автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Физико-химические и технологические основы переработки минерального сырья в базальтоволокнистые материалы различного назначения

На правах рукописи

ТАТАРИНЦЕВА ОЛЬГА СЕРГЕЕВНА

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПЕРЕРАБОТКИ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ В БАЗАЛЬТОВОЛОКНИСТЫЕ МАТЕРИАЛЫ РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

05.02.01 - Материаловедение в машиностроении

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Барнаул -2005

Работа выполнена в Институте проблем химико-энергетических технологий СО РАН и Федеральном государственном унитарном предприятии «Федеральный научно-производственный центр «Алтай»

Научный консультант:

доктор технических наук,

профессор Ворожцов Борис Иванович

Официальные оппоненты:

доктор химических наук,

профессор Белоусов Александр Михайлович

доктор физико-математических наук,

профессор Пышнограй Григорий Владимирович

доктор технических наук,

профессор Верещагин Владимир Иванович

Ведущая организация: Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН (г. Новосибирск)

Защита состоится 7 сентября 2005 г. в 10.00 на заседании диссертационного совета Д212.004.07

Адрес: г. Барнаул, пр. Ленина, 46, АлтГТУ, 656058 Факс: (3852) 36-84-13

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке АлтГТУ

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью Вашего учреждения, просим направлять по указанному адресу на имя ученого секретаря диссертационного совета

Автореферат разослан 20 июня 2005 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д212.004.07,

кандидат технических наук, доцент сгг^^—= А.А. Бердыченко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Проблемы энергосбережения, защиты окружающей среды, снижения металлопотребления поставили перед многими отраслями народного хозяйства ряд неотложных задач, среди которых создание новых теплоизоляционных и конструкционных материалов и организация производств, обеспечивающих их выпуск, играют решающую роль. К таким материалам, в первую очередь, следует отнести базальтовые волокна и изделия из них в виде ваты, матов, плит, скорлуп, ровингов, тканей, сеток, пластиков, обладающие рядом уникальных свойств: минимальной тепло- и звукопроводимостью, экологической чистотой, устойчивостью к огню, кислотам, щелочам, влагостойкостью и долговечностью. Применение базальтоволокнистого утеплителя позволяет не только экономить тепловую энергию на отопление, но и увеличить полезную площадь за счет уменьшения толщины стен, сократить расходы на фундаменты, проводить модернизацию и капитальный ремонт существующих зданий и сооружений с целью приведения их ограждающих конструкций в соответствие с современными требованиями по теплотехнике. Эффективно использование базальтовых грубых волокон в качестве армирующего материала взамен асбеста и металла в производстве асбестоцементных и железобетонных конструкций, а ровингов и нитей при изготовлении базальтопластиков, по основным техническим характеристикам не только не уступающих стеклопластикам, но и превосходящих их по модулю упругости, ударной вязкости и стойкости к агрессивным средам. Несомненным преимуществом этих полимерных композитов является стабильность качественных показателей при длительной эксплуатации. Продукция из природного камня получила признание во всем мире. Однако существующие объемы производств отечественных базальтоволокнистых материалов неизмеримо малы относительно спроса, технологии, на которых они базируются, морально устарели, а выпускаемая продукция не всегда удовлетворяет современным требованиям, в том числе по экологичности. В то же время одни зарубежные фирмы успешно завоевывают российский рынок строительных теплоизоляционных материалов, другие, даже не имея базовой технологии получения непрерывных базальтовых волокон и экспортируя их из России и Украины, значительно продвинулись в технологии производства композиционных изделий. Исходя из этого, задачи создания эффективных утеплителей и полимерных композитов со специальными свойствами, в качественном отношении превосходящих зарубежные аналоги, а также технологических процессов их промышленного получения не вызывают сомнений в актуальности. Безусловно, что разработки эти необходимо вести на надежном фундаменте научных исследований, начиная

с выбора сырья и методов его переработки и кончая утилизацией отходов производства изделий.

Цель работы. Диссертация посвящена созданию физико-химических и технологических основ переработки минерального сырья в базальтово-локнистые материалы различного назначения.

В задачи входило:

- экспериментально-теоретическое исследование горных пород для установления граничных значений физико-химических параметров расплавов, являющихся оптимальными для выработки базальтовых волокон;

- разработка промышленного способа получения минеральной ваты из супертонкого волокна на основе индукционного метода плавления сырья и вертикального раздува расплава сжатым воздухом;

- изучение механизмов плавления и волокнообразования с созданием физико-математических моделей и применением их для оптимизации технологических режимов на промышленных установках по выпуску минераловатных изделий;

- анализ принципов компоновки рецептур связующих с использованием их при создании высокоэффективных базальтоволокнистых утеплителей и разработке аппаратурно-технологических схем производства;

- проведение комплекса научно-технических исследований, направленных на разработку непрерывной технологической линии производства теплоизоляционных мягких плит из горных пород;

- исследование возможности создания полимерного композита с повышенной тепло- и водостойкостью за счет использования в качестве армирующего материала базальтового непрерывного волокна.

Научная новизна заключается в осуществлении комплексного подхода к проблемам переработки минерального сырья в базальтоволокни-стые материалы, включающего фундаментальные исследования в области материаловедения, физико-химических процессов плавления горных пород и волокнообразования из расплавов и применение их при разработке высокопроизводительных ресурсосберегающих технологий производства изделий. При этом впервые:

- изучена взаимосвязь физико-химических свойств расплавов с минеральным и химическим составом горных пород, на основании которой оптимизированы критерии их пригодности для производства штапельных и непрерывных волокон;

- создана математическая модель, с помощью которой получено многофакторное уравнение регрессии, позволяющее с высокой степенью точности прогнозировать вязкость расплава при заданной температуре по химическому составу сырья;

- разработан промышленный способ изготовления минеральной ваты методом индукционного плавления горных пород в «холодном» тигле с последующим раздувом расплава сжатым воздухом до супертонких волокон и сформулированы научные подходы к повышению производительности установок;

- предложена физико-математическая модель преобразования расплава в волокно в акустическом поле газодинамического раздува, адекватность которой подтверждена экспериментальными результатами;

- проанализированы принципы компоновки связующих для волокнистых материалов с применением их при создании новых эффективных теплоизоляционных изделий различного назначения и разработке аппа-ратурно-технологических схем их промышленного получения;

- разработана методика определения сроков эксплуатации теплоизоляционных изделий в зоне умеренно холодного климата. Показано, что их долговечность может составлять 50 и более лет;

- представлены доказательства экологической безопасности производств базальтоволокнистых материалов, в которых используется индукционный способ плавления, и предложены способы утилизации базальтовой пыли;

- экспериментально доказана возможность создания полимерного композиционного материала на основе базальтовых непрерывных волокон с повышенной тепло- и водостойкостью.

Новизна исследований подтверждена 4 патентами на изобретения и свидетельством на полезную модель.

На защиту выносятся:

- метод диагностики горных пород с оптимизацией критериев их пригодности для получения различного вида базальтовых волокон;

- способ изготовления минеральной ваты из супертонкого волокна с применением индукционного метода плавления горных пород в водоох-лаждаемом тигле и вертикального раздува расплава сжатым воздухом.

- гипотеза о механизме преобразования расплава в волокно в газодинамическом акустическом поле.

- конструкторско-технологические разработки способов промышленного производства теплоизоляционных изделий из минеральной ваты с решением сопутствующих задач по выбору связующих, обеспечивающих высокое качество продукции.

- комплекс экспериментально-теоретических исследований по организации непрерывной технологической линии переработки горных пород в теплоизоляционные мягкие плиты.

- результаты исследований по созданию тепло- л водостойкого композиционного материала с обоснованием выбора армирующего волокна

и полимерной матрицы.

Практическая значимость заключается в расширении номенклатуры сырья для производства базальтовых волокон, внедрении разработанных технологий получения теплоизоляционных материалов из горных пород на ряде предприятий страны, подтвержденном актами, использовании созданных математических моделей при совершенствовании технологических процессов и модернизации оборудования в целях повышения производительности и качества выпускаемой продукции, а также в установлении и обосновании сроков эксплуатации утеплителей.

Достоверность результатов экспериментальных исследований и базирующихся на их основе защищаемых научных положений подтверждена использованием известных положений фундаментальных наук и непротиворечивых физико-математических моделей, удовлетворительным согласованием расчетных и опытных данных, анализом погрешностей экспериментов по стандартным методикам, проведением государственной экспертизы при оформлении патентов, а также успешным функционированием производств по выпуску базальтоволокнистой продукции, отвечающей требованиям нормативной документации. Минеральная вата, изготавливаемая по разработанной технологии, признана «Лучшим Алтайским товаром 2001 года».

Личный вклад автора состоит в формулировании основных научных идей, постановке задач и планировании исследований, разработке методов проведения экспериментов и испытаний, создании теоретических моделей и методик расчета, руководстве сотрудниками, выполнявшими работы по данной теме и авторском надзоре за организацией промышленных производств. При этом большая часть экспериментальных работ выполнена автором. В проведении исследований и обсуждении результатов принимали участие Ходакова H.H., Углова Т.К., Самойленко В.В., Фирсов В.В., Литвинов A.B., Бондарчук С.С., Архипов В.А., Иго-нин Г.С., Игонина Т.Н., Бычин Н.В., Ковалев В.П., Старцев О.В., Фили-стович Д.В., Кротов A.C., Аполонский Н.Т. Автор глубоко признателен научному консультанту д-ру техн. наук, профессору Ворожцову Б.И. и д-ру физ.-мат. наук, профессору Потапову М.Г. за помощь в подготовке диссертационной работы.

Апробация работы. Основные положения и результаты работ, составляющих содержание диссертации, обсуждались на совещаниях, семинарах, конференциях всероссийского и международного уровней, таких как «The Scientific Conference on use of Research Conversion Results in the Siberian Institutions of Higher Education for International Cooperation (Томск, 1995), межд. семинар «Нетрадиционные технологии в строительстве», (Томск, 1999), городская науч.-практ. конф. «Социально-

экономические проблемы развития Бийска» (Бийск, 1999), специальная сессия межд. Академии экологии и безопасности жизнедеятельности (Новосибирск, 1999), межд. Сибирская ярмарка «Siberia» (Новосибирск,

2001), I-V Всерос. науч.-практ. конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья» (Бийск, 2001-2005), XVII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, (Казань, 2003), межвуз. конф. «Измерения, автоматизация и моделирование в промышленности и научных исследованиях» (Бийск, 2003), семинар «Химические аспекты нефтедобычи» (Новосибирск, 2004), читательская науч.-техн. конф. «Журнал «Строительные материалы» - 50 лет с отраслью» (Новосибирск, 2005), 25 межд. конф. «Композиционные материалы в промышленности» (2005). Часть разработок, выполненных по теме диссертации, отмечена дипломами и медалями межд. Сибирской ярмарки (1998, 1999, 2000), городской и краевой администраций (1999,

2002), межрегиональной ассоциации «Сибирское соглашение» (2003).

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 47 научных

работ, получены 4 патента на изобретения и свидетельство на полезную модель.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы из 354 наименований, 9 приложений. Работа изложена на 261 странице текста, содержит 64 рисунка и 30 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, приведен анализ состояния исследований по изучаемым проблемам, сформулированы цели и задачи исследования. Оценены научная новизна полученных результатов и их практическая значимость. Обозначены основные положения, выносимые на защиту. Приведены сведения об апробации работы и публикациях, объеме и структуре диссертации, а также дано краткое изложение материала по главам.

В первой главе в результате диагностики разных по химическому и минеральному составам горных пород проведена оптимизация критериев их пригодности для получения различного вида волокон. Показаны перспективы использования горных пород Сибири и Дальнего Востока в производстве штапельных и непрерывных волокон. Приведены экспериментальные данные по исследованию влияния условий получения базальтовых стекол на физико-химические параметры расплавов и склонность их к волокнообразованию. Предложена аппроксимационная формула для расчета вязкости расплава при заданной температуре по химическому составу сырья, полученная в результате математического моделирования с применением программы многофакторного регрессионного

анализа множества, включающего 27 горных пород.

Выбор сырья для получения волокон должен осуществляться с учетом влияния его минерального и химического составов на физико-химические свойства расплава, а также условий протекания процессов плавления и волокнообразования. Проведенные в рамках диссертационной работы экспериментально-теоретические исследования горных пород более 50 месторождений позволили сделать заключение, что основными параметрами, определяющими пригодность расплава для получения волокон и поведение его при выработке продукции, являются поверхностное натяжение, кристаллизуемость, смачивание материала, из которого изготовлены промышленные сосуды и питатели, вязкость и ее температурная зависимость. При этом были установлены некоторые закономерности. Высокий уровень поверхностного натяжения о у базальтовых стекол обусловливает длительное газовыделение в процессе стекловарения и требует большего времени для гомогенизации расплава.

Анализ зависимости — показал, что она практически не зависит от со-dt

става магматических пород и составляет небольшую величину (рис. 1.1). о, Н/м

03S0-038003700360-

1200 1250 1300 1360 1400 l> "С

Для базальтовых стекол характерна повышенная кристаллизационная способность, оказывающая отрицательное влияние на температурный интервал выработки волокон t^ и определяющая его нижнюю границу. Эксперименты показали, что значения температур верхнего предела кристаллизации t^ для расплавов горных пород различного химического состава сопоставимы и находятся в интервале 1270... 1330 °С, что значительно превышает величину этого параметра для промышленных стекол. Более вязкие расплавы менее склонны к кристаллизации, а с увеличением содержания оксидов железа в стекломассе способность ее к кристаллизации повышается. Смачиваемость железосодержащими базальтовыми

Рисунок 1.1 - Температурная зависимость поверхностного натяжения расплавов габбро (1); диабаза (2); базальта (3)

расплавами платинородиевого сплава также высока по сравнению со стеклом и возрастает с повышением температуры (рис. 1.2).

Это обусловливает «затекание» фильерного поля, приводящее к снижению ^в. В значительной степени (ивв зависит от вязкости г| и скорости твердения расплава. Согласно полученным нами в ходе экспериментов данным, для производства штапельных волокон способом вертикального раздува воздухом наиболее оптимальной в диапазоне температур 1400...1450 °С следует считать вязкость расплава от 3 до 10 Па-с, а непрерывные волокна стабильно формуются из расплавов с вязкостью 10.. .20 Па с. Чем ниже скорость твердения расплава, тем шире ^^

С учетом выбранных критериев проведена оценка возможности использования в производстве штапельных и непрерывных волокон горных пород Сибири и Дальнего Востока с различным химическим составом, характеризуемым модулями кислотности Мк и вязкости М„ (табл. 1.1).

Таблица 1.1

Основные характеристики расплавов Наименование породы ' М, . М„ ! а, 'т|, Па-с, при ^"С 1впк, °С

(месторождение) ' Н/м ь 1400 1450~~' °С '

Габбро(Харпа) 6,24,2,56" 0,382 ! 18,3 , 10>7 "'295 1440...1450

Долерит (Банчиковское)~> 5,87 2,12 ' 0,365 13,4 8,9 ; 1295 1370... 1400

Базальт (Караканское) 5,67 2,13 1 • 0,370 19,8 12,4 1300 1390.. .1440

Диабаз (Васильевское) 4,88,1,991 0,380 , 9,6 7,4 1 1310 .1420.. .1450

Габбро (Малетинское) г4,27! 1,821 0,386 ~ 7,6 ' 4,8 ' 1310 '1410.. .1450

Амфиболит (Турочак) 3,37 1,601 0,384 ! 5,6 3,8 " "1330 отсутствует

Диабаз (Буготакское) 3,34 1,64" 0,386 7,4 5,0 ' 1300 11370.. .1395

Эксперименты показали, что условия получения стекол для каждой из пород различны, однако все они переходят в расплав при температуре не выше 1450 °С. При этом отмечено, что скорость дегазации и гомогенизации расплава в значительной степени зависит от величины поверхностного натяжения стекломассы (плавление долерита и караканского базальта сопровождается самым низким газовыделением и заканчивается быстрее по сравнению с другими породами). Оптимальный уровень вязкости для формования штапельных волокон имеют только расплавы диабазов, амфиболита и малетинского габбро, а необходимый для выработки тонких непрерывных волокон у большинства исследованных пород реализуется в недостаточно широком температурном интервале. Практически отсутствует ^ у амфиболита, расплав которого обладает повышенной кристаллизуемостью и смачиванием. Достаточно высокая прочность и химическая устойчивость полученных в лабораторных условиях тонких и грубых непрерывных волокон к агрессивным средам позволила рекомендовать их для изготовления композиций, работающих в экстремальных условиях. Минеральная вата, изготовленная из всех исследованных пород, удовлетворяет требованиям нормативной документации для вида ВМСТ.

Установленные в свое время разработчиками базальтовых технологий ограничения по химическому составу сырья были продиктованы режимами его плавления в ванных печах при температурах не выше 1500 °С. Однако с появлением индукционного метода, позволившего значительно повысить температуру расплава, представилась возможность расширить диапазон содержания отдельных оксидов и тем самым увеличить номенклатуру пород, пригодных для производства волокон.

Для изучения влияния температурно-временных режимов плавления на физико-химические свойства стекол расплавы из горных пород получали в лабораторных электрических печах прямого нагрева при 1450 °С и на промышленной установке в индукционном тигле при 2000 °С. Сравнительный анализ базальтовых стекол, сваренных в разных условиях, показал, что химический состав их достаточно близок, однако прослеживается явная тенденция к снижению суммарного содержания оксидов железа в высокотемпературных расплавах, приводящему к изменению физико-химических свойств. Стекла, полученные в индукционной печи, характеризуются пониженной вязкостью и менее склонны к кристаллизации. При этом они, обладая высокой химической однородностью, обеспечивают более широкий ^„(табл. 1.2), а также практически бездефектную поверхность непрерывных волокон (рис. 1.3), обусловливающую их повышенную прочность.

Таблица 1.2

Температурный интервал выработки и параметры волокон

Наименование 1 °С 1 ^ИВВ' °С (1, мкм 5Р, МПа

породы

1450 1410.. .1450 7...8 2300 ± 90

Габбро 2000 1380 .. .1430 7...8 2500 ±100

Диабаз 1450 1420.. .1450 6...7 2560 ± 70

2000 1400.. .1440 6...7 2750 ± 80

Базальт 1450 1390.. .1440 10...12 1800±100

2000 1380.. .1440 11...12 1870 ±70

Примечание б - диаметр волокна, 8р -I 1

прочность при растяжении

Рисунок 1.3 - Электронная фотография базальтовых непрерывных волокон

Поскольку вязкость является одним из важнейших физико-химических свойств расплава, а измерение ее связано с определенными трудностями, исследователями неоднократно предпринимались попытки прогнозирования вязкости по химическому составу сырья, но, как правило, найденные значения этого параметра имеют низкую сходимость с экспериментальными, а сами методики достаточно сложны для применения в производственной практике. Предлагаемая нами математическая модель для установления зависимости вязкости расплавов от содержания оксидов учитывает их взаимное влияние. При моделировании использовали массив данных по вязкости базальтовых расплавов в диапазоне 1250... 1450 °С, измеренной с помощью ротационного вискозиметра, и химическому составу, определенному рентгенофлюоресцентным методом. Исходными параметрами для получения аппроксимационной формулы, наиболее адекватно отражающей весь набор экспериментальных данных, служили температура I (°С), модуль кислотности Мк и содержание оксидов в базальтовых породах (% масс). Предварительный анализов котором участвовали 12 параметров, показал, что наибольшее влияние на

вязкость расплава оказывают оксиды кремния, алюминия, кальция и железа. В результате математического моделирования получена зависимость, описываемая многофакторным уравнением регрессии, отражающим индивидуальный и суммарный вклад в значение вязкости расплаво-образующих оксидов:

П=3,62(8{02)зот(А12Оз)А,6(СаО)-°'40(РеО+Ре2Оз)|'34(М1С)|'25(1-ПОО)-2'58.

Уравнение позволяет с достаточной точностью прогнозировать вязкость расплава по химическому составу сырья при различных темпера-

а б

Рисунок 1.4 - Расчетные и измеренные значения вязкости расплавов при 1400 °С (а); 1350 °С (б)

Во второй главе приведена сравнительная оценка плавильных агрегатов и способов переработки расплава в дискретные волокна, обоснован выбор методов плавления и волокнообразования, изложены теоретические и экспериментальные исследования преобразования расплава в волокно в акустическом газодинамическом поле, результаты которых использованы при разработке технологического процесса получения минеральной ваты и создания промышленного производства. Сформулированы научные подходы к повышению производительности установок по выпуску волокнистых утеплителей с практической их реализацией в ряде регионов России.

