СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕПЛОНАКОПИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕПЛОНАКОПИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2259974 (13) C1

(51) 7 C04B35/66, C04B35/622, C04B35/04 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.10.2007 - может прекратить свое действие 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2005.09.10 
(21) Регистрационный номер заявки: 2004108500/03 
(22) Дата подачи заявки: 2004.03.24 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2004.03.24 
(45) Опубликовано: 2005.09.10 
(56) Аналоги изобретения: СТРЕЛОВ К.К. и др., Технология огнеупоров, Москва, Металлургия, 1988, с.351.

SU 547432 A, 18.07.1977.

RU 36491 U1, 10.03.2004.

RU 2121987 C1, 20.11.1998.

GB 711933 A, 14.07.1954. 
(72) Имя изобретателя: Штагер В.П. (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Штагер Елена Викторовна (RU) 
(98) Адрес для переписки: 620033, г.Екатеринбург, ул. Рыбная, 41, Е.В.Штагер 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕПЛОНАКОПИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к области производства теплонакопительных материалов. Технический результат изобретения - повышение удельной теплоемкости материала на основе талькомагнезита. Способ получения теплонакопительных материалов на основе талькомагнезита включает получение 30-60% водной суспензии талькомагнезита путём измельчения талькомагнезита, смешение его с водой, дополнительное введение в суспензию 5-15 мас.% окислов железа, 0,5-4 мас.% жидкого стекла, 0,05-7 мас.% цемента, обработку в роторном кавитационном аппарате при числе оборотов ротора 3000-12000 в минуту, температуре 15-70 оС, числе циклов обработки 5-50, формование полученной массы под давлением и ее термическую обработку.



ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к области производства огнеупоров и может быть использовано для получения материалов с повышенной теплонакопительной способностью и теплоемкостью.
Основным направлением успешного развития огнеупорной промышленности в России в настоящее время является значительное увеличение экспорта огнеупоров - сначала огнеупорного сырья, а затем изделий [1-4]. 
В условиях высоких широт особое значение имеет получение материалов с теплонакопительными свойствами.
Известен теплонакопительный материал магнезитовый мертель, используемый для производства периклазовых кирпичей [5-6]. Он включает, мас.%: оксида магния 89, оксида кальция 4,5, диоксида кремния 3 и оксида железа до 2,5.
Для получения кирпичей измельченную массу смешивают с водой, формуют, формовки сушат при 120-150°С, затем обжигают при 1600°С, охлаждают и используют. Получают периклазовые кирпичи со следующими химическими и теплофизическими свойствами: открытая пористость до 26%, предел прочности при сжатии - не ниже 40 Н/мм2, температура начала размягчения - выше 1550°С, плотность 2,6 г/см3, теплоемкость 1,08 кДж/кг·К, температуропроводность 1,25 мм2/°С, коэффициент аккумуляции тепла 99,14 Вт·°С/м2 ·К, термический коэффициент линейного расширения 13,5·10 -6 К-1, коэффициент теплопроводности 3,5 Вт/м·К.
Недостаток известного способа заключается в относительно низкой теплоемкости материала.
Описан способ получения теплонакопительных материалов на основе талькомагнезита, принятый за прототип [6].
Для получения теплонакопительных материалов измельченную массу, указанного выше состава, подсушивают при температуре 70°С, смешивают с водой, формуют под давлением 80-150 МПа, затем обжигают при температурах до 1600°С, охлаждают и складируют. Получают материалы со следующими физическими характеристиками: плотность 2980 кг/м3, точка размягчения 1630-1640°С, удельная теплоемкость 0,98 Дж/г·°С, теплопроводность 6,4 Вт/м2·К, коэффициент линейного расширения 0,000017 К-1, максимальное давление 25 МН/м2 .
Недостаток известного способа (прототипа) связан с низкой теплоемкостью материала.
Задачей настоящего изобретения является повышение удельной теплоемкости (теплонакопительной способности материала) на основе талькомагнезита.
Это достигается тем, что в способе получения теплонакопительных материалов на основе талькомагнезита, заключающемся в его измельчении, смешении с водой и другими компонентами, формовании полученной массы под давлением, ее термической обработке, охлаждении и использовании полученных изделий, 30-60%-ную водную суспензию талькомагнезита, содержащую дополнительно, мас.%: окислы железа 5-15, жидкое стекло 0,5-4, цемент 0,05-7, обрабатывают в роторном кавитационном аппарате при числе оборотов ротора 3000-12000 в мин, температуре 15-70°С, числе циклов обработки 5-50, обработанную суспензию далее используют для производства изделий по известной технологии.
При кавитации, сопровождаемой люминесценцией, ионизацией и др. воды и талькомагнезитовой смеси, возникают газовые пузырьки размером 50-120 мкм, приводящие к активации воды и образованию активных центров на твердой поверхности [7]. Эти кавитационные пузырьки заполнены газом, паром или их смесью. Захлопывание пузырьков сопровождается адиабатическим нагревом газа и смеси до температуры 104 °С [8]. Поэтому происходит нагревание воды и талькомагнезитовой массы, способствующее удалению из них низкокипящих соединений. Кроме того, при кавитации в воде образуются радикалы НО2 -, -ОН и перекись водорода, а также радикалы талькомагнезита, способствующие значительному повышению реакционной способности смеси, ее объемной сшивке и повышению теплоемкости. 
Пузырьки захлопываются во время полупериодов сжатия, создавая кратковременные (порядка 10-6 с) импульсы давления (до 104 кгс/см2 и более). Эти импульсы давления, возникающие в кавитационных пузырьках обусловливают образование радикалов и активных центров в составе талькомагнезитовой суспензии, что приводит к их взаимодействию между собой, формированию прочных объемных связей и повышению теплоемкости материала. Накопление перекиси водорода приводит к окислению компонентов смеси, что повышает их склонность к адгезионному взаимодействию между собой. 
Соотношение талькомагнезитовая смесь/вода равно 70/30-40/60. Увеличение этого отношения выше 70/30 нежелательно, так как возрастает вязкость талькомагнезитовой смеси, а понижение отношения ниже 40/60 сильно разжижает массу и увеличивает энергозатраты на ее обработку.
Кавитация водной талькомагнезитовой суспензии проводится при числе оборотов ротора кавитатора (ЧОРК) 3000-12000 в минуту. Уменьшение ЧОРК ниже 3000 в минуту не позволяет получить талькомагнезитовую смесь с повышенной теплоемкостью. Повышение ЧОРК более 12000 в минуту ограничивается техническими возможностями. 
Число циклов (ЧЦ) обработки водной талькомагнезитовой суспензии равно 5-50. При ЧЦ обработки меньше 5 получается материал с более низкой теплоемкостью. ЧЦ, равное 50 и ниже, необходимо для получения материалов на основе талькомагнезита с оптимальной теплоемкостью. Увеличение ЧЦ выше 50 повышает энергозатраты на активацию талькомагнезитовой суспензии.
В процессе кавитации талькомагнезитовая суспензия нагревается с 15 до 70°С, что способствует удалению из нее легколетучих соединений и ее активации. 
Суть предлагаемого способа поясняется на примерах.
Пример 1.
21 кг талькомагнезита и 6 кг FeO измельчают и смешивают с 1,5 кг жидкого стекла и 15 кг воды (соотношение твердая фаза/вода равно 65,52/34,48). Полученную суспензию обрабатывают в кавитационном аппарате, описанном в патенте РФ №2131087, при ЧОРК 6000 в минуту, числе циклов 50 и температуре 15°С. При кавитационной обработке температура смеси повышается до 70°С, в результате чего из нее удаляются низкокипящие соединения, а ее реакционная способность увеличивается. Обработанную суспензию затем используют для получения изделий по известной технологии. 
Получен теплонакопительный материал с удельной теплоемкостью 1,54 кДж/кг·К. Аналогичный материал, полученный без использования обработки в кавитаторе, имеет удельную теплоемкость, равную 1,39 кДж/кг·К.
Пример 2.
12 кг талькомагнезита, 3 кг FeO, 2 кг цемента измельчают и смешивают с 15 кг воды при соотношении твердая фаза/вода, равном 53,12/46,88. Полученную суспензию обрабатывают в кавитационном аппарате при ЧОРК 3000 в минуту, числе циклов 20 и температуре 15°С. Обработанную суспензию далее используют для получения изделий по обычной технологии. 
Получен материал с удельной теплоемкостью 0,793 кДж/кг·К, пористостью 56,2% (по ГОСТ 2409), кажущейся плотностью 1,27% (по ГОСТ 2409) и пределом прочности при сжатии 0,75 Н/мм 2 (по ГОСТ 4071).
Аналогичный материал, полученный без его обработки в кавитаторе, характеризуется удельной теплоемкостью 0,758 кДж/кг·К, пористостью 49,9%, кажущейся плотностью 1,6, пределом прочности на сжатие 0,19 Н/мм2.
Следовательно, использование кавитационной технологии позволяет повысить удельную теплоемкость теплонакопительного материала на основе талькомагнезита на 4,6-9,7%.
Литература
1. Гринберг В. География на экспорт. Национальная металлургия. 2003. №5. с.13-17.
2. Аналитическая группа. Аналитика. Металлургия в цифрах, факты, комментарии. Национальная металлургия. 2003. №5, с.77-83.
3. Шаккум М. Условия успешного роста. Металлы Евразии. 2003. №5. С.4-6.
4. Андно Ю. Корпорация - новый уровень управления. Металлы Евразии. 2003. №5. С.24-29. 
5. Большая Советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия. 1973. №12. С.55.
6. Стрелов К.К., Кащеев И.Д., Мамыкин П.С. Технология огнеупоров. - М.: Металлургия. 1988. 528 с. С.351. 
7. Гривнин Ю.А., Зубрилов А.С., Зубрилов С.П., Афанасьев С.П. // Ж. физ. химии. 1996. Т.70. №5. С.927-930.
8. Большая Советская Энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия. 3-е изд. 1973. Т.11. С.111-113.



ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ получения теплонакопительных материалов на основе талькомагнезита, включающий получение 30-60%-ной водной суспензии талькомагнезита путём измельчения талькомагнезита, смешение его с водой, дополнительное введение в суспензию 5-15 мас.% окислов железа, 0,5-4 мас.% жидкого стекла, 0,05-7 мас.% цемента, обработку в роторном кавитационном аппарате при числе оборотов ротора 3000-12000 в минуту, температуре 15-70оС, числе циклов обработки 5-50, формование полученной массы под давлением и ее термическую обработку.





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru