CZ294161B6 - Prášková směs chemických látek určená k vytváření žáruvzdorné kompozice - Google Patents
Prášková směs chemických látek určená k vytváření žáruvzdorné kompozice Download PDFInfo
- Publication number
- CZ294161B6 CZ294161B6 CZ19962786A CZ278696A CZ294161B6 CZ 294161 B6 CZ294161 B6 CZ 294161B6 CZ 19962786 A CZ19962786 A CZ 19962786A CZ 278696 A CZ278696 A CZ 278696A CZ 294161 B6 CZ294161 B6 CZ 294161B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- refractory
- particles
- batch
- powder mixture
- weight
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 100
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 60
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 18
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims abstract description 17
- 150000004972 metal peroxides Chemical class 0.000 claims abstract description 13
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000004343 Calcium peroxide Substances 0.000 claims abstract description 8
- LHJQIRIGXXHNLA-UHFFFAOYSA-N calcium peroxide Chemical compound [Ca+2].[O-][O-] LHJQIRIGXXHNLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 235000019402 calcium peroxide Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 6
- SPAGIJMPHSUYSE-UHFFFAOYSA-N Magnesium peroxide Chemical compound [Mg+2].[O-][O-] SPAGIJMPHSUYSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229960004995 magnesium peroxide Drugs 0.000 claims abstract description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 16
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 9
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 8
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 6
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 5
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 4
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 2
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 2
- 239000013528 metallic particle Substances 0.000 claims 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 abstract 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 22
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 6
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 5
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 4
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002585 base Substances 0.000 description 3
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 2
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 2
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 2
- -1 silica Chemical compound 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 4-[4-(4-methoxyphenyl)piperazin-1-yl]aniline Chemical compound C1=CC(OC)=CC=C1N1CCN(C=2C=CC(N)=CC=2)CC1 VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004762 CaSiO Inorganic materials 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004116 SrO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- NWXHSRDXUJENGJ-UHFFFAOYSA-N calcium;magnesium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Mg+2].[Ca+2].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O NWXHSRDXUJENGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 239000007857 degradation product Substances 0.000 description 1
- 229910052637 diopside Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052914 metal silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000005049 silicon tetrachloride Substances 0.000 description 1
- 239000011856 silicon-based particle Substances 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/44—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/64—Burning or sintering processes
- C04B35/65—Reaction sintering of free metal- or free silicon-containing compositions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
- F27D1/16—Making or repairing linings ; Increasing the durability of linings; Breaking away linings
- F27D1/1636—Repairing linings by projecting or spraying refractory materials on the lining
- F27D1/1642—Repairing linings by projecting or spraying refractory materials on the lining using a gunning apparatus
- F27D1/1647—Repairing linings by projecting or spraying refractory materials on the lining using a gunning apparatus the projected materials being partly melted, e.g. by exothermic reactions of metals (Al, Si) with oxygen
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Fireproofing Substances (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Prášková směs chemických látek pro vytvoření žáruvzdorné kompozice obsahuje šarži žáruvzdorných částicŹ kovových částic a částic obsahujících peroxid kovuŹ přičemž částice obsahující kovový peroxid mají obsah peroxidu vápníku maximálně @Q @ hmotnostníchŹ obsah peroxidu hořčíku maximálně @@ @ hmotnostních@ Dále je popsán způsob přípravy kompozice z této práškové směsiŹ kde se zpočátku vytvářejí žáruvzdorné oxidy různých kovů oxidačními a@nebo rozkladnými reakcemi práškové směsi uvedených počátečních chemických látek a následně se vytváří směsný žáruvzdorný oxid reakcí mezi alespoň Q@ @ hmotn@ vznikajících žáruvzdorných oxidů@ Dále je popsán způsob nanášení práškové směsi chemických látek na stěnu postupemŹ při němž se vytváří žáruvzdorné obloženíŕ
Description
Oblast techniky
Vynález se týká směsi chemických látek určené k vytváření žáruvzdorné kompozice, která je ve formě bloků nebo kusů nebo zejména prášků. Vytvářejí se z ní žáruvzdorné obklady. Směs obsahuje šarži žáruvzdorných částic, kovových částic a částic obsahujících kovový peroxid.
Jedná se zejména o směs obsahující inertní žáruvzdorné částice a chemické látky, které tvoří oxidací nebo exotermickým rozkladem směsný oxid, jenž vytváří pojivou fázi pro šarži žáruvzdorných částic.
