Вибропрессованные теплоизоляционные высокотемпературные материалы из глино-древеснопылевых смесей

Вибропрессованные теплоизоляционные высокотемпературные материалы из глино-древеснопылевых смесей

Автор: Шелковкин, Олег Геннадьевич

Шифр специальности: 05.23.05

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2002

Место защиты: Москва

Количество страниц: 171 с. ил

Артикул: 2322208

Автор: Шелковкин, Олег Геннадьевич

Стоимость: 250 руб.

Вибропрессованные теплоизоляционные высокотемпературные материалы из глино-древеснопылевых смесей  Вибропрессованные теплоизоляционные высокотемпературные материалы из глино-древеснопылевых смесей 

1. Получить из древесных отходов эффективную выгорающую добавку с низким коэффициентом анизометрии.
2. Изучить возможность получения легковесных изделий из чистых глин на основе полученной древесной выгорающей добавки.
3. Определить рациональный состав формовочной смеси и исследовать влияние технологических параметров порядка приготовления формовочной смеси, бегунной обработки, вибропрессования, сушки, обжига на физикомеханические и термомеханические свойства легковеса,
4. Построить математическую модель технологии и решить задачи оптимизации основных технологических переделов.
5. Провести опытнопромышленную апробацию и исследовать
техникоэкономическую эффективность разработанной технологии.
Научная новизна
обоснована и экспериментально подтверждена гипотеза о возможности получения бесшамотных легковесов из глинодревеснопылевых смесей путем комплексного воздействия на них бегунной обработки и вибропрессования
разработаны и экспериментально подтверждены принципы механизма придания частицам древесной выгорающей добавки правильной формы с коэффициентом анизометрии от 1 до
построена математическая модель новой технологии, характеризующая отдельных параметра, позволяющая осуществить анализ отдельных технологических переделов I измельчения выгорающей добавки, II перемешивания в бегунах. I перемешивания с водой, IV формования на вибропрессе, V сушки огнеупоров, VI обжига. Решены задачи оптимизации
установлены зависимости прочности готовых изделий от вида, размера и формы частиц древесной выгорающей добавки
установлены зависимости равномерного распределения выгорающей добавки по всему объему от режимов бегунной обработки глинодревеснопылевых смесей
установлены зависимости плотности сырца от параметров вибропрессования
установлены зависимости прочности готовых изделий от плотности сырца
установлены зависимости параметров сушки сырца от количества и свойств введенной выгорающей добавки
установлены зависимости прочности готовых изделий от режимов обжига.
Практическая значимость работы. Разработаны составы и технология вибропрессованного легковеса из глинодревеснопылевых смесей. Получены изделия плотностью кгм3 и прочностью на сжатие 3,,2 МПа, теплопроводностью при температуре 0 сС на горячей поверхности 0,0, Втм .
Применение предлагаемой технологии позволяет перейти на
конвейерную схему производства значительно сократить сроки сушки повысить прочность сырца и готовых изделий исключить из состава шихты самый энергоемкий компонент шамот исключить обрезку и шлифовку изделий сократить количество брака, ликвидировать парк металлических форм.
Внедрение результатов работы. Разработанная технология опробована на ЗАО Домогнеупор Московская сбл., г Домодедово, где была выпущена опытная партия изделий средней плотностью кгм3, прочностью на сжатие 3,,2 МПа.
Опытнопромышленное опробирование показало, что полученные изделия по физикотехническим характеристикам превышают заводские
Апробация работы. Результаты исследований доложены на трех научнопрактических конференциях МГСУ в г.г.
На защиту выносятся
возможность получения легковесных изделий с улучшенными свойствами из чистых глин на основе древесной выгорающей добазки с низким коэффициентом анизометрии
результаты исследований по получению эффективной выгорающей добавки с частицами, формфактор которых изменяется от 0,4 до 1, из самого распространенного и дешевого сырья древесных отходов
режимы вибропрессования глинодревеснопылевых масс
результаты исследования влияния порядка приготовления шихты на свойства готовых изделий
результаты исследования возможности контроля конечных размеров готового продукта по параметрам формовочной смеси
результаты исследования режима и порядка проведения обжига бесшамотного легковеса,
моделирование, статистический анализ и результаты оптимизации технологии бесшамотного вибропрессованного легковеса
результаты опытнопромышленной апробации предложенной технологии и е техникоэкономическая целесообразность.
Глава 1. Анализ современного состояния технологии изготовления легковесных огнеупоров
1.1. Зарубежный и отечественный опыт производства легковесных огнеупорных изделий
Производство поризованных высокотемпературных материалов самая перспективная отрасль огнеупорной индустрии. Вместе с тем эти материалы наиболее сложный объект исследований.
Существует много способов придания огнеупорным материалам пористой структуры
1.Введение в исходную массу пористого наполнителя природного или искусственного.
2.Вспучивание в ходе термической обработки всей массы или отдельных е компонентов.
3.Введение в массу и последующее удаление испарением, возгонкой, растворением, выжиганием добавок, образующих поры.
4.Минералообразование в обжиге, связанное с увеличением пористости.
5.Вовлечение в суспензию или в расплав воздуха и закрепление образующихся пузырьков
6 Образование в суспензии или в расплаве пузырьков газа в результате химических реакций взаимодействия или разложения вводимых добавок.
Образование волокнистого каркаса, применяя высокотемпературостойкие волокна и связующие вещества.
На сегодняшней день на специализированных предприятиях России, производящих легковесы, используют в основном пенометод , комбинированный метод 5, способ выгорающих добавок 6 и метод создания волокнистого каркаса . Изделия выпускают со средней плотностью 0 кгм3, значительную часть которых составляют шамотные легковесы .
Пеновый способ. Для производства огнеупорных легковесов пеновый способ впервые был применен в СССР в г. 2, и в
последствии нашел довольно широкое применение как у нас, так и за рубежом.
Производство легковесных изделий по этому способу осуществляется в 6 этапов
1.Приготовление пены
2.Приготовление шликера.
3.Смешивание пены со шликером твердые частицы шликера адсорбируются и удерживаются на пленках пены, образующих стенки пор.
4.Формовка изделий разливка пеномассы по формам.
5.Сушка и обжиг до спекания ячеистого каркаса
6.Шлифовка изделий.
Дисперсность минеральной составляющей шихты является особо важным технологическим фактором в производстве пенолегковесных изделий, определяющим стабильность пеномассы и прочностные свойства огнеупора, которые улучшаются с возрастанием тонкодисперсных фракций и уменьшением максимального размера зерен 5.
В качестве пенообразователей применяют канифольное мыло, сапонин, эмульсии и другие поверхностноактивные вещества, а для повышения стойкости пены столярный клей.
Закрепление пены достигается введением в шихту значительного количества непластичных материалов, жадно поглощающих воду, например, шамота, опилок, либо солей, кристаллизирующихся с большим количеством гидратной воды квасцы.
Пеномасса в процессе сушки имеет в ряде случаев тенденцию расслаиваться. Однородность изделий в связи со слоистостью резко уменьшается, в центре кирпич оказывается более плотным. Расслоение связано с неравномерностью сушки пеномассы в форме отставание сушки нижней от центральной части кирпича и недостаточной силой сцепления частиц массы. Кроме того, слоистость может явиться следствием недостаточной однородности пеномассы в результате плохого смешивания пены со шликером. При размере частиц более некоторой критической величины для данной плотности получение устойчивой пены становится невозможным.
грубые частицы не удерживаются в пленках пены, флотируют в нижние слои, расслаивая и разрушая пеномассу2.
Введение


