PL235630B1 - Sposób wytwarzania wyrobów peryklazowo-perowskitowo-spinelowych na wyłożenia ogniotrwałe - Google Patents

Sposób wytwarzania wyrobów peryklazowo-perowskitowo-spinelowych na wyłożenia ogniotrwałe

Info

Publication number
PL235630B1
PL235630B1 PL410849A PL41084914A PL235630B1 PL 235630 B1 PL235630 B1 PL 235630B1 PL 410849 A PL410849 A PL 410849A PL 41084914 A PL41084914 A PL 41084914A PL 235630 B1 PL235630 B1 PL 235630B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
spinel
amount
mass
weight
calcium zirconate
Prior art date
Application number
PL410849A
Other languages
English (en)
Other versions
PL410849A1 (pl
Inventor
Jacek Szczerba
Dominika Madej
Jerzy Lis
Artur Bradecki
Paweł Stoch
Edyta Śnieżek
Original Assignee
Akademia Gorniczo Hutnicza Im Stanislawa Staszica W Krakowie
Zakl Magnezytowe Ropczyce Spolka Akcyjna
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Akademia Gorniczo Hutnicza Im Stanislawa Staszica W Krakowie, Zakl Magnezytowe Ropczyce Spolka Akcyjna filed Critical Akademia Gorniczo Hutnicza Im Stanislawa Staszica W Krakowie
Priority to PL410849A priority Critical patent/PL235630B1/pl
Publication of PL410849A1 publication Critical patent/PL410849A1/pl
Publication of PL235630B1 publication Critical patent/PL235630B1/pl