Dosavadní stav techniky
V belgickém patentovém spise BE 871 496 se uvádí, že při výrobě žáruvzdorných materiálů lze použít oxidů prvků, jako jsou kovy, a oxidačních sloučenin, zejména kovových peroxidů o velikost částic 50 až 300 mikrometrů (mikronů).
Také v britském patentovém spise GB 2 213 812, pojednávajícím o stejném předmětu, se používají oxidovadla o průměrné velikost částic do 200 mikrometrů a o maximální změní do 500 mikrometrů, jako jsou vyšší oxidy, dusičnany, perhalogenany nebo peroxidy. Takové peroxidy jsou rovněž citovány v německém patentovém spise DE 4 221 480 jako látky schopné se rozkládat.
Dále v mezinárodní přihlášce vynálezu WO 92/19566 o stejném názvu jako tato podávaná přihláška vynálezu se popisuje směs obsahující peroxidy, jež umožňují tvorbu žáruvzdorných směsných oxidů, které tvoří pojivou fázi pro žáruvzdorné částice.
Jedním z hlavních cílů předkládaného vynálezu je navrhnout směs chemických látek shora uvedeného typu, jež by bylo možno bezpečně používat ve větším měřítku vzhledem ke známým směsím chemických látek.
Zavedení redukovadel, např. kovových prvků, a okysličovadel, jako jsou peroxidy, může ve skutečnosti vyvolávat problémy stability a také ovládání reakcí v různých stadiích přípravy uvedené žáruvzdorné kompozice.
Tudíž již při přípravě směsi kovových částic a částic obsahujících kovový peroxid, které tvoří redukovadla a oxidovadla, může celková směs spustit prudkou katalytickou reakci, čemuž je třeba zabránit.
Po uvedení práškové směsi do suspenze v nosném plynu, používaném k rozprašování, mohou při příliš vysokých rychlostech dopravy směsi nastávat podmínky pro nekontrolavatelný rozklad a dokonce explozi.
Konečně při rozprašování existuje riziko vzniku protiproudu z prostoru spalování směrem ke zdroji paliva.
Podstata vynálezu
Směs chemických látek podle vynálezu se vyznačuje tím, že částice obsahující kovový peroxid mají obsah peroxidu vápníku maximálně 75 % hmotnostních, s výhodou do 65 % hmotnostních, a peroxidu hořčíku maximálně 30 % hmotnostních.
-1 CZ 294161 B6
Předmětem vynálezu je ještě způsob přípravy žáruvzdorné kompozice zpracováním uvedené směsi. Při tomto postupu se vytvoří v prvním stupni oxidačními a/nebo rozkladnými reakcemi výchozí chemické látky, tj. žáruvzdorné oxidy různých kovů v požadovaných poměrech, v dru5 hém stupni se pak reakcí alespoň 50 % hmotnostních těchto takto vzniklých žáruvzdorných oxidů vytvoří žáruvzdorný směsný oxid, který je termodynamicky stálý za podmínek existujících při této reakci, přičemž vlastnost a množství reagujících chemických sloučenin se volí tak, aby shora uvedené reakce byly exotermní a vedly k tvorbě směsného oxidu v roztaveném stavu.
ío Předmětem vynálezu je také způsob aplikace shora uvedené směsi chemických látek na stěnu za vzniku žáruvzdorného obložení. Tento postup je charakterizován tím, že se směs chemických látek rozprašuje na stěnu za přívod této směsi a žáruvzdorné kompozice, což se provádí při vyšší teplotě než je teplota tavení směsného oxidu, avšak při nižší teplotě než je teplota tavení šarže, kterou obsahuje.
Další podrobnosti a zvláštnosti vynálezu vyplynou z následujícího popisu, z příkladů provedení, jež vynález nikterak neomezují, a z některých forem zvláštních provedení vynálezu, mimo jiné s odvoláním na připojený výkres.
Vynález se zakládá mimo jiné na zjištění, že hmotnostní poměr mezi redukovadly a oxidovadly, stav jejich rozmělnění, jako je velikost částic, měrný povrch homogennost rozmístění uvedených činidel ve směsi, způsob pneumatické dopravy jakož i koncentrace částic v nosném plynu, netvoří soubor veškerých parametrů dostačujících k bezpečnému ovládání aplikovaného postupu rozprašování a zejména bezpečnost pracovníků během tohoto rozprašování.
Ve skutečnosti bylo s překvapením zjištěno během pokusného rozprašování, že aktivita oxidovadla, o čemž v existující literatuře až dosud nebyla uvedena žádná zmínka, zejména ve shora citovaných patentových spisech, má hlavní vliv na bezpečnost manipulace s práškovou směsí, používanou k vytváření obložení rozprašováním za horka.