Выбор индукционного метода плавления, положенного в основу создания технологии получения минеральной ваты из горных пород, обусловлен возможностями автоматизации, использования однокомпонент-ного сырья, в том числе содержащего тугоплавкие примеси, значитель-

ного ускорения процессов стекловарения и гомогенизации расплава. Несомненным преимуществом этого метода являются малые габариты плавильного агрегата, снижающие до минимума единовременную загрузку сырья в зону плавления и обеспечивающие тем самым безопасность производства. На выбор воздушно-дутьевого способа раздува расплава повлияла возможность получения супертонких волокон с минимальным содержанием неволокнистых включений без применения питателей из драгметаллов. Разработанный технологический процесс реализуется на промышленном оборудовании согласно приведенной на рис. 2.1 схеме.

Рисунок 2.1 - Аппаратурно-технологическая схема производства минеральной ваты из супертонкого волокна: 1 - дутьевое устройство; 2 - высокочастотный генератор; 3 - блок нагрузочного контура; 4 - индукционная печь; 5 - ших-топровод; 6 - камера волокноосаждения; 7 - дозатор

Исходное сырье из бункера дозатора пневмотранспортом подается в циклон-разгрузчик, установленный над плавильной зоной печи, и за счет действия центробежных сил равномерно разбрасывается по поверхности расплава, для сохранения которого используется тигель, установленный внутри катушки-индуктора, подключенной к нагрузочному контуру генератора. При плавлении породы стенки тигля, выполненные в виде ряда медных трубок, охлаждаемых водой, покрываются коркой застывшего расплава, образуя слой гарнисажа, предохраняющего их от взаимодействия с высокотемпературным расплавом. Разогрев тигля на стадии пуска в состоянии, при котором базальтовая шихта является диэлектриком, производится теплом, выделенным при нагреве и сжигании стартового материала - порошкообразного графита, размещаемого поверх шихты по периметру тигля. При выгорании графита на поверхности шихты образуется кольцо из перегретого расплава, который поглощает высокочастот-

ную энергию электромагнитного поля и за счет избыточного тепла переплавляет шихту. Через некоторое время устанавливается тепловой баланс, при котором мощность поглощаемого электромагнитного поля становится равной суммарной мощности потерь в тигле с расплавом. В конструкции тигля предусмотрена водоохлаждаемая перегородка, разделяющая его на плавильную и выпускную зоны. Последняя снабжена выпускной леткой, через которую сливается расплав при превышении его уровня над уровнем нижней кромки летки. В режиме стабилизации плавления породы непрерывно истекающая из выпускной зоны тигля струя расплава подается на направляющий лоток и втягивается в дутьевое устройство, где сверхзвуковым турбулентным потоком воздуха перерабатывается в супертонкие волокна. Отработанный энергоноситель вместе с волокном и неволокнистыми включениями попадает в камеру волокно-осаждения, внутри которой находится конвейер с транспортерной лентой из металлической сетки. Благодаря разрежению, создаваемому дымососом, волокна оседают на движущейся сетке конвейера, образуя слой ваты (ковер), который при сходе с конвейера рулонируется на скалке.

Несмотря на то, что разработанная технология с использованием выбранного оборудования обеспечивает достаточно высокую производительность (150 т/год) и качество продукции, нами рассмотрены пути повышения эффективности процессов плавления и волокнообразования.

Одним из важнейших параметров индукционного плавления базальта является коэффициент полезного действия (КПД), определяемый произведением электрического КПД генератора Рэ и термического КПД процесса плавления в «холодном» тигле (V

Р = РэРт> (2.1)

В свою очередь КПД электрической части системы равен произведению КПД всех ее блоков:

Рэ=Р1,РвРиРг, (2.2)

где ртр, рв, Ри, Рг - КПД анодного трансформатора, анодного выпрямителя, индуктора и генератора соответственно.

Рэ, рассчитанный по (2.2), может достигать 70 %, а термический, исходя из формулы (2.1), составляет 28,6 %.

Наиболее существенные потери, влияющие на общий КПД процесса, происходят в тигле. При непрерывной выработке расплава струей баланс мощностей в «холодном» тигле имеет вид: Р = £ Рп + Рр, где Р - мощность, поступающая от индуктора к расплаву; Рр - тепловая мощность, уносимая струей расплава массой ш; £Рп = (Рб+Рд+Р„зл) -сумма мощностей тепловых потерь ванны (здесь Р6, Рд, Р^ - потери

мощности через стенки, дно тигля и с поверхности расплава).

При средней производительности плавильной печи 24 кг/ч Рр=20 кВт, а Р=60 кВт. Следовательно, £Рп =40 кВт.

Мощность потерь излучением зеркала расплава определяется выражением:

Ризл = «Мр $рп ,

где е, и Бр - коэффициент излучения, температура и площадь зеркала расплава; а„ - постоянная Планка; п - коэффициент открытого зеркала

Б -Б

расплава ванны: п = —^—— .

Здесь Бщ - площадь зеркала, засыпанного шихтой в процессе плавления.

В зависимости от условий плавления п находится в диапазоне от 0 до 1. При п = 0 все зеркало прикрыто шихтой и потери Р„,л минимальны, а при п > 0 излучение рассеивается в окружающее пространство. В режиме работы с открытым зеркалом расплава температуру его поверхности, непрерывно охлаждаемой шихтой, можно оценить в 1580 °С. Тогда по формуле (2.3) Ризл= 3,3 кВт. При переходе к работе с закрытым зеркалом расплава эти потери можно свести к минимуму, а высвободившаяся мощность будет направлена на повышение производительности плавильной печи. Так, при Рр = 20 кВт дополнительные 3,3 кВт повысят ее производительность на 16,5 %.

Патентно-информационный поиск и проведенные эксперименты показали, что в большей мере, чем от остальных параметров технологического процесса, качество минеральной ваты зависит от конструкционных особенностей дутьевых устройств. В работе рассматривались головки двух типов - вихревая (центробежная) и струйная (прямоточная). Полученные результаты предопределили выбор для дальнейших исследований устройства струйного типа, обеспечивающего достаточно высокое качество продукции при меньших затратах энергоносителя.

Несмотря на большое количество работ, описывающих волокнообра-зование из расплавов, механизм формирования волокон в газодинамическом поле с использованием прямоточной головки остается недостаточно ясным. Предлагаемая нами гипотеза основана на предположении, что возникающий в прямоточной головке сверхзвуковой поток энергоносителя своим ультразвуковым полем генерирует на поверхности расплава капиллярные поверхностные волны и одновременно срывает их вершины путем последовательного сдвига. В развитие этой гипотезы рассмотрены вопросы теоретического расчета параметров струи расплава, втекающей

в раздувочную головку, и акустических характеристик капиллярных волн, генерируемых на ее поверхности.

Поскольку совокупность кольцевого сопла со струей расплава представляет собой газоструйный генератор акустических колебаний стержневого типа - генератор Гартмана, есть основание применить теорию его работы к процессу раздува. Согласно этой теории, излучение звука тесно связано с эффектом, возникающим в сверхзвуковых газодинамических струях и проявляющимся в виде разрывов и скачков давления. Струя при этом приобретает ячеистую структуру, в которой периодически изменяются давление, температура, плотность и скорость. Так как источником энергии в газоструйных излучателях служит кинетическая энергия газового потока, обладающего ячеистой структурой, основным параметром, характеризующим воздействие акустических колебаний на струю, будет являться длина первой ячейки До с центральным стержнем диаметром с!ст (диаметром струи расплава):

где сЦ - диаметр сопла; ри = (рс - ра) - рабочий перепад давлений в сопле и окружающей атмосфере.

Для выбранного варианта струйной головки при давлениях 0,2...0,4 МПа и вязкости расплава в интервале 2...20 Па с длина ячейки составит 6... 16 см. С учетом того, что в область косых скачков давления попадает половина струи расплава, находящейся в первой ячейке, зона воздействия акустических колебаний на струю будет находиться в пределах 3... 8 см по ее длине с поверхностью от 9 до 11 см2.

Акустическая мощность и мощность, необходимая для поддержания требуемой скорости потока >}„, задаются выражениями:

N. = 295^ д/р-0,9 , N. = 5250(р + 1,03)[(р + 1,0з)°'29 -1 ^ . (2.3)

Интенсивность звука падающей на поверхность струи расплава площадью А звуковой мощности

Если звуковая волна не отражается струей расплава, в ней возбуждаются колебания частиц, параметры которых связаны с интенсивностью падающей мощности выражением:

Р.-0.9 Р.

2,, 2 2 Р® Рт

(2.4)

2 2рс

где р - плотность среды; со - круговая частота, равная 2jcf; с, - скорость звука; Ym и рга - максимальные значения амплитуды смещения и звукового давления.

При падении звуковой волны на границу двух сред, часть звуковой энергии отражается от нее, а остальная переходит во вторую среду. При этом в ней образуются продольные и поверхностные волны. Коэффициент отражения равен:

R = P,c2-p,c, (25)

РА +р,с,

Здесь рь р2 и сь с2 - плотность сред и скорость звука в них.

В жидких средах существуют продольные объемные волны, а также поверхностные поперечные в виде капиллярных, скорость которых находится из выражения:

¡2ла 12mrf

c = J—— =з-, где Л. = c/f . (2.6)

V Р^ V Р

Амплитуда прошедшей капиллярной волны не равна разности амплитуд падающей и отраженной волн, однако интенсивность ее определяется их разностью:

Jn = Ja(l-R2). (2.7)

Даже при минимальной скорости распространения продольных волн в жидкости значение р2с2>2,5 106 кг/м2-с. Для воздуха р,с, = 425 кг/м2 с. Отсюда интенсивность прошедшей волны Jn да 0.

Скорость поверхностной волны в диапазоне 10...70 кГц, рассчитанная в соответствии с (2.6), находится в интервале 2...4 м/с. Тогда для средней скорости волны 3 м/с р2с2 = 7,5 103кг/м2-с, а интенсивность прошедшей волны будет равна 0,2lJa. Исходя из этого следует полагать, что 20 % звуковой энергии, падающей на расплав, преобразуется в поверхностную волну. Такой вывод можно отнести ко всему спектру акустических колебаний (20... 100 кГц), генерируемых головкой. Поскольку спектр в этой области неравномерный, характеризующийся дискретным тоном в зоне 30...40 кГц и спадом в зоне 80... 100 кГц, разделим его на полосы шириной 20 кГц со средней частотой в каждой полосе: 30±10, 50±10,70±10и90±10 кГц.

Учитывая, что фазовые скорости Сф поверхностных волн в пределах одной полосы отличаются незначительно, всю совокупность волн в ней можно рассматривать как волновой пакет с групповой скоростью:

Подставив в формулу (2.8) скорость поверхностной капиллярной волны из (2.6) и сделав необходимые преобразования, получим:

Вычисленные по (2.9) групповые скорости в зонах акустических колебаний 30, 50 и 70 кГц будут соответственно равны 4,60; 5,40 и 6,10 м/с.

Так как перенос энергии происходит с групповой скоростью, вся энергия волнового движения, приходящаяся на полосу, будет определять амплитуду гребня поверхностной волны. С учетом этого замечания, используя (2.3) и (2.7), из выражения (2.4) получим максимальное значение амплитуды гребня поверхностной волны:

Y

1 max

(2.10)

Apenco

Максимальная амплитуда гребня волны определяется равенством звукового давления и препятствующего ему поверхностного натяжения, возрастающего по мере роста амплитуды и сопутствующему ему уменьшению радиуса кривизны вершины волны.

Вынужденные колебания частиц поверхностного слоя при распространении капиллярных волн зависят не только от восстанавливающей силы капиллярного притяжения (поверхностного натяжения), но также от вязкого трения, приводящего к уменьшению их амплитуды:

Ymax=Y0e-L\ (2.11)

Здесь L = Ю ^ - коэффициент затухания волны за счет вязкого трения 2рс

2

Тогда LA, = —А.. (2.12)

2рс

Подставляя в (2.12) значение «с» из (2.6), имеем

и = (2.13)

о

Оценка зависимостей скорости и длины капиллярных волн от затухания показала, что они не превышают 8 %, поэтому в дальнейших расчетах ими можно было пренебречь.

В соответствии с формулой (2.11) максимальные значения амплитуд гребней поверхностной волны при вязкости расплава 0,5,2, 10 и 20 Па с

равны 0,98У0, 0,94Уо, 0,74 У0 и 0,53 У0.

Максимальное значение возбуждающего волну давления и соответствующее ему минимальное значение радиуса определяются из выражений: ртах = рсюУ^ ; гт1П = ~ .

Процессы в раздувочной головке осесимметричны, поэтому волновой фронт капиллярной волны распространяется по окружности струи расплава. При этом на гребень действуют две силы - давление набегающего потока воздуха и сила поверхностного натяжения, препятствующая его деформации. Представим для наглядности сечение волны в виде усеченного треугольника с радиусом кривизны вершины г. Под действием поперечного газодинамического потока гребень будет разрушаться, причем с большей вероятностью разрушение будет происходить в области перехода наибольшей кривизны его вершины к более низким значениям. При этом от гребня волны отрывается часть в виде полуцилиндра, который не может быть разрушен сорвавшей его силой при условии г < гтт. Сорванный с вершины гребня полуцилиндр под действием поверхностного натяжения преобразуется в цилиндр с диаметром, эквивалентным диаметру волокна: с1в = гтш 72 .

Представленные в табл. 2.1 расчетные значения минимального диаметра волокна в зависимости от вязкости расплава и частоты генерированных раздувочной головкой ультразвуковых колебаний находятся в полном соответствии с результатами, полученными экспериментальным путем (рис. 2.2).

Ртах

Таблица 2.1

Расчетные значения р, МПа т|, Па с

минимального диаметра волокна с1в, мкм, при £ кГц

»

0,25

0,40

0,5 2 10 20 2 20

30 1,20 1,27 1,95 3,21 1,15 2,88

50 1,15 1,20 1,86 3,02 1,10 2,73

70 1,00 1,07 1,55 2,47 0,96 2,20

о?

Рисунок 2.2 - Зависимость среднего диаметра волокна от температуры расплава на входе в раздувочную головку

3'

& 2

I

5 1

а

1250 1300 1360 1400 1450 ТЙ0

Температура, °С

Так как кольцевое сечение струи расплава с г < Го внешним давлением не может быть разрушено, предполагаемый механизм образования протяженного волокна связан с начальным поперечным разрушением отделяемой каймы гребня на дефекте сплошности и дальнейшим последовательным отрывом (сдвигом) частиц каймы от его вершины (рис. 2.3). При этом каждая из частиц остается связанной с телом струи.

Срыв частиц усиливается за счет сил трения растущего свободного конца волокна с энергоносителем. Вершина гребня, с которой сорвана частица, зарастает в результате действия сил поверхностного натяжения и разрушается в дальнейшем по описанному механизму. Поскольку возникновение капиллярных волн и их разрушение происходят одновременно, естественно полагать, что сдвиг вершины волны может начаться раньше, чем волна наберет рассчитанную нами для стационарного случая максимальную амплитуду. В этом случае возможен сдвиг более плоской вершины. Образованный при этом полуцилиндр может либо превратиться в цилиндрическое волокно с диаметром большим, чем с!т,п, либо, если вершина плоская, застыть в виде чешуйки. Описываемые процессы зависят от вязкости расплава, поверхностного натяжения и времени его охлаждения.

Рисунок 2. 3 - Разрушение гребня: 1 - струя расплава; 2 - амплитуда капиллярной волны; 3 - сдвинутая газодинамическим потоком часть гребня

Максимальная длина волокна будет определяться размером отслаиваемой каймы по всей окружности струи расплава, т.е. 1,^ = л<1ст, где ¿ст - диаметр струи.

Из представленных в табл. 2.2 расчетных значений диаметра струи расплава и максимальной длины волокна в сравнении с полученными экспериментально результатами видно, что они вполне сопоставимы.

Таблица 2.2

Параметры струи расплава и образующихся волокон_

в, кг/ч Значения параметров при ц, Па с

2 20

мм 1тах> ММ ♦1 |тах, мм ММ 1щах? ММ ♦1 ШЯХ5 мм

15 5,93 18,5 15±3 10,6 33,4 30±5

20 6,54 20,4 20±3 11,5 36,3 35±5

30 7,0 23,8 20±5 13,3 41,8 40±5

40 8,2 25,7 25±5 14,6 45,8 40±5

■Чшах - измеренная максимальная длина волокон

Теоретически найденные значения параметров струи и образующихся волокон, имеющие хорошую сходимость с экспериментальными данными, свидетельствуют о достоверности описанного механизма расщепления струи расплава на волокна.

Результаты проведенных исследований нашли отражение в создании производства большей мощности (400 т/год).

В третьей главе рассмотрены и проанализированы принципы компоновки связующих и формирования с их использованием минераловат-ных изделий. Приведены результаты рецептурно-технологических проработок по созданию из базальтовых супертонких волокон теплоизоляционных материалов различного назначения с высокими эксплуатационными свойствами, нашедшие выражение в разработке аппаратурно-технологических схем их промышленного производства. Предложена экспресс-методика определения долговечности, позволяющая прогнозировать сроки эксплуатации теплоизоляционных изделий в зоне умеренно холодного климата и представлены результаты испытаний.

При получении волокнистых материалов с заданными свойствами одной из наиболее важных проблем является выбор связующего и способа его нанесения на волокна.

Эксперименты по компоновке рецептур связующих для теплоизоляционных изделий различного назначения показали преимущество в производстве плит с использованием метода пролива минераловатного ковра смесевого связующего, содержащего в качестве основных компонентов поливинилацетатную дисперсию ПВА и натриевое жидкое стекло, а при получении из гидромасс скорлуп оказалось эффективным применение глинисто-целлюлозного связующего. В целях повышения гидролитической стойкости изделий в композиции вводили гидрофобизаторы, а гомогенность систем при смешивании обеспечивалась введением поверхностно-активных веществ. В результате проведенных в лабораторных условиях рецептурно-технологических исследований получены образцы теплоизоляционных материалов, по основным техническим характеристикам не уступающих аналогичным зарубежным и отечественным, а по термо- и водостойкости превосходящих их. Это дало основание приступить к разработке технологических процессов их промышленного производства.

Наиболее востребованные среди широкого ассортимента минерало-ватных утеплителей теплоизоляционные плиты, относящиеся к категории полужестких, имеют, как правило, горизонтально-слоистую внутреннюю структуру, обусловливающую низкую прочность изделий при сжатии-растяжении и расслоение при эксплуатации. Лучшими характеристиками обладают плиты, в которых волокна ваты расположены преимущественно в вертикальном положении. Прочность при сжатии таких образцов в 2-3 раза выше, чем образцов только с горизонтально-слоистой структурой, поэтому при разработке способа формования полужестких плит нами предложено ввести в состав конвейерной линии устройство по частичной переориентации волокон в вертикальное положение (механизм гофрирования).

Поскольку основные операции при получении плит связаны с фильтрацией (просасыванием) воздуха через слои минеральной ваты, для подбора и проектирования оборудования немаловажное значение имеют данные по сопротивлению увлажненной ваты воздушному потоку.

Из приведенных на рис. 3.1 зависимостей видно, что сопротивление Рс резко возрастает в начальный момент времени, затем падает и по истечении 60 с стабилизируется независимо от скорости прососа воздуха V. При этом основная масса воды удаляется в первую минуту вакуумирова-ния. Наименьшая остаточная влажность образца-сырца обеспечивается при максимальной скорости прососа воздуха.

с

X 10

Рисунок 3.1 - Зависимость сопротивления слоя увлажненной ваты воздушному потоку от времени вакуумирования: 1 - У=0,17 м/с, \У=150 %; 2 - У=0,11 м/с,\¥=160 %; 3 - У=0,04 м/с, )М=230 %

50 100 150 200 2К ХО МО 400

Время, с

Проведенные исследования позволили найти технические решения, выработать требования к оборудованию и разработать аппаратурно-технологическую схему производства теплоизоляционных полужестких плит мощностью 400 т/год (рис. 3.2).

.......

Г ауси*

ю е

п 'г

Рисунок 3.2 — Аппаратурно-технологическая схема изготовления плит: 1 -реактор; 2 - емкость; 3 - насос-дозатор; 4 - насос; 5 - устройство пролива; 6 камера волокноосаждения; 7 - узел пропитки; 8 - узел формирования плиты; 9 -сборник фильтрата; 10 - вакуум-насос; 11 - сушильная камера; 12 - стол резки

Процесс осуществляется следующим образом. Минераловатный ковер, непрерывно выходящий из камеры волокноосаждения, поступает на конвейер узла пропитки, где проливается приготовленной в реакторе-смесителе водной эмульсией связующего по всей ширине с помощью специального устройства. Избыток связующего собирается в ванне, рас-

положенной под конвейерной лентой. После пропитки мокрый ковер перемещается ко второй ванне, где с помощью вакуума отсасывается часть связующего, и подается на механизм гофрирования, осуществляющий складывание ковра в поперечном направлении его движения.

