Теплоизоляционные материалы волокнистой структуры из базальта и золошлаковых отходов, полученные с использованием электромагнитного реактора

• Автор: Кондратенко, Анатолий Сергеевич
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Улан-Удэ
• Количество страниц: 158 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. УСТАНОВКИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ И

ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОЛОКНИСТЫХ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

1Л. Установки для получения теплоизоляционных материалов

1Л Л Шахтные печи (вагранки)

1Л.2 Ванные печи

1Л.З. Электродуговые печи

1Л .4. Индукционные печи

1 Л.5 Плазменные установки

1.2. Краткая характеристика минеральных волокнистых

теплоизоляционных материалов
1.2.1 Шлаковая вата
1.2.2 Базальтовая вата
1.2.3 Стекловата
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ СЫРЬЕВЫХ
МАТЕРИАЛОВ
2.1. Общая характеристика базальта и золошлака
2.2. Методика исследования исходных материалов
2.2.1. Минералогический анализ Селеядумского базальта
2.2.2. Анализ золошлака окино-ключевского угля
2.3. Минерально-химический состав золошлака окино-ключевского угля и базальта
Селендумского месторождения
2.4. Исследование вещества золошлака окино-ключевского угля и базальта Селендумского месторождения с помощью спектрального микроскопического анализа
2.5. Расчет процесса высокотемпературной плавки золошлака окино-ключевского угля и базальта
Селендумского месторождения
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ РАСПЛАВА И ВОЛОКОН ИЗ БАЗАЛЬТА СЕЛЕНДУМСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ И ЗОЛОШЛАКОВЫХ ОТХОДОВ
ОКИНО-КЛЮЧЕВСКОГО УГЛЯ

3.1. Методика экспериментальных исследований и
основное оборудование
3.2. Обоснование выбора в качестве способа плавления
сырьевых материалов электромагнитного технологического реактора
3.3. Опытно-промышленные установки для
получения минерально-волокнистых материалов
3.4. Исследование режимов плавления сырья для получения
расплава и волокон
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ ПОЛУЧЕННЫХ ИЗ БАЗАЛЬТА И ЗОЛОШЛАКОВОГО ОТХОДА ТЭС С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО РЕАКТОРА
4.1. Изучение физико-химических свойств волокон из базальта Селендумского месторождения и золошлака окино-ключевского угля
4.2. Производство изделий полученных на основе минеральных волокон из базальта
и золошлаковых отходов и изучение их свойств
4.2.1. Определение средней плотности минераловатных ковров
4.2.1. Определение коэффициента теплопроводности минераловатных ковров
4.3 Расчет экономической эффективности производства минеральных волокон полученных с помощью
электромагнитного технологического реактора
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы.
Потребность различных отраслей промышленности в теплоизоляционных строительных материалах постоянно возрастает. На сегодняшний день наибольшее применение находят теплоизоляционные материалы на основе минеральных волокон. Для производства минеральных волокон в Российской Федерации имеются неограниченные ресурсы горных пород, таких как базальт, габбро, диабаз, порфирит и другие.
Для производства минеральных волокон также используются техногенные отходы, образующиеся при сжигании твердого топлива. Образование огромного количества золошлакоотходов имеет тенденцию значительного роста в будущем, что способствует накоплению твердых отходов.
Переработка твердых отходов в эффективные строительные материалы является важной научно-технической задачей. Золошлаковые отходы имеют повышенную температуру плавления, поэтому не могут быть использованы для производства минеральной ваты с помощью известных теплоагрегатов (вагранок, ванных печей и т. д.).
Во всем мире ведутся работы по получению волокнистых теплоизоляционных материалов с высокими физико-химическими и механическими свойствами. Однако едва ли не главной проблемой, наряду с соблюдением требований ГОСТ к качеству волокнистых материалов, всегда была и остается проблема снижения энергозатрат и себестоимости производства теплоизоляционных материалов. Решение этих сложных, порой противоречивых проблем требует проведения предварительных экспериментальных и теоретических исследований сырья с целью выработки практических рекомендаций для производства теплоизоляционных материалов с использованием современных достижений науки и новых технических решений.

1.2.3 Стекловата
Стекловата структурно представляет собой слой тонких стеклянных нитей (средняя длина около 5 см), сформированных в маты различной толщины. Технологии получения волокон также могут быть разными (раздув потоком раскаленных газов, вытяжка расплава через фильеры и пр.) [63].
Одно из свойств стекловаты - упругость, позволяющая сжимать готовую продукцию в 3-4 раза. Благодаря этому свойству стекловату часто скатывают в рулоны, а перед укладкой раскатывают, и материал возвращается к исходному объему. Остальные свойства у стекловолокнистых изделий - это пожаробезопасность, химическая инертность и механическая прочность [64]. Стоит отметить также ее высокую звукоизолирующую способность и нетоксичность.
Для получения стеклянного волокна используют то же сырье, что и для производства обычного стекла или отходы стекольной промышленности [65]. Для изготовления стекловолокна служит шихта, состоящая из кварцевого песка, известняка (доломита) и соды (карбонат натрия), смешанных в определенной пропорции. Шихта расплавляется в стекловаренной ванной печи и перерабатывается в стекловолокно [66].
В качестве сырья для стекловаты вполне подходят отходы стеклолитейной промышленности, что делает совмещение производств стекла и стекловолокна весьма эффективным с экономической точки зрения. Стекло для получения минеральной ваты с целью снижения температуры, уменьшения времени варки и повышения водостойкости дополнительно содержит 1102 и Р205 [66, 67]. Усредненный состав для производства стекловаты показан в таблице 1.6.
Таблица 1.6Химический состав шихты для стекловаты
Химические соединения Содержание, в % от массы
БіОг 52
АБО, 13,5-16,
СаО
0,0-4,
В2О3 мин. 5,