BRPI0708104A2

BRPI0708104A2 - batelada resistente ao fogo de cerámica pesada bem como produto resistente ao fogo a partir dela

Info

Publication number: BRPI0708104A2
Application number: BRPI0708104-9A
Authority: BR
Inventors: Hans-Juergen Klischat; Casrten Vellmer; Holger Wirsing
Original assignee: Refratechnik Holding Gmbh
Priority date: 2006-02-20
Filing date: 2007-02-06
Publication date: 2011-05-17
Also published as: CN101384520B; RU2008137587A; ES2373407T3; CA2642607C; BRPI0708104B1; DE102006007781A1; PL1986978T3; CA2642607A1; WO2007096246A2; RU2412132C2; ATE525335T1; US8030236B2; EP1986978B1; DE102006007781B4; US20090227442A1; KR20080098518A; EP1986978A2; WO2007096246A3; CN101384520A

Abstract

BATELADA RESISTENTE AO FOGO DE CERáMICA PESADA BEM COMO PRODUTO RESISTENTE AO FOGO A PARTIR DELA. A presente invenção refere-se a uma batelada resistente ao fogo de cerâmica pesada bem como produto resistente ao fogo, apresentando principalmente a) pelo menos um componente principal básico, mineral, granulado, resistente ao fogo, de um material resistente ao fogo à base de MgO ou MgO e CaQ que se baseia em uma matéria-prima básica resistente ao fogo e b) pelo menos uma substância aditiva elastificante, à base deMgO, mineral, granulada, resistente ao fogo na forma de um material de forsterita ou mistura formadora de material de forsterita, preferivelmente como corpúsculos moldados, tais como péletes ou granulado triturado a partir de peças prensadas, com tamanhos de grão de 0,3 até 8 mm, que apresentam convenientemente um adesivo, em quantidade que elastifica o componente principal.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "BATELADARESISTENTE AO FOGO DE CERÂMICA PESADA BEM COMO PRODUTORESISTENTE AO FOGO A PARTIR DELA".

A presente invenção refere-se a uma batelada resistente ao fogode cerâmica pesada, bem como um produto resistente ao fogo, apresentan-do principalmente pelo menos um componente principal básico mineral gra-nulado resistente ao fogo (a seguir também mencionado resistor) de um ma-terial básico resistente ao fogo à base da matéria-prima básica resistente aofogo MgO ou MgO e CaO e pelo menos uma substância aditiva elastificantemineral granulada resistente ao fogo (a seguir também mencionada elastifi-cante).

Uma batelada resistente ao fogo de cerâmica pesada é umamistura, a partir da qual podem ser produzidos produtos resistentes ao fogode cerâmica pesada, por exemplo, um artigo conformado, cru ou cozido ourevestimentos monolíticos resistentes ao fogo, por exemplo, de fornos indus-triais ou reservatórios metalúrgicos.

No campo técnico, granulado significa uma fita de grãos relati-vamente larga, por exemplo, de um componente principal ou de um elastifi-cante de uma proporção de grão grosso com grãos < 15 mm, por exemplo,entre 1 e 8 mm em quantidades de, por exemplo, 20 até 50% em peso, deuma proporção de grão médio, por exemplo, entre 0,25 e 1 mm em quanti-dades de, por exemplo, 10 até 30% em peso e uma proporção de grão fino,por exemplo, < 0,25 mm em quantidades de, por exemplo, 20 até 60% empeso.

Um componente principal resistente ao fogo é o material da ba-telada, que está contido na batelada em uma quantidade principal, que bas-ta, para assegurar as propriedades resistentes ao fogo desejadas de umproduto produzido a partir da batelada. Em geral, em conformidade com is-so, uma batelada resistente ao fogo contém mais de 60% em peso, do com-ponente principal.

O componente principal consiste em pelo menos uma matéria-prima resistente ao fogo é/ou pelo menos em um material resistente ao fogo,à base de matéria-prima resistente ao fogo, em que um material é principal-mente um composto de uma matéria-prima com outras matérias-primas (Ge-rald Routschka1 Taschenbuch "Feuerfeste Werkstoffe", 3â edição, Vulkan-Verlag, Essen, páginas 1 -10).

Elastificantes são materiais granulados minerais, resistentes aofogo, na maioria das vezes à base de compostos das matérias-primas, queestão contidos na batelada, em geral, em quantidades de 3 até 30% em pe-so, em relação à sòma do elastificante e componente principal. Em geral,eles causam uma chamada formação de microfissuras na matriz, respecti-vãmente, na estrutura de um produto resistente ao fogo formado a partir dabatelada, por exemplo, de um artigo conformado ou de um revestimento mo-nolítico, em parte, também, após uma reação superficial entre o material docomponente principal e o material do elastificante, a altas temperaturas esubseqüente resfriamento com base em diferentes coeficientes de dilatação.

