ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ПРОИЗВОДСТВА ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО ЯЧЕИСТОГО ПЕНОКЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА

Полезная модель относится к производству строительных материалов, а именно к производству керамического теплоизоляционного материала ячеистой структуры.
Обычно под керамикой понимают группу материалов неорганического типа, преимущественно на основе силикатов, характерной особенностью которой является наличие в структуре кристаллофазы и стеклофазы. Под пенами понимают грубодисперсные системы «газ - твердое тело» или «газ - жидкость», когда твердая или жидкая фазы образуют ячеистую структуру и внутри ячеек находится газовая фаза. Поэтому пенокерамика представляет собой легкий силикатный материал ячеистой структуры, образующийся в процессе термической обработки сырцовой заготовки до температур 750-850°С.При этой температуре происходит выделение газов, формирование стеклофазы и кристаллофазы керамики. Причем выделяющиеся газы увеличивают кажущийся объем заготовки, образуя ячеистую структуру типа пены. Материал заготовки при таких температурах находится в пластичном состоянии за счет формирования расплава стеклофазы.
По внешнему виду пенокерамика напоминает широко известное пеностекло, общие вопросы получения которого описаны в монографиях [1, 2]. 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 получения блоков пеностекла обычно используют в качестве сырья смесь порошков стекла и газообразующего компонента, как это предлагается в вышеупомянутых монографиях. 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 [3] «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 [4] предварительно полученные сырцовые гранулы помещают в жаропрочные формы и подвергают термообработке.
Однако вышеописанные способы не позволяют получить изделие из вспененного силиката заданной формы. Получаемое аморфное стекло в виде пены должно быть ограничено формой, например, из нержавеющей стали. Для предотвращения оседания пены можно использовать эффект кристаллизации стекла, как это предложено в патенте [5]. Фактически в данном патенте получается пенокерамика, имеющая частично кристаллическое строение. Основные свойства и принципы получения керамики подробно описаны в классических работах А.И.Августинника [6] и Будникова П.П. [7].
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому техническому решению является «Технологическая линия производства облицовочного теплоизоляционного материала» [8].
Технологическая линия-прототип, включает последовательно установленное и взаимосвязанное посредством транспортеров и трубопроводов следующее оборудование: склад стеклобоя, сушилку для стеклобоя, магнитный сепаратор, бункер для пенообразующей добавки, измельчитель (шаровая мельница периодического действия), смеситель, бункер для жидкого стекла, печь термообработки и склад готовой продукции. 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.
3
Недостатками известной комплексной технологической линии производства пеносиликатных материалов является невозможность получения блоков пенокерамики с толщиной более 5-7 см и относительно высокая плотность получаемого материала - выше 270 кг/м и невысокая производительность линии, связанная с необходимостью выдержки пасты до ее схватывания в сырцовую заготовку.
Задачей создания полезной модели является разработка технологической линии производства теплоизоляционного ячеистого пенокерамического материала, пригодного для использования для теплоизоляции зданий и оборудования.
Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных в формуле полезной модели, общих с прототипом таких, как последовательно установленное и взаимосвязанное посредством транспортеров следующее оборудование: склады стеклобоя, сушилку, магнитный сепаратор, бункер газообразующей добавки, весовой дозатор измельчитель - шаровую мельницу, смеситель, бункер для жидкого компонента, дозатор жидкости, дозатор смеси, печь термообработки, калибровочно-фрезерную установку и
склад готовой продукции, при этом первый и второй входы весового дозатора подключены к магнитному сепаратору и бункеру газообразующей добавки, а выход соединен с измельчителем, причем первый вход смесителя связан с измельчителем, второй вход - с дозатором жидкостей и бункером жидкого компонента, а выход смесителя через дозатор смеси связан с печью термообработки, калибровочно-фрезерной установкой и складом готовой продукции, отличающаяся тем, что она включает сушилку глины, выход которой связан с входом бункера кирпичной глины, выход которого подключен к третьему входу весового дозатора и пресс, установленный между дозатором смеси и печью термообработки.
Технический результат - создание технологической линии, которая позволяет осуществить производство теплоизоляционного ячеистого пенокерамического материала, пригодного для использования для теплоизоляции зданий и оборудования.
