Багатошаровий конструктивно-теплоізоляційний елемент

Изобретение относится к огнеупорным материалам, а именно к производству высокотемпературного слоистого элемента, используемого для футеровок тепловых агрегатов с температурой службы 1000 - 1500°C. Известен слоистый конструктивнотеплоизоляционный элемент, содержащий, мас.%: огнеупорный слой из каолина 10 - 24; шамот 45 70, керамзит 8 - 15, фосфатное связующее 10 - 17, асбестовое волокно 2 - 4; теплоизоляционный слой из каолина 9 - 20, шамота 15 - 30, керамзита 40 - 60, фосфатного связующего 14 - 23, асбестового волокна 2 - 4. Наиболее близким к предлагаемому является многослойный конструктивно-теплоизоляционный элемент, содержащий, мас.%: Поризованный теплоизоляционный слой Недостатком такого многослойного конструктивно-теплоизоляционного элемента является недостаточно высокая термостойкость 45возд. теплосмен и газопроницаемость 0,2мкм 2. Цель изобретения повышение термостойкости и снижение газопроницаемости при сохранении механической прочности и теплопроводности. В качестве сырья использовали; муллитокорундовый кусковой шамот марки ШС-85 Семилукского огнеупорного завода по ТИ завода 199 - 0 - 4 - 01 - 80, заполнитель из карбида кремния черного (ГОСТ 3647 - 80), заполнитель шамотный марки ЗШО (ГОСТ 23037 - 78), волокно из муллитокремнеземистой ваты марки МКРВ (ГОСТ 23619 - 79), асбест, хризотиловый (ГОСТ 12871 - 83), шлак вторичного переплава алюминия Куйбышевского металлургического завода, бентонит тонкомолотый (ТУ 33 - 043), цемент высокоглиноземистый алюмокальциевый быстротвердеющий по ТИ Опытного завода УкрНИИО 207-ИО-282 - 81, цемент глиноземистый по ГОСТ 969 - 77, песок перлитовый вспученный марки М-75 по ГОСТ 10832 - 83, порошок алюминиевый пудры марки ПАП по ГОСТ 5494 71, глинозем по ГОСТ 6912 - 74, алюмофосфатное связующее по ТУ 6 - 18 - 166 - 83, глина огнеупорная марки ЛТ-1 по ТУ 14 - 8 - 152 - 75, стекло натриевое жидкое по ГОСТ 13078 - 81. Для формования многослойного конструктивно-блочного элемента изготавливали массы раздельным смешением компонентов шихты в бетоносмесителе. Приготовление масс и формование образцов многослойного элемента осуществляли следующим образом. Для изготовления теплоизоляционного слоя в бетоносмеситель загружали заполнитель из каолинового шамота, увлажняли водой до насыщения (2%) и перемешивали до однородной влажности массы. К увлажненному шамоту добавляли заполнитель из перлита, волокнистый компонент и порошок алюминиевой пудры. Полученную полусухую массу перемешивали, затем добавляли воду (8%) и перемешивали до однородной влажной массы. После перемешивания добавляли глиноземистый цемент, водоудерживающий материал (в качестве водоуглеродистого материала использовали бентонит) и остальное количество воды и снова перемешивали до однородной массы. Массу укладывали в форму или опалубку толщиной 50 - 70мм и уплотняли вибратором. Для изготовления промежуточного армированного слоя в бетоносмеситель загружали заполнитель из каолинового шамота, увлажняли водой до насыщения (2%) и перемешивали до однородной влажной массы. К увлажненному шамоту добавляли шлак вторичного переплава алюминия. Полученную полусухую массу перемешивали-, затем добавляли воду (4) и перемешивали до однородной влажной массы. После перемешивания добавляли глиноземистый цемент и остальное количество воды (4%) и снова перемешивали до однородной массы. Массу укладывали поверх теплоизоляционного слоя и уплотняли вибратором. Для изготовления огнеупорного слоя в бетоносмеситель загружали заполнитель из плавленого корунда или высокоглиноземистого шамота, увлажняли водой до насыщения (2%) и перемешивали до однородной влажной массы. К увлажненному шамоту добавляли заполнитель из карбида кремния. Полученную полусухую массу перемешивали, затем добавляли воду (4%) и перемешивали до однородной влажной массы. После перемешивания добавляли высокоглиноземистый цемент, водоудерживающий материал - бентонит и остальное количество воды (4%) и снова перемешивали до однородной массы. Массу укладывали поверх промежуточного армированного слоя и уплотняли вибратором. При укладке масс обеспечивали соотношение между толщиной слоев равное 2 : 1 : 1. Укладку и уплотнение слоев массы производили при температуре не ниже +14°C, поверхность образцов блочного элемента покрывали после изготовления мешковиной, регулярно увлажняемой водой. Общий срок твердения образцов не менее 7сут при температуре не ниже +15°C. Многослойный конструктивнотеплоизоляционный элемент по прототипу изготавливают следующим образом. В бетоносмесителе приготавливают, смесь плотного огнеупорного слоя следующегосостава, мас.%: глинозем 51, высокоглиноземистый шамот 29, алюмоборфосфатное связующее (АБФС) 20. Смесь укладывают в форму или опалубку толщиной 50 - 70мм и уплотняют трамбованием. Потом приготавливают смесь поризованного теплоизоляционного слоя следующего состава, мас.%: фосфозит из глинозема фракции 1 - 5мм 35, фракции 5 - 10мм 19, огнеупорная глина 5, перлит 16, алюмохромфосфатное связующее АХФМ 25. Смесь укладывают поверх огнеупорного слоя толщиной 150 - 300мм и уплотняют трамбованием или вибратором. Поверх уплотненного теплоизоляционного слоя толщиной 30 - 50мм заливают и разравнивают смесь эластичного герметизирующего слоя следующего состава, мас.%: шамот 71, неорганический волокнистый компонент 3, жидкое стекло 24, кислый отвердитель 2. Дополнительное уплотнение верхнего слоя не требуется и отформованный конструктивнотеплоизоляционный элемент термообрабатывается при 100 - 110°C в течение 12 - 16ч, после чего он готов к эксплуатации. Составы и свойства образцов многослойного конструктивно-блочного элемента приведены в таблице. Испытания свойств показали, что предлагаемый многослойный конструктивноблочный элемент обеспечивает более высокую (в 2 раза) термостойкость и низкую (0,10 - 0,11мкм 2) газопроницаемость.