Z tohoto hlediska bylo konstatováno, že pro stejnou velikost částic je daná aktivita oxidovadla funkcí jeho obsahu v částicích, jejich část tvoří, a kromě toho hodnota maximálně přípustného tohoto obsahuje sama o sobě také funkcí povahy oxidovadla.
Podle vynálezu bylo možno stanovit, že směs chemických látek určená k vytváření žáruvzdorné kompozice, obsahující šarži žáruvzdorných částic, kovových částic a částic s obsahem peroxidu vápníku maximálně 75 % hmotnostních, s výhodou do 65 % hmotnostních, peroxidu hořčíku maximálně 30 % hmotnostních, zcela uspokojuje z hlediska bezpečnosti a umožňuje úplnou kontrolu postupu pro vytváření žáruvzdorné kompozice s vlastnostmi požadovanými pro za40 mýšlenou aplikaci.
Bylo konstatováno, že tato kompozice má výborné vlastnosti jak z hlediska žáruvzdornosti, tak také z hlediska mechanického, jako je odolnost proti opotřebení a adheze na povrchy určené k pokrytí, je-li kompozice ve formě vyzdívky.
Směs chemických látek podle tohoto vynálezu obsahuje s výhodou částice alespoň jednoho z následujících kovů Al, Si, Mg, Fe, Cr, Ca, Ba, Sr, Zr, Ti a Be, a to v různé formě anebo ve formě slitin realizovatelných technicky z těchto kovů, zatímco žáruvzdorná šarže v této směsi obsahuje alespoň jeden z oxidů, karbidů a/nebo nitridů těchto kovů Si, Al, Zr, Ca, Mg, Ti a Cr, 50 zejména ve formě některé z jejich mineralogických odrůd a/nebo ve směsných formách, jako jsou oxy-nitridy, oxy-karbidy a korbo-nitridy. Tato směs obsahuje rovněž jednu nebo dvě sloučeniny, jako jsou peroxidy, chloridy a/nebo karbidy, které exotermní oxidační reakcí a/nebo rozkladem tvoří žáruvzdorné oxidy. Oxidy se mohou kombinovat v jejich roztaveném stavu, čímž vznikají směsné oxidy, jak jsou definované v mezinárodní přihlášce vynálezu WO 92/19566, jež 55 se potom po ukončení reakce krystalizují. Uvedenými chloridy a karbidy mohou být chlorid
-2CZ 294161 B6 hlinitý, chlorid křemičitý, karbid hliníku a karbid křemíku. V širším smyslu se může jednat o všechny ostatní sole uvedených kovů, jež jsou nestálé při teplotě, při níž se směs chemických látek přivádí k vytváření žáruvzdorné kompozice.
V žáruvzdorné šarži mohou být oxidy, karbidy a nitridy uvedených kovů v různých mineralogických odrůdách, jako jsou např. trídymit, kristobalit a křemenné sklo, jako oxid křemičitý, nebo ještě ve směsných formách, jako jsou oxy-nitridy, oxy-karbidy, karbo-nitridy atd. uvedených kovů, jež vykazují zajímavé žáruvzdorné vlastnosti.
Obsah žáruvzdorné šarže v práškové směsi podle vynálezu je obecně v rozsahu do 90 % hmotnostních vztaženo na směs.
Podle jednoho výhodného provedení vynálezu je obsah žáruvzdorné šarže ve směsi 20 až 85 % hmotnostních, s výhodou 50 až 85 % hmotnostních, celkové směsi, zatímco v ní obsažené částice mají střední průměr 200 až 800 mikrometrů s maximálním průměrem 1 mm. Rozdělení šarže podle velikosti částic se blíží hodnotám podle Andreasenova zákona.
Pokud se jedná o uvedené kovové částice, mají s výhodou velikost částic 10 až 30 mikrometrů, zatímco velikost částic obsahujících peroxid je výhodně 5 až 30 mikrometrů.
Bylo zjištěno, že se dobré výsledky získají, volí-li se v uvedené směsi poměr různých složek tak aby vznikala žáruvzdorná kompozice obsahující šarži žáruvzdorných částic ponořených do pojivé fáze, jež má teplotu tavení nižší než je u této šarže a obsahuje nejméně 20 % hmotnostních, s výhodou více než 50 % hmotnostních, alespoň jednoho směsného žáruvzdorného oxidu alespoň dvou různých kovů.
V rámci tohoto vynálezu je třeba pod směsným oxidem rozumět krystalickou chemickou sloučeninu vytvořenou alespoň ze dvou oxidů různých kovů.
