CZ20003060A3

CZ20003060A3 - Bázická volně tekoucí licí hmota a tvarované díly vyrobené z této hmoty

Info

Publication number: CZ20003060A3
Application number: CZ20003060A
Authority: CZ
Inventors: Jerzy Bugajski
Original assignee: Jerzy Bugajski
Priority date: 1998-03-03
Filing date: 1999-03-01
Publication date: 2001-12-12
Also published as: CA2321843A1; BR9908451B1; DE59805407D1; EP0940376A1; WO1999044964A1; ES2183315T3; ATE223359T1; PL190654B1; SK12592000A3; EP0940376B1; CA2321843C; PL342388A1; SK283722B6; US6548435B1; BR9908451A

Description

Vynález se týká bázické dilatační volně tekoucí žáruvzdorné licí hmoty, jakož i z ní vyrobených tvarovaných dílů, jakými jsou cihly, hotové stavební dílce, ohnivzdorné lehčené produkty nebo/a účelové produkty, jako například vodící kameny, splachovací nádrže a pouzdra.

Dosavadní stav techniky

Pod licími hmotami se rozumí žáruvzdorné hmoty, jejichž ukládání nebo tvarování se provádí odléváním. Odpovídající konzistence těchto hmot se dosáhne smíšením suchých složek se záměsovou vodou, popřípadě se záměsovým roztokem.

Ke ztuhnutí uvedených licích hmot může dojít hydraulickým vázáním hlinitanovápenatých složek za studená, chemickým vázáním, popřípadě mikroprachovým vázáním za studená a při zvýšené teplotě, jakož i slinovacími procesy při provozních teplotách. Jako chemická vazba může být použita například fosfátová vazba, vazba na bázi vodního skla, mikrosiliková vazba nebo vazba, ke které dochází použitím kovových prášků. U mikroprachové vazby se hlavně jedná o účinek London-van der Waalsových přitažlivých sil. Žáruvzdorné licí hmoty, u kterých dochází k uplatnění více než jednoho typu vazby, jsou výhodné pro četná použití vzhledem k tomu, že u nich dochází k požadovanému ztuhnutí v širokém teplotním rozmezí.

Žáruvzdorné licí hmoty jsou známé již dlouho. Podle chemického složenina použité suroviny se licí hmoty dělí na nebázické a bázické licí hmoty. K nebázickým licím hmotám patří hliněné licí hmoty a licí hmoty s obsahem zirkonu...

·· * ·· ·· ·· ·· • · ·· · · · · · · * · • · · · ·· ♦ · · * • ·····»····· ¹ · · ········ — . ···· *·· ·· ·· ·« ··

Surovinovou bází bazických magnéziechrom, chromová ruda spinel, například MgCr.O₄.

licích hmot jsou magnézie·, (chromit), oxid ohromu, jakož i Jako žáruvzdorné přísady se používají například různé oxidy kovů, karbidy kovů, práškové kovy, popřípadě uhlíkové nosiče.

Tradiční žáruvzdorné licí. hmoty, které se ukládají pomocí vibrační techniky, mají tixotropní vlastnosti. Tato tixotropie se vyznačuje snižováním zdánlivé viskozity s dobou namáhání při konstantní střihové rychlosti, popřípadě zvýšením zdánlivé viskozity (tak zvané tixotropní tuhnutí) při snížení střihové rychlosti. Použití kompresních pomocných prostředků, jakými jsou pneumatické nebo elektrické vibrátory je nezbytné k tomu, aby se dosáhlo ztekucení a zhutnění tixotropní hmoty, poněvadž tato hmota je po smíšení se záměsovou vodou, polosuchá a nepohyblivá. Jestliže se tixotropní licí hmota ztekutí předávkovánim záměsové vody, což by mohlo být žádoucí při ukládání do úzkých štěrbin nebo/a do složitých forem, vede to k nehomogennímu rozděleni hrubých a jemných zrn a tedy k odměšování. Předávkování záměsové vody kromě toho způsobuje snížení fyzikálních zkušebních hodnot, jakými jsou například otevřené pórozita a pevnost. Taková monolitická žáruvzdorná vyzdívka má malou odolnost proti infiltraci' a korozi při použití v metalurgických agregátech. Použití mechanických kompresních prostředků, jakými jsou klasické vibrátory nebo/a láhvové střásací vibrátory má' následující>nevýhody:

homogenita kompresně zpracované licí hmoty není vždy optimální a může zde docházet k tvorbě staženin (lunkrů), problémy s ukládáním do malých štěrbin a složitých forem způsobené omezeným účinkem láhvových střásacíchvibrátorů, tělesné zatížení obslužného personálu.

Z dokumentu EP 0 248 171 31 je známa tixotropní licí hmota na bázi magnesitu, určená výhodně pro vyzdívku licí pánve ' pro odlévání oceli. Pojivo této licí hmoty je tvořeno..

• 1 ·	»·	• W	··	99
• ·	• ·	9		•	9 ·	«	•	• ·
•	♦	•		•	• ·	•	•	• ·

•		•		•	• ·	•	•	• «
····	• · ·				• ·	• ·		··

kyselinou boritou,' polyfosforečnanem alkalického kovu a hydroxidem draselným. Za účelem dosažení dostatečné hustoty se při vyzdívce používají vibrátory.

V dokumentu DE 195 18 468 je popsána vodu-obsahující žáruvzdorná licí 'hmota na bázi oxidu hořečnatého s obsahem uhlíku mezi 3 a 10 % hmotn., která obsahuje dispergační činidlo v množství 0,1 až 2,0 % hmotn., jakož i reaktivní kyselinu křemičitou v množství 1 až 10 % hmotn.. Podle tohoto dokumentu (viz sloupec 2, řádky 4 až 7) je kyselina křemičitá rozhodující měrou zodpovědná za to, že je zabráněno hydrataci slinované magnézie. Také tato -hmota, určená pro monolitické vnitřní obložení metalurgických nádob pro taveniny, výhodně struskové zóny licích pánví, se zhutňuje za použití vibrační techniky.