Сжатие слоев производит верхняя ветвь транспортирующего устройства. Под нижней ветвью установлена ванна сбора избытка связующего и далее по ходу ванна окончательного вакуумирования. Необходимые плотность и толщина сырой плиты обеспечиваются за счет разницы в скоростях движения конвейеров узлов пропитки и гофрирования. Отформованная сырая плита в виде непрерывной полосы подается в секционную камеру, где, зажатая между двумя сетками транспортера, сушится прососом горячего воздуха. После выхода из сушильной камеры на столе полоса режется в поперечном направлении на изделия требуемых размеров. Весь комплекс оборудования производства полужестких теплоизоляционных плит, включая модуль по выпуску минеральной ваты, достаточно компактен и может быть размещен в производственном помещении площадью 400...500 м2. Предлагаемая технология обеспечит получение плит с плотностью 150... 180 кг/м3, прочностью на сжатие не ниже 0,04 МПа, теплопроводностью при 25 °С 0,040 Вт/(м-К).

Исследования по разработке способа изготовления минераловатных скорлуп для изоляции трубопроводов, выполненные на модельной установке, нашли выражение в создании аппаратурно-технологической схемы (рис. 3.3).

Рисунок 3.3 - Аппаратурно-технологическая схема производства минераловатных скорлуп: 1 - композиционный бассейн, 2 - отстойник; 3 - сборник гидромассы; 4 - центрифуга; 5 - стол распрессовки; 6 - стеллаж передвижной; 7 - камера сушки; 8 - стол резки

Приготовленная в композиционном бассейне из предварительно подготовленных пульпы макулатуры, затворенной глины и измельченной ваты глинисто-волокнистая масса перекачивается в сборник, где дополнительно разбавляется водой, в которую вводят гидрофобизирующие и поверхностно-активные добавки, а выпавшие на дно бассейна корольки перемещаются в отстойник. Формование изделий проводят закачкой глинисто-волокнистой гидромассы в сетчатую пресс-форму, надетую на вал консольного типа, расположенный в центрифуге. При этом гидромасса под действием центробежных сил распределяется по покрытой сеткой внутренней поверхности пресс-формы. Вода (фильтрат) отжимается в корпус центрифуги, отводится через патрубок в емкость и может быть повторно использована в технологическом процессе.

В зависимости от выбранной скорости центрифугирования можно получить скорлупы различной плотности. Сформированный образец в виде цилиндра распрессовывается на столе и подвергается тепловой обработке в камере сушки, после чего разрезается по образующей на две половинки - скорлупы. Применение высокоскоростных смесителей, в отличие от смесителей-роллов, широко распространенных в производстве утеплителей «мокрым» способом, сокращает время приготовления водной суспензии волокна и исключает образование конгломератов в гидромассе, а формование изделий с помощью центрифуги позволяет использовать штапельные волокна малого диаметра (1...3 мкм), удалять максимум избыточной влаги из образца-сырца и, как следствие, за счет сокращения времени сушки снизить энергозатраты процесса.

При выборе теплоизоляционных материалов для использования в различных отраслях промышленности необходимо учитывать долговечность утеплителя. Поскольку единый подход к решению проблемы прогнозирования долговечности утеплителей в условиях эксплуатации на открытом воздухе отсутствует, обычно ее определяют экспериментальными методами с помощью ускоренных испытаний при различных режимах, имитирующих реальные условия эксплуатации. В естественных условиях влияние внешней среды на основные технические параметры изделий проявляется в основном колебаниями температуры и влажности, носящими циклический характер. Исходя из этого, нами разработана методика прогнозирования долговечности, в основу которой положены циклические испытания образцов теплоизоляционных материалов (минеральной ваты вида ВМСТ и плит на ее основе с использованием смесе-вого связующего, содержащего ПВА, жидкое стекло и технологические добавки) в ненапряженном состоянии в течение заданного периода времени с последующим изучением их свойств. Влияние температуры имитировали числом циклов воздействия за каждый год эксплуатации, кото-

рое определяли расчетами по статистическим метеоданным числа переходов через О °С в процессе суточных изменений температуры (один цикл эквивалентен двум переходам). При одногодичной повсеместной эксплуатации на территории страны число циклов условно усредненно принималось равным 47. Для имитации зоны умеренно холодного климата ограничились температурным интервалом от минус 25 до плюс 25 °С, относительную влажность изменяли от 40 до 98 %. Эксперименты проводили в камере «GRÖNLAND». Максимальное количество циклов составило 2360. В качестве главных эксплуатационных показателей (ГЭП) приняты плотность, теплопроводность при 25 °С, а для плит дополнительно - прочность на сжатие при 10 %-й линейной деформации и водопоглощение по массе за 24 ч. Представленные на рис. 3.4 относительные изменения эксплуатационных параметров минеральной ваты и плит в процессе термостатирования, свидетельствующие о стабильности характеристик исследуемых материалов при длительном воздействии температуры и влажности, позволили спрогнозировать 50-летний срок их эксплуатации в зоне умеренно холодного климата.

500 1000 1500 *иии *зии 0 ьоо )000 1ыю

Количество циклов Количество циклов

а б

Рисунок 3.4 — Зависимость относительных изменений ГЭП от количества циклов термостатирования для минеральной ваты (а) и плит (б): ♦ - плотность; ■ - теплопроводность; А- прочность на сжатие; • - водопоглощение

В четвертой главе отображены теоретические и экспериментальные исследования по созданию непрерывного технологического процесса переработки горных пород в теплоизоляционные мягкие плиты, включающие разработку новых и совершенствование существующих процессов и аппаратов технологии производства базальтоволокнистых материалов. Предложена методика оценки времени сушки ковра из минеральной ваты в зависимости от параметров материала и сушильного агента. Представлены результаты исследований по утилизации твердых отходов

производств базальтоволокнистых материалов и доказательства их экологической безопасности.

Выбор способа введения связующего в минераловатный ковер диспергированием его в камеру волокноосаждения в рамках поставленной в работе задачи создания опытно-промышленной установки по выпуску теплоизоляционных мягких плит технологически и экономически оправдан, так как он прост конструктивно, наименее энергоемок по сравнению с другими, обеспечивает достаточно высокую производительность и дает возможность организации единого технологического процесса производства минеральной ваты и плит на ее основе. При изготовлении теплоизоляционных плит в верхней части камеры волокноосаждения устанавливаются распылители (форсунки высокого давления) для подачи связующего. Волокна, проходя через тонко распыленное облако водной эмульсии связующего, обволакиваются им и осаждаются на сетку конвейера. Пропитанный связующим ковер поступает в камеру сушки, где осуществляется его тепловая обработка прососом через минераловатный ковер нагретого до 120 °С воздуха. Ленточный транспортер приводится в движение от единого привода при помощи общей трансмиссии, оснащенной электродвигателем, обеспечивающим бесступенчатую регулировку скоростей конвейера. Выходящий из камеры сушки ковер поступает на стол специально разработанного автоматического устройства поперечной резки, состоящего из каретки с дисковой фрезой и системой датчиков.

Несмотря на кажущуюся простоту описанной схемы, реализация технологической линии получения плит, адаптированной к условиям производства ваты, с включением ее в непрерывный процесс потребовала модернизации действующего и разработки нового оборудования, отработки режимов приготовления и ввода связующего, а также детального изучения условий сушки. Пневмотранспорт был заменен на шихтоподъемник, имеющий преимущества перед пневматической подачей сырья, заключающиеся в меньшем потреблении энергии, более высокой надежности и простоте обслуживания. Для приготовления и ввода связующего в минераловатный ковер была разработана система, состоящая из реактора-смесителя с дисковой мешалкой, насоса-дозатора, подающего в камеру волокноосаждения требуемое количество эмульсии связующего, и пнев-мораспылителей, диспергирующих ее в объеме камеры волокноосаждения. В процессе исследований установлено, что наиболее оптимальным, обеспечивающим однородность эмульсии по объему, является режим приготовления, включающий последовательную загрузку в реактор, заполненный на % объема водой, навесок ПВА, жидкого стекла и гидрофо-бизатора с пятнадцатиминутным перемешиванием после каждой загруз-

ки. Подготовленный концентрат разбавляется водой и перемешивается до получения однородной эмульсии в течение 30 мин.

В целях создания оптимальных аэродинамических и температурных режимов камера сушки разделена вертикальными перегородками на четыре секции, в три из которых теплоноситель подается попеременно снизу вверх и сверху вниз, а четвертая служит для постепенного охлаждения. Исходя из особенностей процесса сушки влажных материалов, обусловленных характером изменения локального влагосодержания с течением времени, нами предложена экспериментально-расчетная методика оценки времени сушки увлажненного минераловатного ковра при конвейерном способе, когда он проходит последовательно несколько камер с последовательной реверсией сушильного агента через слой влажного материала. В этом случае режим сушки будет определяться параметрами материала и сушильного агента. В теории сушки используют кривую, имеющую два периода - постоянной и падающей скорости. Для периода постоянной скорости, характеризующегося неизменной температурой материала и продолжающегося до критического влагосодержания, уравнение кривой скорости сушки имеет вид:

— = Ы = сопз1, (4.1)

ск

где - среднее влагосодержание слоя; т и N - общее время и скорость сушки.

Интегрирование уравнения (4.1) дает: Wo - = .

Для периода падающей скорости используют выражение относительной скорости сушки:

сПУ/ск

¥ = --. (4.2)

N

Из многочисленных экспериментальных данных следует, что относительная скорость ¥ не зависит от внешних условий сушки, а является только функцией среднего влагосодержания слоя:

(4.3)

Здесь и - текущее и равновесное среднее влагосодержание; ш - коэффициент, характеризующий связь влаги с материалом и не зависящий от размеров и форм образца; а, р - безразмерные коэффициенты, определяемые опытным путем. В нашем конкретном случае при ш=1 а = 0,67; Р = 0,06.

Подставляя в (4.2) значение ¥ из формулы (4.3) с учетом найденных коэффициентов, получаем уравнение кривой скорости сушки во втором периоде:

\V-Wp ....

-= N-==—=—. (4.4)

<1т 0,67 +0,06^->Ур)

После интегрирования уравнения (4.4) для второго периода сушки в пределах от до конечного влагосодержания имеем:

\ук - Ш — _

+ = (4.5)

Время, необходимое для уменьшения влагосодержания от начального до конечного №2, складывается из продолжительности сушки обоих периодов:

1 — — ш -V — _

х = - Wк) +1,541ё0,06(\Ук - V,)]. (4.6)

В результате обработки экспериментальных данных, полученных при изучении процесса сушки, найдено эмпирическое уравнение для определения скорости сушки слоя в первом периоде:

(4.7)

где у - коэффициент (9,9-10"4); с, - скорость воздуха на входе в слой ваты; р, - плотность воздуха; Рс - нагрузка на слой ваты.

Подставляя значение N в (4.6), получим окончательный вид уравнения для определения продолжительности сушки:

1 7Крп4 _ __и/ _ д!7 _ _

т= ' ' - + ==р + 0,06(>Ук - W2)],

(ср) -

где К - коэффициент, для конвейерных сушилок равный 1,7...2,0.

Предложенная методика позволяет с достаточной точностью проводить проектные расчеты сушильной камеры на различную производительность.

Поскольку изготовление базальтоволокнистых теплоизоляционных материалов связано с выделением в окружающую среду загрязняющих веществ в виде пыли горных пород, винилацетата и уксусной кислоты, нами выполнен большой объем работ по экологическому мониторингу ряда таких производств. Проведенная оценка экологической безопасности позволила отнести их к самой низкой категории опасности - четвер-

той, при которой не требуются расчет рассеивания загрязняющих веществ и разработка проекта предельно допустимых выбросов. Кроме того установлено, что эффект суммации токсичности выделяющихся при проведении технологического процесса вредных веществ отсутствует, что очень важно для получения разрешения на организацию производств в непосредственной близости от жилой зоны.

Немаловажным условием экологичности производств является разработка мероприятий по утилизации твердых отходов, в связи с чем нами проведены исследования по установлению возможности использования базальтовой пыли в товарах народного потребления и сельском хозяйстве. С учетом ее абразивных свойств создано эффективное чистящее средство, разработана и запатентована рецептура шпатлевки, не уступающей по основным характеристикам применяемым в промышленности и быту аналогичным композициям, предложено использование базальтовой пыли в качестве многофункционального минерального удобрения.

Пятая глава посвящена решению проблемы создания полимерного композиционного материала (ПКМ) с повышенной тепло- и водостойкостью, предназначенного для изготовления труб горячего и холодного водоснабжения. Рассмотрены процессы влагопереноса в базальтопласти-ках , оказывающие влияние на эксплуатационные параметры изделий.

Анализ условий эксплуатации стеклопластиковых труб, выпускаемых различными фирмами, показал, что продукция эта считается теплостойкой, если может выдерживать долговременное воздействие температур не ниже 120 °С. Однако до сих пор вопрос гарантированной работы трубопроводов при этой температуре и давлении 1,6 МПа не решен, и тем более не известны пластиковые трубы для транспортировки воды под таким давлением при 150 °С. Поэтому задача создания ПКМ, обеспечивающего длительную эксплуатацию изделий в экстремальных условиях, является актуальной, но достаточно сложной, поскольку требует не только знания основополагающих зависимостей свойств композита от вида и количества наполнителя и связующего, но и глубокого теоретического и экспериментального изучения влияния механического, химического и температурного воздействия на свойства материала.

Экспериментальные исследования по оценке эффективности применения базальтового ровинга при изготовлении полимерных композитов, где в качестве основных критериев были приняты смачиваемость и скорость пропитки волокна эпоксидным связующим, показали преимущество его перед стеклянным, что, естественно, сказалось на уровне прочностных характеристик базальтопластика (табл. 5.1).

"Т

Армирую-

Таблица5.1

Прочностные характеристики волокон и пластиков

_ Значение характеристики ___ |

Ровинг ' Микропластик | Однонаправлен-

щее волокно I !

Г Р, Н1 Р„ мН/текс ] Р, Н ; Ри, мН/текс ! Базальтовое^")91,8~1 438.2I 423,1 ' 964,9 1 Стеклянное ( 235,41 560,5 |423,9 ! 1009,3 Примечание- Р,Р0 - разрывная и удельная разрывная нагрузки; К, - коэффициент усиления, р - плотность; прочность при растяжении

i 2,2 1,8

ный пластик

.У1

р, кг/м 2250 2060

5р,МПа 1506,8 1185,1

Коэффициент усиления при переходе от волокна к микропластику на базальтовом ровинге выше, чем на стеклянном, что в однонаправленном пластике приводит к увеличению прочности на 27 %.

Поскольку традиционно используемые для намоточных изделий связующие ЭДИ и ЭХДИ не могут обеспечить теплостойкость полимерных композитов выше 120 °С, дальнейшие разработки проводили на созданном с использованием синтезированной азотосодержащей эпоксидной смолы теплостойком связующем ТС. Имея технологические свойства и прочностные характеристики на уровне ЭДИ и ЭХДИ (табл. 5.2), связующее ТС превосходит их по теплостойкости и условной вязкости (времени истечения через сопло вискозиметра ВЗ-1), необходимый уровень которой достигается при комнатной температуре, что позволяет снизить энергозатраты производства.

Таблица 5.2

Основные те х н и ч е с к и ехарактеристики эпоксидных связующих

Марка связующего

" ЭДИ ЭХДИ

I Условная вяз- | | кость при тем-1

• * о . .. I

35

Г 38

тж, i Жизнеспособ-мин | ность при (_ температуре

VI" "

t, .°C j т, ч 3,5

Тм

°С

ТС

-

38 60

15 20 25 30

128 28

То"

38 31 23

7,4Т

50 60

30 15

i94 J;

Прочность при растяжении, МПа 49~1±3,2 '

2,0 ¡ 140 | 64,7±0,6

3,5 72,0

156

J .

52,5±2,8

Относительное |

удлинение , __%

2,9±0,2

2,2±0,1 •

I

3,2±0,6 1

Примечание тж-время желатинизации при 120 °С; Т* - теплостойкость по Мартенсу

Методами ТГА и ДТА было показано, что разработанное связующее термически стабильно в интервале от 20 до 250 °С и теплостойкость его

сохраняется в полимерных композитах, армированных волокнами, что достаточно наглядно представлено диаграммой изменения модуля упругости образцов базальтогшастика на сжатие от температуры (рис. 5.1).

Рисунок 5.1 — Температурная зависимость модуля упругости базальтопласти-ковых труб при нагружении кольцевых образцов на сжатие

20 85 125 155 200

Температура, °С

При этом установлено, что базальтопластик на связующем ТС менее подвержен воздействию влаги при повышенных температурах (рис. 5.2).

Известно, что диффузия влаги в полимерных композиционных материалах на основе эпоксидных матриц даже в стационарных термовлаж-ностных условиях не подчиняется второму закону Фика, то есть в процессе влагонасыщения сорбированная влага активирует процессы структурной релаксации и гидролиза. В то же время для многих ПКМ экспериментально доказано, что, если осуществлять сушку при той же температуре, что и увлажнение, десорбция влаги из уже увлажненных образцов хорошо подчиняется этому закону. Эта закономерность в полной мере и была подтверждена нами при совместном с учеными из Алтайского технического университета исследовании процессов влагопереноса в базальтопластиках. Для оценки влияния поглощенной влаги на фиэико-

Рисунок 5.2 — Кинетика влаго-поглощения базальтопласти-ков на основе связующих ТС (1) и ЭХДИ (2) при 150 "С

Время, сут

механические свойства композита увлажненные до насыщения образцы были подвергнуты динамическому механическому анализу с помощью обратного крутильного маятника. Из представленных на рис. 5.3 данных видно, что температура стеклования БП, определенная по температурам минимумов соответствующих производных <Ю'/с!Т составляет 164 °С. После увлажнения образца происходит значительное снижение динамического модуля сдвига в области стеклообразного состояния связующего.

ю ш Т<мара1и**С

Рисунок 5.3 — Температурные зависимости С и «Ю'/УТ для исходных и увлажненных образцов ба-зал ьто пластика на основе связующего ТС

Разработанный ПКМ обладает перед аналогичными на основе эпоксидных матриц двумя существенными преимуществами: низким предельным влагонасыщением и почти полным отсутствием потока влаги поперек стенок трубы. Следовательно, можно ожидать, что базальтопла-стиковые трубы, по которым течет вода, будут иметь пренебрежимо низкую проницаемость, если их торцы будут надежно защищены от контакта с влагой.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе заложены физико-химические и технологические основы получения из минерального сырья базальтоволокнистых материалов различного назначения. Выполненные исследования охватывают основные вопросы переработки горных пород, начиная с разработки метода диагностики и оптимизации критериев их пригодности для производства базальтовых волокон, обоснования выбора наиболее эффективных способов плавления сырья с использованием токов высокой частоты и формирования волокон из расплава в газодинамическом акустическом поле, создания новых базальтоволокнистых изделий, превосходящих в качественном отношении отечественные и зарубежные аналоги, и заканчивая конструкторско-технологическими разработками с реализацией их в

1ЮС. НАЦИОНАЛЬНА» { БИБЛИОТЕКА |

ИМ* I

тЛ

промышленных производствах, количество которых ежегодно возрастает. При этом получены следующие результаты:

1 Предложен метод диагностики минерального сырья для получения базальтовых волокон по физико-химическим критериям расплавов, важнейшими из которых следует считать вязкость, поверхностное натяжение, кристаллизационную и смачивающую способности.

2 Показаны перспективы использования горных пород ряда месторождений Сибири и Дальнего Востока в производстве штапельных и непрерывных волокон с высокими техническими характеристиками.

3 Изучено влияние температурно-временных условий получения базальтовых стекол на их параметры и склонность к волокнообразованию. Установлено, что плавление горных пород при температуре 2000 °С токами высокой частоты обеспечивает более полную дегазацию и гомогенизацию расплава, обусловливающих его высокие физико-химические свойства, что способствует выработке волокон повышенного качества.

4 В результате математического моделирования с использованием массива экспериментальных данных по горным породам 27 месторождений впервые получено многофакторное уравнение регрессии, устанавливающее связь между вязкостью расплава и химическим составом сырья, позволяющее с достаточной точностью прогнозировать ее значения при заданной температуре и тем самым выбирать наиболее оптимальные режимы функционирования промышленных установок по выпуску базальтовых волокон.

5 Разработан и запатентован способ получения минераловатного ковра из супертонкого волокна, включающий плавление сырья токами высокой частоты в водоохлаждаемом тигле и переработку расплава в супертонкие волокна воздушно-дутьевым способом, с реализацией его в промышленном производстве. Проведен анализ влияния конструкции дутьевых устройств на качество выпускаемой продукции, обоснован и экспериментально подтвержден выбор прямоточной раздувочной головки, обеспечивающей получение ваты с минимальным количеством неволокнистых включений при низких входных давлениях энергоносителя. Сформулированы научные подходы к оптимизации режимов работы энергетического и технологического оборудования и предложены пути повышения производительности установок, нашедшие практическое применение.

