Способ изготовления минеральных волокон из базальтовых горных пород
Изобретение относится к области производства непрерывных и штапельных минеральных волокон из расплава базальтовых горных пород с повышенной прочностью и химической устойчивостью и может быть использовано в промышленности строительных материалов с тепло- и звукоизоляционными свойствами, энергетике и других отраслях. Технический результат: повышение прочности и химической устойчивости минеральных волокон из базальтовых горных пород. Заявлен способ изготовления минеральных волокон из базальтовых горных пород, в котором в качестве исходной используют породу, включающую SiO2, Al2O3, CaO, MgO, Fe2О3, К2О и Na2O, при этом основные стеклообразующие и щелочные оксиды содержатся в ней при следующем соотношении (мас.%): SiO2 - 61-64 и К2О+Na2О - 9,0-9,2. 1 с.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к области производства непрерывных и штапельных минеральных волокон из расплава базальтовых горных пород с повышенной прочностью и химической устойчивостью и может быть использовано в промышленности строительных материалов с тепло- и звукоизоляционными свойствами, энергетике и других отраслях.
Известны способы производства минеральных волокон путем плавления шихты сырьевых компонентов, включающих: SiO2, Аl2О3, СаО, Fе2О3, MgO, К2О, Na2O и др., в которых синтезируются целевые технические свойства волокон и выработочные (технологические) свойства расплава в зависимости от способа выработки волокон [1-3].Недостатком этих способов является то, что приготовление синтезированных составов шихты из физических компонентов является очень трудоемким и дорогостоящим процессом. Кроме того, для превращения физической смеси компонентов шихты в однородную массу на стадии силикатообразования необходимы дополнительные затраты энергии.Известен также наиболее близкий по технической сущности к заявляемому изобретению способ (RU 2102342, кл. С 03 В 37/00, опубл. 20.01.1998, 3с.) изготовления минеральных волокон из базальтовых горных пород, в котором в качестве исходной стеклообразующей породы используют базальтовую породу, включающую SiO2, Аl2О3, СаО, MgO, Fе2О3, К2О и Na2O при следующем соотношении (мас.%): SiO2 - 47-57, Аl2O3 - 13-18 и К2О+Na2O- 3-6 [4].Недостатком описанного способа является низкая прочность выработанных минеральных волокон, их высокая гигроскопичность, недостаточная химическая стойкость и температуроустойчивость.Целью изобретения является повышение прочности и химической устойчивости минеральных волокон из базальтовых горных пород.Указанная цель достигается тем, что в способе изготовления минеральных волокон из базальтовых горных пород, в котором в качестве исходной стеклообразующей породы, включающей SiO2, Аl2О3, СаО, MgO, Fе2О3, К2О и Nа2О, согласно изобретению берут породу, содержащую основные стеклообразующие и щелочные оксиды при следующем соотношении (мас.%): SiO2 - 61-64 и К2О+Na2O - 9,0-9,2.Физическая сущность изобретения состоит в том, что при увеличении процентного содержания кремнезема и глинозема в породе повышается температура плавления и вязкость расплава, условия выработки минеральных волокон ухудшаются, что приводит к увеличению их дефектности, т.е. к уменьшению прочности и химической устойчивости. Увеличение же содержания К2О и Nа2О в алюмосиликатных системах, напротив, приводит к уменьшению вязкости расплава и увеличению прочности волокон. Поэтому для достижения цели изобретения необходимо не только увеличение содержания щелочных оксидов, но и увеличение содержания основных оксидов.Причинно-следственная связь между совокупностью заявляемых признаков и техническими результатами, которые достигаются при ее реализации, состоит в следующем. Использование в качестве исходного сырья базальтовых горных пород с определенным соотношением содержащихся в ней оксидов за счет одновременно протекающих процессов кристаллизации и стеклообразования в процессе формирования волокна позволяет управлять процессом изготовления минеральных волокон, вследствие чего уменьшается дефектность и повышается их качество, а именно: повышается химическая стойкость и температуроустойчивость, увеличивается прочность.Пример 1. Получение непрерывного волокна.В качестве однокомпонентного сырья берут базальтовый порфирит месторождения горы Магнитной следующего состава: мас.%: SiO2 64, Аl2О3 18, CaO 3,0, MgO 0,8, FeO 3,0, ТiO2 0,8, Na2O 6,2, К2О 3,0, ппп 1,2.Базальтовый порфирит измельчают до кусков размером 20-40 мм, загружают в печь и плавят при температуре 1450-1490![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/176.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/176.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/176.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/176.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/176.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/176.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/176.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/176.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/176.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/176.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/176.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/74/747889.gif)
Формула изобретения
Способ изготовления минеральных волокон из базальтовых горных пород, в котором в качестве исходной используют породу, включающую SiO2, Аl2O3, CaO, MgO, Fе2О3, К2О и Na2O, отличающийся тем, что основные стеклообразующие и щелочные оксиды содержатся в ней при следующем соотношении: SiO2 - 61-64 мас.% и К2О+Na2О - 9,0-9,2 мас.%.