Links

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Description

Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania wyrobów formowanych peryklazowo--perowskitowo-spinelowych na wy?o?enia ogniotrwa?e znajduj?cych zastosowanie w przemy?le hutniczym z przeznaczeniem do budowy obmurzy urz?dze? cieplnych pracuj?cych w wysokich temperaturach, mi?dzy innymi w przemy?le cementowym, wapienniczym, chemicznym, ceramicznym i innych.
Znany jest powszechnie sposób wytwarzania wyrobów zasadowych na bazie magnezji spiekanej i topionej i/lub spineli oraz w?gla przeznaczonych na obmurza urz?dze? cieplnych pracuj?cych mi?dzy innymi w przemys?ach cementowym, wapienniczym, szklarskim, stalowym i innych. Wyroby ogniotrwa?e nara?one s? na dzia?anie wysokich temperatur, które przekraczaj? 1600°C, nag?e zmiany temperatury i silne oddzia?ywania korozyjne. Przez d?ugi okres czasu w obiektach cieplnych instalowano wyroby magnezjowo-chromitowe, jednak ich wykorzystanie ograniczone zosta?o ze wzgl?du na tworzenie si? toksycznego chromu (VI) w ?rodowisku pracy. Alternatyw? stanowi? wyroby magnezjowo-w?glowe, magnezjowo-spinelowe i magnezjowo-cyrkonowe, przy czym wspó?czynnik rozszerzalno?ci cieplnej MgO, C i MgAl2O4 znacznie si? ró?ni?. Ponadto w?giel charakteryzuje si? bardzo ma?? zwil?alno?ci? przez ciek?y metal i ?u?le. Wprowadzenie do wyrobów magnezjowych mi?dzy innymi C, MgAl2O4 i ZrO2 poprawia ich odporno?? korozyjn? oraz pozwala na otrzymanie korzystnej mikrostruktury determinuj?cej odporno?? wyrobów na nag?e zmiany temperatury. Przyk?adem mo?e by? spinel w?a?ciwy wprowadzany do wyrobów w ró?nej formie: przez dodatek AI2O3 - formowanie si? spinelu in situ b?d? jako wcze?niej spiekany lub topiony i wprowadzany na etapie mieszania sk?adników.
Znany jest z ameryka?skiego opisu patentowego US4954463 sposób wytwarzania wyrobów magnezjowo-spinelowych, gdzie spinel (MgAl2O4) tworzy si? in situ. Materia? otrzymuje si? z magnezytu w ilo?ci 65-99% masowych o zawarto?ci MgO nie mniejszej ni? 92% masowych i kalcynowanego boksytu w ilo?ci 35-1% masowych o zawarto?ci AI2O3 nie mniejszej ni? 83% masowych i zawarto?ci SiO2 nie wi?kszej ni? 7% masowych, a zawarto?? krzemionki w mieszance nie mo?e przekracza? 4% masowych. Z otrzymanej mieszanki formuje si? kszta?tki, które wypala si? w zakresie temperatur1480-1760°C.
Natomiast z ameryka?skiego opisu patentowego US5565390 znany jest sposób otrzymywania tworzywa ogniotrwa?ego na bazie MgO, które zawiera 3-23% masowych wcze?niej syntetyzowanego spinelu MgAl2O4 o zawarto?ci AI2O3 w ilo?ci 75-95% masowych. Spinel reaguje z AI2O3 i CaO tworz?c gliniany wapnia o stosunkowo niskiej temperaturze topnienia. Ogranicza to jego zastosowanie na przyk?ad jako sk?adnika tworzyw ogniotrwa?ych w strefie spiekania pieca obrotowego do produkcji klinkieru portlandzkiego.
W ameryka?skim opisie patentowym US 6261983 B1 ujawniono sposób wytwarzania tworzyw magnezjowo-spinelowych o wyd?u?onym czasie pracy, dobrych w?a?ciwo?ciach termomechanicznychi o zredukowanej tendencji do reagowania z tlenkiem wapnia obecnym w ?rodowisku pracy. Polega on na przebiegu powolnej lub opó?nionej reakcji spinelu, tlenku wapnia i tlenku cyrkonu, przy czym tlenek cyrkonu reaguje z tlenkiem wapnia obecnym w mieszaninie reakcyjnej tworz?c cyrkonian wapnia,a dodatek ZrO2 niweluje problemy zwi?zane z obecno?ci? spinelu w tworzywach ogniotrwa?ych.
Z polskiego opisu patentowego PL 212579 B1 znany jest sposób wytwarzania zwartego tworzywa wysokoogniotrwa?ego z dolomitu o maksymalnej zawarto?ci domieszek 2%, b?d?cego ?ród?em CaO oraz MgO oraz z tlenku cyrkonu. Proces wypalania prowadzi si? jedno- lub dwustopniowo w zakresie temperatur 1200 do 1600°C. Otrzymane w ten sposób tworzywo sk?ada si? g?ównie z MgO i CaZrO3 oraz charakteryzuje si? ono korzystn? mikrostruktur?.
Z publikacji: E. ?nie?ek i in.pt. „Tworzywa ogniotrwa?e z uk?adu cztero- sk?adnikowego CaO--MgO-AI2O3-ZrO2”, MATERIA?Y CERAMICZNE (CERAMIC MATERIALS), 65, 4, (2013), 476-480 znany jest sposób wytwarzania tworzyw, których g?ównymi sk?adnikami s? tlenek magnezu (MgO)w ilo?ci 66%-85% obj. i cyrkonian wapnia (CaZrO3) w ilo?ci 15% i 30% obj. oraz monoglinian wapnia (CaAl2O4) w ilo?ci 0-4% obj., spinel w?a?ciwy magnezowo-glinowy (MgAl2O4) w ilo?ci, 0%-4% obj.i cement glinowo-wapniowy w ilo?ci 0-4% obj. Zwi?zki te rozdrobniono do uziarnienia o medianie rozk?adu ziarnowego d0,5od 2,9 do 33,8 ?m i homogenizowano na sucho przez 2 h w cyrkonowym m?ynku wibracyjnym. Nast?pnie z mieszanki zaformowano walce o wymiarach ?50x50 mm pod ci?nieniem 45 MPa, które wypalano w temperaturze 1580°C, przetrzymuj?c je w tej temperaturze 10 godzin, a nast?pnie ch?odzono z piecem, przy czym mo?liwe jest wytworzenie tych tworzyw w procesie jednostopniowego spiekania w powy?szej temperaturze.
Istota sposobu wytwarzania wyrobów peryklazowo-perowskitowo-spinelowych na wy?o?enia ogniotrwa?e, zawieraj?cych w swoim sk?adzie tlenek magnezu, cyrkonian wapnia oraz spinel magnezowo-glinowy, polegaj?cy na formowaniu kszta?tek ze zhomogenizowanej na sucho masy, które poddaje si? jednostopniowej obróbce cieplnej, polega na tym, ?e klinkier magnezjowy spiekany i/lub topiony o zawarto?ci MgO powy?ej 95% masowych we frakcjach ziarnowych z przedzia?u od 0 do 6 mm w ilo?ci 50-96% masowych miesza si? z wcze?niej syntetyzowanym drog? spiekania i/lub topienia cyrkonianem wapnia we frakcjach ziarnowych z przedzia?u od 0 do 5 mm w ilo?ci 1-30% masowych, ze spiekanym i/lub topionym syntetycznym spinelem, zawieraj?cym jako g?ówny sk?adnik fazowy MgAl2O4o uziarnieniu do 5 mm w ilo?ci 1-20% masowych oraz ze ?rodkiem wi???cym wprowadzanym w ilo?ci od 0 do 5% masowych, przy czy najpierw najgrubsze frakcje klinkieru magnezjowego miesza si? z gruboziarnistym cyrkonianem wapnia i syntetycznym spinelem, a nast?pnie wprowadza si? cz??? ?rodka wi???cego i pozosta?? cz??? drobnoziarnistego klinkieru magnezjowego, a potem pozosta?? cz??? ?rodka wi???cego, po czym z uzyskanej masy formuje si? kszta?tki pod ci?nieniem 80-200 MPa stosuj?c trzykrotne odpowietrzenie, które suszy si?, a nast?pnie poddaje obróbce cieplnej prowadzonej w zakresie temperatur 1600-1700°C.
Jako ?rodek wi???cy stosuje si? ?ug posulfitowy, ?ug posiarczynowy lub dekstryn?.
Sposobem wed?ug wynalazku otrzymuje si? wyroby o kontrolowanej porowato?ci wynosz?cej od 2 do 20%, która uzale?niona jest od ilo?ci poszczególnych sk?adników masy i ich uziarnienia. Ponadto w wyniku syntezy ogniowej uzyskuje si? tworzywo o bardzo dobrej odporno?ci na wstrz?sy cieplne i w?a?ciwo?ciach termomechanicznych oraz korzystnych cechach u?ytkowych zwi?zanychz jego podwy?szon? odporno?ci? korozyjn? na dzia?anie wysokiej temperatury i czynników chemicznych wyst?puj?cych podczas pracy wy?o?enia pieca.
P r z y k ? a d 1. Do sporz?dzenia wypalanego tworzywa w postaci wyrobów peryklazowo--perowskitowo-spinelowych o wi?zaniu ceramicznym wykorzystano jako kruszywo spiekany klinkier magnezjowy, otrzymany drog? pra?enia magnezytu, o zawarto?ci MgO powy?ej 97% masowych, we frakcjach ziarnowych z zakresu od 0 do 4 mm, syntetyczny spiekany cyrkonian wapnia we frakcjach ziarnowych z zakresu od 1 do 3 mm, topiony spinel MgAl2O4 we frakcjach ziarnowych z zakresu od 0 do 3 mm i ?ug posulfitowy. Masa na tworzywo sk?ada?a si? z klinkieru magnezjowego w ilo?ci 94% masowych, z cyrkonianu wapnia w ilo?ci 4% masowych, ze spinelu w ilo?ci 2% masowych, stanowi?cych ??cznie 100% kruszywa oraz jako ?rodka wi???cego z ?ugu posulfitowego w ilo?ci 3% w stosunku do masy kruszywa. W pierwszym etapie przygotowania masy najgrubsze frakcje kruszywa magnezjowego miesza si? na sucho z gruboziarnistym spiekanym cyrkonianem wapnia i topionym spinelem, a nast?pnie wprowadza si? do mieszanki ?ug posulfitowy w ilo?ci 2/3 ca?o?ci i pozosta?? ilo?? drobnoziarnistego kruszywa magnezjowego, a potem pozosta?? ilo?? ?ugu posulfitowego. Wyroby wytwarzane sposobem wed?ug wynalazku formowano na prasie hydraulicznej pod ci?nieniem120 MPa stosuj?c trzykrotne odpowietrzanie, po czym suszono i wypalano w temperaturze 1600°C przez 10 godzin.
Wyroby wytworzone powy?szym sposobem charakteryzowa?y si? w?a?ciwo?ciami podanymi w tabeli, umieszczonej na ko?cu opisu.
