CZ2013188A3 - Způsob povrchového ošetření kameniva pro zvýšení odolnosti žárobetonů vůči působení uhlíku vyloučeného ve střepu - Google Patents

Abstract

Popisuje se způsob povrchového ošetření kameniva pro žárobetony vápenným mlékem připraveným s použitím vápna, dolomitického vápna nebo polopáleného dolomitického (směs MgO a CaCO.sub.3.n.) vápna. Následnou kalcinací při teplotě nejméně 1100 .degree.C pod dobu maximálně 2 hodin se na povrchu zrna kameniva vytvoří vrstva tvrdě páleného vápna, pod kterou se nachází mezivrstva, jejíž složení a síla závisí na složení kameniva, vápna použitého k přípravě vápenného mléka, teplotě a čase kalcinace. Kamenivo ošetřené způsobem podle vynálezu má v závislosti na chemické povaze a síle vytvořené vrstvy zvýšenou odolnost vůči působení ve střepu vyloučenému uhlíku a eutektických tavenin železa a je využitelné pro přípravu netvarových žárovzdorných staviv a jejich směsí, torkretovacích směsí, správkových směsí, malt, tmelů a žáromonolitů.

Description

Způsob povrchového ošetření kameniva pro zvýšení odolnosti žárobetonů vůči působení uhlíku vyloučeného ve střepu

Oblast techniky

Vynález se týká povrchového ošetření kameniva vůči uhlíku vyloučenému ve střepu vápenným mlékem a kalcinací vůči uhlíku vyloučenému ve střepu vedoucímu ke zvýšení korozní odolnosti žárobetonů používaných pro vyzdívání monolitických vyzdívek tepelných agregátů a jejich životnosti,

Dosavadní stav techniky

Je známo, že žárovzdomý materiál vyrobený za použití nestejného obsahu oxidu hlinitého v ostřivu a pojivu, vykazuje zhoršené žárovzdomé vlastnosti. Obvykle je fází s vyšším obsahem oxidu hlinitého ostřivo a nižší obsah AI2O3 v pojivu zhoršuje reologické chování materiálu v žáru a snižuje jeho odolnost vůči korozi taveninami a plyny. O technologii keramiky souborně pojednává publikace [a], kde jsou mimo jiné zevrubně popsány vlastnosti a použití netvářových žárovzdomých materiálů.

V důsledku rovnováhy Boudouardovy reakce, které odpovídá teplota 720 °C, se pod touto teplotou v materiálu vylučuje uhlík:

CO (g) C(s) + CO₂(g)

Uhlík se v materiálu vyzdívky vylučuje ze spalin v důsledku ustavení rovnováhy Boudouardovy-Bellovy reakce a umožňuje tak vznik nízkotavitelných eutektických tavenin za redukčních podmínek. Důsledkem rozdílu v koeficientech tepelné vodivosti zrna a ostřiva je přednostní vylučování uhlíku na rozhraní zrno ostřiva (kameniva) - pojivová fáze vznikající výpalem původně hydraulické vazby.

Redukcí sloučenin železa oxidem uhelnatým anebo uhlíkem vyloučeným pod teplotou rovnováhy Boudouardovy reakce vznikají eutektické taveniny o nízké teplotě tání, které ’ ♦ ί - : : « 1 » 5 j ·> * · ' ’ < : t * ί ι * t « « ' s · » ·»»* « < ί C · »

9·« značně snižují tepelnou i chemickou odolnost žárovzdomého vyložení a ohrožují jeho stabilitu.

Reference [a] V. Hanykýř, J. Kutzendorfer, Technologie keramiky, Druhé upravené vydání, vydala: Vega s.r.o., 2002. ISBN: 80-900860-6-3.

Podstata vynálezu

Problém odolnosti žáruvzdorných materiálů používaných pro vyzdívání monolitických vyzdívek tepelných agregátů vůči působení ve střepu vyloučenému uhlíku řeší způsob povrchové úpravy kameniva, např. bauxitu, šamotu, lupku, apod. podle vynálezu.

Způsob povrchového ošetření kameniva podle vynálezu spočívá v tom, že kamenivo se ošetří vápenným mlékem připraveným z páleného, dolomitického (směs MgO a CaCCh) nebo polopáleného vápna a následně se provede kalcinace při teplotě nejméně 1100 °C po dobu maximálně 2 hodin.

Ošetření kameniva vápenným mlékem se výhodně provede skrápěním suspenzí vápenného mléka nebo vypráním kameniva v suspenzi vápenného mléka.

Předmětem vynálezu je také použití kameniva s tímto povrchovým ošetřením pro přípravu netvářových žáruvzdorných staví v a jejich směsí, torkretovacích směsí, správkových směsí, malt, tmelů a žáromonolitů.

