента используется моногидрат нитрита бария Ba(NO2)2⋅H2O и обработку реагентов ведут в среде смеси пара воды и аммиака; смесь порошков моногидрата нитрита бария и оксида титана берут в мольном отношении [Ва(NO2)2⋅Н2O]/ТiO2 от 1,0 до 1,3; в реакционном пространстве мольное отношение NH4OH/Н2О=1/5; термообработку смеси реагентов паром, содержащим аммиак, ведут в течение времени от 1 до 16 часов в изотермических условиях при температуре, выбранной в интервале от 250 до 400°С со скоростью нагрева в интервале 50-100°С/ч и давлении пара воды от 3,98 до 26,1 МПа.
Изобретение относится к огнеупорным продуктам в виде сухой минеральной шихты из огнеупорных минеральных материалов, которая может быть использована для получения формованного огнеупорного кирпича или монолитной футеровки печей для выплавки цветных металлов.

Изобретение относится к производству стеклокерамического композиционного материала и может использоваться в электротехнической и радиотехнической промышленности, в производстве корпусов и подложек для интегральных схем и многослойных керамических плат многокристальных керамических модулей (МКМ).

Изобретение описывает высокотемпературный пьезоэлектрический керамический материал на основе метаниобата лития, включающий LiNbO3 и добавку А2+TiO3, где А2+ - Cu, Ni, Со и состав отвечает формуле (1-x)LiNbO3-xA2+TiO3, при этом х=0.005-0.030.

Изобретение относится к получению керамических сотовых структур для извлечения диоксида углерода или других газообразных химических соединений из газовых потоков или в качестве каталитических преобразователей.

Изобретение относится к производству легковесного керамического теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного материала, который может быть использован для тепловой изоляции зданий, сооружений и различных промышленных установок. Способ включает смешение предварительно обработанного на камневыделительных вальцах кремнеземсодержащего компонента в виде трепела и щелочного компонента в виде соды кальцинированной технической, гомогенизацию сырьевой смеси и обжиг в металлических формах. Предварительно обработанный трепел сушат до достижения влажности сырья не более 3 , гомогенизацию сырьевой смеси осуществляют путем совместного помола компонентов в шаровых мельницах до удельной поверхности не менее 500 м2кг. Обжиг проводят со скоростью от 1,5 до 4,5°Смин до температуры от 750 до 850°С с выдержкой при максимальной температуре в течение 30 мин. При этом используют трепел следующего минералогического состава: кристобалит 40,5-45,5 , гейландит 14,8-19,8 , мусковит 9,2-14,2 , кальцит 7,5-13,5 , кварц не более 12,0 , тридимит не более 1,0 , а содержание соды кальцинированной технической составляет от 15 до 20 от массы шихты. Технический результат изобретения – упрощение способа производства изделий. 3 пр.

Наверх