PL174436B1 - Sposób wytwarzania termoizolacyjnego szkła piankowego - Google Patents

Abstract

Sposób wytwarzania termoizolacyjnego szkła piankowego, polegający na sproszkowaniu zestawu surowcowego do uziarnienia poniżej 0,06 mm, dodaniu substancji spieniających, formowaniu, poddawaniu procesowi spieniania w piecu, odprężaniu i studzeniu, znamienny tym, że do zestawu wprowadza się środki wiążące w ilości 2-10% masowych,po czym formuje się go ciśnieniowo, następnie na powierzchnię uformowanych kształtek nanosi się warstwę substancji ognioodpornych, po czym poddaje się je procesowi spieniania.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania termoizolacyjnego szkła piankowego.

Szkło piankowe wytwarza się z zestawu surowcowego złożonego z proszku szklanego, którym jest zwykle rozdrobniona stłuczka szkieł krzemianowych sodowo-wapniowych oraz dodatku substancji spieniającej. Substancję spieniającą stanowi zwykle sadza aktywa granulowana lub węgiel, zawierające węgiel odpady, a także grafit, koks. Można dodawać również węglik krzemu lub inne substancje spalające się z wydzieleniem składników gazowych. Stłuczka szklana może być zastąpiona w części przez inne substancje szkliste o podobnym składzie i właściwościach, na przykład granulowane żużle wielkopiecowe, a także tufy porfirowe, zawierające w swym składzie znaczne ilości szkliwa wulkanicznego.

Znany dotąd sposób wytwarzania szkła piankowego polega na tym, że zestaw surowcowy odpowiednio rozdrobniony i ujednorodniony wsypuje się w postaci sypkiego proszku do form stalowych, które umieszcza się w piecu okresowym lub w piecu tunelowym o działaniu ciągłym i ogrzewa się do temperatury spieniania, a następnie odpręża. Szkło piankowe powstaje przez ogrzanie do temperatury mięknięcia rozdrobnionego zestawu surowcowego. W tej temperaturze następuje rozkład substancji spieniających, względnie reakcja sadzy lub zawierających węgiel składników spieniających z powietrzem oraz tlenem ze szkła i ich utlenienie do tlenku lub dwutlenku węgla. Wytworzone przez substancje spieniające składniki gazowe swą wysoką w tej temperaturze prężnością wytwarzają w spiekającym się proszku szklanym drobne pęcherze.

Znany jest z polskiego opisu patentowego nr 85 476, sposób wytwarzania granulowanego szkła piankowego, polegający na sproszkowaniu masy szklanej, wytapianej ze stłuczki szklanej krzemo wo-sodowo-wapniowej, stanowiącej 60 - 65 części wagowych z dodatkiem 35-40 części wagowych tufów wulkanicznych i 1 części wagowej siarczanu sodu. Do przeprowadzenia procesu spieniania wstępnie granulowanego proszku szklanego dodaje się w stosunku do całości 3-5 części wagowych kompleksowego czynnika spieniającego. Jako kompleksowy czynnik spieniający stosuje się następujący zestaw: sadza aktywna w ilości 0,7 -1 części wagowych, dolomit w ilości 0,5 -1 części wagowej, wapień w ilości 0,5 -1 części wagowej i siarczan baru w ilości 0,5 - 2 części wagowej. W celu umożliwienia granulowania kompozycji proszku dodaje się lepiszcze, zawierające ług posiarczynowy w ilości 0,2 - 0,5 części wagowych, szkło wodne 0,5 -1 części wagowych i związki bitumiczne w ilości 1-3 części wagowych. Inny, znany z polskiego opisu patentowego nr 109 043, sposób otrzymywania granulowanego szkła piankowego, polega na tym, że granulowany zestaw surowcowy o znanym składzie, poddaje się wstępnemu osuszeniu, korzystnie fluidalnie, do temperatury 200-400°C, a następnie w warstwie fluidalnej bardzo szybkiemu spieczeniu i spienieniu.

Z polskiego opisu patentowego nr 152 049 znanyjest zestaw do produkcji szkła piankowego, zawierający drobno zmieloną stłuczkę szklaną z dodatkiem środka spieniającego w postaci sadzy aktywnej oraz granulowany, szklisty żużel wielkopiecowy w ilości 5-40% wagowych.

174 436

Znany dotąd sposób otrzymywania szkła termoizolacyjnego posiada szereg niedogodności. Konieczność napełniania form stalowych ogranicza wydajność procesu. Formy ze stali żaroodpornej szybko się zużywaj ąz uwagi na wysoką temperaturę, wynoszącą około 1000°C, w której następuje spienienie. Ponadto sypki zestaw posiada małe przewodnictwo cieplne, a zatem wolno się nagrzewa i potrzebny jest stosunkowo długi czas aby osiągnął on temperaturę spieniania. Wydłuża to proces wytwarzania i zwiększa zużycie energii. Część składników gazowych, wytwarzanych przez substancje spieniające ulatnia się z luźnego zestawu zanim rozpocznie się spiekanie ziaren szkła i pęcznienie. Luźny kontakt pomiędzy tymi ziarnami sprawia, że ich spiekanie, które jest niezbędne dla wytworzenia struktury porowatej o porach zamkniętych jest utrudnione.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu otrzymywania szkła piankowego, który eliminuje powyższe wady i zwiększa wydajność procesu.