Essa elastificação reduz o módulo de elasticidade (módulo E) e módulo deelasticidade transversal (módulo G) e dessa maneira, a fragilidade dos pro-dutos cerâmicos e aumenta a resistência à troca de temperatura ou a resis-tência ao choque de temperatura.

Para componentes básicos principais, tal como óxido de magné-sio ou doloma de óxido de magnésio ou doloma, utilizam-se elastificantes,cujo coeficiente de dilatação condicionado pela temperatura encontra-se con-sideravelmente acima ou abaixo daquele do componente principal. Como e-Iastificantes utilizam-se, por exemplo, cromitas, espinelas do tipo hercinita,óxidos de zircônio, pleonasto, espinelas de MA, hexaaluminato de cálcio (CA6)e Smirgel (SmirgeI) (DE 35 27 789 A1, DE 102 59 826 B4, DE 101 17 026 B4,DE 101 17 028 B4).

Fundamentalmente, os elastificantes ou as fases dé reação en-tre elastificantes e componente principal reduzem a resistência química, es-pecialmente a resistência dos produtos resistentes ao fogo contra fases defusão minerais, que atuam sobre elas nos fornos industriais ou recipientesmetalúrgicos. Além disso, uma diminuição visada eventualmente exigida domódulo E ou G para valores predeterminados desejados pode ser reguladameramente através da quantidade adicional do elastificante e depois, tam-bém apenas de maneira grosseira, pois a formação de microfissuras é uni-formemente distribuída na estrutura e deve estar presente estreitamente ad-jacente e isso é assegurável apenas através de quantidades adicionais cor-respondentemente suficientes do elastificante.

De modo especial, há a necessidade de bateladas básicas resis-tentes ao fogo, a partir das quais podem ser produzidos produtos resistentesao fogo ou se formam in situ minerais resistentes ao fogo, que apresentamuma melhor resistência contra fases de fusão silicatosas provenientes domaterial de combustão, por exemplo, do material bruto de clínquer de cimen-to, que ocorre em fornos tubulares rotativos de cimento ou em fornos de cal-cinação de cal, por exemplo, em fornos de cuba de cal e além disso, assegu-ram uma formação permanente de depósito desejado no revestimento resis-tente ao fogo. Além disso, os revestimento resistentes ao fogo devem teruma boa resistência à troca de temperatura ou resistência ao choque detemperatura. Esses problemas são descritos, por exemplo, na WO2004079284 A1, especialmente na página 1 a 3, parágrafo 2, cujo teor publi-cado conquanto presente, deve ser válido como componente introduzido dapublicação.

As propriedades desejadas com respeito à elastificação e à for-mação de depósito podem também não assegurar satisfatoriamente os pro-dutos resistente ao fogo descritos na WO 2005085155 A1, que são elastifi-cados com carreadores de S1O2 e nos quais as falhas volumétricas de S1O2que ocorrem já no decorrer dos primeiros aumentos de temperatura a tem-peraturas relativamente baixas devem formar microfendas; pois essa forma-ção prematura de microfendas quase não é regulável e as microfendas po-dem curar novamente a temperaturas elevadas através de reações formado-ras de minerais, de maneira que seu efeito desejado desaparece.

O objetivo da invenção é desenvolver uma batelada básica, re-sistente ao fogo, de cerâmica pesada, bem como produtos resistentes aofogo a partir dela, que são elastificáveis com substâncias aditivas elastifican-tes, que asseguram uma alta resistência especialmente contra fases de fu-são silicatosas e asseguram uma boa formação de depósito sem efeito pre-judicial sobre a elastificação, bem como preferivelmente também possibilitamuma regulação da altura da elastificação.

Esse objetivo é especialmente resolvido pelas característicasdas reivindicações 1 e 19. Formas de concretização vantajosas da invençãosão caracterizadas nas subreivindicações.

No âmbito da invenção, os seguintes materiais à base das maté-rias-primas básicas MgO e CaO foram selecionadas a partir de um sem-número de materiais básicos resistentes ao fogo (vide Routschka, página144 a 147) como componentes principais:

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Esses materiais podem apresentar impurezas subordinadas,provenientes de matérias-primas até 15% em peso, por exemplo, compostosde cálcio até geralmente 5% em peso, em compostos com AI2O3, Fe2O3 e/ouSiO2.

Na interação com esses componentes básicos principais, mate-riais básicos de forsterita, à base de MgO resistente ao fogo, em si conheci-dos, que até agora servem como componentes principais em bateladas re-sistentes ao fogo ou em produtos resistentes ao fogo elastificam de maneirasurpreendente (Routschka página 204 - 206), que consistem no mineral fors-terita (modo de escrever a fórmula da fase mineral: Mg2SiO^ fórmula do oxi-do: 2 MgO . SiO2; fórmula abreviada: MsS) ou contêm principalmente essemineral. No caso dos últimos, trata-se de materiais de forsterita, que de a-cordo com o tipo de uma dotação podem conter CaO em solução sólida nagrade cristalina da forsterita e são abrangidos com uma fórmula de óxido 2(Mg, Ca)0. SiO2 ou apresentam o MgO ou SiO2 em solução sólida na gradecristalina da forsterita ou são materiais de forsterita, nos quais tanto o CaO eMgO1 como também CaO e SiO2 estão presentes em solução sólida na gra-de cristalina da forsterita.

