BRPI0808519B1

BRPI0808519B1 - tijolo refratário de magnésia ligado por carbono, e seu processo de produção

Info

Publication number: BRPI0808519B1
Application number: BRPI0808519A
Authority: BR
Inventors: Jansen Helge
Original assignee: Refratechnik Holding Gmbh
Priority date: 2007-03-07
Filing date: 2008-02-26
Publication date: 2018-12-26
Also published as: BRPI0808519A8; ATE472517T1; EP1999085A1; CN101274854B; US8193110B2; US20120280413A1; DE102007011133A1; DE202007018373U1; BRPI0808519A2; EP1999085B1; DE102007011133B4; DE502008000859D1; US20100093515A1; CN101274854A; WO2008107343A1; EP1999085B9

Abstract

aparelho de estação base, equipamento de usuário e método de controle de comunicação a presente invenção refere-se a um aparelho de estação base capaz de comunicação com um terminal de equipamento de usuário usando um canal compartilhado de enlace descendente que é descrito. o aparelho de estação base inclui uma unidade de alocação de recurso de rádio que aloca blocos de recurso de rádio para o canal compartilhado após a alocação dos blocos de recurso de rádio para pelo menos um dentre um sinal de sincronização, um canal de controle comum, um canal de difusão, um canal de envio de radiochamada, um canal de mbms e um canal de resposta de acesso randômico.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para TIJOLO REFRATÁRIO DE MAGNÉSIA LIGADO POR CARBONO, E SEU PROCESSO DE PRODUÇÃO.

[001 ] A invenção se refere a um tijolo refratário de magnésia ligado por carbono e a um processo para produzi-lo.

[002] Um tijolo dentro do significado da invenção é um corpo modelado. A magnésia é principal mente magnésia sinterizada ou magnésia fundida que compreende a principal fase mineral periclásio (MgO) e é produzida, por exemplo, sinterizando ou fundindo magnesito (MgCOa) ou então Mg(OH)3, obtido a partir da água do mar ou salmouras.

[003] Os tijolos de magnésia queimada, que contêm carbono, são conhecidos. Estes tijolos são produzidos misturando grânulos de magnésia classificados e farinhas com um aglutinante que assegura resistência suficiente para manusear e subsequentemente prensar e queimar em uma temperatura entre 1.500 e 1.880 °C. Os tijolos queimados são então impregnados com piche em uma temperatura entre 150 e 200 °C sob pressão reduzida. Como resultado da pirólise durante o uso dos tijolos, bolsas de carbono que impedem a infiltração de, por exemplo, constituintes de escória ou gases, são formados a partir do piche. A ligação interna dos tijolos resulta de pontes de sinterização formadas entre os grãos de magnésia durante a queima. É possível atingir um teor residual de carbono de cerca de 2% em peso nestes tijolos.

[004] Além disso, são conhecidos tijolos de magnésio nãoqueimados unidos por carbono, que são usados principal mente como revestimentos na produção de equipamentos de aço na indústria do aço.

Estes tijolos são produzidos misturando grânulos de magnésia classificados e farinhas com piche como aglutinante em uma temperatura entre 100 e 200 °C e prensando as misturas quentes. Em

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2/9 seguida, aquecendo em uma temperatura entre 250 e 350 °C, resultando na formação de uma fase de ligação de carbono na forma de uma estrutura de carbono a partir do piche. As desvantagens são que hidrocarbonetos não-queimados nocivos para a saúde podem ser liberados depois da instalação dos tijolos e durante o aquecimento no aparelho de produção de aço, e ocorre pressão indesejável que amolece os tijolos.

[005] Para evitar estas desvantagens e evitar a prensagem a quente consumidora de energia, resinas sintéticas na forma de resóis de fenol líquidos ou soluções de fenol-novolac são usadas como aglutinantes e a prensagem é conduzida a frio em temperaturas ambientes, usando um endurecedor ou a quente em temperaturas na faixa entre a temperatura ambiente e abaixo de 100 °C. A cura é conduzida subsequentemente em uma temperatura entre 120 e 200 °C, resultando na reticulação da resina para formar uma treliça de resite infusível que similarmente resulta em ligação de carbono.

[006] A ligação de carbono, que assegura resistência do manuseio dos tijolos depois da pirólise ou tratamento térmico, é retida mesmo quando os tijolos são usados em altas temperaturas. Além da ligação de carbono, o carbono, que preenche largamente os interstícios entre os grãos de magnésia, também impede drasticamente a infiltração quando os tijolos entram em contato com escórias e gases.

