RU2290372C1 - Способ производства теплоизоляционного блочного пеностекла - Google Patents
Способ производства теплоизоляционного блочного пеностекла Download PDFInfo
- Publication number
- RU2290372C1 RU2290372C1 RU2005121870/03A RU2005121870A RU2290372C1 RU 2290372 C1 RU2290372 C1 RU 2290372C1 RU 2005121870/03 A RU2005121870/03 A RU 2005121870/03A RU 2005121870 A RU2005121870 A RU 2005121870A RU 2290372 C1 RU2290372 C1 RU 2290372C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- foaming
- glass
- foam glass
- mixture
- furnace
- Prior art date
Links
Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Изобретение относится к производству блочного теплоизоляционного пеностекла. Технический результат изобретения заключается в снижении температуры вспенивания. Порошкообразную смесь стекла, карбонатного газообразователя и химически активного вещества (0,8-5% масс. смеси) нагревают в металлической форме с раздвижными стенками и выталкиваемыми вкладышами в печи. Нагрев в печи до температуры вспенивания 680-740°С ведут 0,8-1,5 часа. Затем блоки пеностекла помещают в печь отжига. Скорость снижения температуры в печи отжига от 600°С до 50°С составляет 1,2-1,6°С/мин. 1 табл.
Description
Изобретение относится к производству пеностекла, высокоэффективного теплоизоляционного материала, широко используемого в строительстве.
Для теплоизоляции применяют пеностекло с замкнутыми, а для звукоизоляции - с сообщающимися порами.
Известно, что качество теплоизоляционного пеностекла при использовании углеродсодержащих пенообразователей (кокс, сажа, антрацит) значительно выше, чем при применении карбонатных пенообразователей (мел, мрамор, доломит), поэтому в мировой практике теплоизоляционное пеностекло в блоках получают исключительно с применением углеродных газообразователей [1].
По этому способу шихту, содержащую тщательно перемешанные тонкомолотые порошки стекла и углеродсодержащего газообразователя, дозируют в металлические формы и направляют в печь вспенивания (1 стадия). В печи вспенивания в течение 1-3 часов осуществляют нагрев до температур вспенивания. Шихта при нагреве претерпевает ряд превращений: при Т>600°С порошок стекла размягчается и спекается, превращаясь в вязкую стекломассу; при температурах выше 750°С углеродный газообразователь с заметной скоростью начинает распадаться с образованием газообразных продуктов. При Т>800°С давление выделяющихся газов и вязкость расплава стекла становятся достаточными для вспенивания стекла с образованием замкнутых газовых ячеек. Вспенивание стекла при использовании углеродных газообразователей обычно проводят при температурах 830-890°С. Процесс вспенивания при этих температурах в зависимости от состава стекла, способа обогрева и конструкции печей продолжается от 30 мин до 1,5 часов. После печи вспенивания форму с блоком пеностекла резко охлаждают до температур 500-600°С, замораживая полученную ячеистую структуру. При этих температурах блоки пеностекла вынимают из форм, чтобы предотвратить их раздавливание металлом в процессе охлаждения в печи отжига. Две боковые стенки форм делают наклонными, что облегчает освобождение блока. Далее следует отжиг в туннельной печи (2 стадия), головная часть которой обогревается. Отжиг необходим для снятия механических напряжений в объеме пеностекла. Это самый медленный процесс производства, продолжительность которого колеблется от 8 до 16 часов. При меньших временах в объеме и на поверхности пеностекла появляются трещины, что снижает прочность и увеличивает водопоглощение. Далее пеностекло механически обрабатывается пилами для придания блоку прямоугольной формы. Эта операция сопровождается выделением большого количества стеклянной пыли и появлением обрезков пеностекла. Пеностекло, получаемое по углеродной технологии двухстадийным способом, имеет замкнутые поры и низкие коэффициенты теплопроводности.
Недостатки известного углеродного способа:
- высокие температуры вспенивания (>800°С), требуют большого расхода энергоносителей и дорогих жаропрочных сталей, снижают сроки службы оборудования и оснастки, а также способствуют кристаллизации стекла, что снижает прочность пеностекла и увеличивает долю перфорированных пор;
- между печами вспенивания и отжига при температурах 500-600°С чаще всего вручную осуществляется опасная операция выемки блоков пеностекла из форм и перегрузка их в печь отжига;
- наличие вредной и трудоемкой механической опиловки всех 6 граней блока пеностекла;
- поры пеностекла содержат токсичный сероводород.