Такие плиты выпускаются Апрелевским опытным заводом теплоизоляционных изделий. Однако, в настоящее время организован выпуск только высокоглиноземистого волокна и теплоизоляционных плит на его основе. Ассортимент изделий ограничен. Волокнистые материалы с температурой применения выше СС промышленность не выпускает изза отсутствия приемлемой технологии изготовления высокоогнеупорных волокон . Способ выгорающих добавок, применяемый для получения пористой керамики не сложен и поэтому получил широкое распространение, как у нас, так и в зарубежной практике. Его используют для получения пористого строительного кирпича, диатомитовых трепельных теплоизоляционных изделий, шамотных, высокоглиноземистых, корундовых и других видов легковесов , , , 2, , , 7. Выгорающие добавки тщательно перемешивают с основным сырьем и из приготовленной массы формуют изделия полусухим прессованием, экструзионным способом или литьем, способом самоуплотняющихся масс. Отформованные изделия сушат и обжигают. В качестве выгорающих добавок в современной практике используют древесные опилки, древесную муку, древесный уголь, продукты коксования кокс, нефтяной кокс, различные виды каменных углей антрацит, бурый, битуминозные угли, термоантрацит, горючие сланцы, графит, торф, сежу, рубленую
солому, молотую ветошь, бумажную и пробковую пыль, мякину, полистирол, просяную и рисовую шелуху, пшенную и манную крупу и др. Особенно широко в качестве выгорающих добавок применяют опилки различных древесных пород. Предпочтительнее использовать опилки твердых пород древесины дуб, вишня, орех, каштан , , 9, , так как мягкие породы дают крупные опилки, ухудшающие формовочные свойства масс и пористое строение изделий. Однако, использование опилок связано с рядом технологических трудностей. Вопервых, опилки, впитывая влагу, набухают, что часто приводит к неравномерной усадке и короблению изделий при сушке . Вовторых опилки являются отощителем и их чрезмерно большое количество ухудшает формовочные свойства массы теряется е связность. Втретьих, при прессовании они придают массе значительное упругое последействие и поэтому формование изделий производят методом литья или экструзионным методом. Вчетвертых, опилки отличаются непостоянством свойств, даже в пределах одной партии существенно колеблются их средняя плотность, влажность, гранулометрия, оказывающие большое влияние на технологию и свойства изделий9. Впятых, опилки трудно равномерно распределить в массе материала, размер и форма их частиц не позволяет получать равномерно распределенную мелкую пористость. Изделия, полученные выжиганием опилок, обычно характеризуются низкой прочностью , . Однако, эти мероприятия в значительной степени усложняют технологический процесс, а в ряде случаев снижают качество изделий. Так, например, добавка гипса снижает огнеупорность, а следовательно, и температуру применения изделий. Более пригодными добавками, с точки зрения получения мелкозернистой пористой структуры и технологичности, являются лигнин, продукты сухой перегонки опилок и стружки, древесная и пробковая мука 2. Использование углистых твердых выгорающих добавок позволяет применять метод полусухого прессования. Однако, в этом случае образующаяся при выгорании углей зола оказывает вредное действие на свойства изделий, значительно снижая их огнеупорность. По данным В. Д. Циглера 1 каждые введенного нефтяного кокса с зольностью не более 3,3 снижают огнеупорность высокоглиноземистых изделий на С. При разработке технологии получения материалов на основе выгорающих добавок варьируют как содержанием последних, так и их гранулометрическим составом. Максимальное содержание выгорающей добавки в шихте ограничивается прочностью получаемых изделий. Влияние содержания и гранулометрии выгорающих добавок на свойства изделий хорошо прослеживаются на легковесном динасе. С увеличением содержания кокса повышаются пористость и проницаемость, но заметно падает прочность именно изза снижения предела прочности при сжатии не удалось получить легковесный динас с кажущейся плотностью менее 0,9 гсм3 методом выгорающих добавок.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.309, запросов: 241