[007] Além disso, são conhecidos os tijolos de magnésia-carbono. Grafite é misturado junto com o aglutinante que efetua a ligação de carbono na batelada para produzir estes tijolos, cujo resultado é um teor mais alto de carbono nos tijolos e, associado com ele, maior impedimento de infiltração pode ser conseguido. Usa-se piche ou resina sintética como aglutinante.

[008] Para conseguir a ligação de carbono, é desejável que uma grafitização muito substancial do carbono ocorra por meio de pirólise.

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Isto é realizado mais facilmente quando se usa piche do que quando se usa resina sintética. A grafitização da resina sintética pode ser melhorada consideravelmente pelo uso de auxiliares de grafitização (documento n° 1 280 743 B1).

[009] O carbono assegura principal mente a ligação dos tijolos nãoqueimados e uma redução no desgaste como resultado da infiltração que está sendo impedida. Além disso, a resistência ao choque térmico e a condutividade térmica, particularmente, são aumentadas e a expansão térmica é reduzida.

[0010] A ligação dos tijolos resulta essencialmente da adesão entre a estrutura de carbono do aglutinante e os grãos de magnésia e também, particularmente, da coesão dentro da estrutura de carbono. Neste contexto, sabe-se que o enfraquecimento da microestrutura no interior dos tijolos pode ocorrer como resultado da reações de oxirredução durante a operação em altas temperaturas. O carbono participa nestas reações de oxirredução e é parcialmente queimado (Gerald Routschka, Livro de Bolso Feuerfeste Werkstoffe, 3- edição, Vulkan-Verlag, Essen, página 172, parágrafo 3 até página 173, Figura

2).

[0011] É um objetivo da invenção fornecer tijolos de magnésia unidos por carbono, nos quais os efeitos de enfraquecimento da microestrutura de reações de oxirredução são largamente evitados. [0012] Este objetivo é conseguido por um tijolo de magnésia unido por carbono e um processo.

[0013] A invenção, consequentemente, fornece um tijolo de magnésia refratário ceramicamente queimado e unido por carbono cuja matriz compreende acima de 70%, particularmente entre 80 e 98%, de grãos de MgO constituídos de periclásio, e também uma matriz aglutinante com estrutura de carbono resultante da carbonização, e poros, em que os grãos de MgO são fixados por meio de ligação de

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4/9 carbono da estrutura de carbono e pelo menos 30%, particularmente entre 50 e 100% dos grãos de magnésia têm pelo menos uma ponte de sinterização resultante da queima cerâmica.

[0014] O tijolo de magnésia da inveção apresenta também, particularmente, um teor de carbono residual após redução da ignição a 1000Ό (ASTM C 831-93) de pelo menos 2% em peso, pa rticularmente de 5 a 25% em peso.

[0015] O tijolo de magnésia da invenção tem, vantajosamente, um teor de grafite em flocos na matriz aglutinante da estrutura de carbono entre 2 e 25% em peso, particularmente entre 5 e 20% e peso. Particularmente, a estrutura de carbono não compreende substâncias que liberam hidrocarbonetos quando a temperatura é aumentada. Fases secundárias no tijolo queimado podem ser, por exemplo, silicato dicálcico, óxido de cálcio, ferrita dicálcica ou tipos de gangues de grafite em quantidades de até 5% em peso. Os grãos de MgO têm, por exemplo, tamanhos de grãos de até 8 mm, particularmente na faixa entre 0 e 6 mm, com a seguinte distribuição de tamanhos de grãos dos grãos de MgO, de preferência estando presentes:

Tamanho dos Grãos (mm)	Proporção (%)
2-4	25-40
1-2	15-30
0,063-1	10-25
< 0,063	15-30

[0016] A resistência à flexão a quente a 1.500 °C dos tijolos de magnésia da invenção é, de preferência, na faixa entre 1,5 e 6 MPa, particularmente entre 3 e 5 Mpa, e a resistência à compressão a frio é na faixa entre 10 e 40 MPa, particularmente entre 20 e 35 MPa, e o módulo de elasticidade é na faixa entre 1 e 15 MPa, particularmente entre 4 e 10 MPa. A porosidade é vantajosamente entre 5 e 20% em volume, particularmente entre 8 e 15% em volume.