' Z dokumentu EP 0 573 029 B1 je známo použití oxidového mikroprášku dispergovaného v nevodném dispergačním prostředí. Tato jemnozrnná suspenze na bázi oxidu hořečnatého, ' oxidu hlinitého, oxidu chromitého nebo/a· oxidu titaničitého může být použita pro výrobu žáruvzdorných keramických ' hmot a tvarovaných dílů s výsokou hustotou, a pevností. Nebezpečí hydratace oxidu hořečnatého je omezeno tím, že se při výrobě uvedené suspenze používá nevodné rozpouštědlo. Pokusy ukázaly, že je možné z hmoty, která obsahuje 85 % hmotn. hrubě zrněného matricového materiálu s velikostí zrna 1,0 pra až 3 mm, jakož i 15 % hmotn. předem dispergovaného jemného mikroprášku, tvořeného oxidem hořečnatým, vyrobit ·lisováním nasucho tvarované dílce. Hustota a pevnost surových polotovarů a vypálených tvarových dílů je výrazně vyšší než hustota a pevnost polotovarů a tvarovaných dílů, které byly popsány v rámci dosavadního stavu techniky. Použití· nevodných suspenzí oxidu hořečnatého pro výrobu licích ;hmot je málo vhodné vzhledem k zatížení okolního životního prostředí a k bezpečnostním rizikům, ke kterým dochází v průběhu sušení a ohřevu obkládaných agregátů. Kdyby byla možná výroba vodných bazických suspenzí s vysokou . koncentrací mikroprášku oxidu

9# • 9 99 ·· ··

9 99 9 9 9 9 9 9 9 9

9 9 9 99 9 ·9 ·

9 99 9 9 999 99 9 < 9 ' · ·······♦ ···· ··'· ·· 99 99 99 horečnatého, potom by bylo výhodné použít takovou suspenzi pro výrobu tvarovaných dílů, například lisováním nasucho, nebo případně, dusáním. Nezbytným předpokladem by však bylo, aby nedocházelo velkou měrou k hydrataci materiálu na bázi oxidu horečnatého ve vodné suspenzi.

Z dokumentu EP 0 448 156 Al je dále znám způsob výroby magnézie s nízkou hydratací. Avšak s tímto' způsobem samotným _nel_ze při nepatrné hydrataci . a při použití velkého množství záměsové vody získat licí·hmotu s uspojivými volně tekoucími vlastnostmi. V této souvislosti je třeba věnovat pozornost srovnávacím příkladům, které jsou' uvedeny v závěrečné části popisu přihlášky vynálezu.

Relativně nový přístup představuje vývoj hliněných licích hmot. Na rozdíl od tixotropných licích hmot není zde zapotřebí použít žádné mechanické zhutňovací pomocné prostředky, aby se dosáhlo vhodné konzistence a fyzikálních zkušebních hodnot . srovnatelných s fyzikálními zkušebními hodnotami tixotropních licích hmot.- Volné tečení těchto hmot je zajištěno dilatačními vlastnostmi licí hmoty. Dilatace se projevuje snižováním' viskozity s klesající střihovou rychlostí, přičemž výrazem dilatace je zde míněna tak 'zvaná reologická dilatace.

. Dokument EP 0525 394 B1 popisuje žáruvzdornou hydraulicky vázanou nebázickou licí hmotu. Tato licí hmota na. bázi hliněných surovin . má dále uvedené složení a. je volně tekoucí po přidání 3,5 až 7,0 hmotnostních dílů záměsové .vody na 100 hmotnostních dílů sušiny licí hmoty; sušina uvedené hmoty obsahuje:

až 87 % hmotn. žáruvzdorného matricového materiálu na bázi oxidu hlinitého, oxidu zirkoničitého nebo/a oxidu chromitého s velikostí zrna mezi 0,1 a 10 mm,

7,0 až 22,0 % hmotn. reaktivní žáruvzdorné složky na bázi oxidu hlinitého, oxidu zirkoničitého nebo/a oxidu chromitého s velikostí zrna mezi 0,1 a 10 μπι,

0,5 až 10,0 % hmotn. hydraulického pojivá- s obsahem, oxidu hlinitého vyšším než 68 % hmotn. a

0,2 až 6,5 % hmotn. jedné nebo více stabilizačních přísad nebo/a přísad poskytujících licí hmotě schopnost zadržovat vodu. . ·

• ** ·	··	♦ ·	··	··
♦ *	• ·	. *	•	* *	•	•	•	•
•	•	•	•		•	•	•	•
								•
•	9	•	•	• ·	•	•	•	•
··· ·	• · ·	··		• ♦	··		··

Pro získání požadované tekutosti volně tekoucí hliněné licí hmoty je rozhodující sladění distribuce velikosti zrna žáruvzdorného .matricového materiálu a reaktivní, žáruvzdorné složky, jakož i sladění množství záměsové vody s množstvím použitých jmenovaných přísad. Schopnost tečení volně tekoucí licí hmoty se stanoví určením jejího čísla tečení. Stanovení čísla tečení Fo se provádí bezprostředně po smíšení se zámesovou vodou za použití bezvibračního konzistentního testu podle vzorce:

Fo = dm,mm - lOOm/n

100/72/72 .r!00,% ve kterém dm . znamená střední průměr vzorku po předem stanovené době tečení a

100 mm znamená spodní průměr komolého kužele.