No caso dos materiais de forsterita trata-se também de materiaiscontendo principalmente forsterita, que de acordo com o tipo de uma dota-ção contêm FeO e/ou Fe2O3 em solução sólida na grade cristalina da forste-rita è podem ser abrangidos com uma fórmula de óxido 2 (Mg, Fe)0 . SiO2ou que apresentam MgO ou SiO2 em solução sólida na grade cristalina daforsterita ou são materiais de forsterita, nos quais tanto FeO e/ou Fe2O3 eMgO, como também FeO e/ou Fe2O3 e SiO2 estão presentes em soluçãosólida na grade cristalina da forsterita.

Na figura 2, que representa o sistema ternário CaO-MgO-SiO2com % em peso, o campo I do elastificante forsterita usado de acordo com ainvenção, está desenhado sombreado. Por conseguinte, no material de fors-terita, que pode conter 50 até 80% em peso, de MgO, bem como 20 até 50%em peso, de SiO2, podem estar contidos O até 20% em peso, de'CaOl sendoque no âmbito da invenção é obtida uma ótima combinação com respeito àelastificação e à formação de depósito, quando o teor de CaO não ultrapas-sa 5% em peso e o teor de MgO não ultrapassa 25% em peso, bem como oteor de SiO2 não ultrapassa 7% em peso, acima da proporção de peso este-quiométrico da forsterita M2S ou 2 MgO; SiO2. O campo que representa essematerial de forsterita selecionado de acordo com a invenção, está marcadona figura 2 por um sombreado oblíquo dentro do campo de forsterita e peri-clase.

Na figura 3, que mostra o sistema ternário SiO2 - FeO, Fe2O3 -MgO com% em peso, o campo Il do elastificante forsterita ferroso está dese-nhado sombreado. Dessa maneira, o material de forsterita pode conter olivi-na. Além disso, no material de forsterita, que contém 50 até 80% em peso,de MgO bem como 20 até 50% em peso, de SiO2, podem estar contidos Oaté 40% em peso, de FeO, Fe2O3. De modo especial é vantajoso, que o Fe-O, o teor de Fe2O3 não ultrapasse 15% em peso e o teor de MgO não ultra-passe 25% em peso, bem como o teor de SiO2 não ultrapasse 7% em peso,acima da proporção de peso estequiométrico da forsterita M2S ou 2 MgO .SiO2. O campo que representa o material de forsterita selecionado de acordocom a invenção, está marcado na figura 3 por um sombreado dentro docampo de olivina e xantina de óxido de magnésio.

Até agora, o efeito elastificante, como também o formador dedepósito da forsterita na interação com material de resistor básico era des-conhecido. São conhecidos, meramente, bateladas ou produtos de forsteritaresistentes ao fogo, que apresentam forsterita como componente principal eeventualmente adicionados com óxido de magnésio para a ligação de óxidode ferro e/ou com cromita, são elastificados de maneira usual.

São conhecidos também produtos resistentes ao fogo, que con-têm MgO como componente principal granulado e como adesivo apresentammaterial de forsterita na matriz de granulação fina. A forsterita cristalina as-segura a ligação entre os grãos de MgO na forma de uma rede, que é for-mada em um material composto hialino. O mineral natural olivina tambémpode ser usado como material de forsterita (U.S. 2.026.088 A). A fase deligação de granulação fina não é um material elastificante. Um elastificantenão disponibiliza quaisquer dessas ligações; ele age muito mais como com-ponente subordinado separado com base em diferentes coeficientes de dila-tação.

De acordo com uma forma de concretização particular da inven-ção, um mineral de forsterita e/ou material de forsterita é usado como subs-tância aditiva elastificante e formadora de depósito, que apresenta grãos depericlase inclusos distribuídos em sua matriz de forsterita, que apresentamtamanhos de grãos entre 30 e 900, preferivelmente entre 50 e 200 pm e queestão presentes em quantidades de até 25, especialmente de 3 a 15% empeso. É surpreendente, que o módulo E e G de um produto cozido pode serregulado com a quantidade dessas partículas de periclase incluídas na ma-triz de forsterita ou no material de forsterita ou envolvidas pela matriz, sendoque um módulo relativamente alto pode ser ajustado com quantidades inclu-sas relativamente grandes e um módulo relativamente pequeno pode serajustado com quantidades inclusas relativamente pequenas. Isso resulta, porexemplo, da seguinte tabela 1. O material de forsterita foi sintetizado a partirdas matérias-primas óxido de magnésio e farinha de SiO2, por exemplo, fari-nha de sílica ou cristobalita ou tridimita ou misturas das mesmas, por exem-plo, derretido e como elastificante, misturado a uma escória de magnésiocom 98% em peso, de MgO formadora do componente principal em cadacaso em uma quantidade de 15% em peso. As bateladas em cada caso com15% em peso, de elastificante bem como a batelada de óxido de magnésiosem elastificante foram ceramicamente cozidas a 1600°C e em seguida,analisadas.