Вышеперечисленная совокупность существенных признаков не известна из уровня техники, следовательно, предлагаемое техническое решение обладает новизной.
На рисунке изображена блок-схема предлагаемой технологической линии (фиг.). Технологическая линия производства пенокерамического материала, включает последовательно установленное и взаимосвязанное посредством транспортеров и трубопроводов (на чертеже не показаны) следующее оборудование: склады стеклобоя 1, сушилку 2, магнитный сепаратор 3, бункер газообразующей добавки 4, весовой дозатор 5, измельчитель - шаровую мельницу 6, смеситель 7, бункер для жидкого компонента 8, дозатор жидкости 9, дозатор смеси 10, печь термообработки 11, калибровочно-фрезерную установку 12 и склад готовой продукции 13, Первый и второй входы весового дозатора 5 подключены к магнитному сепаратору 3 и бункеру газообразующей добавки 4, а выход соединен с измельчителем 6, причем первый вход смесителя 7 связан с измельчителем 6, второй вход - с дозатором жидкостей 9 и бункером жидкого компонента 8, а выход смесителя 7 через дозатор смеси 9 связан с печью термообработки 11, калибровочно-фрезерной установкой 12 и складом готовой продукции 13.
Линия дополнительно включает сушилку глины 14, выход которой связан с входом бункера кирпичной глины 15, выход которого подключен к третьему входу весового дозатора 5 и пресс 16, установленный между дозатором смеси 10 и печью термообработки 11.
Технологическая линия производства пенокерамического материала работает следующим образом. Несортовой стеклобой, поступает на склад стеклобоя 1, откуда через сушилку для стеклобоя 2 и магнитный сепаратор 3 подается в весовой дозатор 5 и отмеренное количество - в измельчитель 6, представляющий собой шаровую мельницу периодического действия. Кирпичная глина поступает через сушилку глины 14 в бункер кирпичной глины 15 откуда отмеренное в дозаторе 5 его количество также подается в измельчитель 6. Газообразующая добавка представляет собой технический углерод или кокс и подается из бункера 4 в измельчитель 6. После
измельчения всех материалов в шаровой мельнице 6 смесь порошков подается в смеситель 7. В тот же смеситель 7 подается жидкость из бункера жидкого компонента 8 через дозатор жидкостей 9. В смесителе происходит смешение порошка и жидкости до состояния увлажненной смеси. Смесь через дозатор 10 подается на прессование в пресс 16, откуда сырцовые заготовки поступают в проходную печь 11. В процессе прохождения через печь 11 сырцовые блоки нагреваются до температуры 720-820°С до газообразования внутри блоков и вздутия блоков. Линейные размеры блоков увеличиваются в 1,8-2,3 раза. Для придания блокам точных геометрических размеров и возможности использовать их для теплоизоляции, они проходят дополнительную обработку на калиборвочно-фрезерной установке 12. Готовые блоки поступают на склад готовой продукции 13.
Предлагаемая технологическая линия испытана в промышленном производстве, следовательно, соответствует критерию промышленная применимость. Обеспечивает стабильно хорошее качество экологически чистой продукции - пенокерамического теплоизоляционного материала.
Из описания и практического применения настоящей полезной модели специалистам будут очевидны и другие частные формы ее выполнения. Данное описание и примеры рассматриваются как материал, иллюстрирующий полезную модель, сущность которой и объем патентных притязаний определены в нижеследующей формуле полезной модели, совокупностью существенных признаков и их эквивалентами.
Литература
1. Демидович Б.К. Производство и применение пеностекла. Минск, Наука и техника, 1972, с.304.
2. Демидович Б.К. Пеностекло. Минск, Наука и техника, 1975, с.248.
3. 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.
4. 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.
5. 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.
6. А.И.Августинник. Керамика. М.: Промстройиздат.- 1957.
7. Будников П.П. Химия и технология строительных материалов и керамики. М.1965.
8. Патент РФ на полезную модель №67985, МКИ С03С 11/00. Технологическая линия производства облицовочного теплоизоляционного материала / А.А.Кетов. А.В.Конев, И.С.Пузанов, Д.В.Саулин. - Заявл. 02.07.2007. - Опубл. 10.11 2007. Бюл.№31.-прототип