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5/9 [0017] O tijolo da invenção é produzido queimando um tijolo de magnésia não-queimado tratado termicamente ou ainda não-tratado termicamente, contendo um aglutinante de carbono tal como piche ou resina sintética em temperaturas acima de 1.200 °C, com as condições de queima, particularmente uma atmosfera redutora, sendo o tempo de queima e o perfil de temperatura estabelecidos de tal modo que o magnésio gasoso distribuído de forma homogênea através do tijolo inteiro seja formado a partir da magnésia como resultado de oxirredução, que envolve o carbono presente no tijolo, de acordo com a seguinte reação:

MgO + C —> Mg + CO, [0018] o Mg gasoso é oxidado pelo oxigênio disponível no tijolo para formar magnésia secundária (MgO secundário) e deposita diretamente sobre grãos de magnésia primária existentes. É surpreendente que o carbono não queime até um grau apreciável caso o faça mas, ao invés disso, permanece um tanto no tijolo, com a estrutura de carbono e, assim sendo, a ligação de carbono permanecendo virtualmente inalterada e, como resultado, ocorrendo nenhum enfraquecimento ou enfraquecimento não-apreciável da microestrutura.

[0019] É também surpreendente que o MgO secundário forme pontes de sinterização entre grãos de magnésia primária existentes até um grau apreciável, resultando em ligação cerâmica na forma de ligação de sinterização, além da ligação de carbono. Esta ligação de sinterização é obviamente formada em temperaturas nas quais a sinterização de MgO normalmente ainda não ocorrem em um tijolo de MgO isento de carbono durante a queima.

[0020] As micrografias de elétrons das Figuras 3 a 5 ilustram a invenção.

[0021] A Figura 3 ilustra a matriz de um tijolo de magnésia isento de carbono unido por sinterização. É possível observar inúmeros grãos de

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6/9 magnésia 1 de diferentes tamanhos como áreas claras que estão ceramicamente unidas entre si por intermédio de pontes de sinterização

2. As áreas escuras 3 representam poros.

[0022] A Figura 4 ilustra a matriz de um tijolo de magnésia-carbono não-queimado unido com carbono. As áreas claras representam os grãos de MgO 1 na forma de grãos grandes a finos. Entre os grãos, há a estrutura de carbono e grafite como áreas escuras da matriz. Pode-se observar que os grãos de MgO não estão ligados entre si por intermédio de pontes de sinterização, mas são mantidos afastados pelo carbono.

[0023] A Figura 5 ilustra a matriz de um tijolo de magnésia-carbono queimado unido por carbono ainda não-usado, de acordo com a invenção, produzido usando 10% em peso de grafite e 3% em peso de resina aglutinante com tratamento térmico a 200 °C e queima a 1.500 °C. Além dos grãos claros 1 de MgO, as áreas escuras representando o carbono podem ser claramente reconhecidas. Os grãos de MgO primários 1 estão ligados entre si por intermédio de pontes de sinterização 2, que muito provavelmente advieram como resultado de deposição do MgO secundário formado a partir da fase de gás de Mg sobre os grãos de MgO primários.

[0024] Os processos envolvidos nas mudanças na matriz de tijolos de MgO da invenção durante a queima não foram elucidados. É possível que as partículas de carbono, localizadas entre os grãos de MgO primários e atuando como uma barreira de sinterização, sejam deslocadas ou localizadas em outro lugar, ou o carbono, que reage na reação de oxirredução, libere rotas para as pontes de sinterização e subsequentemente deposite novamente sobre o carbono e/ou partículas de MgO, ou seja emitido como gás CO.

[0025] É surpreendente que as pontes de sinterização possam ser produzidas em temperaturas abaixo das normais sem afetar adversamente as uniões de carbono, quando condições específicas de

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7/9 queima de cerâmica são aderidas às pontes de sinterização aumentando, pelo menos, a resistência do tijolo. É vantajoso que entre 30 me 100%, de preferência entre 50 e 100%, dos grãos de MgO primários sejam sinterizados juntos.

[0026] É importante que a temperatura de queima seja acima de 1.20013, como pode ser observado na Figura 1. O grá fico na Figura 1 ilustra a mudança de comprimento em % de um tijolo de magnésiacarbono inicialmente não-queimado unido por carbono a 1.000, 1.200 e

1.40013. O tratamento foi conduzido por 6 horas dep ois do aquecimento em cada uma das temperaturas indicadas, com exclusão de oxigênio.

[0027] De acordo com a Figura 1, a reação dos tijolos começa significativamente a 1.20013, com uma etapa que aumenta o comprimento. Os tijolos então contraem e compactam como resultado da sinterização. A formação das novas ligações de sinterização fortalece os tijolos, além das uniões de carbono.

[0028] A Figura 2 ilustra um fortalecimento dos tijolos tratados conforme a Figura 1 como um gráfico da resistência à flexão a quente (HFS) que caracteriza os tijolos em uso. Isto atravessa um mínimo a 1.200 °C, e depois aumenta grandemente como resultado, particularmente, da formação das novas ligações de sinterização.