6 Создана новая физико-математическая модель процесса формирования волокна в прямоточной раздувочной головке, особенность которой заключается в представлении механизма образования волокон как последовательного сдвига вершин капиллярных поверхностных волн, возникающих на поверхности расплава в результате воздействия на него

«о1»

яи

сверхзвукового газодинамического потока и генерируемого им акустического поля. Показана возможность расчета параметров струи расплава и образующихся волокон в зависимости от производительности и вязкости расплава. Рассчитанные значения имеют высокую сходимость с экспериментальными данными, что свидетельствует о достоверности разработанной модели.

7 На основе анализа принципов компоновки связующих для волокнистых материалов и применения их на практике созданы экологически чистые негорючие теплоизоляционные изделия в виде скорлуп для изоляции трубопроводов и плит различной степени жесткости, по основным характеристикам не уступающие, а по водо- и термостойкости превосходящие зарубежные аналоги. Получены новые экспериментальные данные о влиянии концентрации гидрофобизаторов на массовое и объемное во-допоглощение волокнистых материалов. Разработаны аппаратурно-технологические схемы промышленного производства изделий с обоснованием выбора оборудования.

8 Осуществлены проектно-конструкторские работы и выполнен комплекс исследований, результатом которых явилось создание промышленной установки по выпуску базальтоволокнистых теплоизоляционных материалов, позволяющей эффективно отрабатывать аппаратурно-технологические решения в целях повышения производительности и качества выпускаемой продукции.

9 Исследован процесс сушки минераловатных изделий, разработана методика оценки времени сушки увлажненного волокнистого материала, использование которой дает возможность с достаточной для практического применения точностью проводить проектные расчеты сушильного оборудования на различную производительность.

10 Проведен экологический мониторинг ряда производств базальтоволокнистых теплоизоляционных материалов, использующих индукционный способ плавления, представлены доказательства их экологической безопасности и предложены способы утилизации отходов переработки горных пород в виде базальтовой пыли с рекомендациями по ее применению в товарах народного потребления и сельском хозяйстве.

11 Разработана методика определения долговечности теплоизоляционных материалов, в основу которой положен способ циклического тер-мостатирования образцов в ненапряженном состоянии в течение заданного периода времени. Проведены испытания минеральной ваты и плит на ее основе, позволившие спрогнозировать срок их эксплуатации в зоне умеренно холодного климата в течение не менее 50 лет.

12 Экспериментально доказана возможность создания с использованием базальтовых непрерывных волокон и синтезированной азотосодер-

жащей эпоксидной смолы полимерного композиционного материала, обеспечивающего требования, предъявляемые к изделиям, предназначенным для транспортировки холодной и горячей воды.

13 Впервые исследованы процессы влагопереноса в пластиках, армированных стеклянными и базальтовыми волокнами, в стационарных тер-мовлажностных условиях, показавшие перспективность применения ба-зальтопластиков в водных средах. При этом установлено, что базальто-пластик обладает низким предельным влагонасьнцением и характеризуется пренебрежимо низкой проницаемостью влаги через боковую поверхность.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Tatarintseva О S., Vorozhtsov B.I., Tolkachev E.G Basalt Superfine Fiber Production Using a Set-up Fitted With Induction Oven // the Scientific Conference on Use of Research Conversion Results in The Siberian Institutions of Higher Education for International Cooperation, Tomsk. - 1995. - P. 55.

2 Свидетельство № 3127, зарег. в Гос. реестре полезных моделей 16.11.96. Дутьевая головка (полезная модель) / О.С.Татаринцева, Б.И. Ворожцов, Е.Г. Толкачев, H.H. Ходакова, Г.Б. Лапугина.

3 Пат. 2093534, зарег. в Гос. реестре изобр. 20.10.97. Шпатлевка / О.С. Татаринцева, Т.К. Углова, А.Д. Савкин, Т.П. Потапова.

4 Пат. 2100299, зарег. в Гос. реестре изобр.27.12.97. Способ получения мине-раловатного ковра из базальтового супертонкого волокна / О.С. Татаринцева, Г.В. Сакович, Е.Г. Толкачев, H.H. Ходакова.

5 Татаринцева О.С., Ковалев В.П., Углова Т.К. Негорючая экологически чистая изоляция для трубопроводов // Строительные материалы. -1998. - № 5. - С. 23.

6 Татаринцева О.С., Ворожцов Б.И., Ходакова H.H., Углова Т.К. Перспективы использования отходов горных пород в товарах народного потребления // Горный журнал. -1998. - № 7. - С. 40-41.

7 Татаринцева О.С., Толкачев Е 1. Технология переработки горных пород с получением базальтовых супертонких волокон // ВСМ. - Cep.II. - Вып. 6 (442). -

1998.-С. 145-147.

8 Татаринцева О.С., Потапов М.Г., Ворожцов Б.И., Литвинов A.B. Переработка нерудных горных пород в теплоизоляционные строительные и промышленные материалы // Сб. докл. межд. семинара «Нетрадиционные технологии в строительстве», Томск. - 1999. - С. 148-150.

9 Ворожцов Б.И., Татаринцева О.С., Потапов М.Г. Экологически чистая переработка горных пород в теплоизоляционные материалы / Сб. докл. спец. сессии межд. Академии экологии и безопасности жизнедеятельности, Новосибирск. -

1999.-С. 16-19.

10 Пет. 2130001, зарег. в Гос. реестре изобр. 10.05.99. Способ изготовления волокнистых теплоизоляционных изделий / О.С. Татаринцева, Т.К. Углова, Б.И. Ворожцов, В.П. Ковалев.

11 Татаринцева О.С., Ворожцов Б.И. Переработка природного камня в теплоизоляционные материалы // Горный журнал. - 2000. - № 4. - С. 62-63.

12 Пат. 2151115, зарег. в Гос. реестре изобр. 20.06.2000. Теплоизоляционный материал / О.С. Татаринцева, Е.Г. Толкачев, H.H. Ходакова, Т.К. Углова.

13 Татаринцева О.С., Потапов М.Г., Литвинов A.B. Техножния получения экологически чистых теплоизоляционных материалов из горных пород // Материалы межд. науч -практ. конф. «Siberia», Новосибирск. - № 7. ~ 2001 - С. 26.

14 Татаринцева О.С., Потапов М.Г., Петраков В.М. и др. Производство теплоизоляционных материалов из горных порол в ОАО «Новосибирскэнерго // Строительные материалы.-№ 2. - 2001.- С. 14-15.

15 Ходакова H.H. Татаринцева О.С. Аппаратурно-методическое обеспечение исследований горных пород / Сб. докл. науч.-практ. конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья», Бийск, М.: ЦЭИ «Химмаш», 2001. - С. 10-13.

16 Потапов М.Г., Литвинов A.B., Татаринцева О.С., Аполонский Н.Т. Опытно-промышленная установка по отработке технологии получения теплоизоляционных материалов из нерудных горных пород // Сб. докл. науч -практ. конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья», Бийск, М.: ЦЭИ «Химмаш», 2001. - С. 13-14

17 Татаринцева О.С, Углова Т.К., Ковалев В.П. Технология получения теплоизоляции для трубопроводов // Сб. докл. науч.-практ. конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья», Бийск, М.: ЦЭИ «Химмаш», 2001. - С. 34-36.

18 Татаринцева О.С., Потапов М.Г, Ходакова H.H. Перспективы использования I орных пород Сибири и Дальнего Востока в производстве базальтовых волокон // Стены и фасады. - 2001. - X» 3(12). - С. 17-20.

19 Олейников Б.Д, Тихомирова Т.В, Татаринцева О.С. Экологическая безопасность производств теплоизоляционных материалов из базальта /' Сб. докл. II Всерос. науч -практ. конф «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья». Бийск, М.: ЦЭИ «Химмаш», 2002 -С. 9-10.

20 Татаринцева О.С., Самойленко В.В, Углова Т.К. Разработка технологии получения теплоизоляционных полужестких плит // Сб. докл. II Всерос. науч.-практ. конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья», Бийск, М.: ЦЭИ «Химмаш», 2002. - С. 13.

21 Татаринцева ОС., Потапов М.Г., Хрусталев Ю.В., Литвинов A.B. Расчет продолжительности процесса сушки при получении теплоизоляционных плит из базальтовой ваты // Сб докл. II Всерос науч.-практ. конф «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья», Бийск, М.: ЦЭИ «Химмаш», 2002. - С. 16-18.

22 Татаринцева О.С., Ходакова H.H. Влияние температуры получения базальтовых расплавов на их характеристики // Сб. докл. III Всерос. науч.-практ. конф.

«Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья», Бийск, М.: ЦЭИ «Химмаш», 2003. - С. 18-21.

23 Татаринцева О.С., Бондарчук С С. Прогнозирование вязкости расплавов по химическому составу сырья // Сб. докл. III Всерос. науч.-практ. конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья», Бийск, М.: ЦЭИ «Химмаш», 2003. - С. 21-22.

24 Архипов В.А., Бондарчук С.С., Татаринцева О.С., Матвиенко О.В. Структура турбулентной струи энергоносителя в вихревой раздувочной головке для формирования минеральных волокон // Сб. докл III Всерос. науч.-практ. конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья», Бийск, М : ЦЭИ «Химмаш», 2003. - С. 25-27.

25 Бессонов А.Ю., Литвинов A.B., Татаринцева О.С., Кожарский С.П. Влияние спектра звука раздувочных головок на параметры минеральной ваты // Сб. докл. III Всерос. науч.-практ. конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья», Бийск, М.: ЦЭИ «Химмаш»,

2003.-С. 39-40.

26 Татаринцева О.С., Ходакова H.H. Сравнительная оценка волокнистых теплоизоляционных материалов // Сб. докл. III Всерос. науч.-практ. конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья», Бийск, М.: ЦЭИ «Химмаш», 2003. - С. 53-57.

27 Татаринцева О.С., Ходакова H.H., Старцев О.В., Филистович Д.В. Процессы влагопереноса в базальтопластиках // Сб тез. докл. XVII Менделеевского съезда по общей и прикладной химии, Казань, 2003. - С. 408.

28 Фирсов В.В., Татаринцева О.С., Самойленко В.В Непрерывная технологическая линия переработки минерального сырья в теплоизоляционные плиты // Межвузовский сб. «Измерения, автоматизация и моделирование в промышленности и научных исследованиях», Бийск: Изд-во АлтГТУ, 2003. - С. 192-196.

29 Татаринцева О.С., Углова Т.К. Повышение водостойкости теплоизоляционных материалов // Сб. докл. IV Всерос. науч.-практ. конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья», Бийск, М.: ЦЭИ «Химмаш», 2004. - С. 49-52.

30 Фирсов В.В., Татаринцева О.С., Самойленко В.В. Сравнительная оценка способов получения полужестких минераловатных плит // Сб. докл. IV Всерос. науч.-практ. конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья», Бийск, М.: ЦЭИ «Химмаш», 2004.-С. 47-49.

31 Архипов В.А., Бондарчук С.С., Татаринцева О.С., Ворожцов Б.И. Параметры истечения струи расплава при формировании базальтовых волокон // Сб. докл. IV Всерос. науч.-практ. конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья», Бийск, М.. ЦЭИ «Химмаш»,

2004. - С. 70-74.

32 Ворожцов Б.И., Татаринцева О.С. Феноменологическое исследование преобразования расплава в волокно // Сб. докл. IV Всерос. науч -практ конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья», Бийск, М.: ЦЭИ «Химмаш», 2004. - С. 74-78.

33 Татаринцева О.С., Потапов М.Г Об объединении усилий отечественных производителей теплоизоляционных материалов // Проектирование и строительство в Сибири! - 2004. --№4(22). - С. 28-30.

34 Татаринцева О.С., Углова Т.К., Игонин Г.С. и др. Определение сроков эксплуатации базальтоволокнистых теплоизоляционных материалов // Строительные материалы. - 2004. - № 11. - С. 14-15.

35 Татаринцева О.С., Ходакова H.H. Самойленко В.В. Базальтопластик с повышенной тепло- и водостойкостью // Сб. тез. докл. семинара «Химические аспекты нефтедобычи», Новосибирск: Изд. СО РАН, 2004. - С. 30.

36 Татаринцева О.С., Самойленко В.В., Ходакова H.H. и др. Компактная установка по выпуску базальтоволокнистой теплоизоляции для энергетических предприятий // Промышленная энергетика. - 2004. —№11,— С. 38-40.

37 Татаринцева О.С., Ходакова H.H. Армирующий материал для композиционных намоточных изделий // Строительные материалы - 2004 - № 12. - С.38-39.

38 Татаринцева О.С., Самойленко В.В., Фирсов В.В. Технологическая линия переработки горных пород в теплоизоляционные плиты // Приложение к журналу «Строительные материалы». - 2005. - X« 3. - С. 24-25.

39 Ходакова H.H., Зимин Д.Е., Татаринцева О.С. Влияние химического состава волокон на их устойчивость к агрессивным средам // Сб. докл. V Всерос. науч.-практ конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья», Белокуриха, М.: ЦЭИ «Химмаш», 2005. -С. 38-43.

40 Архипов В.А., Татаринцева О.С., Ворожцов Б.И., Литвинов В.Л. Режимы распада струи расплава при формировании базальтовых волокон // Сб. докл. V Всерос. науч.-практ. конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья», Белокуриха, М.: ЦЭИ «Химмаш», 2005.-С. 25-28.

№14 5 6 2

РНБ Русский фонд

2006-4 9053

Подписано в печать 23.05.2005 г. Формат 60x84 1/16 Печать - ризография. Усл.п.л. 2,11 Тираж 100 экз. Заказ 2005 - 75

Отпечатано в типографии АлтГТУ

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 ДИАГНОСТИКА МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА БАЗАЛЬТОВЫХ ВОЛОКОН.

1.1 Оптимизация критериев пригодности горных пород для получения различного вида волокон.

1.1.1 Оценка сырья по минеральному и химическому составу.

1.1.2 Характеристики расплавов и методы их исследования.

1.1.3 Особенности физико-химических свойств базальтовых стекол.

1.2 Перспективы использования минерального сырья Сибири и Дальнего Востока в производстве штапельных и непрерывных волокон.

1.3 Влияние условий получения базальтовых стекол на их параметры и температурный интервал выработки непрерывных волокон.

1.4 Математическое моделирование для прогнозирования вязкости расплавов по химическому составу сырья.

ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ МИНЕРАЛЬНОЙ ВАТЫ ИЗ ГОРНЫХ ПОРОД.

2.1 Сравнительная оценка существующих методов переработки минерального сырья в штапельные волокна.

2.2 Разработка технологии и создание производства минеральной ваты из супертонкого волокна.

2.3 Возможные пути повышения эффективности плавления горных пород индукционным методом.

2.4 Экспериментально-теоретические основы формирования волокон из расплавов горных пород в газодинамическом поле.

2.4.1 Исследование влияния конструкции дутьевых устройств на качество получаемых волокон.

2.4.2 Механизм преобразования расплава в волокно.

2.5 Некоторые аспекты повышения производительности установок получения минеральной ваты.'.

ГЛАВА 3 СОЗДАНИЕ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ.

3.1 Краткий ретроспективный обзор направлений работ и достигнутых результатов в области создания волокнистых утеплителей в России.

3.2 Компоновка рецептур связующих и отработка технологических приемов изготовления образцов теплоизоляционных материалов.

3.2.1 Физико-химия образования композитов на основе базальтовых волокон и жидкого стекла.

3.2.2 Эффективность использования смесевого связующего в производстве утеплителей.

3.2.3 К вопросу повышения водостойкости минераловатных изделий.

3.2.4 Особенности применения в производстве волокнистых материалов глинистых связующих.

3.3 Разработка технологии получения теплоизоляционных плит с повышенной плотностью.

3.4 Разработка технологии изготовления минераловатных скорлуп для изоляции трубопроводов.

3.5 Изучение влияния условий эксплуатации на основные параметры теплоизоляционных материалов с определением их долговечности.

ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ НЕПРЕРЫВНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПЕРЕРАБОТКИ ГОРНЫХ ПОРОД

В ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МЯГКИЕ ПЛИТЫ.

4.1 Аппаратурно-технологическая схема производства изделий.

4.2 Разработка оборудования и отработка технологических режимов производства теплоизоляционных плит.

4.2.1 Совершенствование системы дозирования шихты.

4.2.2 Узел приготовления и ввода связующего.

4.2.3 Исследование процесса сушки волокнистых материалов.

4.3 Оценка экологической безопасности производства теплоизоляционных материалов из базальта.

4.3.1 Утилизация твердых промышленных отходов.

ГЛАВА 5 СОЗДАНИЕ ПОЛИМЕРНОГО КОМПОЗИТА С ПОВЫШЕННОЙ

ТЕПЛО- И ВОДОСТОЙКОСТЬЮ.

5.1 Физико-химические основы создания композитов, армированных стеклянными волокнами.

5.1.1 Обоснование выбора армирующего материала для композиционных намоточных изделий.

5.1.2 Разработка тепло- и водостойкого связующего для базальтопластика.

5.2 Изготовление базальтопластиковых труб и проведение испытаний.

5.3 Процессы влагопереноса в базальтопластиках.

Проблемы энергосбережения, защиты окружающей среды, снижения ме-таллопотребления поставили перед многими отраслями народного хозяйства ряд неотложных задач, среди которых создание новых теплоизоляционных и конструкционных изделий и организация производств, обеспечивающих их выпуск, играют решающую роль.

Уже не одно десятилетие большое внимание во всем мире уделяется вопросам теплоизоляции ограждающих конструкций зданий, сооружений, промышленного оборудования и тепловых сетей, как наиболее эффективному пути сокращения теплопотерь. Ассортимент утеплителей достаточно широк: от пенопластов, не удовлетворяющих современным требованиям по пожаробезо-пасности и экологической чистоте, до минераловатных композиций на полимерных и неорганических связующих. Однако, особая роль в нем отводится материалам, получаемым из нерудных горных пород, и, в первую очередь, минеральной вате, обладающей малой объемной массой, стойкостью к атмосферным воздействиям и агрессивным средам, высокими теплозвукоизоляционны-ми свойствами и являющейся идеальным сырьем для развития целой отрасли производства теплоизоляционных материалов и изделий (плиты различной степени жесткости, картоны, скорлупы, сыпучий утеплитель и др.). Реальная годовая потребность в них, например для Алтайского края, оценивается в 45 тыс. м , для Новосибирской области она составляет 60 тыс. м , включая капитальное строительство, промышленные цели, модернизацию и капитальный ремонт зданий, индивидуальное и сельское строительство. В настоящее время на российском строительном рынке утеплителей превалирует в основном импортная продукция или продукция, изготовленная по западным технологиям. Отечественные теплоизоляционные материалы традиционно представлены на нем минеральной стекло- и шлаковатой, а также изделиями из них. Сохраняется производство пенополистирола и пенополиуретана, перлитовых и вермику-литовых изделий. В то же время в России, в том числе в Сибирском регионе, имеются неисчерпаемые запасы сырья для производства нового поколения отечественных теплоизоляционных материалов, способных конкурировать с дорогостоящей зарубежной продукцией, которая, как правило, содержит в своем составе экологически вредные фенолоформальдегидные смолы. Сравнительный анализ отечественной и мировой промышленности теплоизоляционных материалов показывает, что большая часть предприятий производит минеральную вату из расплавов, полученных в регенеративных или рекуперативных ванных печах, вытягиванием через платинородиевые фильерные питатели грубых волокон, которые затем раздуваются струей горячего газа или пара в супертонкие. Другие используют электродуговой метод плавления и центробежные способы переработки расплава в волокна, работая, в основном, на зарубежном оборудовании.

В первом случае из-за применения в процессе для обогрева печи и питателей газообразного или жидкого топлива велика возможность экологического загрязнения, и его не удается значительно снизить даже в результате использования технологических приемов, к которым относится повторный подвод угарного газа и его досжигание в реакционной зоне. Установки мощностью 90. 115 тонн в год слабо механизированы, требуют больших затрат на проведение ремонтных и профилактических работ, а также дорогостоящих охранных мероприятий из-за необходимости применения в процессе изделий из драгоценных металлов. Переработка полученных таким способом супертонких волокон в теплоизоляционные материалы производится формованием изделий из гидромасс, содержащих связующие на основе бентонитовых глин или солей аммония, либо пропиткой минераловатного ковра водным раствором поливи-нилацетатного связующего.

Плавление сырья электродуговым способом требует значительных затрат на его подготовку, так как для обеспечения необходимого модуля кислотности вырабатываемого волокна и снижения температуры плавления до 1550. 1600 °С в шихту вводят золу или известняк; при этом увеличиваются затраты и время на стартовый разогрев печи. Кроме того, в процессе плавления происходит загрязнение расплава продуктами эрозии, зольными остатками электродов, а также карбидами восстановленных металлов. Теплоизоляционные материалы из волокон, полученных плавлением сырья в электродуговых печах с последующим центробежно-дутьевым методом раздува расплава, как правило, изготавливаются с использованием органических связующих (фено-лоспиртов, карбамидных и фенолоформальдегидных смол), присутствие которых ограничивает температурную область применения изделий до 250 °С.