В качестве прототипа принят способ производства теплоизоляционного блочного пеностекла [2].
Способ включает приготовление порошкообразной смеси стекла и газообразователя, нагрев смеси в металлической форме в печи вспенивания, отжиг изделий, при этом в смесь дополнительно вводят минеральное поверхностно-активное вещество в количестве 3-5% масс. смеси, используют карбонатные газообразователи, а также металлические формы, у которых перед печью отжига освобождают крышку и одну из стенок, делая их подвижными, предотвращая раздавливание блока пеностекла в печи отжига, который осуществляют, используя тепло блоков и форм, причем нагрев до температуры вспенивания 750±10°С осуществляют в течение 1-2 часов, непосредственно вспенивание - 20-30 мин, а скорость снижения температуры в печи отжига от 550 до 50°С составляет 0,7-0,8°С/мин.
Недостатки способа:
- требуется большое количество дорогих металлических форм;
- значительные расходы тепла, затрачиваемые на нагрев толстостенных форм от комнатных температур до температур вспенивания;
- транспортная система печи отжига не может использовать более простые и дешевые металлические сетки или ленты и требует большого количества металлических рольгангов большого диаметра и цепных передач;
- большая длина печи отжига (≥45 м);
- длительный цикл производства (≥14 часов).
Перечисленные недостатки прототипа устраняются предлагаемым решением.
Решаемая задача - снижение расхода энергоресурсов, материалоемкости и длительности цикла производства.
Технический результат - повышение технологичности способа получения теплоизоляционного пеностекла в блоках за счет снижения температуры вспенивания, при улучшении его технических характеристик (прочности при сжатии и влагопоглощения), более равномерного нагрева шихты, и расплава за счет тепла химической реакции, в которую вступает активный компонент, и уменьшения времени нагрева шихты, уменьшения длины печи отжига в 1,5-2,0 раза за счет увеличения скорости снижения температуры в этой печи.
Этот технический результат достигается тем, что в способе получения теплоизоляционного блочного пеностекла, включающем приготовление порошкообразной смеси стекла, газообразователя и поверхностно-активного компонента, нагрев смеси в металлической форме в печи вспенивания, непосредственно вспенивание, отжиг изделия, в качестве поверхностно-активного компонента используют химически активное вещество в количестве 0,8-5,0% масс. смеси, обеспечивающем эффект разогревающей шихту химической реакции, продукт которой является поверхностно-активным компонентом, используют также металлические формы с раздвижными стенками и выталкиваемыми вкладышами, на которых блоки пеностекла перемещают в печь отжига из печи вспенивания, где нагрев до температуры вспенивания 680-740°С ведут 0,8-1,5 часа, а скорость снижения температуры в печи отжига от 600 до 50°С составляет 1,2-1,6°С/мин.
Нагрев пеностекольной смеси до температур вспенивания при временах меньших, чем 0,8 часа, приводит к неполному прогреву шихты. При нагреве более 1,5 часа часть газообразователя успевает разложиться, что приводит к образованию толстой остеклованной пленки на поверхности блока или недопениванию пеностекла и, как следствие, разбросу технических характеристик пеностекла. Увеличение скорости охлаждения в печи отжига более чем 1,6°С/мин приводит к накоплению механических напряжений в объеме блока, появлению трещин, уменьшению прочности и увеличению влагопоглощения пеностекла. Скорости охлаждения менее 1,2°С/мин приводят к увеличению длины печи отжига и снижению производительности технологической линии в целом. При температурах вспенивания ниже 680°С не достигаются необходимые значения вязкости расплава стекла и давления газов при использовании карбонатных газообразователей. При температурах выше 740°С структура пеностекла становится крупноячеистой, что приводит к снижению прочности и увеличению влагопоглощения. К тому же более высокие температуры вспенивания приводят к неоправданному расходу энергоносителей.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Из тарного или оконного боя стекла (или специально сваренного с составом, близким к оконному) готовят тонко молотую шихту с удельной поверхностью >400 м2/кг, содержащую стекло (92-98%), химически активное вещество, например, алюминиевую пудру (0,8-5%), которое за счет экзоэффекта химической реакции дополнительно разогревает шихту, образуя продукт, который является поверхностно-активным, что и позволяет получать теплоизоляционное пеностекло с замкнутыми газовыми ячейками, и газообразователь: мел, доломит или мрамор - (1-3%). Увеличение количества химически активного вещества в шихте свыше 5% приводит к неуправляемому нагреву шихты, что приводит к снижению качества пеностекла, а уменьшение его количества менее 0,8% масс. требует повышения температуры вспенивания и приводит к резкому возрастанию объемного влагопоглощения с 1 до 25-30%.
