Диатомитовые (трепельные) теплоизоляционные материалы

Диатомитовые (трепельные) теплоизоляционные изделия изготавливают в виде кирпича, скорлуп и сегментов из диатомитов и трепелов путем формования, сушки и обжига.

Теплоизоляционные пенодиатомитовые изделия (ПД) изготавливают с добавкой специально приготовленной пены; теплоизоляционные диатомитовые (Д) и теплоизоляционные трепельные (T) —с древесными опилками в качестве выгорающей добавки.

Теплоизоляционные диатомитовые, трепельные и пенодиатомитовые изделия применяют для тепловой изоляции печей, а также промышленного оборудования и трубопроводов с температурой изолируемых поверхностей до 900°С.

Форма и основные размеры диатомитовых (трепель — ных) керамических изделий предусмотрены ГОСТ 2694— 67 (табл. 45 и 46).

Основные размеры кирпича и блоков, mm

Изделие (сокращенное обозначение)

Длина

Ширина

Толщина

Кирпич:

Kl

250

123

65

K2

230

113

65

Блок:

Bi

500

250

65

B2

500

250

100

B3

500

250

125

Основные размеры полуцилиндров и сегментов, mm

Изделие (сокращенное обозна — чегие)

Диаметр

Толщина

Изделие /сокращенное обозначение)

Диаметр

Толщина

Полуцилиндр

Сегмент;

50

(скорлупа):

Ci

116

пх

33

50

C2

137

50

п2

52

50

C3

161

60

П3

67

50

C4

222

60

П4

77

60

п5

95

60

Физико-технические свойства пенодиатомитовых, диатомитовых и трепельных теплоизоляционных изделий приведены в табл. 47.

Сырьем для производства диатомитовых (трепельных) теплоизоляционных изделий служат диатомиты и трепелы — природные гидраты кремнезема Si O2-H2O, относящиеся к группе опала и представляющие собой кремнеземистую породу осадочного происхождения.

Основные физико-технические свойства диатомитовых и трепельных теплоизоляционных изделий (гост 2694—67)

Марка изделий

Объемная масса, кг/м3

Предел прочности при сжатии, МПа, не менее

Теплопроводность, Вт/(м-К), при температуре, °С

50

350

ПД-350

До 350

0,6

0,087

0,128

ПД-400

365—420

0,8

0,099

0,139

Д-500

421—525

0,6

0,116

0,186

Д-600

Τ-600

526—630

0,6

0,139

0,209

Т-700

631—735

1

0,174

0,267

Кремнезем в диатомитах и трепелах находится в аморфном состоянии. Считают, что диатомиты имеют более позднее происхождение, вследствие чего их макроструктура менее разрушена и поэтому плотность их меньше, чем трепелов. Объемная масса этих пород в зависимости от геологического возраста и содержания примесей находится в пределах 400—900 кг/м3, а абсолютная влажность по объему составляет около 150%.

Химический состав диатомитов и трепелов различных месторождений может колебаться в широких пределах (табл. 48).

Для приготовления пены в производстве пенодиатомитовых изделий используют казеиново-канифольный и смолосапониновый пенообразователи. В состав казеиново-канифольного пенообразователя входят канифоль 1-го сорта, едкий натр, казеиновый клей ОБ-3 и вода. Сначала приготовляют канифольное мыло (продукт омыления канифоли едким натром) и водный раствор казеинового клея, смешивают в соотношении 1:1 по массе. Густую клеекани — фольную массу разбавляют горячей водой с температурой 70°С в соотношении 1 : 2,5 по объему и перемешивают до получения однородного раствора, затем пенообразователь охлаждают до комнатной температуры и используют для приготовления пены, как правило, сразу после получения; при длительном хранении он расслаивается.

Смолосапониновый пенообразователь представляет собой водный экстракт мыльного корня. Приготавливают его путем дробления и варки мыльного корня.

(Производство диатомитовых (трепельных) керамических изделий с выгорающими добавками заключается в

приготовлении формовочной массы, формовании, сушке и обжиге.

Химический состав диатомитов и трепелов, %

Месторождение

Si O1

Al1O,+ +Tl O1

Fe1O1

Ca O

Mg O

R1O

П.п.п, %

Диатомиты

Инзенское (Ульяновская обл.)

82,15

6,73

2,46

0,65

1,02

6

Сенгилеевское (Ульяновская обл.)

83,7

6,72

2,65

0,7

0,92

0,76

4,27

Арзнинское (Арм ССР)

77,13

8,8

2,52

1,17

1,35

1,3

6,57

Нуркусское (Арм ССР) .

90,25

2,3

1,3

1,3

0,4

3,55

Трепелы

Дабужекое (Калужская обл.)

78

10

3,5

1

1,5

_

Камышловехое (Свердловская обл.)

80

7

4"

1,5

1

5

Дмитровское (Московская обл.)

78,58

10,11

5,63

0,16

1,05

0,22

4,17

Необходимое количество выгорающих добавок определяют с учетом их теплоты сгорания. Например, древесных опилок добавляют 50% по объему к формуемой массе.

Формуют пенодиатомитовые изделия, заливая готовую массу в металлические жесткие формы, которые изготавливают с учетом воздушной усадки изделий. Линейная воздушная усадка последних в зависимости от объемной массы материала составляет 6 — 8% по ширине, 5 — 7% по длине и 11 — 13% по высоте.

Изделия сушат в формах в туннельных сушилках дымовыми газами до остаточной влажности 10—12%.

Для обжига изделий с выгорающими добавками достаточно тепла от сгорания запрессованных в них опилок.

Физико-технические характеристики диатомитовой крошки при влажности 5% по массе

Марка материала

Объемная масса, кг/м»

Теплопроводность, Вт/(м-К), при температуре, °С

30

100

300

500

500

0,11

0,124

0,163

600

600

0,116

0,139

0,186

Топливо в этом случае расходуется только для розжига печи.

Тепло, необходимое для обжига пенодиатомитовых изделий, получается за счет сжигания жидкого или газообразного топлива.

Обжигают диатомитовые теплоизоляционные изделия, как пеновые, так и с выгорающими добавками в туннельных печах по одному и тому же режиму.

Для тепловой изоляции горячих поверхностей промышленных печей и технологической аппаратуры, имеющих температуру не выше 900°С, кроме формованных изделий применяют диатомитовую (трепельную) крошку (табл. 49) в виде засыпок, которая по гранулометрическому составу делится на пять фракций с размером зерен, мм: 0—1; 1 —3; 3 — 8; 8 — 20 и 0—12 (рядовая).