Tabela 1

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Da tabela 1 resulta uma batelada que de acordo com a inven-ção, por apresentação de substância aditiva de fosterita podem ser diferen-tes módulos E e G com quantidades diferentes em grãos de periclase dentroda matriz e da entrada até diferentes substâncias aditivas de fosterita embateladas de forma simplificada em que as quantidades do elastificante deforsterita e especialmente, por exemplo, também a formação do grão conti-nuam, em cada caso, inalteradas e apenas o tipo do elastificante de forsteri-ta é trocado em relação ao teor do grão de periclase. Inclusões de periclaseou MgO são preparáveis tanto em elastificantes de mineral de forsterita, co-mo também de material de forsterita, que pode conter CaO ou Fe0/Fe203,através de processos cerâmicos correspondentes, conhecidos pelo técnico.

A influência dos módulos EeG devido ao aumento dos teoresde periclase realiza-se com um aumento da resistência dos produtos contraataques à fase de fusão, por exemplo, no cozimento de cimento em um for-no tubular rotativo ou em um ataque de CaO em um forno de cuba de cal.Quanto maior é o teor dos grãos de periclase na matriz do elastificante, tantomaior é também a resistência da batelada resistente ao fogo ou do produtoresistente ao fogo contra ataques contra escória ou à fase de fusão. Até a-qui, a invenção fornece uma possibilidade de otimização das propriedadesdesejadas em relação à elasticidade e resistência.

Naturalmente, também é possível misturar esses diversos elasti-ficantes de forsterita, para obter aditivos, que fornecem valores intermediá-rios com respeito ao teor dos grãos de forsterita, entre os elastificantes apre-sentados. Nesse caso, é vantajoso, que em cada caso o elastificante podeser usado com fração inalterada do grão e quantidade inalterada, de maneiraque a batelada resistente ao fogo inclusive o componente principal possampermanecer inalterados em relação a toda a formação do grão.

A figura 1 mostra a matriz de forsterita como superfície polidaem uma fotografia fotomicroscópica. A escala embaixo à direita dentro daimagem é indicada com 100 μηι. Os campos 1 escuros são poros. Os cam-pos claros mostram a matriz do material de forsterita 2. Na matriz estão in-cluídos campos de periclase 3 mais ou menos limitados, que podem apre-sentar um diâmetro de até 200 μπι. Para a preparação do material de forste-rita, uma mistura de farinha de quartzo e farinha de oxido de magnésio desinterização foi sinterizada na proporção de M2S com 5% em peso, de ex-cesso de MgO a 1630°C, em seguida, resfriada e o produto foi quebrado.

Os componentes principais e os elastificantes de bateladas deacordo com a invenção, são usados com fitas de grãos em cada caso nor-mais, por exemplo, tal como indicado acima e distribuições normais dosgrãos e formam, por exemplo, bateladas, que, em relação à granulação, cor-respondem às curvas típicas de Fuller.

Para fabricar produtos elastificados resistentes ao fogo, prepa-ram-se corpos moldados das bateladas e que são eventualmente tempera-dos e/ou ceramicamente cozidos.

Além disso, as bateladas podem ser acrescidas de adesivoscomuns, por exemplo, antes da conformação, em quantidades comuns. Es-ses são, por exemplo, cimento, especialmente cimento aluminoso, sulfona-tos de lignina, silicatos de metais alcalinos, fosfatos, sulfatos, pez, resinassintéticas. Além disso, é possível uma adição de substâncias aditivas metáli-cas e não metálicas, tal como Al ou SiC, que atuam eventualmente comoantioxidantes.Além disso, as bateladas podem ser convenientemente acresci-das de carbono, por exemplo, grafita, em quantidades comuns.

As bateladas contendo adesivo podem ser usadas para prepararrevestimentos monolíticos ou moldadas para artigos conformados. Os produ-tos moldados podem ser incorporados crus em revestimentos, sendo que aelastificação é efetuada in situ através da ação da temperatura. Mas os pro-dutos moldados também podem ser temperados e/ou cozidos e com isso,elastificados e, em seguida, empregados em construções.

De acordo com a invenção, uma batelada de acordo com a in-venção, em relação à soma de elastificantes e componente principal, contémpreferivelmente 3 a 30% em peso, especialmente de 10 a 20% em peso, doelastificante de forsterita em uma granulação de, por exemplo, até 8, especi-almente de 1 a 6 mm, eventualmente com distribuição comum de grãos.

Um componente principal de uma batelada de acordo com a in-venção apresenta, por exemplo, uma granulação de até 8, especialmente de1 a 5 mm, do mesmo modo, eventualmente com distribuição comum degrãos.

