Спосіб виготовлення теплоізоляційних блоків із вогнетривкого волокнистого матеріалу

Способ изготовления теплоизоляционных блоков из огнеупорного волокнистого материала, включающий формирование заготовки блока путем укладки слоев волокнистого материала с последующим их уплотнением, отличающийся тем, что уплотнение заготовки блока производят с удельным давлением 0,002–0,01 Н/мм2 с дополнительным одновременным обжигом при температуре на 10–15% выше температуры применения волокнистого материала. Ю (13) 29445 (11) UA Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления теплоизоляционных блоков из огнеупорного волокнистого материала, включающем формирование заготовки блока путем укладки слоев волокнистого материала с последующим их уплотнение. Согласно изобретению уплотнение заготовок блока производят с удельным давлением 0,002–0,01 Н/мм2 с дополнительным одновременным обжигом при температуре на 10– 15% выше температуры применения волокнистого материала. Особенностью предлагаемого способа является отсутствие связки и одновременное воздействие на заготовку давления и температуры – более высокой, чем температура службы самого волокна, благодаря чему создается хороший контакт между единичными волокнами, способствующим частичному спеканию материала и образованию жесткого каркаса, что делает изделия более термостабильными. В лаборатории УкрНИИО были изготовлены блоки по предполагаемому изобретению и прототипу. Блоки изготавливали с применением связующего – по прототипу и без него – по предполагаемому изобретению. Согласно предполагаемого изобретения рулон волокнистого материала в зависимости от требуемого размера блока разрезают на пластины и укладывают друг на друга либо укладывают в виде "гармошки". Полученную заготовку помещают на огнеупорную подложку и сверху прикладывают нагрузку, с удельным давлением 0,002–0,01 Н/мм2. Обжиг проводят в периодической печи при температуре на 10–15% выше, (19) Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано для теплоизоляции печей и тепловых агрегатов. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления изделий для высокотемпературной теплоизоляции, включающий укладку на перфорированную поверхность разноплотных слоев керамоволокнистых гидромасс с последующим уплотнением или прокаткой. Недостатком этого способа является то, что в процессе службы при воздействии температуры происходит спекание волокон со связкой, сопровождаемое увеличением кажущейся плотности, линейной усадки, а температура применения изделий не превышает температуру службы волокнистого материала. В основу изобретения поставлена задача создания способа изготовления теплоизоляционных блоков из огнеупорного волокнистого материала, в котором уплотнение заготовки блока производят с удельным давлением 0,002–0,01 Н/мм2 с дополнительным одновременным обжигом при температуре на 10–15% выше температуры применения волокнистого материала, что обеспечивает снижение кажущейся плотности, теплопроводности и повышение термостабильности с сохранением прочности, вследствие чего упрощается сам способ изготовления, т.к. исключает применение связующего, приготовление гидромассы и сушку изделий, а также снижается материалоемкость тепловых агрегатов (замена плотных огнеупоров на легковесные волокнистые). C2 ______________________________ 29445 чем температура применения волокна. Этот способ можно осуществлять и на прессе горячего прессования. Изобретение иллюстрируется примерами, приведенными в таблице. Из приведенных в таблице данных следует, что наиболее высокие показатели свойств получены в примерах 1–3. При увеличении или уменьшении удельного давления формования, независимо от вида волокна, увеличивается теплопроводность и дополнительная линейная усадка, характеризующая термостабильность блоков. По сравнению с прототипом волокнистые блоки обладают теплопроводностью ниже на 37– 46% и значительно более высокой термостабильностью, что подтверждается меньшими значениями дополнительной линейной усадки при температуре эксплуатации в 6–13 раз. При снижении температуры обжига менее, чем на 10% (пример 4) не достигаются заявляемые показатели качества блоков – снижается прочность и увеличивается дополнительная линейная усадка. При повышении температуры обжига более чем на 15% (пример 5) увеличивается кажущаяся плотность и, следовательно, ухудшается показатель теплопроводности. Таким образом, предлагаемый способ дает возможность получать волокнистые блоки с высокими теплофизическими характеристиками, что позволит снизить материалоемкость тепловых агрегатов (замена плотных огнеупоров на легковесные волокнистые), увеличить их производительность, а также сэкономить топливно-энергетические ресурсы по сравнению с прототипом. Предлагается способ более простой, не трудоемкий, исключает применение связующего и приготовление гидромассы, а также такой технологический передел, как сушка изделий. Предлагаемая безотходная технология, нет вредных выделений, что исключает необходимость строительства очистных сооружений. Способ изготовления теплоизоляционных блоков из огнеупорного волокнистого материала и их свойства Примеры прототип Наименование 1 предл. каолин. вол. 50% глин. связ. 50% алюмосил. вол. 100% 2 предл. 3 предл. поликрист. поликрист. вол. Al2О3 вол. Zr2О3 100% 100% 4 запред. 5 запред. алюмосилик. вол. 100% поликрист. вол. Al2О3 100% 1. Формование заготовки путем укладки слоев волокнистого мате+ + + + риала + + 2. Уплотнение с удельным давлением 0,005–0,02 Н/мм2 + + + + + + 3. Уплотнение с удельным давле0,002 0,01 0,001 0,02 0,006 нием 0,005–0,01 Н/мм2 1200 1550 1200 1400 1400 4. Температура применения, оС 1200 5. Температура обжига с превышением температуры, оС 1320 на 10% 1575 12,5% 1356 13,0% 1767 14,0% 1610 15,0% 1272 6,0% 18,0% 1652 Свойства: 186 200 310 178 197 1. Кажущаяся плотность, кг/м3 416 0,14 0,17 0,19 0,15 0,15 0,24 2. Теплопроводность при 600оС 3. Предел прочности при изгибе, 0,4 0,2 0,4 0,4 0,6 0,4 Н/мм2 о о о о о о 4. Дополнительная линейная усад- при 1350 С при 1350 С при 1550 С при 1750 С при 1350 С при 1350 С 2 часа 2 часа 2 часа 2 часа 2 часа 2 часа ка, %, как показатель термоста10,8 0,8 1,7 3,0 1,4 1,6 бильности Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122) 3 – 72 – 89 (03122) 2 – 57 – 03 2