Uvedený , konzistenční test'pro určení čísla 'tečení volně tekoucích licích hmot se v současné době většinou provádí za použití komolého kužele majícího rozměry: spodní průměr = 100 mm, horní průměr = 70 mm, výška 50 mm, a doby tečení 60 sekund podle normy ASTM C-860. Licí hmota je povážována za volně tekoucí, jestliže její číslo tečení Fo je při stanovení podle bezvibračního konzistentního testu za použití výše definovaného komolého kužele rovno alespoň 80 %. Evropská norma týkající se provádění konzisťenčního testu a stanovení čísla tečení volně tekoucích licích hmot je teprve ve stádiu zpracování. V rámci této normy bylo navrženo, aby uvedený komolý kužel měl rozměry: horní průměr = 100 mm, dolní průměr φφ ·φ φ φ. φ φ φ φ φ φ • φ « ♦ φ φ φ φ

Φφ φφ ·< · • φφφ • φ • ·

φ. φ «··· ··· = 70 mm, výška 80 mm a aby doba tečení činila l£0 sekund, což by při použití takto definovaného komolého kužele odpovídalo větším hodnotám čísla tečení.

·· *φ • · φ · • · · φ φφφ φ φ φ · φ

V současné době byly zaznamenány dobré praktické -výsledky a dobré chování na trhu licích hmot s volně' tekoucími, hydraulicky vázanými licími hmotami na bázi hliněných materiálů a to v rámci, četných průmyslových odvětvích. Tyto hmoty jsou používány jednak všude ' tam, kde dříve byly používány tixotropní nebázické lící hmoty,á jednak v nových, těžko dostupných oblastech vysokoteplotních agregátech.

Berouce v úvahu znalosti reologických vlastností suspenzí oxidu hlinitého a zkušenosti týkající se hliněných licích hmot, , nemohly být až . dosud dány k dispozici žádné bázické volně tekoucí licí hmoty. Odborná veřejnost byla až dosud zjevně toho názoru/ že vlastnosti materiálů na bázi magnézie a reologické požadavky představují podstatnou překážku pro •rozvoj bázických volně tekoucích licích hmot. To se týká relativně vysoké' spotřeby záměsové vody a sklonu k hydrataci surovin na bázi magnézie. Pro volné tečení bázické licí hmoty je především důležitá · optimální dispergování a výrazna dilatace vysocekoncentrovaných vodných suspenzí oxidu hořečnatého. Tečení žáruvzdorné licí hmoty závisí především na reologických vlastnostech sus-pen.ze,-- která je tvořena jemně zrněnými složkami uvedené hmoty.

Cílem vynálezu je poskytnout bazickou dilatační volně tekoucí, žáruvzdornou licí hmotu- na bázi magnézie nebo/a chromové rudy chromí tu. Při tom by mělo jít o možnost jak vyloženě jemnozrnné, tak i j.emno-hrubozrnné alternativy.

«· 0 ·· *0 0« 00 • 0 00 · 0 0 · 000·

0 0 0 ·· 0 00 · 0 000 00 000 00 0

0 0000 000 0 • 000 *0 1 00 «0 «0 00

Podstata vynálezu

Výše uvedeného cíle, pokud jde- o jemnozrnnou alternativu, je dosaženo význaky uvedenými v nároku 1.Licí hmota vyrobená za použití obligatorních znaků uvedených v nároku 1 může být použita pro zalévání velmi úzkých štěrbin, například štěrbin majících velikost menší než 10 mm, popřípadě může být použita jako vysocekoncentrovaná vodná suspenze pro výrobu například nasucho lisovaných nebo pěchovaných hutných cihel. Dále se ukázalo výhodným, když se, rovněž podle význaků obsažených v nároku 1, použijí fakultativní pojivá a žáruvzdorné nebo jiné další přísady. Dilatačních vlastností může být dosaženo pouze při znamenitém dispergování, t.j. při znamenité míře desintegrace velkých a tvrdých aglomerátových - částic v suspenzi. To je nezbytné v případě, kdy je. vodná vysocekoncentrovaná suspenze,' vyrobená za použití znaků uvedených v nároku 1, použita pro výrobu cihel. Velmi dobré dispergování suspenze je v tomto případě nutné, aby se. dosáhlo hutné homogení struktury cihel.

K dosažení výše uvedeného cíle pro j emno-h-rubo.zrnnou alternativu' slouží význaky uvedené v nároku 2. Také v tomto případě jsou význaky uvedené v nároku 1 nutné, aby se dosáhlo volného tečení bázických licích hmot podle vynálezu, přičemž však je nezbytné použití pojiv. Ukládání, popřípadě tvarování licí hmoty podle této alternativy se může provádět odléváním nebo čerpáním. Tato alternativa může' najít použití především při monolitickém vnitřním obkládání, popřípadě při opravách vnitřního obkladu vysokoteplotních agregátů nebo/a při výrobě hotových stavebních ' dílů (prefabritátů), popřípadě protipožárních lehčených produktů.

Účinek bázické licí hmoty podle vynálezu splňující význaky nároku 1 a nároku 2 spočívá v tom, že tato hmota volně a .homogenně teče po přidání záměsové vody a po promíšení a to bez použití vibračního -zhutňování a tedy bez dodání externí energie systému licí hmoty. Ke stanovení míry tečení této

9 44 99 49 49 • 4 94 9 4 9 4 '4 4 9 9 »· · · 49 4 9 4 4

4 9 9 9 4 4 4 4 9 4 4

9 4 9 9 9 4 4 4 4

4944 494 49 49 44 44 hmoty slouží výše popsaný konzistenční test podle normy ASTM

C-860, přičemž tato hmota by měla mít. číslo tečení alespoň rovné 80 %.

