ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ПРОИЗВОДСТВА ОБЛИЦОВОЧНОГО ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА

Область техники
Полезная модель относится к производству строительных материалов, а именно к производству облицовочно-теплоизоляционного материала.
Уровень техники
Пеносиликат вообще и пеностекло, в частности, являются неорганическими силикатными материалами, содержащими в своем объеме значительные количества газовой фазы. Процесс получения этого материала заключается в изготовлении шихты, состоящей на 95÷97% из стекла и на 5÷3% из газообразователей (карбонатных, например, известняка или углеродных, например, древесного угля, кокса, сажи), нагревании шихты до температуры 850÷875°С. При этой температуре зерна стекла спекаются, а образовавшиеся в результате разложения газообразующих добавок газы вспучивают высоковязкую стекломассу. После отжига и охлаждения получается пористый материал с высокими теплоизоляционными свойствами и большой механической прочностью [1].
Общие вопросы получения пеностекла описаны в монографиях [2, 3]. Отмечается, что для различных потребительских целей изготавливают пеностекло, как в виде блоков различной формы, так и в виде кусков правильной (обычно сферической) или неправильной формы. Для изготовления блоков смесь сырьевых порошков засыпают в формы и подвергают термической обработке.
Для различных целей пеностекло может быть получено в виде трех основных потребительских материалов: блоков, гравия (гранулы) и кусков неправильной формы (щебень). Существующие методы не позволяют получать материал белого или иного, кроме черного, цвета.
Для получения блоков пеностекла обычно используют в качестве сырья смесь порошков стекла и газообразующего компонента, как это предлагается в вышеупомянутых монографиях [2, 3]. Смесь помещают в жаропрочные формы, которые нагревают до размягчения стекла и газовыделения в системе, что для большинства стекол происходит при температурах примерно 750-900°С. В результате после охлаждения получают блоки пеносиликатных материалов.
Помимо непосредственного использования порошков стекла возможна их предварительная агрегация в более крупные тела. Например, в патенте РФ [6] «Способ получения блочного пеностекла» описан способ получения пеностекла, при котором смесь порошка стекла, воды, натриевого жидкого стекла, активной сажи, сульфата натрия, активного кремнезема и оксида бора гранулируют в частицы диаметром 30-2000 мкм, засыпают в металлические формы, уплотняют и подвергают спеканию, вспениванию, закалке. Полученное блочное пеностекло отжигают.
Возможно использование в качестве сырцовых гранул и более крупных, чем описано выше сферических тел. Так в патенте РФ [7] предварительно полученные сырцовые гранулы помещают в жаропрочные формы и подвергают термообработке.
Для изготовления блоков пеносиликата возможно предварительное изготовление сырцового блока, например, как описано в патентах РФ [8, 9].
Однако все известные решения не позволяют получать цветные пеносиликатные плиты, что связано с обязательным наличием во вспениваемой композиции углеродной составляющей, это придает получаемому пеносиликату черный цвет. Возможность получения окрашенных пеносиликатов напрямую связана с синтезом белого пеносиликата, так как белый пеносиликат может быть окрашен добавлением ионов металлов практически в любые цвета и оттенки.
Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является патент РФ на полезную модель «Комплексная технологическая линия производства пеносиликатных материалов» [10].
Недостатками известной комплексной технологической линии производства пеносиликатных материалов является сложность получения блоков пеносиликата требуемого размера и невозможность изготовления белых или цветных изделий, пригодных для облицовки.
Сущность полезной модели
Задачей создания полезной модели является разработка технологической линии производства облицовочного теплоизоляционного материала.
Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных в 1-м пункте формулы полезной модели, общих с прототипом таких, как технологическая линия производства облицовочного теплоизоляционного материала, включающая последовательно установленное и взаимосвязанное посредством транспортеров и трубопроводов следующее оборудование: склад стеклобоя, сушилку для стеклобоя, магнитный сепаратор, бункер для пенообразующей добавки, измельчитель, смеситель, бункер для жидкого стекла, печь термообработки и склад готовой продукции, и отличительные существенные признаки, такие как линия снабжена весовым дозатором, входы которого подключены к бункеру пенообразующей добавки, магнитному сепаратору, а выход соединен с измельчителем, при этом первый вход смесителя связан с измельчителем, второй вход связан с бункером колеровочной добавки с дозатором и третий вход соединен через дозатор жидкостей с бункером жидкого стекла и бункером воды, выход смесителя через дозатор пасты связан с дополнительной технологической ниткой, включающей набор форм с транспортным устройством, термостат, склад сырцовых блоков, печь термообработки, калибровочно-фрезерную установку, которая в свою очередь связана со складом готовой продукции.
В пункте 2 формулы полезной модели отмечается, что в качестве измельчителя используют шаровую мельницу периодического действия.
Технический результат - создание технологической линии, которая позволяет получить блоки пеносиликата требуемого размера, белого или цветных изделий, пригодных для облицовки.
Вышеперечисленная совокупность существенных признаков не известна из уровня техники, следовательно, предлагаемое техническое решение обладает новизной.
Иллюстрация полезной модели
На рисунке изображена блок-схема предлагаемой технологической линии (фиг.). Технологическая линия производства облицовочного теплоизоляционного материала, включающая последовательно установленное и взаимосвязанное посредством транспортеров и трубопроводов следующее оборудование: склад стеклобоя 1, сушилку для стеклобоя 2, магнитный сепаратор 3, бункер для пенообразующей добавки 4, измельчитель 5, смеситель 6, бункер для жидкого стекла 7, печь термообработки 8 и склад готовой продукции 9.