[0029] As misturas que se seguem são usadas, de preferência, para produzir tijolos queimados de acordo com a invenção.

1. Tijolos de magnésia unidos por piche

83-95% em peso de magnésia fundida (teor de MgO = 97,5% em peso)

2-14% em peso de grafite em flocos

2-4% em peso de aglutinante piche

2. Tijolos de magnésia contendo grafite e unidos por resina 72-95% em peso de magnésia fundida (Teor de MgO = 97,5 em peso)

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2-25% em peso de grafite em flocos

2-4% em peso de resina fenólica [0030] Depois da produção das bateladas, tijolos verdes são formados por prensagem. Em seguida, por tratamento térmico dos corpos verdes em temperaturas entre 150 e 250 °C, quando se usa resina fenólica e entre 400 e 600 °C quando se usa aglutinante de piche até que o aglutinante tenha sido carbonizado e a ligação de carbono dos grãos de magnésia tenha ocorrido. A queima cerâmica destes corpos modelados, que têm suficiente resistência ao manuseio por causa da ligação de carbono, é conduzida em uma atmosfera redutora em temperatura entre acima de 1.200 °C e de preferência 1.500 °C, particularmente na faixa entre 1.300 °C e 1.400 °C, até que pelo menos 10%, particularmente entre 50 e 100% dos grãos de magnésia, tenham sido sinterizados para pelo menos um outro grão de magnésia por meio de uma ponte de sinterização para formar grãos de magnésia secundários, tendo mais do que duas pontes de sinterização predominam (mais do que 50%). O tratamento térmico e a queima cerâmica são, de preferência, conduzidos em sucessão direta no mesmo aparelho da queima.

[0031] Os tijolos de magnésia unidos por carbono são aquecidos em taxas de aquecimento entre 0,5 e õO/minuto, particularmente entre 2 e SO/minuto, para 1.200 a 1.500Ό, particularmen te de 1.300 a

1.40013, e aquecidos à temperatura respectiva de 2 a 10 horas, particularmente de 5 a 6 horas e subsequentemente resfriados a taxas de resfriamento de 0,5 a õO/minuto, particularment e de 2 a SO/minuto. [0032] A matriz dos tijolos de magnésia queimados unidos por carbono da invenção compreende entre 70 e 98% em peso, particularmente entre 80 e 95% em peso de grãos de magnésia 1; o equilíbrio em cada caso, estrutura de carbono ou estrutura de carbono mais grafite, com entre 10 e 100%, particularmente entre 50 e 70%, dos

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9/9 grãos de MgO 1 sinterizados uns nos outros por pontes de sinterização

Claims

1. Processo para produzir um tijolo de magnésia, caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas do processo:

(a) produção de uma batelada a partir dos seguintes constituintes:

entre 72 e 95% em peso de magnésia granular composta de grãos de magnésia;

entre 2 e 4% em peso de aglutinante de carbono, particularmente piche ou resina sintética;

entre 2 e 25% em peso de grafite;

(b) modelagem de um tijolo verde por prensagem;

(c) tratamento térmico do corpo verde em temperaturas na faixa entre 150 e 600°C até que o aglutinante tenha carbonizado e a ligação de carbono dos grãos de magnésia tenha ocorrido;

(d) queima cerâmica dos corpos verdes tratados termicamente em uma atmosfera redutora em uma temperatura entre 1.200°C e pelo menos 1.500°C, em que as condições de queima de oxirredução estão sendo estabelecidas, de modo que as reações de oxirredução entre o MgO dos grãos de magnésia e o carbono ocorram, e o Mg gasoso seja formado a partir do MgO por redução, de acordo com a seguinte reação:

MgO + C -> Mg + CO, e posteriormente o MgO secundário é formado pela oxidação do Mg gasoso com o oxigênio disponível no tijolo, em que o MgO secundário se deposita nos grãos de magnésia e forma pontes de sinterização entre os grãos de magnésia, até que pelo menos 30% dos grãos de magnésia tenham sido sinterizados até pelo menos um outro grão de magnésia por meio de pelo menos uma ponte de sinterização consistindo em MgO secundário.

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2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os grãos de magnésia têm tamanhos de grãos de até 8 mm, particularmente na faixa entre uma finura do pó de até 6 mm.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que os grãos de magnésia apresentam as seguintes distribuições de tamanho de grãos de MgO:

Tamanho dos Grãos (mm) Proporção (%) em peso 2-4 25-40 1-2 15-30 0,063-1 10-25 <0,063 15-30

4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a queima cerâmica é conduzida até mais do que 50% dos grãos de magnésia secundários, tendo mais do que duas pontes de sinterização.