Předpokladem pro praktické použití bázické volně tekoucí licí hmoty je, aby hydratace materiálů na bázi. oxidu hořečnatého, použitých pro výrobu licí hmoty, byla výrazně zpomalena. Toho je dosaženo použitím dispergačních činidel a pojiv, přičemž tyto posledně uvedené, látky se podle nároku 1 použijí fakultativně, t.j. podle potřeby, zatímco podle nároku 2 se uvedené látky použijí obligatorně. Stupeň' hydratace kaustického oxidu hořečnatého po styku s použitým dispergačním roztokem je pětkrát menší než při styku s vodou. Byl proveden test zahrnující udržováníní po dobu 30 minut při teplotě 25 °C a následné rychlé vysušení při teplotě 160 ^cC. Stanovení stupně hydratace bylo provedeno gravimetricky, přičemž při tomto stanovení stupeň hydrace 100 % odpovídá úplné konverzi oxidu hořečnatého na hydroxid hořečnatý. Vysušené, popřípadě vypálené zkušební tělísko vyrobené z bázické volně tekoucí licí hmoty nevykazuje žádné poškození způsobené hydrataci. Použití prášku oxidu hořečnatého předběžně zpracovaného například karboxylovými kyselinami poskytuje další možnost, jak snížit stupeň hydratace bázických licích hmot. ·

Poněvaž v dokumentu EP 0525 394 Bije popsána nebázická volně tekoucí licí hmota a vzhledem k tomu, žé způsobem popsaným v dokumentu EP 0448 156 Al se nezíská licí hmota mající volně tekoucí vlastnosti, nebylo možné ani z kombinace obou dokumentů dospět k řešení podle vynálezu, které je definováno v nárocích 1 a 2.

Výhody bázických volně tekoucích licích hmot podle vynálezu oproti volně tekoucím hliněným licím hmotám se mohou projevit při četných aplikacích, přičemž těmito výhodami jsou například lepší odolnost vůči kořozi a erozi způsobené agresivními struskami, taveninami kovů a atmosférou pece

	•			99	99	99
• ·	··	•	•	V ·	• ·	* »
• ·	•	•		··	• ·	• *
*
•	•	•	«	• ·	• ·	• «
····	···	··		« »	♦ ·	99

nebo/a příznivější poměr ceny k výkonostním charakteristikám licí hmoty.

Aplikační· obor jemnozrnné a jemno-hrubozrnné licí hmoty je dále ozřejměn význaky uvedenými v závislých nárocích a podpořen příklady provedení.

Pro znamenité dilatační vlastnosti, ' což ukazuje průběh křivky tečení zobrazený na připojeném' obr.l, a pro' volné tečení bazické licí hmoty podle vynálezu jsou rozhodující následují'cí znaky:

- vzájemné 'sladění granulometrického složení, chemické a fyzikální vlastnosti frakce zrn s velikostí zrna menší než 45 pm,

- . druh a množství dispergačních činidel; podle výhodné formy provedení se záměsový roztok přidává s přesností 0,2 % hmotn. .

Další výhodné formy provedení vynálezu vyplývají se závislých nároků 3 až 10.

Nárok 3 odráží skutečnost, že použité·dispergační činidlo a pojivo podstatně zpomaluje hydrataci oxidu hořečnatého v· licí hmotě podle vynálezu.

Materiály na bázi oxidu hořečnatého ve frakci se zrnitostí menší než 45 pm· podle nároku 4 jsou výhodně syntetické druhy magnézie, '· jakými jsou kaustická magnézie, slinutá magnézie, popřípadě tavená magnézie.- Prášek oxidu hořečnatého získaný sprayovým pražením je také označován jako kaustická magnézie. Takové žáruvzdorné dilataci-poskytující materiály mohou být výhodně použity jak podle nároku 1,, tak i podle význaků nároku 2. Žáruvzdorný materiál rovněž na bázi oxidu hořečnatého se zrněním až do 15 mm je podle význaků nároku 4 tvořen slinutou magnézií, tavenou magnézií, systémem magnéziechrom/ko-slíne-k nebo/a magnéziechrom/tavené zrno.

·· »· ·· ·· • ·. · · * · · · • ··· · ·· · • · · · · · · · · • · · · · · · · • · · · ·· ·· • ·

ΙΟ

Jednou, z výhod volně tekoucí licí 'hmoty podle vynálezu je, že může být poskytnuta v kombinaci· jedním nebo několika druhy pojiv. Podle význaků nároku 5 mohou být použita jak různé chemická, hydraulická ale také dočasná pojivá, přičemž licí hmota má ve ztvrdlém stavu fyzikální zkušební hodnoty, které jsou srovnatelné se' zkušebními hodnotami bazické tixotropní licí hmoty.

, i

Žáruvzdorné přísady podle nároku 6 mají- frakci zrn mezi 0,1 a 3 mm a mohou' podle druhu přísady ovlivnit vlastnosti a oblast použití licí hmoty. Použitím žáruvzdorných přísad může být podstatnou měrou zlepšena· tepelně-mechanická odolnost, odolnost proti infiltraci nebo/a odolnost proti změnám teploty licí hmoty.

K řešení, které bylo cílem vynálezu, výrazně přispělo zkoumání povrchově-chemických a reologických vlastností vodných suspenzí oxidu hořečnatého se zrnitostí menší než 45 μιη. Znalost dispergačního mechanismu je' výhodná při. volbě a množství frakcí nebo/a žáruvzdorných přísad a případně při volbě druhu pojiv. Interakce těchto slpžek s jemnozrnnou žáruvzdorného materiálu . na bázi oxidu hořečnatého chromitu může vést k zeslabení, popřípadě k zesílení dilatačních vlastností a volného tečení licí hmoty. Ze skupiny fosforečnanů známých jako chemická pojivá lze vhodně použít pro volně tekoucí bázickou licí hmotu pouze málo fosforečnanů v případě, kdy je jako dispergační činidlo, jak je to. uvedeno v jedné variantě význaků uvedených v nároku.7, použit, určitý typ polyelektrolytu.