P r z y k ? a d 2. Do sporz?dzenia wypalanego tworzywa w postaci wyrobów peryklazowo--perowskitowo-spinelowych o wi?zaniu ceramicznym wykorzystano nast?puj?ce kruszywa: spiekany klinkier magnezjowy o zawarto?ci MgO powy?ej 97% masowych we frakcjach ziarnowych z zakresu od 0 do 4 mm, topiony cyrkonian wapnia we frakcjach ziarnowych z zakresu od 1 do 3 mm, topiony spinel we frakcjach ziarnowych z zakresu od 0 do 3 mm oraz jako ?rodek wi???cy ?ug posulfitowy. Masa na tworzywo sk?ada?a si? z klinkieru magnezjowego o uziarnieniu 0-4 mm w ilo?ci 96% masowych, z cyrkonianu wapnia o uziarnieniu 1-3 mm w ilo?ci 2% masowych, ze spinelu o uziarnieniu0-4 mm w ilo?ci 2% masowych, stanowi?cych ??cznie 100% kruszywa oraz z ?ugu posulfitowegow ilo?ci 3% w stosunku do masy kruszywa. W pierwszym etapie przygotowania masy najgrubsze frakcje klinkieru magnezjowego miesza si? na sucho z gruboziarnistymi frakcjami cyrkonianu wapnia i ze spinelem, a nast?pnie wprowadza si? do mieszanki ?ug posulfitowy w ilo?ci 2/3 ca?o?ci i pozosta?e drobnoziarniste frakcje klinkieru magnezjowego, a potem pozosta?? ilo?? ?ugu posulfitowego. Wyroby wed?ug wynalazku formowano na prasie hydraulicznej pod ci?nieniem 120 MPa stosuj?c trzykrotne odpowietrzanie, po czym suszono i wypalano w temperaturze 1600°C przez 10 godzin.
Wyroby wytworzone sposobem wed?ug wynalazku charakteryzowa?y si? w?a?ciwo?ciami podanymi w tabeli, umieszczonej na ko?cu opisu.
P r z y k ? a d 3. Do sporz?dzenia wypalanego tworzywa w postaci wyrobów peryklazowo--perowskitowo-spinelowego o wi?zaniu ceramicznym wykorzystano spiekany klinkier magnezjowyo zawarto?ci MgO powy?ej 97% masowych we frakcjach ziarnowych z zakresu od 0 do 3 mm, spiekany cyrkonian wapnia we frakcjach ziarnowych z zakresu od 0,5 do 4 mm, topiony spinel we frakcjach ziarnowych z zakresu od 0,063 do 0,1 mm i ?ug posulfitowy. Masa na tworzywo sk?ada si? z klinkieru magnezjowego o uziarnieniu 0-3 mm w ilo?ci 79% masowych, z cyrkonianu wapnia o uziarnieniu 0,5-4 mm w ilo?ci 16% masowych, ze spinelu o uziarnieniu 0,063-0,1 mm w ilo?ci 5% masowych, stanowi?cych ??cznie 100% kruszywa oraz z ?ugu posulfitowego w ilo?ci 3% w stosunku do masy kruszywa. W pierwszym etapie przygotowania masy najgrubsze frakcje kruszywa magnezjowego miesza si? na sucho z gruboziarnistym cyrkonianem wapnia, a nast?pnie wprowadza si? do mieszanki ?ug posulfitowy w ilo?ci do 2% i pozosta?e drobnoziarniste frakcje kruszywa magnezjowego i topiony spinel, a na ko?cu pozosta?? ilo?? ?ugu posulfitowego. Wyroby wytwarzane sposobem wed?ug wynalazku formowano na prasie hydraulicznej pod ci?nieniem 120 MPa stosuj?c trzykrotne odpowietrzanie, po czym suszono i wypalano w temperaturze 1600°C przez 10 godzin.
Wyroby wytworzone sposobem wed?ug wynalazku charakteryzowa?y si? w?a?ciwo?ciami podanymi w tabeli, umieszczonej na ko?cu opisu.
P r z y k ? a d 4. Do sporz?dzenia wypalanego tworzywa w postaci wyrobów peryklazowo--perowskitowo-spinelowego o wi?zaniu ceramicznym wykorzystano spiekany klinkier magnezjowyo zawarto?ci MgO powy?ej 97% masowych we frakcjach ziarnowych z zakresu od 0 do 3 mm, topiony spinel we frakcjach ziarnowych z zakresu od 0,5 do 4 mm, spiekany cyrkonian wapnia we frakcjach ziarnowych z zakresu od 0,063 do 0,1 mm i ?ug posulfitowy. Masa na tworzywo sk?ada si? z klinkieru magnezjowego w ilo?ci 80% masowych, ze spinelu w ilo?ci 13% masowych, z cyrkonianu wapniaw ilo?ci 7% masowych, stanowi?cych ??cznie 100% kruszywa oraz z ?ugu posulfitowego w ilo?ci 3% w stosunku do masy kruszywa. W pierwszym etapie przygotowania masy najgrubsze frakcje klinkieru magnezjowego miesza si? na sucho z gruboziarnistym spinelem, a nast?pnie wprowadza si? do mieszanki ?ug posulfitowy w ilo?ci do 2% i pozosta?e drobnoziarniste frakcje klinkieru magnezjowego i drobnoziarnisty cyrkonian wapnia, a na ko?cu pozosta?? ilo?? ?ugu posulfitowego. Wyroby wytwarzane sposobem wed?ug wynalazku formowano na prasie hydraulicznej pod ci?nieniem 120 MPa stosuj?c trzykrotne odpowietrzanie, po czym suszono i wypalano w temperaturze 1600 °C przez 10 godzin.
Wyroby wytworzone sposobem wed?ug wynalazku charakteryzowa?y si? w?a?ciwo?ciami podanymi w tabeli, umieszczonej na ko?cu opisu.
T a b e l a Image available on "Original document" .
. Don't show this again