Sposób wytwarzania termoizolacyjnego szkła piankowego według wynalazku polega na tym, że zestaw surowcowy na szkło piankowe rozdrabnia się do uziarnienia poniżej 0,06 mm, co odpowiada powierzchni właściwej 5500 - 600 cm²/g, po czym dodaje się środki wiążące w ilości 2 -10% masowych. W charakterze środków wiążących dodaje się wodnych roztworów alkoholu poliwinylowego, ługu posulfitowego, roztworu szkła wodnego, skrobi o stężeniu dostosowanym do uziarnienia i składu zestawu. Następnie poddaje się formowaniu ciśnieniowemu, na przykład na prasach hydraulicznych lub w brykieciarkach. Uformowane kształtki suszy się, pokrywa cienką warstwą substancji ognioodpornych, w celu zabezpieczenia przed spiekaniem lub sklejaniem wyrobów w procesie spieniania, po czym układa w piecu i spienia, stosując reżim ogrzewania, obejmujący osiągnięcie temperatury spieniania około 1000°C, przetrzymywanie w niej do uzyskania wymaganej porowatości i ciężaru objętościowego wyrobu końcowego, odprężenie i wystudzenie wyrobów do temperatury pokojowej.

Prasowanie pod ciśnieniem zapewnia dobry, bezpośredni kontakt pomiędzy ziarnami składników zestawu, dzięki temu spiekanie ziaren szklistych następuje w temperaturze niższej o 20 - 30°C i ograniczone zostaje utlenianie się składników gazowych wytwarzanych przez substancje spieniające, uczestniczą one w całości w tworzeniu się struktury porowatej tworzywa. Sposób według wynalazku pozwala na produkcję ciągłą o dużej wydajności. Proces spieniania prowadzi się w piecach o działaniu ciągłym. Nadaje się on także do zastosowania w piecach obrotowych, celem wytworzenia szkła piankowego w postaci sferycznych granul.

Przykład I. Zestaw surowcowy złożony ze stłuczki szkła okiennego, rozdrobnionej do uziarnienia poniżej 0,06 mm oraz sadzy aktywnej miesza się i nawilża roztworem szkła wodnego w ilości 8% wagowych, a następnie prasuje w prasie do formowania płytek ceramicznych o nacisku 80 MPa. Uformowane płytki suszy się, układa warstwami na podsypce kwarcowej i spienia w piecu tunelowym o działaniu ciągłym w temperaturze 950°C. Otrzymane szkło piankowe w postaci płytek o wymiarach 30x30x6-12 cm posiada ciężar objętościowy 200 kg/m³ i wytrzymałość na ściskanie 10 MPa.

Przykład II. Zestaw surowcowy złożony ze stłuczki szkła okiennego w ilości 80% wagowych, granulowanego żużla wielkopiecowego w ilości 20% wagowych rozdrobnionych do uziarnienia poniżej 0,06 mm oraz sadzy aktywnej miesza się, nawilża roztworem szkła wodnego w ilości 5% wagowych, a następnie formuje w brykieciarce do postaci brykietów, przy nacisku rzędu 5 MPa. Brykiety suszy się, układa warstwami na podsypce z mułku kwarcowego i spienia w piecu tunelowym o działaniu ciągłym w temperaturze 920°C. Otrzymane szkło piankowe posiada ciężar objętościowy 180 kg/m3 i wytrzymałość na ściskanie 8 MPa.

Prz ykładHI. Zestaw surowcowy złożony z podziarna powstałego przy produkcji mikrokulek szklanych w ilości 70% wagowych, granulowanego żużla wielkopiecowego w ilości 30% wagowych i koksiku w ilości 0,5% wagowych rozdrabnia się do uziarnienia 0,06 mm, miesza, nawilża roztworem ługu posulfitowego w ilości 5% wagowych i formuje w brykieciarce do postaci brykietów. Powierzchnię pokrywa się zawiesiną iłu ogniotrwałego, suszy a następnie spienia w piecu obrotowym w temperaturze 920°C. Otrzymane szkło piankowe posiada ciężar objętościowy 160 kg/m3 i wytrzymałość na ściskanie 8 MPa.

174 436

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 2,00 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób wytwarzania termoizolacyjnego szkła piankowego, polegający na sproszkowaniu zestawu surowcowego do uziarnienia poniżej 0,06 mm, dodaniu substancji spieniających, formowaniu, poddawaniu procesowi spieniania w piecu, odprężaniu i studzeniu, znamienny tym, że do zestawu wprowadza się środki wiążące w ilości 2-10% masowych, po czym formuje się go ciśnieniowo, następnie na powierzchnię uformowanych kształtek nanosi się warstwę substancji ognioodpornych, po czym poddaje się je procesowi spieniania.

   * * *