Pozitivního ovlivnění dispergačního účinku a dilatačních vlastností bazické volně tekoucí licí hmoty .se podle význaků uvedených v nároku 8 dosáhne- použitím' určitých aminů. Toto ovlivnění dispergačního účinku je pravděpodobně způsobeno adsorpci aminů, jakož i změnou potenciálu zeta částic oxidu hořečnatého v suspenzi. 11 • ·

Přísady použité podle nároku 9 mají rozdílné účinky. Tak například organická vlákna mohou zabránit tvorbě trhlin způsobením vysýcháním licí hmoty při jejím ohřevu. Zlepšení teplotní odolnosti bázické volně tekoucí licí hmoty může být dosaženo použitím ocelových vláken. Omezení infiltrace tavenin kovů a strusky v důsledku kapilárního účinku může být dosaženo přísadou podle vynálezu, - která je například .tvořena zplynitelnými, popřípadě spalitelnými sférickými materiály s průměrem částic 5 až 8 0 μπι.

Bázická volně tekoucí licí hmota je podle význaků uvedených v nároku 10 ná základě jejích vlastností použitelná všude tam, kde až dosub byly používány tixotropní bázické hmoty, t.zn. pro žáruvzdorné monolitické vnitřní obklady •vysoceteplotních agregátů, vnitřních obkladů, ale Žáruvzdorných tvarovaných pro opravy takových bezvibrační výrobu jakými jsou· hotové popřípadě také ' pro produktů, stavební díly (prefabrikáty) , účelové funkční produkty a protipořární lehčené produkty, a kromě toho také pro výrobu nasucho lisovaných nebo dusaných hutných cihel. Jako příklady vysoceteplotních agregátů, které mohou být obloženy žáruvzdornými bázickými licími hmotami podle vynálezu lze v souladu s význaky nároku 10 uvést pánve, reaktory, manipulační nádoby, transportní nádoby, sběrné nádoby, nálevky, pece, konvertory, regenerátory a kanály ocelářského průmyslu, metalurgického průmyslu, průmyslu výroby cementu, vápna a sádry, chemického průmyslu a dalších typů průmyslu.

V následující části popisu bude vynález blíže objasněn pomocí příkladů jeho konkrétního provedení, přičemž tyto příklady mají pouze ilustrační charakter a nikterak neomezují rozsah vynálezu, který je jednoznačně vymezen definicí patentových nároků. Příklady 1 až 3 se vztahují k volně tekoucí licí hmotě různého složení podle význaků uvedených v nároku 2, zatímco příklady 4 a 5 se vztahují k dilatačním licím hmotám podle vynálezu na bázi význaků uvedených v nároku

1.

• · ·· • · · • ·

Příklady provedeníPříklad 1

Dilatační volně tekoucí licí hmota podle vynálezu na bázi magnézie s vazbou fosforečnan/mikrosilika má následující složení:

slinutá magnézie s obsahem 98,5 % MgO a zrnitostí 0,045 až 5 mm tavená magnézie s obsahem 98,3 % MgO a zrnitostí menší než 0,045 mm kaustická' magnézie s obsahem MgO vyšším než 97,0 % hmotn. a zrnitostí menší než 0, 0 4 5 mm fosforečnanové pojivo pojivo na bázi mikrosiliky křemíkový prášek sušina· · multifunkční polyelektrolyt voda záměsový roztok, vztaženo na sušinu licí hmoty

Příklad 2 slinutá magnézie s obsahem 98,5 % MgO a zrnitostí 0,045 až 5 mm tavená magnézie s obsahem 98,3 % MgO a zrnitostí menší než 0,045 mm kaustická magnézie s obsahem MgO vyšším než. 97,0 % hmotn. a zrnitostí menší než

66,0 % hmotn.

15,0 % hmotn.

15,	0	3-	hmotn.
1,	0	O. *0	hmotn.
2,	0	g. Q	hmotn.
1,	0	g. o	hmotn.
100	T	0%	hmotn.
. 0,	7	a • o	hmotn.
7,	8	o. o	hmotn.

8,5 % hmotn..

65,0 % hmotn,

15,0 % hmotn.

0,045 mm			12,0	o O	hmotn.
kalcinovaný	přírodní	oxid hlinitý se
zrnitostí 0,	2 až 6,0	pm	3,0	Q. 0	hmotn.
hlinitanový	cement s	obsahem oxidu hlini-
tého vyšším	než 69 %	hmotn.	5,0	O O	hmotn.

13	• * • · • • β · · ·	» · · · · • · · ♦ · • · · · · • ♦ · · • · · ·« · ·
sušina	100,	0 % hmo t n.
multifunkční polyelektrolyt	0,4	% hmotn.
amin	0,2	% hmotn.
voda	6, 9	% hmotn.
záměsový roztok, vztaženo na sušinu licí hmoty	, 7,5	% hmotn..
Příklad 3
slinutá magnézie s obsahem 98,5 % MgO a zrnitostí 0,045 až 5 mm' transvalský chromit se zrnitostí 0 až	31,0	% hmotn.
1,5 mm	35,0	% hmotn.
tavená magnézie 's obsahem 98,3 % MgO a zrnitostí menší než 0,045 mm kaustická magnézie s obsahem MgO vyšším než 97,0 % hmotn. a zrnitostí menší než	15,0	% hmotn.
0,0 4 5 mm	15, 0	% hmotn.;
fosforečnanové pojivo	2,0	% hmotn.
pojivo na bázi mikrosiliky	2,0	% hmotn.
sušina	100,	3% hmotn.
sodná sůl vicesytných karboxylových kyše-
lin	0,4	% hmotn.
amin	0,3	% hmotn.
voda	7,8	% hmotn.
záměsový roztok, vztaženo na sušinu licí hmoty	. 8,5	% hmotn..