O elastificante de forsterita é pré-sintetizado, em que um com-ponente de MgO finamente pulverizado, por exemplo, oxido de magnésio desinterização ou óxido de magnésio de fusão ou oxido de magnésio cáusticoé intimamente misturado com um teor de MgO de 90 até 100, especialmentede 93 até 99% em peso, com um componente SiO2 finamente pulverizado oucontendo SiO2, por exemplo, farinha de quartzo, esteatita ou olivina com umteor de SiO2 de 30 a 100, especialmente de 40 a 99% em peso, na propor-ção molar de M2S ou com excesso de MgO ou SiO2 desejado, em seguida, amistura é sintetizada a temperaturas entre 1600 e 2300°C, por exemplo, fun-dida, resfriada e o produto obtido é quebrado.

Para preparar o elastificante com excesso de MgO na forma degrãos de periclase na matriz de forsterita, o componente MgO é acrescenta-do em quantidade excessiva correspondente e o cozimento ou a fusão é efe-tuada de maneira tal, que se forma a matriz desejada. As condições de pre-paração dependem da matéria-prima e podem ser empiricamente determi-nadas de maneira simples.

Desde e conquanto o CaO também deve estar contido no elasti-ficante em certas quantidades, mistura-se um componente CaO finamentedividido à mistura de partida, por exemplo, cal ou hidrato de cal queimadoem finura e quantidade correspondente ou utiliza-se doloma como matéria-prima.

Caso o FeO e/ou Fe2O3 também devem estar contidos, por e-xemplo, ao invés de CaO, em certas quantidades no elastificante, acrescen-ta-se à mistura dé partida um componente de FeO e/ou de Fe2O3 finamentedividido, por exemplo, magnetita ou hematita em finura correspondente ouutiliza-se olivina como matéria-prima.

Encontra-se no contexto da invenção, produzir uma formação deforsterita in situ, isto é, em uma batelada ou produto resistente ao fogo, àbase de MgO, moldado, por exemplo, em um artigo conformado cru ou emum revestimento monolítico, cru com a ação de temperaturas elevadas, a-crescentando-se um componente de SiO2 finamente dividido em forma defarinha a um componente principal granulado à base de MgO ou MgO/CaOem uma quantidade tal, que a temperaturas entre 1400 e 1700°C provocauma reação com quantidades parciais de MgO do componente principal paraformar material de forsterita, especialmente para forsterita (M2S). A reação éefetuada essencialmente entre as frações de farinha do componente princi-pal e o componente de SiO2, por exemplo, uma farinha de quartzo. Batela-das preferidas desse tipo apresentam, por exemplo, as seguintes composições:

80 a 99, especialmente 90 a 98% em peso, de componente prin-cipal de MgO (por exemplo, oxido de magnésio de sinterização ou fusão com90 a 100, especialmente 93 a 99% em peso, de MgO),

1 a 20, especialmente 3 a 10% em peso, de componente deSiO2 (por exemplo, farinha de quartzo com 93 a 100% em peso, de SiO2)

por exemplo, com as seguintes frações do grão (distribuição co-mum dos grãos)

Componente principal de MqO:1 - 8 mm 20 a 50, especialmente 40 a 50% em peso0,25 -1 mm 10 a 30, especialmente 15 a 25% em peso< 0,25 mm 20 a 60, especialmente 25 a 55% em pesoComponente dé SiO2:

< 0,25 mm 50 a 90, especialmente 70 a 80% em peso

0,25 -1 mm 10 a 50, especialmente 20 a 30% em pesoOs artigos conformados preferivelmente preparados a partir dasmisturas, apresentando eventualmente adesivos comuns e eventualmentegrafita e moldados de maneira comum, são preferivelmente temperados e/oucozidos, sendo que se forma forsterita ou material de forsterita e elastifica oartigo moldado ao resfriar. Os artigos conformados crus ou bateladas porém,também podem ser incorporados em revestimentos e expostos ao fogo emum forno industrial em áreas, que são expostas às mudanças de temperatu-ra, sendo que as fases de forsterita se formam pelo menos na área superfi-ciai lateral do fogo dos artigos conformados ou revestimento, que agem co-mo elastificante na diminuição da temperatura induzida pelo processo devidoa menor dilatação térmica ou contração.

A formação da fase de forsterita in situ leva de maneira particu-larmente vantajosa, a uma ótima e permanente formação de depósito, porexemplo, na zona de sinterização de um forno tubular giratório de cimento eà ótima elastificação desejada do material de revestimento, bem como auma resistência particularmente elevada contra fases de fusão do produtocozido no agregados de cozimento, razão pela qual, por exemplo, os usosdesses materiais também são convenientes em agregados de cal estáticos.