Claims (1)

  1. Sposób wytwarzania wyrobów peryklazowo-perowskitowo-spinelowych na wy?o?enia ogniotrwa?e, zawieraj?cych tlenek magnezu, cyrkonian wapnia oraz spinel magnezowo-glinowy, polegaj?cy na formowaniu kszta?tek ze zhomogenizowanej na sucho masy, które poddaje si? jednostopniowej obróbce cieplnej, znamienny tym, ?e klinkier magnezjowy spiekany i/lub topiony o zawarto?ci MgO powy?ej 95% masowych we frakcjach ziarnowych z przedzia?u od 0 do 6 mm w ilo?ci 50-96% masowych miesza si? z wcze?niej syntetyzowanym drog? spiekania i/lub topienia cyrkonianem wapnia we frakcjach ziarnowych z przedzia?u od 0 do 5 mm w ilo?ci 1-30% masowych, ze spiekanym i/iub topionym syntetycznym spinelem, zawieraj?cym jako g?ówny sk?adnik fazowy MgAI2O4, o uziarnieniu do 5 mm w ilo?ci 1-20% masowych oraz ze ?rodkiem wi???cym wprowadzanym w ilo?ci od 0 do 5% masowych, przy czym najpierw najgrubsze frakcje klinkieru magnezjowego miesza si? z gruboziarnistym cyrkonianem wapnia i syntetycznym spinelem, a nast?pnie wprowadza si? cz??? ?rodka wi???cego i pozosta?? cz??? drobnoziarnistego klinkieru magnezjowego, a potem pozosta?? cz??? ?rodka wi???cego, po czym z uzyskanej masy formuje si? kszta?tki pod ci?nieniem 80-200 MPa stosuj?c trzykrotne odpowietrzenie, które suszy si?, a nast?pnie poddaje obróbce cieplnej prowadzonej w zakresie temperatur 1600-1700°C. Sposób wed?ug zastrz. 1, znamienny tym, ?e jako ?rodek wi???cy stosuje si? ?ug posulfitowy, ?ug posiarczynowy lub dekstryn?. . . Don't show this again
PL410849A 2014-12-31 2014-12-31 Sposób wytwarzania wyrobów peryklazowo-perowskitowo-spinelowych na wyłożenia ogniotrwałe PL235630B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL410849A PL235630B1 (pl) 2014-12-31 2014-12-31 Sposób wytwarzania wyrobów peryklazowo-perowskitowo-spinelowych na wyłożenia ogniotrwałe