Низкая температура в выше описанных плавильных агрегатах затрудняет переработку тугоплавких пород и не обеспечивает необходимую однородность расплава при наличии в сырье примесей, разлагающихся при температурах выше 1600 °С. Кроме того, реализация приведенных технологий требует применения дорогостоящего огнеупорного материала для футеровки печей.

Наиболее эффективным способом получения расплава из горных пород является индукционный, обеспечивающий достаточно высокую производительность, возможность автоматизации и приемлемый уровень сложности производства. Высокая температура в реакционной зоне печи (1700.2100 °С) позволяет перерабатывать породы с тугоплавкими примесями и обеспечивает легкую адаптацию к сырью каждого отдельного месторождения. Переработка таких расплавов в волокна производится дутьевыми способами, где в качестве энергоносителя выступает, как правило, атмосферный воздух.

Для повышения эффективности работы плавильных агрегатов и дутьевых устройств и улучшения качества выпускаемой продукции необходимо глубокое изучение процессов плавления горных пород токами высокой частоты и формирования волокон в ультразвуковом акустическом поле с установлением закономерностей протекания этих процессов и созданием физико-математических моделей. До настоящего времени этим вопросам не уделялось достаточного внимания как в России, так и за рубежом.

Однако при любом способе плавления пригодность горной породы для получения различного вида волокон устанавливается в результате комплекса исследований, включающего определение химического состава, физико-химических свойств расплава и температурного интервала выработки волокон.

И в этой связи было бы весьма желательным создание математических моделей для прогнозирования физико-химических свойств расплавов по химическому составу сырья и выявления граничных значений параметров расплавов, являющихся оптимальными для получения базальтовых волокон.

Уникальные свойства непрерывных волокон, изготовленных из горных пород магматического происхождения, а именно термостойкость, устойчивость в агрессивных средах, высокий модуль упругости, предопределяют их применение в тех отраслях промышленности, где другие виды волокон не выдерживают конкуренции. Несомненный интерес представляет использование базальтовых непрерывных волокон при создании полимерных композиционных материалов со специальными свойствами, в частности с повышенной тепло- и водостойкостью, которые могут найти применение для изготовления труб горячего и холодного водоснабжения, канализации, транспортировки нефти, газа, химических реагентов и др.

Достигнутые в настоящее время успехи в области переработки горных пород в базальтоволокнистые композиционные материалы и изделия в немалой степени были обеспечены исследованиями, начавшимися в СССР еще в 50-х годах. Особенно интенсивно они проводились в Институте проблем материаловедения АН УССР, где была создана лаборатория, сотрудники которой опубликовали несколько сборников по технологии изготовления базальтовых волокон, оборудованию для их производств и использованию таких волокон в различных изделиях. За рубежом в то время подобные исследования не проводились. По-видимому, лидирующее положение бывших советских ученых в этой области сохранялось и в 90-е годы XX века, так как в 1995 году в Лондоне была издана фундаментальная монография «Fibre Scienc and Technology» под редакцией В.И. Костикова, где авторами раздела о базальтовых волокнах были украинские ученые М.Ф. Махова, В.П. Сергеев и В.И. Трефилов. В это же время было опубликовано несколько статей немецких и южно-корейских исследователей по изучению базальтовых волокон, но поток таких публикаций очень скуден, что, скорее всего, связано с возможностями использования материалов из базальтовых волокон в военной технике. В отечественной периодической научно-технической литературе практически отсутствует информация о базальтоволокнистых материалах. Сведения о новых разработках специалисты получают главным образом из сборников докладов конференций и семинаров, однако, они не достаточно полны и носят разрозненный характер. Вместе с тем следует отметить, что исследования в этом направлении ведутся в некоторых академических институтах, промышленных предприятиях и организациях. Так, например, весьма важными, на наш взгляд, являются работы ГУП «НИИграфит» по использованию базальтовых волокон в сочетании с полимерными, металлическими, неорганическими и углеродными матрицами для получения различных композитов и изделий на их основе.

Продукция из природного камня получила признание во всем мире. Однако существующие объемы производств отечественных базальтоволокнистых материалов неизмеримо малы относительно спроса, технологии, на которых они базируются, морально устарели, а выпускаемая продукция большей частью не удовлетворяет современным требованиям. В то же время одни зарубежные фирмы успешно завоевывают российский рынок строительных теплоизоляционных материалов, другие, даже не имея базовой технологии получения непрерывных базальтовых волокон и экспортируя их из России и Украины, значительно продвинулись в технологии изготовления композиционных изделий. Исходя из этого, задачи создания эффективных утеплителей и полимерных композитов со специальными свойствами, в стоимостном и качественном отношении превосходящих зарубежные аналоги, а также технологических процессов их промышленного получения не вызывают сомнений в актуальности. Естественно, что разработки эти необходимо вести на надежном фундаменте научных исследований, начиная с выбора сырья и методов его переработки и кончая утилизацией отходов производства изделий.

Вышеизложенное и определило цель настоящей работы, заключающуюся в создании физико-химических и технологических основ переработки минерального сырья в базальтоволокнистые материалы различного назначения. В соответствии с целью в задачи входило: экспериментально-теоретическое исследование горных пород для установления граничных значений физико-химических параметров расплавов, являющихся оптимальными для выработки базальтовых волокон; разработка промышленного способа получения минеральной ваты из супертонкого волокна; изучение механизмов плавления и во-локнообразования с созданием физико-математических моделей и применением их для оптимизации технологических режимов на производстве; компоновка рецептур связующих с использованием их при создании высокоэффективных базальтоволокнистых утеплителей и разработке технологических процессов получения; проведение комплекса научно-технических исследований, направленных на разработку непрерывной технологической линии производства теплоизоляционных мягких плит; изучение возможности создания полимерного композита с повышенной тепло- и водостойкостью.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с программами по приоритетным направлениям науки и техники, утвержденными ГУ боеприпасов и спецхимии Комитета оборонных отраслей промышленности РФ (тема «Базальт», договор № 17/Н-93/113-Г), Департаментом БпиСХ Минэкономики России (тема «Диабаз», договор № 65/Э-105 ЮС-99), и с планами научно-исследовательских работ Института проблем химико-энергетических технологий СО РАН за 2001 - 2004 гг.

Объектами и предметами исследования служили горные породы магматического происхождения, изготовленные из них волокна и изделия, а также технологические процессы их получения.

В работе использованы физические и химические методы исследования состава и структуры исходных веществ и композиционных материалов на их основе, методы математического моделирования для прогнозирования свойств расплавов и установления теоретических зависимостей параметров волокон от условий плавления и волокнообразования.

Научная новизна работы заключается в осуществлении комплексного подхода к проблемам переработки минерального сырья в базальтоволокнистые материалы, включающего фундаментальные исследования в области материаловедения, физико-химических процессов плавления горных пород и волокно-образования из расплавов и применения их при разработке высокопроизводительных ресурсосберегающих технологий производства изделий. При этом впервые:

- изучена взаимосвязь физико-химических свойств расплавов с минеральным и химическим составом горных пород, на основании которой оптимизированы критерии их пригодности для производства штапельных и непрерывных волокон;

- создана математическая модель, с помощью которой получено многофакторное уравнение регрессии, позволяющее с высокой степенью точности прогнозировать вязкость расплава при заданной температуре по химическому составу сырья;

- разработан промышленный способ изготовления минеральной ваты методом индукционного плавления горных пород в «холодном» тигле с последующим раздувом расплава сжатым воздухом до супертонких волокон и сформулированы научные подходы к повышению производительности установок;

- предложена физико-математическая модель преобразования расплава в волокно в акустическом поле газодинамического раздува, адекватность которой подтверждена экспериментальными результатами;

- рассмотрены и проанализированы принципы компоновки связующих для волокнистых материалов с применением их при создании новых эффективных теплоизоляционных изделий различного назначения и разработке ап-паратурно-технологических схем их промышленного получения;

- разработана методика определения сроков эксплуатации теплоизоляционных изделий в зоне умеренно холодного климата. Показано, что их долговечность может составлять 50 и более лет;

- представлены доказательства экологической безопасности производств базальтоволокнистых материалов, в которых используется индукционный способ плавления, и предложены способы утилизации базальтовой пыли;

- экспериментально доказана возможность создания полимерного композиционного материала на основе базальтовых непрерывных волокон с повышенной тепло- и водостойкостью.

Практическая значимость работы заключается в расширении номенклатуры сырья для производства базальтовых волокон, внедрении разработанных технологий получения теплоизоляционных материалов из горных пород па ряде предприятий страны, подтвержденном актами, использовании созданных математических моделей при совершенствовании технологических процессов и модернизации оборудования в целях повышения производительности и качества выпускаемой продукции, а также в установлении и обосновании сроков эксплуатации утеплителей.

Апробация работы. Основные положения и результаты работ, составляющих содержание диссертации, обсуждались на совещаниях, семинарах, конференциях всероссийского и международного уровней, таких как «The Scientific Conference on use of Research Conversion Results in the Siberian Institutions of Higher Education for International Cooperation (Томск, 1995), межд. семинар «Нетрадиционные технологии в строительстве», (Томск, 1999), городская науч.-практ. конф. «Социально-экономические проблемы развития Бий-ска» (Бийск, 1999), спец. сессия хмежд. Академии экологии и безопасности жизнедеятельности (Новосибирск, 1999), межд. Сибирская ярмарка «Siberia» (Новосибирск, 2001), I-V Всерос. науч.-практ. конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья» (Бийск, 2001-2005), XVII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии (Казань, 2003), межвуз. конф. «Измерения, автоматизация и моделирование в промышленности и научных исследованиях» (Бийск, 2003), семинар «Химические аспекты нефтедо бычи» (Новосибирск, 2004), читат. науч.-техн. конф. «Журнал «Строительные материалы» - 50 лет с отраслью» (Новосибирск, 2005), 25 межд. конф. «Композиционные материалы в промышленности» (Ялта, 2005). Часть разработок, выполненных по теме диссертации, отмечена дипломами и медалями международной Сибирской ярмарки (1998, 1999, 2000), межрегиональной ассоциации «Сибирское соглашение» (2003). Автор является лауреатом премии Алтайского края в области науки и техники.

Научные положения, выносимые на защиту:

- метод диагностики горных пород с оптимизацией критериев их пригодности для получения различного вида базальтовых волокон;

- способ изготовления минеральной ваты из супертонкого волокна с применением индукционного метода плавления горных пород в водоохлаж-даемом тигле и вертикального раздува расплава сжатым воздухом;

- гипотеза о механизме преобразования расплава в волокно в газодинамическом акустическом поле;

- конструкторско-технологические разработки способов промышленного производства теплоизоляционных изделий из минеральной ваты с решением сопутствующих задач по выбору связующих, обеспечивающих высокое качество продукции;

- комплекс экспериментально-теоретических исследований по организации непрерывной технологической линии переработки горных пород в теплоизоляционные мягкие плиты;

- результаты исследований по созданию тепло- и водостойкого композиционного материала с обоснованием выбора армирующего волокна и полимерной матрицы.

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 47 научных работ, получены 4 патента на изобретения и свидетельство на полезную модель.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 354 наименований и 9 приложений. Она изложена на 261 странице текста, содержит 64 рисунка и 30 таблиц.

Выводы

1 Базальтовые волокна по сравнению со стеклянными менее подвержены воздействию агрессивных сред и температуры, обладают более высокими смачиваемостью и скоростью пропитки связующим, что обусловило эффективность использования их в качестве армирующих материалов при создании полимерных композитов со специальными свойствами. Коэффициент усиления при переходе от волокна к микропластику на базальтовом ровинге выше, чем на стеклянном, что в однонаправленном пластике приводит к увеличению прочности на 27 %.

2 Разработанное на основе синтезированной азотосодержащей смолы водостойкое связующее обладает низкой вязкостью, позволяющей проводить намотку изделий при комнатной температуре, и теплостойкостью по Мартенсу выше 150 °С, которая сохраняется в полимерных композитах, армированных стеклянными волокнами.

3 Испытания базальтопластиковых труб при 100 %-ной влажности, температуре 150 °С и давлении свыше 14 МПа подтвердили работоспособность созданного полимерного композиционного материала в условиях, заданных требованиями для эксплуатации труб горячего водоснабжения.

4 Исследование процессов влагопереноса в базальтопластиках позволило установить:

- эпоксидные связующие в базальтопластиках пластифицируются сорбированной влагой, что является одной из основных причин нелинейного характера влагопереноса. Пластификация носит обратимый характер: после высушивания образцов температуры стеклования связующих не отличаются от их значений в исходном состоянии;

- на стадии десорбции кинетика влагопереноса подчиняется второму закону Фика;

- основными факторами, сопровождающими процесс влагопоглощения, следует считать релаксацию внутренних напряжений, гидролиз связующего и связывание воды;

- при увлажнении базальтопластиков до насыщения наблюдается снижение динамического модуля сдвига при комнатной температуре на 30.35 %;

- применение приведенных в разделе методов изучения процессов влагопереноса позволяет получать совокупность сведений, являющихся надежной основой для определения эксплуатационных показателей композиционных материалов, а также моделирования процессов их старения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе заложены физико-химические и технологические основы получения из минерального сырья базальтоволокнистых материалов различного назначения. Выполненные исследования охватывают основные вопросы переработки горных пород, начиная с разработки метода диагностики и оптимизации критериев их пригодности для производства базальтовых волокон, обоснования выбора наиболее эффективных способов плавления сырья с использованием токов высокой частоты и формирования волокон из расплава в газодинамическом акустическом поле, создания новых базальтоволокнистых изделий, превосходящих в качественном отношении отечественные и зарубежные аналоги, и заканчивая конструкторско-технологическими разработками с реализацией их в промышленных производствах, количество которых ежегодно возрастает. При этом получены следующие результаты:

1 Предложен метод диагностики минерального сырья для получения базальтовых волокон по физико-химическим критериям расплавов, важнейшими из которых следует считать вязкость, поверхностное натяжение, кристаллизационную и смачивающую способности.

2 Показаны перспективы использования горных пород ряда месторождений Сибири и Дальнего Востока в производстве штапельных и непрерывных волокон с высокими техническими характеристиками.

3 Изучено влияние температурно-временных условий получения базальтовых стекол на их параметры и склонность к волокнообразованию. Установлено, что плавление горных пород при температуре 2000 °С токами высокой частоты обеспечивает более полную дегазацию и гомогенизацию расплава, обусловливающих его высокие физико-химические свойства, что способствует выработке волокон повышенного качества.

4 В результате математического моделирования с использованием массива экспериментальных данных по горным породам 27 месторождений впервые получено многофакторное уравнение регрессии, устанавливающее связь между вязкостью расплава и химическим составом сырья, позволяющее с достаточной точностью прогнозировать ее значения при заданной температуре и тем самым выбирать наиболее оптимальные режимы функционирования промышленных установок по выпуску базальтовых волокон.

5 Разработан и запатентован способ получения минераловатного ковра из супертонкого волокна, включающий плавление сырья токами высокой частоты в водоохлаждаемом тигле и переработку расплава в супертонкие волокна воздушно-дутьевым способом, с реализацией его в промышленном производстве. Проведен анализ влияния конструкции дутьевых устройств на качество выпускаемой продукции, обоснован и экспериментально подтвержден выбор прямоточной раздувочной головки, обеспечивающей получение ваты с минимальным количеством неволокнистых включений при низких входных давлениях энергоносителя. Сформулированы научные подходы к оптимизации режимов работы энергетического и технологического оборудования и предложены пути по-, вышения производительности установок, нашедшие практическое применение.

6 Создана новая физико-математическая модель процесса формирования волокна в прямоточной раздувочной головке, особенность которой заключается в представлении механизма образования волокон как последовательного сдвига вершин капиллярных поверхностных воли, возникающих на поверхности расплава в результате воздействия на него сверхзвукового газодинамического потока и генерируемого им акустического поля. Показана возможность расчета параметров струи расплава и образующихся волокон в зависимости от производительности и вязкости расплава. Рассчитанные значения имеют высокую сходимость с экспериментальными данными, что свидетельствует о достоверности разработанной модели.

7 На основе анализа принципов компоновки связующих для волокнистых материалов и применения их на практике созданы экологически чистые негорючие теплоизоляционные изделия в виде скорлуп для изоляции трубопроводов и плит различной степени жесткости, по основным характеристикам не ус лупающие, а по водо- и термостойкости превосходящие зарубежные аналоги. Получены новые экспериментальные данные о влиянии концентрации гидрофобизаторов на массовое и объемное водопоглощение волокнистых материалов. Разработаны аппаратурно-технологические схемы промышленного производства изделий с обоснованием выбора оборудования.

8 Осуществлены проектно-конструкторские работы и выполнен комплекс исследований, результатом которых явилось создание промышленной установки по выпуску базальтоволокнистых теплоизоляционных материалов, позволяющей эффективно отрабатывать аппаратурно-технологические решения в целях повышения производительности и качества выпускаемой продукции.

9 Исследован процесс сушки минераловатных изделий, разработана методика оценки времени сушки увлажненного волокнистого материала, использование которой дает возможность с достаточной для практического применения точностью проводить проектные расчеты сушильного оборудования на различную производительность.

10 Проведен экологический мониторинг ряда производств базальтоволокнистых теплоизоляционных материалов, использующих индукционный способ плавления, представлены доказательства их экологической безопасности и предложены способы утилизации отходов переработки горных пород в виде базальтовой пыли с рекомендациями по ее применению в товарах народного потребления и сельском хозяйстве.

11 Разработана методика определения долговечности теплоизоляционных материалов, в основу которой положен способ циклического термостати-рования образцов в ненапряженном состоянии в течение заданного периода времени. Проведены испытания минеральной ваты и плит на ее основе, позволившие спрогнозировать срок их эксплуатации в зоне умеренно холодного климата в течение не менее 50 лет.

12 Экспериментально доказана возможность создания с использованием базальтовых непрерывных волокон и синтезированной азотосодержащей эпоксидной смолы полимерного композиционного материала, обеспечивающего требования, предъявляемые к изделиям, предназначенным для транспортировки холодной и горячей воды.

13 Впервые исследованы процессы влагопереноса в пластиках, армированных стеклянными и базальтовыми волокнами, в стационарных термовлаж-ностных условиях, показавшие перспективность применения базальтопластиков в водных средах. При этом установлено, что базальтопластик обладает низким предельным влагонасыщением и характеризуется пренебрежимо низкой проницаемостью влаги через боковую поверхность.

1. Джигирис Д.Д. Основы производства базальтовых волокон и изделий / Д.Д. Джигирис, М.Ф. Махова. М.: Теплоэнергетик, 2002. - 412 с.

2. Давыдочкин А.И. Основы геологии, минералогии, петрографии. Киев: Будивельник, 1966. - 382 с.

3. Липовский И.В., Дорофеев В.А. Камнелитейное производство. М.: Металлурги я, 1965. -264 с.

4. Ферсман А.Е. Геохимия. М.: Изд. АН СССР / Избр. тр. - 1955, 1958, 1959.-Т. III-V.

5. Виноградов А.П. Среднее содержание химических элементов в главных типах изверженных горных пород земной коры. М.: Геохимия, 1962. - № 7. -С. 36-38.

6. Taylor S.R. Trace element abundances and the chondritik Earth model // Geochimica et Cosmochimica. 1964. - V. 28. - P. 1989-1998.

7. Кадастр месторождений горных пород габбро-базальтовой группы. -М.: ЗАО «Научно-производственная компания «Базальт-Композит», 1999. 73 с.

8. Морозов Н.Н., Бакунов B.C., Морозов Е.Н. и др. Материалы на основе Европейского Севера России // Стекло и керамика. 2001. - № 3. - С.24-27.

9. Аблесимов Н.Е., Войнова И.П., Макаревич К.С. Физикохимия базальтов Дальнего Востока сырья для волоконных материалов // Сб. тез. докл. IV межд. семинара АТАМ «Строительные и отделочные материалы», Новосибирск. - 2001.-С. 45-47.

10. Горные породы для производства базальтовых волокон / Б.К. Громков, Л.Н Смирнов и др. // В сб.: Базальтоволокнистые материалы. М.: Информ-конверсия, 2001.-С. 54-64.

11. Заварицкий А.Н., Соболев B.C. Физико-химические основы петрографии изверженных горных пород. М.: Госгеологиздат, 1961. - 384 с.

12. Миловский А.В. Минералогия и петрография. М.: Недра, 1969.-237 с.

13. Неметаллические ископаемые СССР. Т.2. Базальт-бокситы. - М.: Изд-во АН СССР, 1943. - 220 с.

14. РСТ УССР 5020-80. Сырье из горных пород для производства штапельных волокон. Технические условия. Киев: Госстрой УССР, 1980.