5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o tratamento térmico e a queima cerâmica são conduzidos em sucessão direta no mesmo aparelho de queima.

6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a queima é conduzida em uma temperatura na faixa entre 1.200 e 1.500°C, particularmente, entre 1.300 e 1.400°C.

7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que as seguintes bateladas contendo piche aglutinante como aglutinante são usadas:

83-95% em peso de magnésia fundida, preferivelmente tendo um teor de MgO de 97,5% em peso;

2-14% em peso de grafite em flocos; e

2-4% em peso de piche aglutinante.

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8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que as seguintes misturas que contêm resina fenólica como aglutinante são usadas:

72-95% em peso de magnésia fundida, preferivelmente tendo um teor de MgO de 97,5 em peso;

2-25% em peso de grafite em flocos; e

2-4% em peso de resina fenólica.

9. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o aquecimento é conduzido em taxas de aquecimento entre 0,5 e 5°C/minuto, particularmente entre 2 e 3°C/minuto, em temperaturas entre 1.200 e 1.500°C, particularmente, entre 1.300 e 1.400°C.

10. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a queima é conduzida na respectiva temperatura de queima entre 2 e 10 horas, particularmente, entre 5 e 6 horas.

11. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o resfriamento é conduzido em taxas de resfriamento entre 0,5 e 5°C/minuto, particularmente, entre 2 e 3°C/minuto.

12. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que de 2 a 14% em peso de grafite, em particular grafite em flocos, são utilizados.

13. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que a queima de cerâmica é realizada a temperaturas na faixa de 1300 a 1400°C.

14. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que a queima é realizada de tal modo que pelo menos de 50% a 100% dos grãos de magnésia foram sinterizados a pelo menos um outro grão de magnésia

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4/5 por meio de pelo menos uma ponte de sinterização consistindo em MgO secundário.

15. Tijolo refratário de magnésia, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 14, ceramicamente queimado e unido com carbono, cuja matriz compreende mais do que 70% em peso de grãos de magnésia, e também uma matriz aglutinante da estrutura de carbono resultante da carbonização, e poros, caracterizado pelo fato de que:

(a) os grãos de magnésia são fixados por meio de ligação da estrutura de carbono, e (b) pelo menos 30% dos grãos de magnésia são sinterizados em pelo menos mais um grão de magnésia através de pelo menos uma ponte de sinterização secundária de MgO resultante da queima de cerâmica.

16. Tijolo de magnésia, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que tem um teor de carbono residual depois da calcinação redutora a 1.000°C, de acordo com ASTM C 831-93, de pelo menos 2% em peso, particularmente entre 5 e 25% em peso.

17. Tijolo de magnésia, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que tem um teor de grafite em flocos na matriz entre pelo menos 2 e 25% em peso, particularmente entre 5 e 20% em peso.

18. Tijolo de magnésia, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 17, caracterizado pelo fato de que a estrutura de carbono não compreende quaisquer substâncias que liberam hidrocarbonetos quando a temperatura é aumentada até 1.200°C.

19. Tijolo de magnésia, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 18, caracterizado pelo fato de que fases secundárias, tais como silicato dicálcico, óxido de cálcio, ferrita dicálcica ou tipos de gangues de grafite estão presentes em quantidades de até 5% em peso no tijolo queimado.

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20. Tijolo de magnésia, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 19, caracterizado pelo fato de que tem uma resistência à flexão a quente na faixa entre 1,5 e 6 MPa, particularmente entre 3 e 5 Mpa.

21. Tijolo de magnésia, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 20, caracterizado pelo fato de que tem uma resistência à compressão a frio na faixa entre 10 e 40 MPa, particularmente entre 20 e 35 MPa.

22. Tijolo de magnésia, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 21, caracterizado pelo fato de que tem um módulo de elasticidade na faixa entre 1 e 15 MPa, particularmente entre 4 e 10 MPa.

23. Tijolo de magnésia, de acordo qualquer uma das reivindicações 15 a 22, caracterizado pelo fato de que tem uma porosidade na faixa entre 5 e 20% em volume, particularmente entre 8 e 15% em volume.

24. Tijolo de magnésia, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 23, caracterizado pelo fato de que a matriz do tijolo de magnésia compreende de 80 a 98% em peso de grãos de magnésia.

25. Tijolo de magnésia, de acordo com qualquer das reivindicações 15 a 24, caracterizado pelo fato de que de 50 a 100% dos grãos de magnésia são sinterizados a pelo menos um outro grão de magnésia através de pelo menos uma ponte de sinterização secundária de MgO resultante da queima de cerâmica.