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL410849A PL235630B1 (pl) 2014-12-31 2014-12-31 Sposób wytwarzania wyrobów peryklazowo-perowskitowo-spinelowych na wyłożenia ogniotrwałe

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL410849A1 PL410849A1 (pl) 2016-07-04
PL235630B1 true PL235630B1 (pl) 2020-09-21

Family

ID=56234556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL410849A PL235630B1 (pl) 2014-12-31 2014-12-31 Sposób wytwarzania wyrobów peryklazowo-perowskitowo-spinelowych na wyłożenia ogniotrwałe

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL235630B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL410849A1 (pl) 2016-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102013001927B4 (de) Geopolymer-Bindemittelsystem für Feuerbetone, trockener Feuerbetonversatz enthaltend das Bindemittelsystem sowie die Verwendung des Versatzes
Xu et al. An accurate correlation between high-temperature performance and cement content of the high-alumina refractory castables
Zawrah et al. Synthesis and characterization of calcium aluminate nanoceramics for new applications
US20160214898A1 (en) Hydraulic binder system based on aluminum oxide
Díaz et al. Alumina-rich refractory concretes with added spinel, periclase and dolomite: A comparative study of their microstructural evolution with temperature
Khalil et al. Aluminous cements containing magnesium aluminate spinel from Egyptian dolomite
Li et al. Effect of curing temperature on volume stability of CAC-bonded alumina-based castables
US3181959A (en) Refractory
US2912341A (en) Castable refractory
Sako et al. The impact of pre-formed and in situ spinel formation on the physical properties of cement-bonded high alumina refractory castables
US6730159B1 (en) Clinker hydraulic binder, use and method for making same
Li et al. Restructuring-diffusion mechanism of calcium alumino-titanate in CaAl12O19–MgAl2O4–Al2O3 castables
Zawrah Effect of zircon additions on low and ultra-low cement alumina and bauxite castables
MXPA02003437A (es) Material refractario sintetico para productos refractarios, asi como procedimiento para la fabricacion del producto..
Ghose et al. Effect of reactive alumina on the physico-mechanical properties of refractory castable
ITMI942254A1 (it) Impiego di un mattone ceramico refrattario per il rivestimento di forni rotativi per cemento
Meng et al. Effect of zircon addition on the physical properties and coatability adherence of MgO–2CaO· SiO2–3CaO· SiO2 refractory materials
Khalil Refractory concrete based on barium aluminate–barium zirconate cements for steel-making industries
PL235630B1 (pl) Sposób wytwarzania wyrobów peryklazowo-perowskitowo-spinelowych na wyłożenia ogniotrwałe
JP3348813B2 (ja) アルミナセメント物質、それを含有してなるアルミナセメント、及びそれを用いた不定形耐火物
JP3526315B2 (ja) アルミナセメント組成物及びそれを用いた不定形耐火物
SK279732B6 (sk) Žiaruvzdorné periklas-forsterito-spinelitické stav
JP3348814B2 (ja) アルミナセメント及びそれを用いた不定形耐火物
JP2019518697A (ja) 粗セラミック耐火物を弾性化するのに適した耐火性スピネル粒状体、その製造方法および使用
Sarkar et al. Study of spinel-containing high alumina castable with different cements