A invenção prevê, de encontro com os procedimentos habituais,nos quais tenta-se evitar o mais possível a penetração de fases de fusãoque fundem de maneira relativamente baixa nos produtos resistentes ao fo-go, formar uma fase relativamente reativa, isto é, forsterita ou material deforsterita, para simplificar uma formação de depósito em um forno industrial,mas contudo, não prejudicar essencialmente a estabilidade e resistência aofogo e além disso, assegurar a elastificação. Isso ocorre de maneira comumcom a forsterita ou material de forsterita usado de acordo com a invenção ouproduzido in situ. Provavelmente, uma primeira infiltração da fase de fusãono produto resistente ao fogo é interrompida a temperaturas relativamentebaixas e a estabilidade e resistência ao fogo evidentemente é aumentadaoutra vez, quando a fase de forsterita entra em contato com as fases primá-rias de fusão, por exemplo, de um material cozido, por exemplo, de fases defusão de clínquer de cimento e além de uma segunda fase de fusão formam-se ferritas de magnésio e fases silicatosas de cálcio com alto ponto de fusãono produto resistente ao fogo. Por esse meio, uma outra infiltração é muitoprovavelmente retardada ou mesmo impedida. A contrário disso, os produtosde reação das pedras de espinela de oxido de magnésio conhecidas sãofases de fusão pouco viscosas, que aceleram a infiltração subseqüente.

De maneira particularmente vantajosa em relação ao efeito decombinação do elastificante em relação à elastificação, formação de depósi-to e resistência, o material de forsterita é usado na forma de olivina. Comose sabe, a olivina tem a fórmula química (Mg, Fe)2Si04 e apresenta normal-mente 48 - 50% em peso, de MgO, 41 - 43% em peso, de SiO2 e 6,1 - 6,6%em peso, de FeO. Além disso, em cada caso, podem estar contidos menosdo que 1% em peso, de Cr2O3, AI2O3, NiO, MnO e/ou CaO. A olivina é ummineral natural e é um cristal misto, consistindo em aproximadamente 93%em peso, do mineral forsterita Mg2SiO4 e em aproximadamente 6% em peso,do mineral faialita Fe2SiO4- Além disso, por exemplo, a periclase (MgO) podeestar presente em quantidades de 3 - 6% em peso, bem como estatita (Mg-SiO3) em < 5% em peso e serpentina, talco e cromita em < 1% em peso. Aolivina crua serve como material resistente ao fogo, por exemplo, comocomponente principal para a fabricação de pedras de forsterita ou como a-gente condicionador de escórias no processo de alto forno.

O uso deste mineral olivina natural, relativamente econômico,tem a particular vantagem, de que também neste caso, nenhum material pré-sintetizado precisa ser produzido. A faialita do cristal misto e seus produtosde transformação promove especialmente uma reação com o material cozidona superfície da pedra e, com isso, a formação de depósito e estabiliza per-manentemente o revestimento inicial sobre o revestimento. Além disso, aolivina fornece também uma elastificação mais intensa através de uma maiordiminuição dos módulos EeG com a mesma quantidade aditiva em compa-ração com forsterita ou material de forsterita pré-sintetizada e com as mes-mas frações dò grão.

Bateladas vantajosas com olivinas apresentam as seguintescomposições:

material de MgO 70 a 97, especialmente 80 a 90% em peso

olivina 3 a 30, especialmente 10 a 20% em peso

Nesse caso, as frações do grão encontram-se nas faixas já cita-das para uma batelada com substância aditiva elastificante granulada.

Com olivina como elastificante, por exemplo, o módulo E de pe-dras de óxido de magnésio cozidas pode diminuir de 110 GPa para pedrasde óxido de magnésio de sinterização até a 20 GPa com uma quantidadeaditiva de 15% em peso e o módulo G de 40 para 8 GPa.

Está no âmbito da invenção, misturar forsterita granulada pré-sintetizada ou material de forsterita granulado pré-sintetizado com granula-ções de olivina para preparar um componente elastificante e acrescentá-lo aum componente principal, para regular ou influenciar a capacidade de for-mação de depósito e a elastificação de produtos resistentes ao fogo, especi-almente no caso de quantidades aditivas inalteradas e frações inalteradas dogrão do elastificante, de maneira que a receita de uma batelada de acordocom a invenção, possa continuar inalterada em relação às frações do grão.

Está no âmbito da invenção, misturar principalmente um compo-nente granulado, elastificante com o componente granulado principal paraformar uma batelada, que apresenta meramente as matérias-primas para aformação de forsterita ou material de forsterita in situ. Em conformidade comisso, uma batelada de acordo com a invenção, apresenta o elastificante co-mo corpúsculo moldado,por exemplo, na forma de péletes ou granulado tritu-rado a partir de peças prensadas com tamanhos de grãos de 0,3 até 8 mm.Os corpúsculos moldados ou granulados consistem essencialmente em umamistura das farinhas de pelo menos um componente de MgO e pelo menosum de SiO2, em que também podem estar presentes componentes de CaOou de Fe0/Fe203 nas quantidades mencionadas acima, sendo que a misturaapresenta convenientemente um adesivo, tal como sulfonato de Iignina ouum fosfato ou resina sintética ou álcool polivinílico. Para preparar os corpús-culos moldados, uma mistura é peletizada ou briquetada. Para preparar osgranulados, são preparados artigos conformados de grande tamanho e en-durecidos, que em seguida, são triturados.