Příklad 4

Dilatační j-emnozrnná licí hmota podle vynálezu na bázi magnézie s mikrosilikovou vazbou má následující složení:

tavená magnézie s obsahem 98,3 % MgO a zrnitosti menší než 0,045 mm

49,8 % hmotn.

·· *· ·· ·· »· · · * » · · * · ·

9 9 99 9 9 9 9 ♦ ♦ »

99 .kaustická magnézie s obsahem MgO vyšším než 97,0 %.hmotn.· a zrnitostí menší než 0,045 mm přírodní organický polymer pojivo na bázi mikrosiloiky sušina multiřunkční polyelektrolyt amin · .

voda ' záměsový roztok, vztaženo na sušinu licí hmoty

47,0	o, O	hmotn.
0,2	o. o	hmotn.
3, 0	o. o	hmotn.
100,0	o, O	hmotn.
1,8	Q. O	hmotn.
0,3	o. 0	hmotn.
23,4	o, o	hmotn.
25,5	O. O	hmotn..

Suché složky licí hmoty podle příkladů 1 až 4 byly nejdříve vysušeny a potom míšeny s uvedeným množstvím záměsového roztoku v míchačce s nuceným míšením po dobu 6 až 15 minut. Volné tečení licí hmoty po uvedeném míšení, jakož i fyzikální zkušební hodnoty vytvrzené a při teplotě 160 °C vysušené a při 900 ^cC, popřípadě 1500°C vypálené licí hmoty jsou uvedeny v následující tabulce 1.

Tabulka 1

Číslo tečení Fo a fyzikální zkušební hodnoty bázických volně tekoucích hmot, jejichž složení je uvedeno v příkladech 1 až 4; RD (hustota surového produktu), OP (otevřená pórozita), KDF (pevnost v tlaku za studená)

0· » * Φ » 0 0 0

00 » · 0

0 0 0

0' 0 0 0 • · 0 0

Příklad	1- Příklad	2 Příklad	3 Příklad 4
Záměsová voda	6, 9 90	7,8 120	23,4 130
(% hmotn.) Fo (%)	. 7,8 105
Po vysušení při teplotě	160X:
RD (g/cm^:)		2,71	2,78	2,84	2,17
OP (% obj . )		17,7	16,8	14,0	28,3
KDF (N/mirh)		34	39	44	32
Po vypálení	při
900 X:
RD (g/cm;)		2,68	2, 75	2,78	2,06
OP (% obj .)		22,1	19,5	23,1	36,8
KDF (N/mm²)		17	23	12	8
Po.vypálení	při
150 0 X:
RD (g/cm^:)		2,82	2, 92	2,94	2,23
OP (% obj.)		18,7	14,3	20, 6	27,4
KDF (N/mm‘)		45	41	27	28

Fyzikální zkušební hodnoty bázických volně tekoucích dilatantních licích hmot podle příkladů 1 až 3, uvedené v tabulce 1, ukazují, že bylo dosaženo úrovně zkušebních hodnot tixotropních licích hmot na· bázi oxidu· hořečnatého se srovnatelným typem vazby. Zvýšení pevnosti licích hmot podle vynálezu je umožněno použitím větších množství pojiv. To však může v mnohých případech negativně ovlivnit chemickou odolnost a pevnost v:tlaku při žáru.

• 0 . 0 • 0 0 0	• « •	•	00 ' 0 0	00 0	•	0
0 0	•	0	0 0	0	0	0
• 0	•	0	0 0	•	0	0
0 0 0 0 0 0 0	• 0		0 0	0 0

Pro bázickou vodnou dilatační licí hmotu podle příkladu 4 neexistuje' žádná obdobná tixotropní licí hmota známá' z dosavadního stavu techniky a mající srovnatelné jemné zrnění.

Stupeň hydratace licí hmoty podle příkladu 4, stanovený při hydratačním testu provedeném při teplotě 60 °C, po dobu 24 hodin a při relativní vzdušné vlhkosti 100 %, činí 21 %.

Příklad 5, jakož i referenční příklady k- příkladům 4 a 5 byly provedeny za účelem ještě lépe popsat’ dosaženou odolnost proti hydrataci materiálů obsahujících oxid horečnatý a dosaženou, schopnost volného tečení srovnáním licích hmot vyrobených za použití'nebo bez použití znaků tohoto vynálezu.

Referenční příklad k’příkladu 4

Jemnozrnná licí hmota na bázi magnézie s mikrosilikovou vazbou má složení:

tavená magnézie s obsahem 98,3 % MgO a zrnitostí menší než 0,045 mm kaustická magnézie s obsahem MgO vyšším než 97,0 % hmotn. a zrnitostí menší než

49,8 % hmotn.

0,045 mm	47,0	O, O	hmotn.
hexametafosforečnan sodný	0,2	o o	hmotn.
pojivo na bázi mikrosiliky .	3,0	O O	hmotn.
sušina	100,0	O. O	hmotn.
oxid boritý	0,9	o. o	hmotn..
voda	34,1	O, O	hmotni
záměsový roztok (nasycený roztok kyseliny
borité), vztaženo na sušinu	35,0	O. O	hmotn.

Číslo tečení Fo = 0, licí hmota volně neteče;

Stupeň hydratace =0,1 % (test byl proveden při teplotě 60 relativní vzdušné-vlhkosti 100 % a po dobu 24 hodin)'.

C,

Vzdor velmi nízkému stupni hydratace nemá tato licí hmota volně tekoucí vlastnosti. .