Podle vynálezu lze při rozvážném výběru pojivé fáze, která je obecně v podstatě tvořena jedním nebo několika dobře definovanými směsnými oxidy, získávat velmi různé žáruvzdorné kompozice, jež umožňují velmi rozmanité aplikace.
Ve skutečnosti lze na základě četných binárních a temámích diagramů existujících ve vědecké literatuře, připravovat četné žáruvzdorné směsné oxidy, a to binární, temámí atd., termodynamicky stálé při teplotě požadované aplikace, jež jsou rezistentní při teplotních, chemických a mechanických podmínkách požadovaných pro zamýšlenou aplikaci.
Volbou povahy a počtu žáruvzdorných oxidů tvořících šarži lze tudíž syntetizovat velký počet nových žáruvzdorných kompozic podle vynálezu.
Proporcí a velikostí částic šarže stejně jako její povahou se podmiňují vlastnosti získávaných žáruvzdorných hmot, zejména při tom mají význam tepelné absorbenty, což umožňuje regulovat kinetiku chemických reakcí. Při přípravě žáruvzdorné kompozice podle vynálezu se v prvním stupni vytvoří in šitu žáruvzdorné oxidy oxidací a/nebo rozkladem alespoň dvou různých výchozích chemických látek, jež se volí tak a v takových poměrech, aby v druhém stupni mohl reakcí mezi vzniklými velmi aktivními žáruvzdornými oxidy vzniknout směsný žáruvzdorný oxid termodynamicky stálý za podmínek této reakce.
Vlastnost a množství reagujících chemických látek jsou takové, aby jejich oxidační a syntézní reakce byly exotermní a vedly k roztavení vznikajícího směsného oxidu, který takto po ochlazení a krystalizací tvoří pojivou fázi získané žáruvzdorné kompozice.
Pro syntézu směsného žáruvzdorného oxidu lze tudíž používat všechny chemické látky, jež po oxidaci a/nebo rozkladu vedou k tvorbě žáruvzdorného oxidu.
-3 i
V jistých zvláštních případech lze látky vytvářející v prvním stupni žáruvzdorné oxidy, nahradit jednou nebo několika kovovými sloučeninami v kapalném nebo plynném stavu.
Hmotnostní rozdělení prášků používaných pro tvorbu žáruvzdorné kompozice podle vynálezu má být takové, aby přednostně vznikal požadovaný směsný oxid. Zkušeností se ukázalo, že hmotnostní poměr oxidů vzniklých v prvních reakcích rozkladu a/nebo oxidace má být s výhodou 0,5 až 2násobek stechiometrického poměru syntetizovaného směsného oxidu. Během tvorby žáruvzdorných oxidů se teplota reakce udržuje s výhodou o 50 až 200 °C vyšší než je teplota tavení syntetizovaného směsného oxidu.
Ovládání reakční teploty, závislé na celkové energetické bilanci postupných reakcí, lze dosáhnout vhodným poměrem mezi reagujícími látkami v šarži. Tento poměr se může značně měnit podle povahy, granulometrického rozdělení šarže (velikost částic) a okolních tepelných podmínek, podle aplikace a podmínek při uskutečňování postupu: stejnou sloučeninu lze tudíž syntetizovat za specifických podmínek nebo za zvýšené teploty pokud se týče výroby kusové formy nebo opravy funkčních struktur, to je stěn pecí při poměrně zvýšených teplotách.
Vzhledem k tomu, že maximální obsah peroxidu v částicích odpovídajících směsi podle vynálezu je omezen, je třeba k usnadnění rozprašování této směsi a aby se zajistila stechiometrie směsného oxidu upravit obsah kyslíku v používaném nosném plynu podle množství vznikajícího kyslíku, který se může dodávat rozkladem peroxidu kovového prvku M podle reakce MO2 —> MO + O.
Částice obsahující peroxid, používané ve směsi podle vynálezu, obsahují kromě peroxidu obvykle oxid báze používané pro tvorbu v úvahu přicházejícího peroxidu, jakož i sloučeniny vzniklé rozkladem, jako je hydroxid a uhličitan kovu z peroxidu.
Podle výběru složek směsi a jejich vzájemného poměru obsahuje žáruvzdorná kompozice, získávaná z této směsi, směsný oxid tvořený pseudowollastonitem, 12CaO.7Al2O3, CaO.Al2O3, CaO.2Al2O3, diopsidem, ackermanitem, monticelitem a/nebo merwinitem.