15. ТУ 88 УССР 023.001-89. Сырье из горных пород для производства непрерывного волокна. Киев, 1989.

16. Bowen N.L., Schairer G.F. The system FeO Si02 // Amer. Journ. of Science. - 1932. - V.5. -№ 24. - P. 177-213.

17. Muan A. Phase eguilibra in system FeO Fe203 - Si02 // Journ. Metals. -1955. — № 7. - P. 1-12.

18. Kennedy G.C. Equilibrium between volatiles and iron oxides in igneous rocks // Amer. Journ. of Science. 1948. - V. 246. - № 7. - P. 529-549.

19. Рашин Г.А. К вопросу об особой роли железа при кристаллизации силикатных расплавов в неравновесных условиях // Изв. АН СССР. Геология. -1961.-№ 11.-С. 160-163.

20. Строение и свойства железосодержащих стекол / К.П. Азаров, В.В. Баландина, С.Б. Гречанова, В.А. Люцезарский // Стеклообразное состояние. Тр.III Всесоюзного совещания. М.; Л.: Изд. АН СССР, 1960. - С. 365-368.

21. Торопов Н.А., Брянцев Б.А. Физико-химические свойства и кристаллизация расплавов системы окись магния закись железа - кремнезем // Структурные превращения в стеклах при повышенных температурах. - М.; Л.: Наука, 1965.-86 с.

22. Абрамян А.В. Влияние окислительных и восстановительных процессов на ход плавки и перекристаллизацию базальта // Матер, науч. конф. институтов химии Академий наук Азербайджанской, Армянской и Грузинской ССР. -Ереван: Изд. АН Арм. ССР, 1962.-С. 38-42.

23. Будников П.П. Неорганические материалы. М.: Наука, 1968. — 312 с.

24. Стеклянные волокна / Под ред. М.С. Аслановой. М.: Химия, 1979.256 с.

25. Татаринцева О.С., Ходакова Н.Н. Аппаратурно-методическое обеспечение исследований горных пород // Сб. докл. науч.-практ. конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья». М.: ЦЭИ «Химмаш», 2001.-С. 10-12.

26. Методика определения температурного интервала плавления горных пород / М.Ф. Махова, Т.М. Бачило, Г.Ф. Томилко // В кн.: Промышленность полимерных, мягких кровельных и теплоизоляционных материалов: Реф. информ. М., 1975. - Вып. 6. - С. 20-22.

27. Harkins W., Brown F. // Yorn. Amer. Chem. Soc. 1919. - 499 p.

28. Аппен A.A. Химия стекла. M.: Химия, 1970. - 351 с.

29. Аппен А.А., Каллова С.С. / В сб.: Химическое и практическое применение силикатов. JL, 1960. - 92 с.

30. Павлушкин Н.М. Практикум по технологии стекла и ситаллов / Н.М. Павлушкин, Г.Г. Сентюрин, Р.Я. Ходановская. М.: Изд-во литературы по строительству, 1970. - 232 с.

31. Фандерлик М. Пороки стекла. М.: Стройиздат, 1964. - 86 с.

32. Хитаров Н.И. и др. Влияние температуры, давления и летучих компонентов на поверхностное натяжение расплава базальта. М.: Геохимия, 1979. -№ 10.-С. 64-67.

33. Murase Т., McBirney A. R. Properties of some common igneous rocks and their melts at high temperature // Geol. Soc. Amer. Bull. 1973. - V. 83. - P. 35-63.

34. Walker D., Mullins O. Surface tension of natural silicate melts from 12001500 °C and implications for melt structure // Contr. Mineral, Petrol. 1981. - V. 76. -P. 455.

35. Прусевич A.A., Кутолин В.А. Поверхностное натяжение магматических расплавов / Геология и геофизика. Новосибирск: Изд-во «Наука». -1986. - С.58-67. . .

36. Дубровский В.А., Рычко В.А. и др. Базальтовые расплавы для формования штапельного волокна // Стекло и керамика. 1968. - № 12. - С. 18-20.

37. Джигирис Д.Д., Махова М.Ф. и др. Базальтовое непрерывное волокно //Стекло и керамика. 1983. -№ 9.-С. 14-16.

38. Анализ энергетических параметров активации и природа вязкого течения неорганических стекол / С.В. Немилов // В кн.: Успехи реологии полимеров. М.: Химия, 1970. - С. 241 -252.

39. Махова М.Ф., Горбачев Г.Ф. и др. // Стекло и керамика. 1984. - № 8. -С. 26-18.

40. Махова М.Ф., Горбачев Г.Ф. и др. // В сб.: Строительные материалы, изделия и санитарная технология. 1982. - Вып. 5.-186 с.

41. Tamman G. The States of Aggregation. New York, 1925.

42. Леонтьева A.A. Исследование линейной скорости кристаллизации в системе альбит анортит - диопсид (Na20-Al203-6Si02 - СаОАЬОз^БЮг -MgOCa02Si02) // ЖФХ. - 1948. - Т. 22.-Вып. 10.-С. 148-153.

43. Lehner J., Sury L. Silikatova vlakna v prumyslu a stavenbnictvi. Praha, 1975.- 126 p.

44. Асланова M.C. Влияние различных факторов на механические свойства стеклянных волокон // Стекло и керамика. 1969. -№3. - С. 12-15.

45. Асланова М.С. Волокно, нити и ткани из стекла. М.: Гизлегпром, 1945.-94 с.

46. Зак А.Ф., Яковлева Н.А. Труды ВНИИстекловолокна. М.: Гизлегпром, 1949.- 126 с.

47. Бовкуненко А.Н. Исследование влияния некоторых технологических факторов на прочность стеклянного волокна. Автореф. дис. канд. техн. наук. -М., 1955.

48. Otto W. Compaction effectsin glass fibers // Journal of the American Ceramic Society 1955.-V.38.-№3.-P.l 22.

49. Wojnarovita J. Water corrosion characteristics of basalt and glass wool fibres // Sprechsaal. 1987. -V. 120. -№ 9. - P. 752-755.

50. Непрерывное стеклянное волокно. Основы технологии и свойства / Под. Ред. М.Г. Черняка. М.: Химия, 1965. - 320 с.

51. Асланова М.С., Мясников А.А. Влияние химического состава базальтового волокна на его кислотоустойчивость // Стекло и керамика. 1964. -№ 5. - С. 18-22.

52. Панасюк В.И. Химический контроль производства стекла. -М.: Гиз-легпром, 1952.-283 с.

53. Махова М.Ф. Исследование некоторых факторов на свойства штапельных базальтовых волокон теплоизоляционного назначения: Дис.канд. техн. наук.-Киев, 1969.

54. Китайгородский И.И. Технология стекла. М.: Госстройиздат, 1969. —624 с.

55. Фельц А. Аморфные и стеклообразные неорганические твердые тела. -М.: Мир, 1986.-556 с.

56. Панченков Г.М. Теория вязкости жидкостей. М.: Гостоптехиздат, 1947. 156 с.

57. Murase Т. Viscosity and related properties of volcanic rocks // Journ. Fac. Sci. Hokkaido Univ. Ser. 1962. - V.l 1. - № 6. - P.487-584.

58. Шелудяков JI.H. Состав, структура и вязкость гомогенных силикатных и алюмосиликатных расплавов. Алма-Ата: Наука, 1980. - 158 с.

59. Richet P. Viscosity and configurational entropy of silicate melts // Geo-chim. et Cosmochim. Acta. 1984. - V.48. - № 3. - P. 471-483.

60. Brearley M., Dickinson J., Scarfe C. Pressure dependence of melt viscosities on the join diopside albite // Geochim. et Cosmochim. Acta. -1986. - V. 50. -№ 12.-P. 2563-2570.

61. Dingwell D. Viscosity-temperature relationships in the system Na2Si205 -Na4Al205 // Geochim. et Cosmochim. Acta. 1986. - V. 50. - P. 1261-1265.

62. Hummel W., Arndt J. Variation of viscosity with temperature and composition in the plagioclase system // Contrib. Miner, and Petrol. 1985. - V.90. - № 1. -P.83-92.

63. Scarfe C.M., Cronin D.J. Viscosity-tempetature relationahips of melts at latm in the system diopside-albite // Amer. Miner. 1986. -V.71 -№ 5. - P.767-771.

64. Dunn Т., Sarfe C. Variation of the chemical diffusivity of oxygen and viscosity of an andesite meit with pressure at constant temperature // Chem. Geol. -1986.-V. 54.-№3-4. P. 203-215.

65. Махова М.Ф., Сергеев В.П., Зайдлин Е.Б., Хан Б.Х. Взаимосвязь вязкости расплавов и состава горных пород при получении стеклянных волокон // Стекло и керамика. 1990.-№ 10.-С. 19-21.

66. Каминскас А.Ю. Химия и технология минерального волокна // Российский химический журнал. 2003. - Том XLVII. - № 4. - С. 32-38.

67. Кутолин С.А., Кутолин В.А. Структурно-теплофизическая теория вязкости магматических расплавов / Препринт № 15. Новосибирск: ИГ СО АН СССР, 1988.-32 с.

68. Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкостей. М.: Изд-во АН СССР, 1975.-592 с.

69. Andrade Е.М. Theory of Viscosity of Liquids // Phyl. Mag. 1934. - V. 17. -P. 497-511.

70. Персиков Э.С. Вязкость магматических расплавов. М.: Наука, 1984.158 с.

71. Гоберис С.Ю. Некоторые аспекты получения силикатного расплава // Огнеупоры. 1993.-№ 5.-С. 12-13 .

72. Глинков М.А., Глинков Г.М. Общая теория печей. М.: Металлургия, 1978.-478 с.

73. Майзель И.Л., Сандлер В.Г. Технология теплоизоляционных материалов / Учеб. пособие для обучения рабочих на производстве. М.: Высшая школа, 1988.-239 с.

74. Китайцев В.А. Технология теплоизоляционных материалов. М.: Стройиздат, 1970. - 382 с.

75. Нагибин Г.В., Павлов В.Ф., Эллерн М.А. Технология теплоизоляционных и гипсовых материалов. М.: Высшая школа, 1973. - 424 с.

76. Горяинов К.Э., Дубенецкий К.Н., Васильков С.Г., Попов Л.Н. Технология минеральных теплоизоляционных материалов и легких бетонов / Учеб. пособ. для вузов. М.: Стройиздат, 1976. - 536 с.

77. Гюнтер Р. Ванные стекловаренные печи.- М.: Стройиздат, 1967. -282 с.

78. Спирин Ю.Л. Справочник по производству теплозвукоизоляционных материалов.-М.: Стройиздат, 1975.-378 с.

79. Джигирис Д.Д., Полевой П.П., Полевой Р.П. Ванная печь для плавления основных горных пород // Строительные материалы. 1974. - № 9. -С. 13-17.

80. Ориентировочная оценка параметров тепловой работы плавильных печей при производстве базальтового волокна / С.Н. Шибалов, Л.Н Смирнов и др. // В сб.: Базальтоволокнистые материалы. М.: Информконверсия, 2001.1. С. 42-47.

81. Регельман Х.З. Машины для формирования химических и минерало-ватных волокон. М.: Стройиздат, 1980. - 278 с.

82. Жилин А.И., Гаврилов Е.К. Шлаковая вата. Свойства, получение и применение. М.: Стройиздат, 1946. - 280 с.

83. Штром В.В. Машины и оборудование для производства теплоизоляционных строительных материалов. М., 1973. - 342 с.

84. Китайцев В.А. Типы печей в производстве минеральной ваты // В сб.: Промышленность строительных материалов. М., 1945. — 304 с.

85. Гинзбург Д.Г. Стекловаренные печи. М.: Изд-во литературы по строительству, 1967. -214 с.

86. Волокита» Г.Г., Борзых В.Э., Уижаков С.О., Никифоров А.А. Плазменная технология получения минерального волокна // Теплофизика и аэромеханика. 1994.-Т. 1. - С. 165.

87. А.с. 1689314 СССР, МКИ СОЗ В 37/06 Способ получения минерального волокна / С.К. Кравченко, А.Н. Лактюшин, Т.В. Лактюшина. Опубл. 1991. - Бюл. ИСМ №41.

88. Петраченко В.В. Получение минерального волокна по плазменной технологи из техногенного сырья // Сб. докл. межд. семинара «Нетрадиционные технологии в строительстве». — Томск. 1999. - С.90-93.

89. Унжаков С.О. Плазменная электротехнология получения минерального волокна. Автореф. дис. . канд. техн. наук. Новосибирск, 1996.

90. Усов Л.Н., Борисенко А.Н. Применение плазмы для получения высокотемпературных покрытий. Л.: Наука, 1965. - 86 с.

91. Особенности технологического производства теплоизоляционных изделий из базальтовых волокон и их физико-механические свойства / В.В. Гурьев, Е.И. Непрошин // В сб.: Базальтоволокнистые материалы. М.: Информкон-версия, 2001.-С. 129-155.

92. Вайцберг A.M. Индукционные плавильные печи. М.: Энергия, 1967. -С.154-217 .

93. Петров Ю.Б., Канаев И.А. Индукционные печи для плавки оксидов / Библиотека высокочастотника-термиста Вып.5.- Л.: Политехника, 1991.- 84 с.

94. Производство базальтового штапельного волокна бесфильерным методом / А.С. Уваров // В сб.: Базальтоволокнистые материалы. М.: Информ-конверсия, 2001. - С. 71-75.

95. Лесков С.П. Мини-заводы для производства базальтового волокна // Строительные материалы. 2001.- №.4.- С. 25-26.

96. Потапов М.Г., Татаринцева О.С., Литвинов А.В. и др. Переработка нерудных горных пород в теплоизоляционные строительные материалы // Мат. межд. науч.-техн. семинара «Нетрадиционные технологии в строительстве». 2528 мая 1999 г. С. 148-150.

97. Зяблицкий А.В. Теоретические основы формования волокон. М.: Химия, 1979.- 503 с.

98. Федорова Т.П. Современные способы получения минераловатных изделий/Обзор. М., 1967. - 126 с.

99. Устенко А.А. Исследование механизма образования волокон при производстве минваты и стекловаты дутьевым способом. Автореф. дис. канд. техн. наук. - М.: МИСИ, 1960.

100. Ультразвуковые методы воздействия на технологические процессы / Науч. труды Моск. института стали и сплавов. М.: Металлургия, 1981.

101. Вельсовский В.Н., Еремин И.А. Минераловатные утеплители. М.: Госстройиздат, 1963. -216 с.

102. Мешков Г.В. Фильерно-дутьевой способ получения минеральной ваты и изделий на ее основе // Строительные материалы. № 9. - 1962. - С. 25-27.

103. Стекло / Справочник под ред. Павлушкина Н.М. М.: Стройиздат, 1989.- 178 с.

104. Тобольский Г.Ф. Минеральная вата и изделия из нее. Челябинск: Южно-Уральское кн. изд-во, 1968.- 235 с.

105. Сперантов Н.А., Тысский А.В. Шлаковая вата. М.: Металлургиздат, 1953.-256 с.

106. Технология производства теплоизоляционных, акустических и других эффективных строительных материалов // Сб. трудов ВНИИтеплоизоляция. Вильнюс, 1976. Вып. 9.-168 с.

107. А.с. 1058903 СССР, МКИ 4С 03, В 37/06. Дутьевая головка / Р.Д. Тихонов, Б.С. Пашковский и др.

108. Дунин-Барковский P.J1., Шароватов А.Е. Производство минеральных прошивных матов на Камчатке // Сб. докл. науч.-практ. конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья».- М.: ЦЭИ «Химмаш», 2001. С. 23-24.

109. А.с. 1335540 СССР, МКИ 4С 03, В 37/06. Способ получения волокнистого материала и устройство для его осуществления / Л.И. Корницкий, А.И. Яковлев.

110. Свидетельство № 3127 СССР. Дутьевая головка (полезная модель). 1996 / О.С. Татаринцева, Н.Н. Ходакова, Г.Б. Лапутина.

111. Сырье для производства минеральной ваты в СССР / Каталог-справочник. ВНИИтеплоизоляция. Вильнюс, 1977. - 106 с.

112. Пат. 161934 Польша, МКИ5 С 03 В 37/08 Centralny osrodek badawczo-rozwojowy przemystu izolacji Budowlanej, Katowice / W. Kretowicz, T. Trybus, J. Dragufa, A. Patiyn. Опубл. 1995. - Бюл. ИСМ № 1.

113. Дитякин Ю.Ф., Клячко Л.А., Новиков Б.В., Ягодкин В.И. Распылива-ние жидкостей. М.: Машиностроение, 1977.

114. А. с. 151580 СССР, МКИ 4С 03, В 37/06. Двухпоточный центробежный способ производства минеральной ваты / Н.Н. Кальянов. Опубл. 1962. -Бюл. ИСМ № 22.

115. А. с. 151781 СССР, МКИ 4С 03, В 37/06. Центрифуга для производства минеральной ваты / Р.Я. Берге, В.К. Тобиас, В.А. Оснаулус, Г.Е. Егерманис.- Опубл. 1962. Бюл. ИСМ № 52.

116. Салярский А.П., Андреев В.А., Родов Э.С. Производство ваты методом многоступенчатого центрифугирования. М.: ВНИПИтеплопроект ЦБТЛТУ Минстроя РСФСР, 1961.-243 с.

117. Кальянов Н.Н., Черков Д.А., Лукашев С.Я. Заводы минеральной ваты.- Л.: Гостройиздат, 1962.-255 с.

118. Завельский И.М., Юцис Н.Н. Оборудование технологических линий по производству минераловатных изделий // Строительные и дорожные машины. 1969.-№ 11.-С.21.

119. Stermer С. Basalt fiber // Sprechsaal fur keramic-glass. 1958. № 14. - P.15.20.

120. Бреховский C.M. Стекло за рубежом. Производство и применение. -М.: Гостройиздат, 1960. 192 с.

121. Сысоев Г.М., Тальдрик А.Ф., Шкадов. В.Я. Течение плёнки вязкой жидкости по поверхности вращающегося диска // ИФЖ. 1986. - Т.51. - № 4. - С. 5-7 .

122. Школьников Я.А., Полик Б.М., Кочаров Э.П., Нигин Э.Р. Стеклянное штапельное волокно. М.: Химия, 1969. - 256 с.

123. Пат. 4601742 США, МКИ 4С 03, В 37/06. Дутьевая головка установки для изготовления минерального волокна.

124. Бутузов А.И., Пуховой И.И. О режимах течения плёнки жидкости на вращающейся поверхности // ИФЖ. — 1976. Т.31. — № 2. - С. 217.

125. Григорьев B.C. Производство и применение минеральной шерсти в США. М.: Стройиздат, 1947. - 76 с.

126. Риферт В.Г., Мужилко А.А., Курилова Е.Б. Закономерности измерения средней толщины плёнки на вращающемся диске // ТОХТ. 1988. - Т.22. -№.5. - С. 642.

127. Шиляев М.И., Толстых А.В., Борзых В.Э. Теплофизические условия образования гарнисажного слоя при течении плёнки расплава по вращающемуся диску // ТВТ. 1998. - Т.36. - № 2. - С.267.

128. Пат. 2100299 РФ, МКИ СОЗ В 37/06. Способ получения минераловат-ного ковра из базальтового супертонкого волокна / О.С. Татаринцева, Г.В. Са-кович, Е.Г. Толкачев, Н.Н. Ходакова.

129. Изыскание сырьевой базы, создание научно-технических основ тех— нологии получения базальтовых волокон и материалов на их основе: Итоговыйотчет о НИР по теме «Базальт» / НПО «Алтай»; Руководитель Г.В. Сакович; Инв. № 2080. Бийск, 1994. - 125 с.

130. Разработка технологии и создание пилотной установки по выпуску теплоизоляционных материалов из природного камня: Итоговый отчет о НИР по теме «Диабаз» / ФНПЦ «Алтай»; Руководитель А.С. Жарков; Инв. № 2235. -Бийск, 2000.-86 с.

131. Производство минеральной ваты из нерудных горных пород. Регламент технологического процесса 07508902.02200.00048. 1999. - 72 с.

132. Ингберман М.И., Эпштейн М.С. Оптимальные режимы применения и эксплуатации электронно-вакуумных приборов.-М.: Радио и связь, 1985.-134 с.

133. Васильев А.С., Блинов Ю.И. Автоматизация выбора оптимальных режимов работы ламповых генераторов // В сб.: Новая высокочастотная техника для машиностроительного производства. М.: Энергоатомиздат, 1988. -С.57-61.

134. Петров Ю.Б., Ратников Д.Г. Холодные тигли. М.: Металлургия, 1972.- 112 с.

135. Ламб Т. Гидродинамика. М. - Л.: ГИТТЛ, 1947. - 928 с.

136. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика. М.: Наука, 1986.-736 с.

137. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. М.: Наука, 1974. - 711 с.