·· · «· ·* ·· ·· • · · · · « · · · «· » • « 9 9 9 9 9 9 9 · • · «··· · · · · »······ »· ·· 99 99 ' Licí hmota podle vynálezu, popřípadě vysocekoncentrovaná suspenze oxidu horečnatého může být připravena tak, že účinkem dispergačních činidel a pojiv uvedených v nárocích 1 a 2 se obzvláště účinně zpomalí hydratace oxidu hořečnatého. Tato skutečnost je ilustrována pomocí příkladu 5, v rámci kterého se používá velmi jemnozrnná a tudíž hydrataci přístupná kaustická magnézie.

Příklad 5

Dilatační jemnozrnná licí hmota podle vynález na bázi magnézie má následující složení:

kaustická magnézie s obsahem.MgO vyšším

než 97,0 % a zrnitostí menší	než 0,045 mm	94,0	o, □	hmotn.
hydraulické pojivo		6,0	g. o	hmotn.
sušina		100,	0%	hmotn.
multifunkční polyelektrolyt		2,0	o. o	hmotn.
dispergační prostředek		1,0	o, o	hmotn.
voda	-	35,0	g. 0	hmotn.
záměnový roztok, vztaženo na	sušinu licí
hmoty		38,0	o, 5	hmotn..

Číslo tečení Fo = 120 %;

stupeň- hydratace = 5 % ·' (test byl proveden při teplotě 60 ° C, relativní vzdušné vlhkosti' 100 % a po dobu 24 hodin) .

Referenční příklad k příkladu 5

Jemnozrnná licí hmota na bázi magnézie má následující složení:

kaustická magnézie s obsahem MgO vyšším

než 97,0 % a zrnitostí menší než 0,045 mm	94,0	O, o	hmotn.
hydraulické pojivo	6,0	O. O	hmotn.
sušina	100,0	g. 0	hmotn.
hexametafosforečnan sodný	0,2	g. *0	hmotn.
oxid boritý	i,3	o, o	hmotn.
voda .	50,0	o, Ό	hmotn.

• 4 4 4

4 4 1 • · · · «· «· ► e « · » « ♦ · záměsový roztok (nasycený roztok kyseliny borité s hexametafosforečnanem sodným), vztaženo na sušinu 51,5 % hmotn..

Číslo tečení Fo = 0; licí hmota volně neteče; Ί stupeň hydratace = 31 % ‘ (test byl proveden při teplotě 60 relativní vzdušné vlhkosti 100 % a po dobu 24 hodin).

C,.

Z referenčních příkladů vyplývá, že' použití činidla působícího proti hvdrataci oxidu horečnatého a známého z dosavadního stavu techniky, t.j. nasyceného roztoku kyseliny borité, jakož i dispergačního činidla tvořeného hexametafosforečnanem' sodným sice omezuje hydrataci oxidu hořečnatého, avšak rezultující bázická licí hmota volně neteče vzdor velmi vysokému množství záměsové vody. Ve výše uvedených referenčních příkladech byly použity dilataci a tím i volné tečení poskytující materiály na bázi oxidu hořečnatého, avšak nebyly zde použity dispergační činidla podle vynálezu.

Z referenčního příkladu 5 je zřejmé, že jemnozrnná kaustická magnézie není nasyceným roztokem kyseliny borité tak účinně chráněna proti hydrataci, jako. je tomu v samotném příkladu 5. Kromě toho působí kyselina boritá, jak je to ostatně známo, jako antihydratační činidlo pro magnézii již od koncentrace 0,05 % negativně na pevnost licí hmoty.

Pro srovnání lze uvést, že stupeií hydratace velmi jemnozrnné kaustické magnézie ve vodě bez dispergačního činidla a pojivá, stanovený při teplotě 60 °C, relativní vzdušné vlkosti 100 % a po dobu 24 hodin, činil 85 %.

Na obr.l jsou zobrazeny vzestupné a sestupné křivky tečení (vyznačeno šipkou) dilatačních vodných suspenzí na bázi oxidu hořečnatého se srnitostí menší než 45 gm s dvěma rozdílnými obsahy oxidu hořečnatého 75 %, popřípadě 78 %. Složení záměsového roztoku odpovídá složení podle příkladu 4. Stanovení křivky tečení se provádí za použití, měřícího systému kužel/deska. „ _

Claims

1. Žáruvzdorná bázická volně tekoucí licí hmota, popřípadě vysocekoncentrovaná vodná suspenze- na bázi MgO nebo/a chromitu, v y z n a č e n ,á t í m, že má následující složení:

a) 76,0 až 100 % hmotn., výhodně ,80,0 až 98,5 % hmotn. žáruvzdorného dilataci-poskytujícího materiálu na bází MgO nebo/a chromitu se zrnitostí mezi 0,1 a 45,0 μιη, výhodně se zrnitostí menší než 25,0 μιη,

b) 0,1 až 4,0 % hmotn. jednoho nebo několika dilataciposkytuj ících dispergačních činidel a smáčedel, s přísadou 20 až 35 % hmotn., výhodně 21 až 26 % hmotnosti záměsové vody, vztaženo ná pevný pódii hmoty,

c) případně 0,1 až 15,0 % hmotn. jednoho nebo několika pojiv, '

d) případně až 6,5 % hmotn. jedné nebo několika žáruvzdorných přísad na bázi oxidu hlinitéhom oxidu chromitého, oxidu zirkoničitého, oxidu titaničitého, karbidu křemíku, práškového kovu a uhlíkového nosiče se zrnitostí menší než 3 mm,

e) případně 0,05 až 2,5 % hmotn. jedné nebo několika přísad zabraňujících tvorbě trhlin vzniklých sušením při ohřevu, popřípadě přísad pro zlepšení'odolnosti proti změnám . teploty, jakož- i pro zabránění infiltraci taveniny kovu nebo/a strusky, a že má po přidání záměsové vody a po promísení číslo tečení alespoň rovné 80 %.