Она снабжена весовым дозатором 10, входы которого подключены к бункеру пенообразующей добавки 4, магнитному сепаратору 3, а выход соединен с измельчителем 5. Первый вход смесителя 6 связан с измельчителем 5, второй вход связан с бункером колеровочной добавки с дозатором 11 и третий вход соединен через дозатор жидкостей 12 с бункером жидкого стекла 7 и бункером воды 13, выход смесителя 6 через дозатор пасты 14 связан с дополнительной технологической ниткой, включающей набор форм 15 с транспортным устройством 16, термостат 17, склад сырцовых блоков 18, печь термообработки 8, калибровочно-фрезерную установку 19, которая в свою очередь связана со складом готовой продукции 9.
В качестве измельчителя используют шаровую мельницу периодического действия.
Технологическая линия производства облицовочного теплоизоляционного материала работает следующим образом.
Стеклобой белого цвета поступает на склад стеклобоя 1, откуда через сушилку для стеклобоя 2 и магнитный сепаратор 3 подается в весовой дозатор 10 и отмеренное количество - в измельчитель 5, представляющий собой шаровую мельницу периодического действия. Из бункера пенообразующей 4 через весовой дозатор 10 в измельчитель 5 также дозируется соответствующая добавка. Пенообразующая добавка представляет собой карбонаты натрия, магния или кальция или гидроксид натрия. В шаровой мельнице происходит совместный помол компонентов. Смесь порошков из шаровой мельницы - измельчителя 5 - подается в смеситель 6. Кроме того, для придания готовому материалу требуемого цвета в смеситель подается из бункера колеровочной добавки 11 порошок колеровочной добавки через дозатор. В тот же смеситель 6 подаются жидкости. Жидкое стекло подается из бункера для жидкого стекла 7, а вода из бункера воды 13. Жидкости подаются в смеситель 6 через дозатор жидкостей 12. Смеситель 6 представляет собой бетономешалку гравитационного или лопастного типа. В смесителе 6 после загрузки дозированных количеств порошка и жидкостей происходит смешение компонентов до образования однородной пасты. Паста через дозатор пасты 14 подается в формы для получения сырцовых блоков 15, которые транспортное устройство 16 перемещает в термостат 17. Термостат 17 представляет собой термостатируемую камеру. В термостате происходит отверждение пасты и образование прочных сырцовых блоков заготовок. После выдержки формы извлекаются из термостата 17, готовые сырцовые заготовки извлекаются из форм и помещаются на промежуточный склад сырцовых блоков 18. Для получения плиток теплодекора сырцовые заготовки непрерывно подаются в туннельную печь термообработки 8, представляющую собой туннельную печь с системой
3
3
транспортировки внутри для продольного перемещения заготовок вдоль печи. В процессе прохождения через печь сырцовые блоки нагреваются до газообразования внутри блоков и вздутия блоков. В процессе термообработки линейные размеры блоков увеличиваются в 1,65-1,75 раза, однако общая форма блоков при этом остается неизменной. Кажущаяся плотность блоков изменяется от 1900 кг/м до 250-350 кг/м. Блоки имеют ровную наружную поверхность, боковые грани могут иметь отклонения от заданных размеров в пределах 1-5 мм. Для придания блокам точных геометрических размеров и возможности использовать их для облицовки, они проходят дополнительную обработку на калибровочно-фрезерной установке 19. Готовые блоки поступают на склад готовой продукции 9.
Предлагаемая технологическая линия испытана в промышленном производстве, следовательно, соответствует критерию промышленная применимость. Обеспечивает стабильно хорошее качество экологически чистой продукции - облицовочно-теплоизоляционного материала.
Из описания и практического применения настоящей полезной модели специалистам будут очевидны и другие частные формы ее выполнения. Данное описание и пример рассматриваются как материал, иллюстрирующий полезную модель, сущность которой и объем патентных притязаний определены в нижеследующей формуле полезной модели, совокупностью существенных признаков и их эквивалентами.
Список литературы.
1. Краткая химическая энциклопедия // Советская энциклопедия. - М. - 1965. - Т.4.- С.1033-1034.
2. Демидович Б.К. Производство и применение пеностекла. Минск, Наука и техника, 1972, с.304.
3. Демидович Б.К. Пеностекло. Минск, Наука и техника, 1975, с.248.
6. Патент на изобретение РФ №2187473, МКИ С03В 19/08. Способ получения блочного пеностекла / С.А.Суворов, А.П.Шевчик, B.C.Можегов, ЛИ Чы-Тай. - Заявл. 12.07.2000. - Опубл. 20.08.2002. - Прототип.
7. Патент на изобретение РФ №2225373, МКИ С03С 11/00. Способ получения блоков пеносиликата / А.А.Кетов, И.С.Пузанов, М.П.Пьянков, Д.В.Саулин. - Заявл. 6.09.2002. - Опубл. 10.03.2004. Бюл. №7.
8. Патент на изобретение РФ №2167112, МКИ С03С 11/00. Способ получения пеностекла / А.А.Кетов, А.И.Пузанов, И.С.Пузанов, М.П.Пьянков, Д.В.Саулин. - Заявл. 15.05.2000. - Опубл. 20.05.2001. Бюл. №14.
9. Патент на изобретение РФ №2272006, МКИ С03С 11/00. Пеностеклокристаллический материал и способ его получения / А.А.Кетов, И.С.Пузанов, М.П.Пьянков, Д.В.Саулин. - Заявл. 24.08.2004. - Опубл.20.03 2006. Бюл. №8.
10. Свидетельство на полезную модель РФ №46751, МКИ С03С 11/00. Комплексная технологическая линия производства пеносиликатных материалов / А.А.Кетов, И.С.Пузанов, М.П.Пьянков, А.С.Россомагина, Саулин Д.В. - Заявл. 14.02.2005. - Опубл. 27.07.2005. - прототип.