Claims

1. Batelada resistente ao fogo de cerâmica pesada, apresentan-do principalmentea) ' pelo menos um componente principal básico, mineral, gra-nulado, resistente ao fogo, de um material resistente ao fogo à base de MgOou MgO e CaO que se baseia em uma matéria-prima básica resistente aofogo eb) pelo menos uma substância aditiva elastificante, à base deMgO, mineral, granulada, resistente ao fogo na forma de um material deforsterita ou mistura formadora de material de forsterita, preferivelmente co-mo corpúsculos moldados, tais como péletes ou granulado triturado a partirde peças prensadas, com tamanhos de grão de 0,3 até 8 mm, que apresen-tam convenientemente um adesivo, em quantidade que elastifica o compo-nente principal.

2. Batelada de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelofato de que o componente principal é óxido de magnésio, preferivelmenteóxido de magnésio de sinterização e/ou fusão, especialmente com teores deMgO entre 85 e 99% em peso e/ou doloma de óxido de magnésio, especial-mente com teores de MgO entre 42 e 88% em peso e teores de CaO entre-10 e 50% em peso e/ou doloma, especialmente com teores de MgO entre 35até 42% em peso e teores de CaO entre 50 e 62% em peso.

3. Batelada de acordo com a reivindicação 1 e/ou 2, caracteriza-da pelo fato de que a.substância aditiva elastificante consiste no mineral oli-vina e/ou no mineral forsterita e/ou em um material de forsterita ou em umamistura, que sob ação de temperatura forma forsterita e/ou material de fors-terita in situ, sendo que os materiais de forsterita contêm principalmente omineral forsterita (acima de 5.0% em peso).

4. Batelada de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelofato de que a mistura ou o material de forsterita contém 50 a 80, especial-mente 60 a 70% em peso, de MgO, 20 a 50, especialmente 30 a 40% empeso, de SiO2, 0 a 20, especialmente 1 a 5% em peso, de CaO.

5. Batelada de acordo com a reivindicação 3 e/ou 4, caracteriza-da pelo fato de que a mistura ou o material de forsterita, especialmente emsolução sólida, não ultrapassa 5% em peso, de CaO, não ultrapassa 25%em peso, de MgO e não ultrapassa 7% em peso, de SiO2 acima da propor-ção de peso estequiométrico da forsterita.

6. Batelada de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelofato de que a mistura ou o material de forsterita contém 50 a 80, especial-mente 60 a 70% em peso, de MgO, 20 a 50, especialmente 30 a 40% empeso, de SiO2, 0 a 40, especialmente 1 a 10% em peso, de FeO e/ou Fe2O3.

7. Batelada de acordo com a reivindicação 3 e/ou 6, caracteriza-da pelo fato de que a mistura ou o material de forsterita, especialmente emsolução sólida, não ultrapassa 15% em peso, de FeO e/ou Fe2O3, não ultra-passa 25% em peso, de MgO e não ultrapassa 7% em peso, de SiO2 acimada proporção de peso estequiométrico da forsterita.

8. Batelada de acordo com uma ou várias das reivindicações 1 a-7, caracterizada pelo fato de que a substância aditiva forsterita e/ou o mate-rial de forsterita apresenta grãos de periclase incluídos distribuídos na ma-triz, que apresentam especialmente tamanhos de grãos entre 30 e 900, pre-ferivelmente entre 50 e 200 μιη, especialmente em quantidades de até 25,preferivelmente de 3 a 15% em peso.

9. Batelada de acordo com uma ou várias das reivindicações 1 a-8, caracterizada pelo fato de que a substância aditiva elastificante está pre-sente em quantidades de 3 a 30, especialmente de 10 a 20% em peso, emrelação à soma de elastificante mais componente principal.

10. Batelada de acordo com uma ou várias das reivindicações 1a 9, caracterizada pelo fato de que o componente principal está presentecom a seguinte granulação, preferivelmente em combinação com a granula-ção da substância aditiva em uma granulação de uma típica curva de Fuller:-1 - 8 mm 20 a 50, especialmente 45 a 50% em peso,-0,25 -1 mm 10 a 30, especialmente 15 a 20% em peso,-< 0,25 mm 20 a 60, especialmente 25 a 30% em peso.

11. Batelada de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 a-10, caracterizada pelo fato de que a substância aditiva elastificante está pre-sente com a seguinte granulação:- 1 - 6 mm 50 a 100, especialmente 70 a 80% em peso,- 0,25 -1 mm 0 a 50, especialmente 20 a 30% em peso.

12. Batelada de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 a 11, caracterizada pelo fato de que a batelada contém um adesivo comum emquantidades comuns, tais como cimento, especialmente cimento aluminoso,sulfonato de lignina, silicato de metal alcalino, fosfato ou sulfato.