Na povrchu zrna kameniva se ošetřením podle vynálezu vytvoří vrstva tvrdě páleného vápna, pod kterou se nachází mezivrstva, jejíž složení a síla závisí na složení kameniva, vápna použitého k přípravě vápenného mléka, teplotě a době kalcinace nebo se vytvoří na vápník či hořčík bohaté povrchové vrstvy vznikající reakcí ostřiva s oxidem vápenatým nebo hořečnatým. Nezbytný čas výpalu závisí na teplotě, řádově se však pohybuje v desítkách minut, maximálně 2 h. Delší čas tepelného zpracování by pouze navyšoval energetickou náročnost procesu.

Ά/

Zmo kameniva ošetřené způsobem podle vynálezu má zvýšenou odolnost vůči působení ve střepu vyloučeného uhlíku působením eutektických tavenin železa za redukčních podmínek. Zároveň se ~20 % zvyšuje úhel smáčení takto upraveného povrchu ostřiva eutektickými taveninami v systému S1O2 - AI2O3 - Fe2C>3, což taktéž přispívá k celkovému zvýšení odolnosti kameniva. Uhlík, který se v důsledku rovnováhy Boudouardovy reakce usadí ve vrstvě tvrdě páleného vápna na povrchu upraveného kameniva, nikoli na rozhraní zrna ostřiva a pojivové fáze, dále snižuje jeho smáčení taveninami (např. roztavenou struskou), korozní odolnost materiálu se tak výrazně zvyšuje. Při použití materiálu v aplikacích, kde by mohl přicházet do kontaktu s roztavenými struskami je proto vhodné ošetřit povrch ostřiva silnější vrstvou a použít vyšší teploty kalcinace. Úprava kameniva, zvyšující jeho odolnost vůči ve střepu vyloučenému uhlíku, zvyšuje životnost a zlepšuje korozní odolnost žárobetonových monolitů.

Podstata vynálezu je dále vysvětlena pomocí příkladů provedení, které však žádným způsobem neomezují jiná možná provedení v rozsahu patentových nároků.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1:

Úprava povrchu bauxitového ostřiva vápenným mlékem.

Povrch bauxitového kameniva se skropí suspenzí vápenného mléka, vysuší a kalcinuje při teplotě > 1200 °C po dobu 30 min. Tepelným zpracováním se na povrchu kameniva vytvoří vrstva tvrdě páleného vápna a mezivrstva tvořená kalciumalumináty, která kamenivu v žárobetonu udílí vyšší odolnosti vůči působení eutektických tavenin železa za redukčních podmínek.

* < « » r l < » « t i » <

Příklad 2:

Úprava povrchu šamotového ostřiva vápenným mlékem dolomitického vápna.

Povrch šamotového kameniva se vypere v suspenzi vápenného mléka dolomitického vápna, vysuší a kalcinuje při teplotě > 1200 °C po dobu 60 min. Tepelným zpracováním se na povrchu kameniva vytvoří vrstva tvrdě páleného vápna a mezivrstva o složení blízkém anortitu, která kamenivu vžárobetonu udílí vyšší odolnosti vůči působení eutektických tavenin železa za redukčních podmínek.

Příklad 3:

Úprava povrchu šamotového ostřiva vápenným mlékem polopáleného dolomitického vápna.

Povrch šamotového kameniva se skropí suspenzí vápenného mléka polopáleného dolomitického vápna, vysuší a kalcinuje při teplotě > 1200 °C po dobu 30 min. Tepelným zpracováním se na povrchu kameniva vytvoří vrstva tvrdě páleného vápna a mezivrstva o složení blízkém anortitu, která kamenivu v žárobetonu udílí vyšší odolnosti vůči působení eutektických tavenin železa za redukčních podmínek.

Průmyslová využitelnost

Kamenivo ošetřené způsobem podle vynálezu je možné využít pro přípravu netvářových žáruvzdorných staviv a jejich směsí, torkretovacích směsí, správkových směsí, malt, tmelů a žáromonolitů. Zvyšuje odolnost a prodlužuje životnost žáruvzdorných vyzdívek tepelných agregátů otápěných s použitím tuhých, kapalných nebo pevných paliv.

i t · t < · « « «

'5+5/ ? · » ♦ ? í • i i i » « · · 4

Upravené patentové nároky l

Claims (3)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob povrchového ošetření kameniva, vyznačující se tím, že kamenivo se ošetří vápenným mlékem připraveným z páleného, dolomitického nebo polopáleného vápna a následně se provede kalcinace takto ošetřeného kameniva při teplotě nejméně 1100 °C po dobu maximálně 2 hodin.
2. 2. Způsob povrchového ošetření kameniva podle nároku 1, vyznačující se tím, že ošetření kameniva vápenným mlékem se provede skrápěním suspenzí vápenného mléka nebo vypráním kameniva v suspenzi vápenného mléka.
3. 3. Použití kameniva ošetřeného způsobem podle nároků 1 až 2 pro přípravu netvářových žáruvzdorných staviv a jejich směsí, torkretovacích směsí, správkových směsí, malt, tmelů a žáromonolitů.