Přehled obrázků na výkresech
Obrázek 1 je zvětšeným schématem znázorňujícím přeměnu struktury práškové směsi podle vynálezu na strukturu žáruvzdorné kompozice podle vynálezu.
Obrázek 2 pak znázorňuje zvětšené schéma částice obsahující kovový peroxid.
V obou obrázcích se stejná vztahová čísla týkají stejných prvků.
Obrázek 1 ukazuje ve značném zvětšení přeměnu struktury žáruvzdorné směsi 1 podle vynálezu na kompaktní strukturu spojité žáruvzdorné kompozice 2. Šipka A naznačuje přechod práškové směsi 1 koherentní kompozici 2.
Směs se skládá z částic 3 inertní žáruvzdorné šarže mající střední průměr v rozsahu 200 až 800 mikrometrů, s maximálním průměrem 1 mm, kovových částic 4 o středním průměru v rozmezí 10 až 30 mikrometru a z částic 5 obsahujících peroxid, jejich střední průměr je mezi 5 a 30 mikrometry. Tato prášková směs 1 se přeměňuje na žáruvzdornou kompozici 2 oxidační reakcí kovových prvků v částicích 4 a rozkladem peroxidů obsažených v částicích 5 tak, že se v intermediální etapě tvoří žáruvzdorné oxidy různých kovů, které potom reagují na směsné oxidy tvořící pojivovou fázi 6 pro částice 3 inertní žáruvzdorné šarže, jak je znázorněno částicí vpravo na obrázku 1.
Obrázek 2 znázorňuje ještě ve větším zvětšení částici 5 obsahující kovový peroxid.
-4CZ 294161 B6
I
Tento peroxid se obvykle získává průmyslově reakcí oxidu kovu s peroxidem vodíku v roztoku za sekundární tvorby uhličitanu a hydroxidu tohoto kovu jakožto produktů degradace.
Taková částice obsahující peroxid se tvoří současným srážením a současnou krystalizací peroxidu kovu s oxidem nezreagované báze, uhličitanem a hydroxidem.
Tím se tudíž umožňuje získávat částice obsahující krystaly 7 peroxidu shluklé s krystaly 8 oxidu báze, uhličitanu a hydroxidu.
Předpokládá se, že bezpečnost a stálost reakcí pro tvorbu žáruvzdorné kompozice 2 vyplývají ze skutečnosti, že krystaly 7 peroxidu se postupně rozkládají a uvolňují vznikající kyslík a reagují podle toho, jak se postupně vytvářejí směsné oxidy. Koncentrace reaktivního peroxidu zůstává stále velmi malá jak ve směsi, tak také ve vytvářené žáruvzdorné kompozici.
Dále se uvádí několik konkrétních příkladu provedení vynálezu, z nichž lze zřetelněji seznat princip vynálezu a současně jeho jiné podrobnosti a dodatečné charakteristiky.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
Tento příklad se týká výroby nebo opravy křemíkových žáruvzdorných produktů, jak se vyskytují v koksárenských pecích.
Žáruvzdorná kompozice podle vynálezu je tvořena částicemi žáruvzdorné šarže z křemíku o středním průměru 300 mikrometrů přeměněných na kristobalit + tridymit. Tyto částice jsou obklopeny pojivou fází tvořenou v podstatě pseudowolastonitem CaSiO3. Látkami prvotně používanými pro syntézu této pojivé fáze jsou částice kovového křemičitanu o středním průměru 20 mikrometrů a částice obsahující peroxid vápníku o střední velikosti 10 mikrometrů. Za účelem vyšší stability mají použité částice, obsahující tento peroxid, maximální obsah peroxidu menší než 75 % hmotnostních, s výhodou pak méně než 65 % hmotnostních.
K vytvoření této žáruvzdorné kompozice použitá směs obsahuje 75 % hmotnostních křemíkových částic, 13 % hmotnostních oxidu křemičitého a 12 % hmotnostních částic obsahujících 62 % peroxidu vápníku.
Příklad 2
Tento příklad se vztahuje na zásadité magnesiové žáruvzdorné výrobky, jak se používají v ocelárenských konvertorech.
V žáruvzdorné kompozici těchto výrobků je pojivá fáze typu spinelu MgO.A12O3, který se vyrábí z práškového hliníku o střední velikosti části 20 mikrometrů a z částic na bázi peroxidu hořčíku o středním průměru 18 mikrometrů, v nichž maximální obsah peroxidu je limitován 30% hmotnostními.
Šarže obsažená v této kompozici se připravuje z granulátu oxidu hořečnatého fritovaného typu nebo elektricky taveného o střední velikosti částic 400 mikrometrů.