Шихту дозируют в специально разработанную нами форму, которую подают в печь вспенивания туннельного типа, где в течение 0,8-1,5 часов осуществляют нагрев от комнатных температур до 680-740°С и само вспенивание при этой температуре в течение 20-30 мин.
Используются специальные сдвоенные формы без крышек, которые после печи вспенивания с помощью пневматического устройства сдвигают запорное устройство с клиньев, расположенных на стенках формы, вследствие чего две Г-образные стенки формы становятся подвижными, что предотвращает зажим 2-х вкладышей с расположенными на них блоками пеностекла при выталкивании их толкателями через отверстия в днище формы. Использование такой формы позволяет получать блоки пеностекла с заданными геометрическими размерами 5-ти сторон блока, что облегчает процесс механической обработки оставшейся стороны. Пять поверхностей блока в этом случае имеют остеклованную поверхность, повышающую прочность пеностекла.
Печь отжига по устройству аналогична печи вспенивания, за исключением того, что вместо толстых рольгангов, предназначенных для транспортировки тяжелых форм с блоками, в данном способе транспортируются легкий вкладыш и пеноблок. Скорость снижения температуры в печи отжига от 600°С до 50°С составляет 1,2-1,6°С/мин. Из-за более высокой скорости охлаждения в печи отжига время отжига можно уменьшить с 12 часов до 7,0-8,0 часов и уменьшить длину печи с 50 до 20-25 метров. После печи отжига блоки пеностекла снимают со вкладыша, упаковывают и направляют на склад. После печи вспенивания и выталкивания блока пеностекла в горячие формы вставляется вкладыш, форму с помощью замков запирают и на внутреннюю поверхность наносят неорганическое защитное покрытие, предотвращающее налипание расплавленного стекла. После нанесения покрытия формы заполняют шихтой и цикл вспенивания - отжига повторяют вновь.
Пример осуществления способа.
Смешивали 1600 г боя оконного или бутылочного стекла или их смеси с с 16 г мела и 16 г химически активного вещества, например, алюминиевой пудры, и размалывали до удельной поверхности ~450 м2/кг. Смесь засыпали в сдвоенную металлическую форму, каждое отделение которой имело внутренние размеры 500×500×120 мм, и направляли в печь вспенивания туннельного типа. Время нагрева в печи до температуры вспенивания равнялось 1,0 часу. Время вспенивания при 720°С соответствовало 20 мин. В промежутке между печами вспенивания и отжига в течение 7 мин производили охлаждение пеноблока до 600°С, после чего замки формы в течение 10-20 с раскрывали, два вкладыша с блоками пеностекла выталкивали из форм, а саму форму направляли вновь на заполнение шихтой, а затем в печь вспенивания. Отжиг в интервале температур 600-50°С проводили со скоростью 1,2°С/мин. Технологические параметры получаемого пеностекла, плотностью 200-210 кг/м3 приведены в таблице.
Предлагаемая технология получения блочного теплоизоляционного пеностекла позволяет получать качественное теплоизоляционное пеностекло плотностью ≥160 кг/м3. Плотность блоков пеностекла, равная ~200 кг/м3, наиболее востребована потребителями и рекомендована для производства. Это связано с тем, что при меньшей плотности коэффициент теплопроводности уменьшается незначительно, но при этом снижается прочность блока пеностекла, что увеличивает процент боя при транспортировке и монтаже. При возрастании плотности свыше 200 кг/м3 увеличивается вес и прочность пеностекла, но также увеличивается и коэффициент теплопроводности.
Предлагаемый способ получения теплоизоляционного пеностекла в блоках позволяет снизить температуры вспенивания расплава, увеличить скорости нагревания шихты и снижения температуры охлаждения в печи отжига, является простым, технологичным и позволяет утилизировать бытовые и промышленные отходы стекла.
Другие примеры осуществляли, как пример 1, меняя параметры процесса. Использовали те же типоразмеры форм. Технологические режимы и параметры пеностекла не зависели от размера форм. А обоснование параметров по результатам экспериментов приведено выше.
Источники информации
1. Демидович Б.К. Производство и применение пеностекла, Минск, Наука и техника, 1972, с.304.
2. Патент РФ №2237031 "Способ производства теплоизоляционного блочного пеностекла", Бюл. №27, 27.09.2004 г., Наумов В.И., Наумов Ю.И.