138. Миттволли A.M. Решение задач о ламинарных струйных течениях -неныотоновских жидкостей, подчиняющихся степенным законам // Теоретические основы инженерных расчетов. 1978. - Т. 100. - № 3. - С. 220-224.

139. Шрагер Г.Р., Якутенок В.А. Моделирование гидродинамических процессов в технологии переработки полимерных материалов. — Томск: Изд-во Том. ун-та, 1999.-230 с.

140. Баренблатт Г.И. Анализ размерностей и автомодельные решения. -М.: Препринт ИПМ АН СССР, 1975. 54 с.

141. Кременецкий Н.Н., Штеренлихт Д.В., Алышев В.М., Яковлева JI.B. Гидравлика. — М.: Энергия, 1973.-424 с.

142. Cerro R.L., Seriven L.E. Rapid Free Surface Film Flows An Integral Approach // Ind. Eng. Chem. Eundam. 1980. - Vol. 19. - P. 40-50.

143. Источники мощного ультразвука. Книга 1 / Под. ред. Л.Д. Розенберга. -М.: Наука, 1967.-260 с.

144. Ультразвук. Маленькая энциклопедия. М.: Советская энциклопедия, 1979.-400 с.

145. Агрант А.Б., Дубровин М.Н., Хавский Н.Н., Эскин Г.И. Основы физики и техники ультразвука. М.: Высшая школа, 1987. - 352 с.

146. Кухлинг X. Справочник по физике. М.: Мир, 1982. - 520 с.

147. Скучик Е. Основы акустики. М.: Мир, 1976. Т.1. - 520 с.

148. Прандтль Л. Гидроаэромеханика. М.: ИЛ, 1949. - 520 с.

149. Михайлов И.Г., Соловьев А.С., Свиркин Ю.П. Основы молекулярной акустики. М., 1964. - 286 с.

150. Земцов А.Н., Гаврилов-Кремичев Н.Л., Николаева И.Л. Минеральная вата на основе горных пород: перспективы развития производства и применения // Проектирование и строительство в Сибири. 2002. - № 1 (7). - С. 27-28.

151. Продукция из каменной ваты для общего строительства, фасадов и плоских крыш // Проектирование и строительство в Сибири. 2002. - № 6 (12).-С. 57.

152. Теплоизоляционные материалы в центре внимания НТС Госстроя России // Строительные материалы. - 2002. - № 4. - С. 38-39.

153. Информационный бюллетень «Стены и фасады». 2000. - № 4 (9).1. С. 26-27.

154. Информационный бюллетень «Стены и фасады». -2003. — № 1 (22). -С. 20-32.

155. Теплое имя «URSA» // Снабжение и сбыт. 2002. — № 17(106).

156. Сравнительная оценка эффективности применения различных типов теплоизоляционных материалов / С.Н. Шибалов, Х.М. Аберяхимов // В сб.: Ба-зальтоволокнистые материалы. М.: Информконверсия, 2001. - С. 156-169.

157. Петрянов И.В., Козлов В.И., Басманов П.И., Огородников П.И. Волокнистые фильтрующие материалы ФП. М.: Знание, 1968. — 78 с.

158. Исследование пористости и некоторых физических свойств базальтовых волокон из горных пород // Техн. отчет Киевского педагогического ин-та; Руководитель Левандовский В.В., 1979.

159. Рабинович Ф.Н. Исследование вопросов применения материалов на основе глиноземистого цемента и гипса, армированных стеклянными волокнами, для ограждающих конструкций промышленных зданий: Автореф. дис. .канд. техн. наук. -М.: ЦНИИпромизданий, 1967.

160. Рабинович Ф.Н., Клишанис И.Д. Устойчивость стеклянных волокон к воздействиям среды гидратирующихся цементов // Изв. АН СССР. Неорганические материалы. 1982. - № 2. - Т. 18.

161. Применение сталефибробетона в транспортном строительстве // Материалы научно-технического симпозиума. М.: Корпорация «Трансстрой», 1998.- 146 с.

162. Рабинович Ф.Н. Перспективы производства базальтовых волокон на базе Норильского горно-металлургического комбината // Строительные материалы. 1997.-№ 7. - С. 16-18.

163. А.с. 2128633 РФ, МКИ С 04 В 28/26. Сырьевая смесь и способ получения теплоизоляционного материала / Т.Н. Радина, Ю.П. Карнаухов, А.В. Ев-сини др. Опубл. 1999. Бюл. ИСМ № 10.-С. 383.

164. А.с. 1014812 СССР, МКИ С 04 В 43/02. Сырьевая смесь для изготовления теплозащитного покрытия / В.И. Злобин, B.C. Сорин, JI.A. Лукац^ая, Б.Л. Красный и др. Опубл. 1983. Бюл. ИСМ №16.-С. 70.

165. А.с. 1361131 СССР, МКИ С 04 В 38/02. Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного строительного материала / А.К. Гармуте, В.И. Паш-кявичус, Л.В. Пашкявичуте, Р.Ю. Голейкис. Опубл. 1987. Бюл. ИСМ № 47. -С. 110.

166. А.с. 1671641 СССР, МКИ5 С 04 В 28/24. Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного изделия / А.Ф. Илюхин, С.М. Курченко, Ф.Ш. Гад-жиевидр. Опубл. 1991.-Бюл. ИСМ№31.-С. 71.

167. А.с. 2101253 РФ, МКИ6 С 04 В 28/26. Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного материала / Т.М. Радина, Ю.П. Карнаухов, А.Ф. Га-лицкий, И.Г. Невмержицкий. Опубл. 1998. Бюл. ИСМ № 1. - С. 266.

168. А.с. 2060239 РФ, МКИ6 С 04 В 28/26. Состав для изготовления теплоизоляционного материала / В.П. Беляев.Опубл. 1996-Бюл. ИСМ № 14.-С. 18.

169. А.с. 2101255 РФ, МКИ6 С 04 В 28/26. Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного материала / В.Г. Ходин, А.Н. Петров, В.И. Санникова и др. Опубл. 1998. Бюл. ИСМ № 1. - С. 266.

170. А.с. 1719350 РФ, МКИ5 С 04 В 28/26. Состав для изготовления теплоизоляционного материала / Л.А. Никитина, С. В. Афанасьев, Ю.А. Ананни-ков и др. Опубл. 1992. Бюл. ИСМ № 1. - С. 87.

171. А.с. 1423534 СССР, МКИ С 04 В 28/26, С 04 В 18/30. Композиция для изготовления теплоизоляционного материала / А.К. Гармуте, Г.А. Акялис, В.Л. Римкус. Опубл. 1988. Бюл. № 34. - С. 115.

172. А.с. 1740204 РФ, МКИ С 04 В 28/26. Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного материала / В.В. Лисовский, И.И. Злотников, С.В. Га-лов, Ш.Е. Исмаилова и др. Опубл. 1992. Бюл. ИСМ № 27. - С. 78.

173. А.с. 1763417 РФ, МКИ5 С 04 В 28/26, С 04 В 18/18. Композиция для изготовления теплоизоляционного материала / II.Г. Кудояров, Т.А. Федорова, М.Р. Кадыралиев и др. Опубл. 1992. Бюл. № 35. - С. 93.

174. А.с.1583388 СССР, МКИ С 04 В 28/24. Смесь для изготовления теплоизоляционных материалов / А.А. Свижина, В.А. Григорьев, В.А. Майстренко, Э.И. Бабчинская. Опубл. 1990. Бюл. ИСМ № 9. - С. 87.

175. А.с. 1159912 СССР, МКИ С 04 В 28/26. Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного материала / П.В. Сысоев, Н.М. Климашевич, М.С. Семенюк и др. Опубл. 1985. Бюл. ИСМ № 21. - С. 90.

176. А.с. 1779677 РФ, МКИ5 С 04 В 28/26. Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного строительного материала / В.В. Лисовский, И.И. Злотников, С.В., Е.Ф. Кудрина и др. Опубл. 1992. Бюл. ИСМ № 48.- С. 57.

177. А.с. 1807035 РФ, МКИ5 С 04 В 28/24. Композиция для изготовления теплоизоляционного материала / Э.Р. Саакян, P.P. Саркисян, Р.Н. Язычан и др. Опубл. 1993.-Бюл. ИСМ № 13.-С. 84.

178. А.с. 1791417 РФ, МКИ5 С 04 В 28/26. Композиция для изготовления покрытия / А.Н. Владимиров, Ю.Г. Дудеров, A.M. Мельников, Е.П. Новиков. Опубл. 1993.-Бюл. ИСМ№4.-С. 91.

179. А.с. 1201263 СССР, МКИ С 04 В 28/02. Композиция для изготовления теплоизоляционного материала / Г.Г. Акопян, Р.С. Фармазян, А.П. Мер-кин, Н.В. Гургеняни др. Опубл. 1985. Бюл. ИСМ № 48. - С. 84.

180. А.с. 1143729 СССР, МКИ С 04 В 38/02. Теплоизоляционный материал / Г.Д. Дибров, М.Н. Грицюк. Опубл. 1985. Бюл. ИСМ № 48. - С. 85.

181. А.с. 1265181 СССР, МКИ С 04 В 28/02. Композиция для изготовления звукопоглощающего материала / В.В. Мартынов, В.А. Градов, Л.А. Борисов, Л.В. Любушкин и др. Опубл. 1985. Бюл. ИСМ № 39. - С. 67.

182. А.с. 1076421 СССР, МКИ С 04 В 43/02. Смесь для изготовления теплоизоляционного материала / И.Н. Худяков, Ю.В. Озеров, И.А. Джуринский, П.Ф. Черноусов. Опубл. 1984. Бюл. ИСМ № 8. -С. 76

183. А.с. 1381105 СССР, МКИ С 04 В 28/26. Сырьевая смесь для теплозащитного покрытия / B.C. Сорин, J1.A. Лукацкая, И.Р. Ладыгина. Опубл. 1988. -Бюл. ИСМ № 10.-С. 95.

184. А.с. 14355671 СССР, МКИ С 04 В 28/26. Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного материала / А.К. Гармуте, Б.А. Валинчене. Опубл. 1988.-Бюл. ИСМ № 41. С. 81.

185. А.с. 1468883 СССР, МКИ С 04 В 28/24.Композиция для изготовления теплоизоляционного материала / В.Г. Попов, М.Я. Морозов, В.А. Майст-ренко и др. Опубл. 1989. Бюл. ИСМ № 12. - С. 96.

186. А.с. 1135732 СССР, МКИ С 04 В 28/24. Сырьевая смесь для изготовления огнестойкого покрытия / B.C. Сорин, Л.А. Лукацкая, И.Р. Ладыгина, Н.П. Зелинская. Опубл. 1985. Бюл. ИСМ № 3. - С. 61.

187. А.с. 1719350 СССР, МКИ5 С 04 В 28/26. Состав для изготовления теплоизоляционного материала / Н.Н. Игнатенко, Л.А. Никитина, С.В. Афанасьев, Ю.А. Ананников и др. Опубл. 1992. Бюл. ИСМ № 1. - С. 87.

188. А.с. 1521729 СССР, МКИ С 04 В 28/34, С 04 В 14/40. Смесь для изготовления теплоизоляционного материала / Б.С. Тяпкин, В.А. Михалевич, Б.Л. Красный, В.А. Копейкин и др. Опубл. 1989. Бюл. ИСМ № 42. - С. 98.

189. Заявка 255050 ПНР, МКИ4 С 04 В. Способ изготовления огнеупорных изоляционных изделий. Опубл. 1987. Бюл. ИСМ № 12. - С. 8.

190. Пат. 256508 ГДР, МКИ4 С 04 В 14/38, В 28 В 1/52. Способ изготовления минерально-волокнистых плит, не содержащих асбеста. Опубл. 1988. — Бюл. ИСМ № 12.-С. 2.

191. Пат. 4316901 Германия, МКИ С 04 В 28/26, 16/02. Теплоизоляционный материал, а также способ и устройство для его изготовления. Опубл. 1995. -Бюл. ИСМ №5.с. 3.

192. Заявка 3-1273 Япония, МКИ5 С 04 В 35/66. Состав огнеупорного связующего раствора. Опубл. 1991. Бюл. ИСМ. - № 12. - С. 64.----- 200 Заявка 4-25235 Япония, МКИ5 С 04 В 38/02. Способ изготовленияогнеупорных плит. Опубл. 1993. Бюл. ИСМ. - № 11. - С. 38.

193. А.с. 1209656 СССР, МКИ С 04 В 28/34, С 04 В 14/38. Композиция для изготовления тепло- и звукоизоляционных изделий / Р.Ж. Айдаров, Б.М. Акимов, Б.П. Барановский и др. Опубл. 1986. Бюл. ИСМ № 5. - С. 85.

194. А.с. 1004324 СССР, МКИ С 04 В 43/02. Состав для изготовления теплоизоляционного материала методом напыления / В.И. Савченков, Ю.Н. Арген-тов, К.И. Исаев, В.И. Зяткин. Опубл. 1983. — Бюл. ИСМ № 10. С. 98.

195. А.с. 1167172 СССР, МКИ С 04 В 38/02. Сырьевая смесь для изготовления огнезащитного покрытия / Б.JI. Красный, А.А. Константинов, А.А. Еремеев и др. Опубл. 1985. Бюл. ИСМ № 26. - С. 107.

196. А.с. 1216170 СССР, МКИ С 04 В 38/02. Композиция для изготовления звукопоглощающего материала / В.А. Градов, С.Г. Жуков, И.К. Земляков, А.А. Еремеев. Опубл. 1986. Бюл. № 9. - С. 108.

197. А.с. 1477713 СССР, МКИ С 04 В 28/26. Сырьевая смесь для изготовления огнеупорных изделий / В.А. Нечаев, В.М. Червонин и др. Опубл. 1989. Бюл. ИСМ № 17. - с. 89.

198. А.с. 1747416 РФ, МКИ С 04 В 26/00. Композиция для изготовления теплоизоляционного материала / Б.К. Димедович, Н.П. Садченко, З.Н. Козин и др. Опубл. 1992. Бюл. ИСМ № 26. - С. 75.

199. А.с. 1756304 РФ, МКИ С 04 В 28/34. Композиция для изготовления минераловатных изделий / Н.Э Стаховская, Н.П. Садченко и др. Опубл. 1992. -Бюл. ИСМ №31.-С. 87.

200. А.с. 2079472 РФ, МКИ6 С 04 В 35/66, 28/24. Сырьевая смесь для изготовления огнеупорных изделий / В.И. Андреев, М.Ф. Александров, В.Ф. Аносов и др. Опубл. 1997. Бюл. ИСМ № 14. - С. 83.

201. А.с. 2091348 РФ, МКИ6 С 04 В 28/26. Состав для изготовления теплоизоляционного ИСМ № 27. — С. 280.

202. А.с. 2104252 РФ, МКИ С 04 В 14/38. Композиция для изготовления теплоизоляционных изделий / Г.Г. Волокитин, Н.К. Скрипникова, В.Э Борзых. Опубл. 1998. Бюл. ИСМ № 4. - С. 278.

203. А.с. 1161496 СССР, МКИ С 04 В 28/00. Теплоизоляционная масса / Н.Н. Малентьев, В.А. Дунаев, И.И. Шахов, М.М. Аверкина. Опубл. 1985. Бюл. ИСМ № 22. — С. 110.

204. А.с. 1178729 СССР, МКИ С 04 В 26/02. Теплоизоляционная масса / Е.В. Важенин, Т.К. Чувашева, Р.Д. Тихонов. Опубл. 1985. Бюл. ИСМ № 34. -С. 77.

205. А.с. 1349200 СССР, МКИ6 С 04 В 38/02. Сырьевая смесь для изготовления огнеупорного теплоизоляционного материала / И.А. Пихутин, Н.Н. Корниенко, Г.И. Кадышева. Опубл. 1995. Бюл. ИСМ № 21. - С. 294.

206. А.с. 1477565 СССР, МКИ В 28 В 1/52. Композиция для изготовления огнеупорных теплоизоляционных изделий / И.Г. Субочев, И.В. Еремина, В.В. Чурилов. Опубл. 1989. Бюл. ИСМ № 17. - С. 58.

207. Джигирис Д.Д., Корниенко Л.В., Ляшкова С.А. Новый теплоизоляционный материал // Промышленность строительных материалов. — М.: ВНИИСМ, 1988.- Сер. 6.- Вып.2. С. 2-3.

208. А.с. 1715778 РФ, МКИ С 04 В 28/24, С 04 В 38/02. Смесь для изготовления теплоизоляционного материала / В.А. Городецкий, Е.В. Важенин, В.Ф. Кибол. Опубл. 1992. Бюл. ИСМ № 8. - С. 82.

209. А.с. 1794922 РФ, МКИ5 С 04 В 28/00. Смесь для изготовления огнеупорного теплоизоляционного материала / В.А. Городецкий, Е.В. Важенин, Е.М. Гришпун и др. Опубл. 1993. Бюл. ИСМ № 6. - С. 93.

210. Пат. 213426 ГДР, МКИ С 04 В 43/02, 43/12, 31/02. Волокнистый изоляционный материал с комбинацией неорганических и органических соединений в качестве вяжущих. Опубл. 1985. Бюл. ИСМ № 2. - С. 5.

211. А.с. 996402 СССР, МКИ С 04 В 43/02. Масса для изготовления теплоизоляционного материала / Я.Г. Харитон, В.Е. Фридрихсон, Н.Л. Мазанова. Опубл. 1983.-Бюл. ИСМ №6.-С. 125.

212. А.с. 996403 СССР, МКИ С 04 В 43/02. Смесь для изготовления теплоизоляционного материала / А.А. Пащенко, А.С. Крупа, С.М. Гаркуша, В.П. Хоменко и др. Опубл. 1983. Бюл. ИСМ № 6. - С. 132.

213. А.с. 1426960 СССР, МКИ С 04 В 28/06. Смесь для изготовления теплоизоляционного материала / А.С. Крупа, С.И Бондаренко, А.В. Никагуров и др. Опубл. 1988. Бюл. ИСМ № 36. - С. 102.

214. А.с. 240313 ЧССР, МКИ4 С 04 В 43/02. Теплоизоляционная плита и способ ее получения. Опубл. 1986. Бюл. ИСМ № 9. - С. 25.

215. Заявка 2-54294 Япония, МКИ5 С 04 В 28/24. Формование изделия из неорганического волокна. Опубл. 1991. Бюл. ИСМ № 9. - С. 39.

216. А.с. 2057741 РФ, МКИ4 С 04 В 38/00. Композиция для получения теплоизоляционного материала / А.С. Николаев, В.А. Коробов, М.Ю. Нахшин, М.В. Каменцев. Опубл. 1996.-Бюл. ИСМ № 10.-С. 188.

217. А.с. 2081095 Рф, МКИ С 04 В 38/00. Сырьевая смесь для получения теплоизоляционного материала / В.П. Сергеев, Ю.Н. Чувашов, В.А. Ротач, Л.П. Гулько и др. Опубл. 1997. Бюл. ИСМ № 16. - С. 115.

218. А.с. 1401031 СССР, МКИ С 04 В 32/02. Масса для изготовления теплоизоляционного материала / А.А. Андреев, В.И. Лазаренко, Н.И. Пятигорская, ' Н.Г. Самойлова. Опубл. 1988.-Бюл. ИСМ №21.-С. 113.

219. А.с. 1463727 СССР, МКИ С 04 В 28/26, С 04 В 14/38. Композиция для изготовления теплоизоляционного материала / Е.А. Рыбалко, В.М. Панасевич,

220. A. И. Ильченко и др. Опубл. 1989. Бюл. ИСМ № 9. - С. 120.

221. А.с. 2044718 РФ, МКИ6 С 04 В 5/00. Смесь для изготовления теплоизоляционного материала / В.Ф. Позняков, В.М. Янченко, А.В. Прийдун и др. Опубл. 1995. Бюл. ИСМ № 27. - С. 203.

222. А.с. 2102350 РФ, МКИ6 С 04 В 26/02. Теплоизоляционный материал /

223. B.И. Божко, О.М. Ященко, Л.В. Тимофеев. Опубл. 1998. Бюл. № 2. - С. 248.

224. Свидерский В.А., Ященко О.М. Долговечность гидрофобизирован-ных глинисто-волокнистых композиций // В сб. ст. «Композиционные материалы на основе базальтовых волокон». Киев: ИПМ АН УССР, 1989. - С. 86-90.

225. А.с. 1346615 СССР, МКИ С 04 В 26/26, В 30/02. Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционных изделий / В.Ф. Панова, Н.Г. Пшонкин, Н.С., Глушаненко и др. Опубл. 1987. Бюл. ИСМ № 39. - С. 118.

226. А.с. 1368292 СССР, МКИ С 04 В 28/00. Теплоизоляционный акустический материал и способ его получения / A.M. Сторожинский, В.А. Подлес-ных, Л.А. Спирин, В.И. Болдарев. Опубл. 1988. Бюл. ИСМ № 3. - С. 87.