Směs používaná k přípravě této žáruvzdorné kompozice obsahuje 76,4 % hmotnostních MgO, 12,2 % hmotnostních částic obsahujících 26 % MgO? a 11,4 % hmotnostních částic hliníku.
-5CZ 294161 B6
Je-li množství vzniklého kyslíku pocházejícího z peroxidu nepatrné, obohacuje se nosný plyn používaný k rozprašování směsi až 80 % objemovými kyslíku.
Příklad 3
V tomto příkladu je pojivá fáze tvořena směsným oxidem MgO-SrO, který má vysokou žáruvzdornost. Teplota eutektika tohoto oxidu je blízká 2000 °C. V této kompozici je žáru10 vzdorná šarže tvořena oxidem hořečnatým a/nebo dolomitem.
Směs k přípravě této žáruvzdorné kompozice obsahuje 68,5 % hmotnostních částic MgO o průměru menším než 1 mm, 7,5 % hmotnostních částic Mg o středním průměru 15 mikrometrů a 24 % hmotnostních částic, jež obsahují 86 % SrO2 o střední velikosti částic 18 mikrometrů.
Rozumí se samo sebou, že vynález není omezen na různé formy jeho provedení, jak byly popsány shora, ale lze navrhovat různé jeho varianty, aniž by se vycházelo z rámce tohoto vynálezu. Proto také v jistých případech může být obsah peroxidu v příslušných částicích směsi podstatně zmenšen.
Claims (12)
1. Prášková směs chemických látek, určená k přípravě žáruvzdorné kompozice, obsahující šarži žáruvzdorných částic, kovových částic a částic obsahujících kovový peroxid, vyznačující se tím, že částice obsahující kovový peroxid mají obsah peroxidu vápníku
30 maximálně 75 % hmotnostních a peroxidu hořčíku maximálně 30 % hmotnostních.
2. Prášková směs podle nároku 1, vyznačující se tím, že částice obsahující kovový peroxid mají obsah peroxidu vápníku maximálně 65 % hmotnostních.
35
3. Prášková směs podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že obsahuje kovové částice tvořené v podstatě křemíkem a částice obsahující peroxid vápníku.
4. Prášková směs podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že obsahuje částice alespoň jednoho z následujících kovů Al, Si, Mg, Fe, Cr, Ca, Ba, Sr, Zr, Ti a Be, v různé
40 formě nebo ve formě slitin technicky vyrobitelných z těchto kovů.
5. Prášková směs podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že uvedená šarže obsahuje nejméně jeden oxid, karbid a/nebo nitrid následujících kovů Si, Al, Zr, Ca, Mg, Ti a Cr, zejména v některé z jejich mineralogických odrůd a/nebo ve směsných formách, jako jsou
45 oxy-nitridy, oxy-karbidy a karbo-nitridy.
6. Prášková směs podle některého z nároků laž5, vyznačující se tím, že obsahuje alespoň jednu kovovou sloučeninu, tvořící žáruvzdorný oxid rozkladem a/nebo oxidací.
50
7. Prášková směs podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že obsahuje žáruvzdornou šarži v množství do 90 % hmotnostních, s výhodou 50 až 85 % hmotnostních, vztaženo na celkovou hmotnost směsi.
8. Prášková směs podle některého z nároků laž7, vyznačující se tím, že částice 55 šarže mají střední průměr 200 až 800 mikrometrů, přičemž maximální průměr je 1 mm.
-6CZ 294161 B6
9. Prášková směs podle některého z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že rozdělení velikosti částic šarže se blíží hodnotám stanoveným Andreasenovým zákonem.
10. Prášková směs podle některého z nároků laž9, vyznačující se tím, že poměr různých složek je vybrán pro vytvoření žáruvzdorné kompozice obsahující šarži žáruvzdorných částic ponořených do pojivé fáze, která má teplotu tavení nižší než šarže a obsahuje alespoň 20 % hmotnostních, s výhodou více než 50 % hmotnostních, alespoň jednoho směsného žáruvzdorného oxidu alespoň dvou různých kovů.
11. Způsob přípravy žáruvzdorné kompozice, použitím práškové směsi podle některého z nároků lažlO, vyznačující se tím, že se zpočátku vytvářejí žáruvzdorné oxidy různých kovů oxidačními a/nebo rozkladnými reakcemi práškové směsi uvedených počátečních chemických látek v takových poměrech, že se potom následně vytváří směsný žáruvzdorný oxid reakcí mezi alespoň 50 % hmotnostními uvedených vznikajících žáruvzdorných oxidů, přičemž uvedený směsný žáruvzdorný oxid je termodynamicky stálý za podmínek této reakce, přičemž se vlastnost a množství práškové směsi reagujících chemických sloučenin volí tak, že uvedené reakce jsou exotermní a vedou k tvorbě směsného oxidu v roztaveném stavu.