2. Žáruvzdorná bázická volně tekoucí licí hmota na bázi oxidu horečnatého -nebo/a chromitu, vyznačená tím, žerná následující složení:

·· t ·· ·· ·· ·«

4 4 44 4 4 9 9 9 9 4 4

9 9 9 4 4 4 4 4 4 4

9 · 4 4 4 4 4 4 4 4 4 ·

4 · · 9 4 4 4 4 4 4 • 444 449 ·· ·· ·· ··

a) 35,0 až 85,0 % hmotn., výhodně 55,0 až 75,0 % hmotn. žáruvzdorného materiálu na bázi MgO. nebo/a chromitu se zrnitostí mezi 0,045 a 15,0 mra,

b) 15,0 až 50,0' % hmotn., výhodně 25,0 až 42,0 % hmotn. žáruvdorného materiálu na bázi· MgO nebo/a chromitu se zrnitostí mezi 0,1 a 45,0 μιη výhodně se zrnitostí·menší než 2 5,0 μπι,

c) 0,1 až 4,0 % hmotn. jednoho nebo několika dilataciposkytujících dispergačních činidel a smáčedel, s přísadou 5 až 10 %·hmotn. záměsové vody, vztaženo na pevný . podíl hmoty,

d) · 0,1 až 15,0 % hmotn., výhodně 1,0 až 10,0 % hmotn., jednoho nebo několika pojiv,

e) případně<až 6,5 % hmotn. jedné nebo několika žáruvzdorných přísad na bázi oxidu hlinitého, oxidu chromitého, oxidu zirkoničitého, oxidu titaničitého, karbidu křemíku, práškového kovu a uhlíkového nosiče se- zrnitostí menší než 3 mm,

f) případně 0,05 až 2,5 % hmotn. jedné nebo několika přísad zabraňujících tvorbě trhlin- vzniklých sušením při ohřevu, popřípadě přísad pro zlepšení odolnosti proti změnám teploty, jakož i pro zabránění infiltraci taveniny kovu nebo/a strusky, a že má po přidání záměsové vody a po promísení číslo tečení alespoň rovné 80 %. 3. Licí hmota, popřípadě vysocekoncentrováná vodná suspenze podle nároku 1 nebo 2, v y. z n a č e n á t í m, že použitá dispergační činidla a pojivá mají -výraznou schopnost inhibovat hydrataci oxidu mořečnatého.

4. Licí hmota podle nároku 1 nebo 2, vyznačená tím, že žáruvzdorný dilataci poskytující materiál na bázi oxidu horečnatého je tvořen slinutou magnézií, tavenou magnézií nebo/a kaustickou magnézií, přičemž žáruvzdorný materiál rovněž na bázi oxidu ...horečnatého 'je tvořen slinutou.

magnézií, tavenou magnézií, systémem magnéziachrom/ko-slínek nebo/a magnéziachrom/tevené zrno.

• Φ · φφ ·· φφ φφ φ · φφ · φ φ · · φ · · • * φφφφ φ φφφ

9 Φ ·' Φ ΦΦ ΦΦΦ ΦΦ Φ φ Φ «ΦΦΦ ΦΦΦΦ • ΦΦΦ ΦΦΦ Φ» ·· Φ· ·Φ

5. Licí hmota podle nároku 1 nebo 2, vyznačená t,; i m, že se jedno nebo několik pojiv zvolí' z množiny zahrnující fosforečnan, síran, mikrosiliku, vodní sklo, hlinitanový cement, jíl, sloučeninu boru nebo/a dočasné pojivo.

6. Licí hmota podle nároku 1 nebo 2, . vyznačená tím, že žáruvzdorná přísada je tvořena kalcinovaným přírodním oxidem hlinitým, taveným' korundem, MA-spinelem, chromovou zelení, baddeleyitem, oxidem titaničitým, karbidem křemíku, práškovým hořčíkem, práškovým křemíkem, práškovým hliníkem, práškovým železem, řerochromovým práškem, sazemi nebo/a grafitem, přičemž tyto žáruvzdorné přísady mají zrnitost 'mezi 0,1 μπι a 3 mm.

7. Liči hmota podle nároku 1 nebo 2, vyzná- čená tím, že dispergačním činidlem a . smáčedlem je multifunkční polyelektrolyt nebo sůl vícesytných karboxylových kyselin.

8. Licí hmota podle nároku 1 nebo 2, vyznačená tím, že dispergačním činidlem je,,amin, který obsahuje jeden nebo několik dusíkových substituentů z množiny'zahrnující -CHOŘ, -H,. -CH_;, -C.H₅ a -C (CH,) .CH.OH, ve kterých R = H, popřípadě R = C₂H₄.

9. Licí hmota podle nároku 1 nebo 2, vyznačená' tím, že přísada je tvořená organickými vlákny nebo/a ocelovými vlákny nebo/a sférickými zplyňujícími, popřípadě spalitelnými materiály, . přičemž' posledně ' uvedené materiály mají průměr asi- 5 až 80 μπι.

10. Licí hmota podle některého z nároků 1 až 8, vyznačená t i m, že je použitelná pro žáruvzdorné monolitické vnitřní obklady vysoceteplotních agregátů, popřípadě pro • · • · » · » • « · ♦

• · · φ ·· ·· opravy takových . vnitřních obkladů, ale také pro výrobu žáruvzdorných tvarovaných produktů, jakými jsou hotové stavební díly, účelové funkční produkty a protipořární lehčené produkty, a kromě toho také pro výrobu nasucho lisovaných nebo dusaných hutných cihel, přičemž jako vysocetep-lotní agregáty přichází v úvahu pánve, reaktory, manipulační nádoby, transportní nádoby, sběrné nádoby, nálevky, pece, konvertory, regenerátory a kanály ocelářského průmyslu, metalurgického průmyslu, průmyslu výroby cementu, vápna a sádry, chemického průmyslu a dalších typů průmyslu.