227. А.с. 1470708 СССР, МКИ4 С 04 В 26/12. Композиция для теплоизоляционного покрытия / В.И Артемов, И.И. Егоров, Б.В. Орлов и др. Опубл. 1989. -Бюл. ИСМ № 13.-С. 105.

228. А.с. 1719344 РФ, МКИ5 С 04 В 26/00. Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционных минераловатных изделий / М.Х. Ярошенко, А.П. Федоров, В.Г. Бородин и др. Опубл. 1992. Бюл. ИСМ № 10. - С. 87.

229. А.с. 1796599 РФ, МКИ5 С 04 В 26/12. Полимерминеральная смесь / Н.А. Самигов, В.И. Соломатов, А.Т. Джалилов и др. Опубл. 1993. Бюл. ИСМ №7.-С. 75.

230. А.с. 1834870 РФ, МКИ5 С 04 В 26/12. Состав для изготовления теплоизоляционного материала / И.З. Ахметшии. Опубл. 1993. Бюл. ИСМ № 30. -С. 99.

231. А.с. 1834873 РФ, МКИ5 С 04 В 26/26. Масса для изготовления теплоизоляционного материала / О.Ш. Кикава, Е.Я. Степанов, Н.Д. Кастомарова, Н.В. Борисова. Опубл. 1993. Бюл. ИСМ № 30. - С. 99.

232. А.с. 2114080 РФ, МКИ6 С 04 В 26/12. Полимерная композиция для изготовления малотоксичных минераловатных изделий / В.В. Глухих, В.Г. Бу-рындин, Т.С. Выдрина и др. Опубл. 1998. Бюл. ИСМ № 18. - С. 240.

233. New inorganic insulation. Glass mat faced insulation // Insulation. 1978. - V 22. - № 4. - P. 116-122.

234. А.с. 1368292 СССР, МКИ С 04 В 28/00. Теплоизоляционный акустический материал и способ его получения / A.M. Сторожинский, В.А. Подлес-ных, Л.А. Спирин и др. Опубл. 1988. Бюл. ИСМ № 3. - С. 87.

235. А.с. 1416466 СССР, МКИ С 04 В 26/00. Сырьевая смесь / А.С. Григорян, Ю.Б. Митарджян, С.И. Согоян. Опубл. 1988. Бюл. ИСМ № 30.- С. 85.

236. А.с. 1416467 СССР, МКИ С 04 В 26/00, 14/38. Масса для изготовления теплоизоляционного материала и способ изготовления теплоизоляционного материала / А.С. Григорян, С.И. Согоян, Ю.Б. Митарджян, К.А. Торосян. Опубл. 1988. Бюл. ИСМ № 30. - С. 85.

237. А.с. 1416471 СССР, МКИ С 04 В 28/24, 14/38. Масса для изготовления теплоизоляционного материала / А.С. Григорян, К.А. Торосян, С.И. Согоян и др. Опубл. 1988. Бюл. ИСМ № 30. - С. 85-86.

238. Пат. 282906 ГДР, МКИ4 С 04 В 14/38. Способ изготовления износостойких волокнистых изоляционных плит с органическим связующим. Опубл. 1991.-Бюл. ИСМ № 12.-С. 1.

239. Джигирис Д.Д., Демьяненко Ю.М., Махова М.Д. и др. Теплоизоляционные плиты на основе базальтового супертонкого волокна // Строительные материалы.- 1976,-№ 12.-С. 9-11.

240. А.с. 2093489 СССР, МКИ6 С 04 В 28/00. Сырьевая смесь для изготовления звукопоглощающих минераловатных изделий / С.Г. Жуков, А.А. Еремеев, В.А. Градов. Опубл. 1997. Бюл. ИСМ № 29. - С. 285.

241. А.с. 1058954 СССР, МКИ С 04 В 28/20. Состав для изготовления теплоизоляционных изделий / Б.А. Громов, И.И. Чернин и др. Опубл. 1983. Бюл. -№45.-С. 86.

242. А.с. 239 184 ЧССР, МКИ4 С 04 В 1/90. Способ изготовления изоляционных плит, содержащих минеральные волокна. Опубл. 1986. Бюл. ИСМ № 8. -С. 14.

243. Заявка 1-52356 Япония, МКИ4 С 04 В 38/00, В 32 В 19/06. Плиты из минерального волокна. Опубл. 1990. Бюл. ИСМ. Вып. 57. - № 7. - С. 65.

244. Keyzlar Т. Novy tehelne izolacni material provyssi teploty // Stavivo. -1979. V.57. -№ 1.-P. 31-33.

245. Вернадский В.И. Избранные труды по истории науки. М.: Наука, 1981.- 457 с.

246. Матвеев М.А. Труды по химии и технологии силикатов / Сб. статей. -М.: Гостройиздат, 1957.-С. 373-390.

247. Матвеев М.А. Труды по химии и технологии силикатов / Сб. статей. -М.: Гостройиздат, 1956. С. 333-338.

248. Эйтель В. Физическая химия силикатов. М.: Иностранная литература, 1962.-С. 48-66.

249. Бутт Ю.М. Твердение вяжущих при повышенных температурах. М.: Госстройиздат, 1961. - С. 231.

250. Сычев М.М. Неорганические клеи. J1.: Химия, - 1974. - 160 с.

251. Матвеев М.А. Труды по химии и технологии силикатов / Сб. статей. -М.: Госстройиздат, 1956.-С. 364-370.

252. Пат. № 2151115 РФ, МКИ С.04 В 42/02. Теплоизоляционный материал / О.С. Татаринцева, М.Г. Потапов, Е.Г. Толкачев, Н.Н. Ходакова, Т.К. Угло-ва. Опубл. 2000. - Бюл. ИСМ № 26.

253. Веллис С.А., Каминскас А.Ю. и др. Теплопроводность влажных стек-ловолокнистых и минераловатных плит // Строительные материалы. — 2002. -№6.-С. 38-40.

254. Елишевич А.Т. Брикетирование полезных ископаемых. -М.: Недра, 1989.-301 с.

255. Заявка 96106664/03 СССР, МКИ С 04 В 26/02. Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного материала / Г.С. Альтовский, В.И. Васильев.

256. Пат. 282907 ГДР, МКИ4 С 04 В 28/00, 14/42. Безасбестовые огнезащитные плиты. Опубл. 1991. Бюл. ИСМ № 12. - С. 1.

257. Потапов М.Г., Толкачев Е.Г., Татаринцева О.С., Литвинов А.В. Проблемы создания и производства базальтоволокнистых материалов строительного, промышленного и технического назначения // Сб. докл. международной Сибирской Ярмарки «Siberia». 2001. - № 6.

258. Потапов М.Г., Татаринцева О.С., Петраков В.М. и др. Производство теплоизоляционных материалов из горных пород в ОАО «Новосибирскэнерго» // Строительные материалы. -2001. -№ 2. С. 14-15.

259. Татаринцева О.С., Самойленко В.В., Ходакова Н.Н. и др. Компактная установка по выпуску базальтоволокнистой теплоизоляции для энергетических предприятий // Промышленная энергетика. 2004. - № 11.

260. Заровнятных В.А., Пономарев В.А., В.И. Бирючев. Опыт производства прошивных минераловатных матов с вертикальной ориентацией волокон // Строительные материалы. 2002. - № 11. - С. 17-19.

261. Пат. 2130001 РФ, МКИ С 04 В 42/00. Способ изготовления волокнистых теплоизоляционных изделий. / О.С. Татаринцева, Т.К. Углова, Б.И. Во-рожцов, Е.Г. Толкачев, В.П. Ковалев.

262. Татаринцева О.С., Углова Т.К. Ковалев В.П. Негорючая экологически чистая изоляция для трубопроводов // Строительные материалы. 1998. - № 5. - С.23-24.

263. Татаринцева О.С., Углова Т.К. Ковалев В.П. Технология получения теплоизоляции для трубопроводов // Сб. докл. науч.-практ. конф. «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья». М.: ЦЭИ «Химмаш», 2001. - С. 34-36.

264. Бобров Ю.Л. Долговечность теплоизоляционных минераловатных материалов. — М.: Стройиздат, 1987. 165 с.

265. Свидерский В. А., Ященко О.М. Долговечность гидрофобизованных глинистоволокнистых композиций / Композиционные материалы на основе базальтовых волокон. Киев, 1989. - С. 86-91.

266. Татаринцева О.С., Углова Т.К., Игонин Г.С. и др. Определение сроков эксплуатации базальтоволокнистых теплоизоляционных материалов // Строительные материалы. 2004.-№ 11.-С. 14-15.

267. Журков С.Н., Куксенко B.C., Слуцкер А.И. Микромеханика разрушения полимеров // Проблемы прочности. 1971. - № 2. - С. 45-50.

268. Ясин Ю.Д., Ясин В.Ю., Ли А.В. Пенополистирол. Ресурс и старение материала. Долговечность конструкций // Строительные материалы. 2002. -№5.-С. 33-35.

269. Сальников В.Б. Свойства минеральной ваты после длительной эксплуатации в стенах зданий на Среднем Урале // Строительные материалы. -2003. № 3. — С. 42-43.

270. Татаринцева О.С., Литвинов А.В., Хрусталев Ю.В., Потапов М.Г. Расчет продолжительности процесса сушки при получении теплоизоляционных плит из базальтовой ваты // Сб. докл. II Всерос. науч.-практ. конф. М.: ЦЭИ «Химмаш», 2002. - С. 16-18.

271. Рабинович Г.Д., Слободкин Л.С., Куц П.С. Тепло- и массообмен в сушильных и термических процессах. Минск: Наука и техника, 1966. - 334 с.

272. Лыков А.В. Теория сушки. -М.: Энергия, 1968. 472 с.

273. Лыков М.В. Сушка в химической промышленности. М.: Химия, 1970. — 429 с.

274. Филоненко Г.К., Лебедев П.Д. Сушильные установки М.: Госэнер-гоиздат, 1952.-262 с.

275. Zur Anwendung der Wardenbach-formel auf Mineralfasern // Glastechn. Ber. 1995.-V. 68.-№3.-P. 35-36.

276. Татаринцева O.C., Ворожцов Б.И., Потапов М.Г. Экологически чистая переработка горных пород в теплоизоляционные материалы // Сб. докл. спец. сессии межд. Академии экологии и безопасности жизнедеятельности. -Новосибирск, 1999. С.14-16.

277. Производство минеральной ваты и теплоизоляционных полужестких плит: Регламент технологического процесса / ФНПЦ «Алтай»; Руководитель А.С. Жарков; Инв. № 07508902.02200.00056. Бийск, 2000. - 89 с.

278. Татаринцева О.С., Ворожцов Б.И., Ходакова Н.Н., Углова Т.К. Перспективы использования отходов горных пород в товарах народного потребления // Горный журнал. 1998. - № 7. - С. 40-41.

279. ТУ 07508902-143-94. Чистящее средство «Алба». Технические условия. 1994.

280. Новиков А .Я. Химические товары бытового назначения / Справоч-ник.-М., 1968. -212 с.

281. Заявка № 4471367/23-04 СССР МКИ С 11 Д 3/14. Чистящее средство для предметов домашнего обихода / Л.И. Мамина, Е.Л. Лукьянов, В.А. Денисов, А.П. Денисов. Опубл. 1987. - Бюл. ИСМ № 20.

282. Лакокрасочные материалы. Технические материалы и контроль качества / Справочник. М.: Машиностроение, 1974. - 318 с.

283. ГОСТ 10277-90. Шпатлевки. Технические условия. - М.: Изд-во стандартов, 1980.

284. Кропотов В.Н. Строительные материалы. -М.: Высшая школа, 1960. -320 с.

285. Любимов Б.В. Защитные покрытия изделий / Справочник конструктора. Л.: Машиностроение, 1969.

286. Пат. 2092534 РФ, МКИ. Шпатлевка // О.С. Татаринцева, Т.К. Углова, А.Д. Савкин. Опубл. 1998. Бюл. ИСМ №

287. ТУ 07508902-141-94. Шпатлевка. Технические условия. - 1994.

288. Блисковский В.З., Кинерман Ю.А. Агрономические руды. М.: Знание, 1987.

289. Блисковский В.З., Минеев Д.А. Камни плодородия. М.: Недра, 1986.

290. Маркина Р.В., Чернихов А .Я., Восторгов Е.Е. Термостойкие полимеры в Японии // Пластические массы. 1980. -№ 9. - С. 26-29.

291. Киселев Б.А. Стеклопласты материал будущего. - М.: Изд-во АН СССР, 1959.

292. Стеклянное волокно и стеклопластики за рубежом / Обзор иностранной литературы. М.: НИИТЭИ, 1965. - 46 с.

293. Морган Ф. Стеклопластики. М.: Изд-во иностранной литературы, 1961.-474 с.

294. Sheard P. Expansion of composite materials applications // Adv. Mater. Technol. Int., London. 1992. - P. 42-44.

295. Обзор предложений на рынке стеклопластиковых труб и оценка возможной технологии их производства в условиях БЗС. Бийск. - 2000. - 24 с.

296. Андреевская Г.Д. Высокопрочные ориентированные стеклопластики. М.: Наука, 1966.-76 с.

297. Цыплаков О.Г. Основы формования стеклопластиковых оболочек. -JL: Машиностроение, 1968. 171 с.

298. Изготовление конструкций из стеклопластиков методом намотки / Обзор иностранной литературы. М.: Дом техники, 1962. — 125 с.

299. Strength of graphite fibers increased in U.S. program // Adv. Mater, and Process. 1994. V. 146. - № 6. - P. 9-11.

300. Пат. 2697258 Франция, МКИ5 С 08 5 5/24 Procede de pultrusion de ma-teriaux composites furaniques renforces par fibres / M. Chen-Chi, National Science Council. Опубл. 29.04.94.

301. Reinforcing materials and disperse filters for composites / Khazanov V. // Glass Prod. Technol. Int., 1994: Int. Rev. Glass Prod. And Manuf. Technol. London. 1994.-P. 185-186.

302. Справочник по композиционным материалам / Под ред. Дж. Любика. М.: Машиностроение, 1988. - 446 с.

303. Тростянская Е.Б. Пластики конструкционного назначения. М.: Химия, 1974.-89 с.

304. Соколинская М.А., Тутаков О.В., Забава Л.К. Исследование термомеханических свойств базальтокомпозитов // Материалы IX Всесоюзн. совещания по термическому анализу. Ужгород, 1985. - С.36-39.

305. Шорохов В.М. Полимерные композиты на основе базальтоволокни-стых материалов // Сб. науч. труд. «Композиционные материалы на основе базальтовых волокон». Киев: ИПМ АН УССР, 1989. - С. 118-126.

306. Волынский А.К., Кутырев Ю.В., Соколинская М.А., Тутаков О.В. Конструкционные материалы, армированные базальтовыми волокнами // Вопросы судостроения. 1982. - Сер. ОТ. - Вып. 56. - С. 44-46.

307. Соколинская М.А., Тростянская Е.Б., Шадчина З.М. Свойства имидо-и фенобазальтопластов // Пластические массы. 1987. - № 1. — С. 28-29.

308. Обобщенный показатель качества базальтовых изделий и изделий из других материалов / Ю.К. Куницын, Л.Н. Смирнов и др. // В сб.: Базальтово-локнистые материалы. М.: Информконверсия, 2001.-С. 201-213.

309. Startsev O.V. Peculiarities of Ageing of Aircraft Materials in a Warm Damp Climate. / In book: Polymer Yearbook 11/ Ed. By R.A. Pethrick. Glasgow, UK: Harwood Academic Publishers, 1993. - P. 91-109.

310. Startseva L.T., Jelesina G.F., Startsev O.V., Mashinskaya G.P., Petrov B.V. Effect of corrosive medium on properties of metal-plastics laminates // Int. J. Polym. Mater., 1997. V.37. - P. 151-160.

311. Zaikov G.E. Kinetik aspects of degradation and stabilization of polymers. / In book: Polymer Yearbook 5 / Ed. By R.A. Pethrick. Glasgow, UK: Harwood Academic Publishers, 1986.- P.171-193.

312. Kong E.S.W. Physical aging in epoxy matrices and composites. / In book: Advances in Polymer Science 80, 1986,- P. 125-171.

313. Robson J.E., Matthews F.L., Kinloch A.J. The bonded repair of fibre composites: effect of composite moisture content. // Composites Science and Technology, 1994.-V. 52.-№2.-P. 235-246.

314. Weitsman Y.J., Elahi M. Effects of Fluids on the Deformation, Strength and Durability of polymeric Composites An Overview. // Mechanics of Time-Dependent Materials, 2000. - V. 4 - P. 107-126.

315. Buehler F.U., Seferis J.C. Effect of reinforcement and solvent content on moisture absorprion in epoxy composite materials. // Composites: Part A, 2000. -V.31.-P. 741-748.

316. Махова М.Ф., Мищенко E.C., Волынский А.К., Джигирис Д.Д. Горные породы Украинской ССР сырье для производства волокон // Базальтово-локнистые композиционные материалы и конструкции. - Киев: Наукова думка, 1980.-С. 43-53.

317. Джигирис Д.Д., Волынский А.К., Козловский П.П. и др. Основы технологии получения базальтовых волокон и их свойства // Базальтоволокнистые композиционные материалы и конструкции. Киев: Наукова думка, 1980.-С. 54-81.

318. Росато Д.В., Грове К.С. Намотка стеклонитью. М.: Машиностроение, 1969.-310 с.

319. Мясников А.А., Асланова М.С. Влияние химического состава базальтового волокна на его химическую устойчивость // Стекло и керамика. 1964. -№ 3. - С. 9-11.

320. Андреевская Г.Д., Плиско Т.А. Некоторые физические свойства непрерывных базальтовых волокон // Стекло и керамика. 1963. — № 8. -С. 16-18.

321. Асланова М.С. Высокотемпературоустойчивые неорганические волокна и их свойства // Стекло и керамика. 1960. - № 9. - 11-13.

322. Татаринцева О.С., Ходакова Н.Н. Армирующий материал для композиционных намоточных изделий // Строительные материалы. 2004. - № 12.

323. Татаринцева О.С., Ходакова Н.Н., Самойленко В.В. Базальтопластик с повышенной тепло- и водостойкостью // Сб. тез. докл. семинара «Химические аспекты нефтедобычи». Новосибирск, 2004. - С. 30.

324. Thomas W. // Physics and Chemistry of Glass. 1960. - V. 1. - № 2. -P. 68-70.

325. H.A. Адрова и др. Полиимиды новый класс термостойких полимеров. - JL: Наука, 1968.

326. Михайлин Ю.А. Технологические и эксплуатационные свойства по-лиимидных связующих, препрегов и имидопластов // Пластические массы. -1984.-№3.-С. 31-33.

327. Соболевский М.В. и др. Свойства и области применения кремнийор-ганических продуктов. М.: Химия, 1975.

328. Термопласты конструкционного назначения / Под ред. Тростянской Е.Б. М.: Химия, 1975. - 72 с.

329. Киреев В.В., Рыбалко В.П., Савин В.А. и др. Новые термостойкие кремнийорганические связующие // Тез. докл. II Всесоюз. конф. по композиционным полимерным материалам и их применению в народном хозяйстве. -Ташкент, 1983.-С. 132-133.

330. Сергеев В.А., Шитиков В.К., Аббаев Г.У. и др. Связующие на основе продуктов гидросилирования ненасыщеных фенолов // Тез. докл. II Всесоюз.конф. по композиционным полимерным материалам и их применению в народном хозяйстве. — Ташкент, 1983. С. 175-176.

331. Разработка теплостойкого базальтопластика. Отчет о НИР / ФГУП «ФНПЦ «Алтай»; Руководитель Жарков А.С. — Бийск. 2002 . - 72 с.

332. Маллинсон Дж. Применение изделий из стеклопластиков в химических производствах. М.: Химия, 1973.

333. Старцев О.В., Кузнецов А.А., Кротов А.С. и др. Моделирование вла-гопереноса в слоистых пластиках и металлопластиках. // Физическая мезомеха-ника. 2002 - Т. 5. - № 2. - С. 109-114.

334. Татаринцева О.С., Ходакова Н.Н., Старцев О.В., Филистович Д.В. Процессы влагопереноса в базальтопластиках // Сб. тез. докл. XVII Менделеевского съезда по общей и прикладной химии «Материалы и нанотехнологии». — Казань, 2003.-С. 408.

335. Crank J. The mathematics of diffusion (second edition) Oxford, UK: Clarendon press, 1975.- 414 p.

336. Филистович Д.В., Старцев O.B., Суранов А.Я. Автоматизированная установка для динамического механического анализа // Приборы и техника эксперимента. 2003. - № 4. - С. 123-124.«т.

337. Зан Лиректор1а 'НМОДК уГ^^/'Б. И,Ворожим^1<г~-Л о н о / Xf орма 17-1 . \ ' 4VtVwin** 1директор »/0Г"МСТ#х-Диабаа*р.