12. Způsob nanášení práškové směsi chemických látek podle některého z nároků 1 až 10 na stěnu postupem, při němž se vytváří žáruvzdorné obložení, vyznačující se tím, že se prášková směs uvedených chemických látek rozprašuje na stěnu při zahřátí směsi a vzniklé žáruvzdorné kompozice na teplotu vyšší než je teplota tavení směsného oxidu, avšak na teplotu nižší než je teplota tavení šarže, kterou obsahuje.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BE9400321A BE1008697A3 (fr) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | Melange de substances chimiques destine a la formation d'une composition refractaire. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ278696A3 CZ278696A3 (en) | 1997-01-15 |
| CZ294161B6 true CZ294161B6 (cs) | 2004-10-13 |
Family
ID=3888064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ19962786A CZ294161B6 (cs) | 1994-03-25 | 1995-02-10 | Prášková směs chemických látek určená k vytváření žáruvzdorné kompozice |
Country Status (24)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5942453A (cs) |
| EP (1) | EP0751919B1 (cs) |
| JP (1) | JP3946247B2 (cs) |
| KR (1) | KR100247157B1 (cs) |
| CN (1) | CN1077091C (cs) |
| AT (1) | ATE167467T1 (cs) |
| AU (1) | AU683140B2 (cs) |
| BE (1) | BE1008697A3 (cs) |
| BG (1) | BG61942B1 (cs) |
| BR (1) | BR9507176A (cs) |
| CA (1) | CA2184708C (cs) |
| CZ (1) | CZ294161B6 (cs) |
| DE (1) | DE69503043T2 (cs) |
| DK (1) | DK0751919T3 (cs) |
| ES (1) | ES2120182T3 (cs) |
| FI (1) | FI117829B (cs) |
| GE (1) | GEP19991865B (cs) |
| GR (1) | GR3027691T3 (cs) |
| NO (1) | NO313046B1 (cs) |
| PL (1) | PL191015B1 (cs) |
| RO (1) | RO119192B1 (cs) |
| RU (1) | RU2136632C1 (cs) |
| UA (1) | UA44273C2 (cs) |
| WO (1) | WO1995026324A1 (cs) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4823626B2 (ja) * | 2005-09-26 | 2011-11-24 | 新日本製鐵株式会社 | 高炉炉底極小空隙への骨材圧入方法 |
| CN105693258A (zh) * | 2016-01-20 | 2016-06-22 | 广西丛欣实业有限公司 | 燃烧炉用耐火材料 |
| JP6263208B2 (ja) * | 2016-02-17 | 2018-01-17 | 品川リフラクトリーズ株式会社 | 溶射材料 |
| JP6505797B2 (ja) * | 2016-10-12 | 2019-04-24 | 品川リフラクトリーズ株式会社 | 溶射材料 |
| CN107324796B (zh) * | 2017-06-15 | 2018-04-24 | 西安建筑科技大学 | 一种碳/镁铝尖晶石复合粉 |
| CN108558417B (zh) * | 2018-01-09 | 2021-02-19 | 武汉科技大学 | 一种钛铝酸钙隔热耐火材料及其制备方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE871496A (fr) * | 1978-10-24 | 1979-02-15 | Plumat Emile | Procede de fabrication de materiaux refractaires par thermofusion reactive. |
| GB2213812A (en) * | 1987-12-17 | 1989-08-23 | Glaverbel | Ceramic welding composition and process |
| US5221647A (en) * | 1988-10-06 | 1993-06-22 | Benchmark Structural Ceramics Corporation | Sialon precursor composition |
| FI906418A0 (fi) * | 1989-04-28 | 1990-12-27 | Kazak Mezhotraslevoi Naucho Te | Eldfast komposition. |
| ES2087099T3 (es) * | 1989-08-11 | 1996-07-16 | American Cyanamid Co | Agentes arilpirrolicos insecticidas, acaricidas y nematicidas y procedimientos. |
| RU2023618C1 (ru) * | 1991-04-18 | 1994-11-30 | Санкт-Петербургская лесотехническая академия им.С.М.Кирова | Ходовая система гусеничного транспортного средства |
| BE1004794A3 (fr) * | 1991-05-07 | 1993-02-02 | Fib Services Sa | Composition refractaire, procede de preparation et procede d'utilisation de cette composition. |
-
1994
- 1994-03-25 BE BE9400321A patent/BE1008697A3/fr not_active IP Right Cessation
-
1995
- 1995-02-10 AT AT95908837T patent/ATE167467T1/de active