Таблица | ||
Технические характеристики пеностекла, получаемого по предлагаемому способу и прототипу | ||
Параметры пеностекла | По предлагаемому способу | По прототипу |
Плотность пеностекла, кг/м3 | 190-210 | 190-210 |
Прочность при сжатии, МПа | 3,0-3,4 | 1,4-2,2 |
Влагопоглощение, объемные % | <2,0 | ≤4,0 |
Морозостойкость, циклы | не менее 100 | не менее 100 |
Коэффициент теплопроводности, Вт/м.К | 0,040-0,050 | 0,042-0,050 |
Claims (1)
- Способ производства теплоизоляционного блочного пеностекла, включающий приготовление порошкообразной смеси стекла, газообразователя и поверхностно-активного компонента, нагрев смеси в металлической форме в печи вспенивания, непосредственно вспенивание, отжиг изделия, отличающийся тем, что в качестве поверхностно-активного компонента используют химически активное вещество в количестве 0,8-5,0 мас.% смеси, обеспечивающее эффект разогревающей шихту химической реакции, продукт которой является поверхностно-активным компонентом, используют также формы с раздвижными стенками и выталкиваемыми вкладышами, на которых блоки пеностекла помещают в печь отжига из печи вспенивания, где нагрев до температуры вспенивания 680-740°С ведут 0,8-1,5 ч, а скорость снижения температуры от 600 до 50°С составляет 1,2-1,6°С/мин.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005121870/03A RU2290372C1 (ru) | 2005-07-11 | 2005-07-11 | Способ производства теплоизоляционного блочного пеностекла |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005121870/03A RU2290372C1 (ru) | 2005-07-11 | 2005-07-11 | Способ производства теплоизоляционного блочного пеностекла |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2290372C1 true RU2290372C1 (ru) | 2006-12-27 |
Family
ID=37759773
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005121870/03A RU2290372C1 (ru) | 2005-07-11 | 2005-07-11 | Способ производства теплоизоляционного блочного пеностекла |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2290372C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2530151C1 (ru) * | 2013-07-02 | 2014-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Способ получения блочного термостойкого пеностекла |
-
2005
- 2005-07-11 RU RU2005121870/03A patent/RU2290372C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2530151C1 (ru) * | 2013-07-02 | 2014-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Способ получения блочного термостойкого пеностекла |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR900003320B1 (ko) | 세라믹 발포체 및 그 제조법 | |
CN102086129B (zh) | 一种以凝灰岩为主要原料的轻质高强发泡材料及其制备方法 | |
CN102060287B (zh) | 一种惰性气氛炉用低密度泡沫炭保温材料的生产方法 | |
Liao et al. | Glass foam from the mixture of reservoir sediment and Na2CO3 | |
CN112552072A (zh) | 一种建筑废弃物再生发泡陶瓷及其制备方法 | |
RU2290372C1 (ru) | Способ производства теплоизоляционного блочного пеностекла | |
CN112010642B (zh) | 一种发泡陶瓷二次布料生产工艺 | |
RU2453510C1 (ru) | Способ получения пеностеклянных изделий | |
CN1887756A (zh) | 一种发泡玻璃陶瓷制品及其制造工艺 | |
CN103173592B (zh) | 一种利用高炉渣制备的钢包覆盖剂 | |
RU2237031C1 (ru) | Способ производства теплоизоляционного блочного пеностекла | |
KR100611232B1 (ko) | 자전연소법에 의한 산질화알루미늄 화합물 및 질화물혼합성형체 제조방법 | |
Panov et al. | High-performance thermal insulation material based on waste glass | |
RU2326841C2 (ru) | Способ получения гранулята для производства пеностекла и пеностеклокристаллических материалов | |
US3444277A (en) | Method for molding foamed inorganic articles | |
US2237037A (en) | Method of preparing cellular glass | |
RU2351554C1 (ru) | Способ получения пеностекла | |
JPS6245187B2 (ru) | ||
RU2149146C1 (ru) | Шихта для получения пеностекла | |
CN109553304A (zh) | 一种矿渣多孔微晶玻璃及其制备方法 | |
RU2525076C1 (ru) | Способ и устройство для изготовления пористого остеклованного блока | |
CN109014205A (zh) | 一种粉末冶金法制备泡沫铝材的方法 | |
RU2751525C1 (ru) | Композиция для производства пористого теплоизоляционного силикатного материала | |
RU2459769C2 (ru) | Способ производства пеностекла | |
RU2443640C1 (ru) | Способ и устройство для получения пористого керамического блока |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140712 |