13. Batelada de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 a 11, caracterizada pelo fato de que a batelada contém como adesivo, pez,preferivelmente em quantidades de 2 a 5% em peso, ou resina sintética, pre-ferivelmente em quantidades de 3 a 4% em peso.

14. Batelada de acordo com uma ou várias das reivindicações 1a 13, caracterizada pelo fato de que a batelada contém carbono, especial-mente na forma de grafita, especialmente em quantidades de 2 a 20% em peso.

15. Batelada de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 a 14, caracterizada pelo fato de que a batelada contém uma substância aditivaelastificante, que é preparada a partir de uma mistura de um componente deMgO finamente pulverizado, por exemplo, oxido de magnésio de sinterizaçãoou oxido de magnésio de fusão ou oxido de magnésio cáustico com um teorde MgO de 90 a 100, especialmente de 93 a 99% em peso, bem como a par-tir de um componente de SiO2 finamente pulverizado, por exemplo, farinhade quartzo, esteatita ou olivina com um teor de SiO2 de 30 a 100, especial-mente de 40 a 99% em peso, na proporção molar de M2S ou com excessode MgO desejado em relação ao M2S, através de mistura íntima e em segui-da, cozimento cerâmico da mistura a temperaturas entre 1600 e 2300°C,resfriamento e quebra do produto cozido.

16. Batelada de acordo com a reivindicação 15, caracterizadapelo fato de que a mistura, da qual é preparada a substância aditiva elástica,contém adicionalmente um componente de CaO finamente dividido, tal comocal e/ou hidrato de cal calcinado em quantidades de até 20% em peso, ouum componente de FeO e/ou Fe2O3 em quantidades de até 40% em peso.

17. Produto resistente ao fogo na forma de um artigo conforma-do de tamanho grande prensado e eventualmente temperado a temperaturasentre 80 e 800°C, por exemplo, na forma de um elemento de composição deuma batelada, como definido em uma ou mais das reivindicações 1 a 16.

18. Produto de acordo com a reivindicação 17, preparado atra-vés do cozimento do artigo conformado a temperaturas entre 800 e 1800,especialmente entre 1400 e 1700°C.

19. Batelada resistente ao fogo de cerâmica pesada, apresen-tando principalmentea) pelo menos um componente principal básico, mineral, gra-nulado resistente ao fogo de um material à base de MgO ou MgO e CaO,que se baseia em pelo menos uma matéria-prima básica resistente ao fogo eb) pelo menos um componente de SiO2 mineral, resistente aofogo, forma forsterita elastificante e/ou material de forsterita elastificante atemperaturas acima de 1200°C, especialmente a temperaturas entre 1400 e-1700°C forma, como produto de reação com material de MgO do componen-te principal, em quantidade elastificante.

20. Batelada de acordo com a reivindicação 19, caracterizadapelo fato de que o componente de SiO2 está presente em forma finamentedividida, especialmente na forma de farinha de < 1 mm, especialmente naforma de farinha de quartzo e/o cristobalita e/ou tridimita e/ou misturas a par-tir deste.

21. Batelada de acordo com a reivindicação 19 e/ou 20, caracte-rizada pelas seguintes composições:a) 80 a 99, especialmente 90 a 98% em peso, de componentede MgO, por exemplo, oxido de magnésio de sinterização ou fusão com 90 a-100% em peso, de MgO,b) 1 a 20, especialmente 3 a 10% em peso, de componentede SiO2 com 93 a 100% em peso, de SiO2, por exemplo, farinha de quartzo.

22. Batelada de acordo com uma ou várias das reivindicações-19 a 21, caracterizada pelas seguintes frações do grão:a) componente de MgO:-1 - 8 mm 20 a 50, especialmente 40 a 50% em peso,-0,25 -1 mm 10 a 30, especialmente 15 a 25% em peso,< 0,25 mm 20 a 60, especialmente 25 a 55% em pesob) ' componente de S1O2:< 0,25 mm 50 a 90, especialmente 70 a 80% em peso-0,25 -1 mm 10 a 50, especialmente 20 a 30% em peso.

23. Produto resistente ao fogo na forma de um artigo conforma-do de grande tamanho prensado e eventualmente temperado a temperaturasentre 80 e 800°C, especialmente contendo um adesivo em quantidade co-mum e/ou grafita em quantidade comum, por exemplo, na forma de um ele-mento de composição de uma batelada como definida em uma ou mais dasreivindicações 19 a 22.

24. Produto de acordo com a reivindicação 23, preparado atra-vés do cozimento do artigo conformado a temperaturas entre 800 e 1800,especialmente entre 1400 e 1700°C.

25. Substância aditiva elastificante em forma granulada, especi-almente com granulações como definida na reivindicação 11 e uma compo-sição de acordo com uma ou mais das reivindicações 4 a 7, caracterizadapelo fato de que na matriz da substância aditiva há principalmente forsteritae/ou material de forsterita e grãos de periclase estão inclusos nesse material-1 de matriz, especialmente com tamanhos do grão e especialmente em quan-tidades como definidos na reivindicação 8.