- 1995-02-10 CN CN95192271A patent/CN1077091C/zh not_active Expired - Lifetime
- 1995-02-10 DE DE69503043T patent/DE69503043T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-02-10 DK DK95908837T patent/DK0751919T3/da active
- 1995-02-10 RU RU96119365A patent/RU2136632C1/ru active
- 1995-02-10 CA CA002184708A patent/CA2184708C/fr not_active Expired - Lifetime
- 1995-02-10 PL PL316847A patent/PL191015B1/pl unknown
- 1995-02-10 EP EP95908837A patent/EP0751919B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1995-02-10 JP JP52487795A patent/JP3946247B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1995-02-10 RO RO96-01854A patent/RO119192B1/ro unknown
- 1995-02-10 WO PCT/BE1995/000012 patent/WO1995026324A1/fr active IP Right Grant
- 1995-02-10 US US08/702,663 patent/US5942453A/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-02-10 ES ES95908837T patent/ES2120182T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1995-02-10 KR KR1019960705327A patent/KR100247157B1/ko not_active Expired - Lifetime
- 1995-02-10 AU AU17019/95A patent/AU683140B2/en not_active Expired
- 1995-02-10 CZ CZ19962786A patent/CZ294161B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1995-02-10 BR BR9507176A patent/BR9507176A/pt not_active IP Right Cessation
- 1995-10-02 UA UA96104033A patent/UA44273C2/uk unknown
- 1995-10-02 GE GEAP19953417A patent/GEP19991865B/en unknown
-
1996
- 1996-09-20 NO NO19963948A patent/NO313046B1/no not_active IP Right Cessation
- 1996-09-24 FI FI963796A patent/FI117829B/fi not_active IP Right Cessation
- 1996-09-24 BG BG100864A patent/BG61942B1/bg unknown
-
1998
- 1998-08-20 GR GR980401868T patent/GR3027691T3/el unknown
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4459363A (en) | Synthesis of refractory materials | |
| JP2583053B2 (ja) | 耐火物塊体を形成する方法およびかかる塊体を形成するための粒子の混合物 | |
| JPH05507056A (ja) | 窒化アルミニウムの非凝集単一結晶の製造方法 | |
| US3082104A (en) | Exothermic high refractory mixture | |
| CZ294161B6 (cs) | Prášková směs chemických látek určená k vytváření žáruvzdorné kompozice | |
| JPS606908B2 (ja) | 硼素成分を含有する活性な炭化珪素質粉末の製造方法 | |
| Anselmi-Tamburini et al. | Combustion synthesis of Zr-Al intermetallic compounds | |
| NL194124C (nl) | Keramisch poedermengsel voor gebruik in een keramische smeltwerkwijze. | |
| US5314675A (en) | Process for direct nitriding of metals of low melting point | |
| US4603043A (en) | Controllable nitrate fusion | |
| JPS623098A (ja) | 炭化ケイ素ウイスカ−の製造方法 | |
| EP0794160B1 (fr) | Procédé de préparation d'une poudre réfractaire à partir de masses de contact usées issues de la production de silanes et produits refractaires obtenus | |
| US4021529A (en) | Non-catalytic synthesis of silicon oxynitride | |
| MXPA96004331A (en) | Mixes of chemical substances to form a refractory | |
| US3056658A (en) | Process for producing molybdenum disilicide | |
| CN120425146B (zh) | 一种提高中间合金收率和降低气相杂质的方法 | |
| JPH03503399A (ja) | ＳｉＣ、ＭｎＣ及び合金鉄の製造 | |
| JPS6259599A (ja) | 窒化ケイ素と酸窒化ケイ素よりなる繊維状集合体の製造法 | |
| JPS6035283B2 (ja) | β型炭化珪素微粉末の製造方法 | |
| JPH0324440B2 (cs) | ||
| JPH0337167A (ja) | セラミックス発泡体の製造方法 | |
| JPH0633237B2 (ja) | 高純度炭化ケイ素ウイスカ−の製造方法 | |
| JPH0360409A (ja) | 窒化ケイ素粉末の製造法 | |
| JPS63103898A (ja) | 高純度炭化ケイ素ウイスカ−の製造方法 | |
| JPS6172678A (ja) | 金属溶解用石灰質坩堝の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic | ||
| MK4A | Patent expired |
Effective date: 20150210 |