DE3836852A1 - High-strength, abrasion-resistant, refractory castable mixture - Google Patents
High-strength, abrasion-resistant, refractory castable mixtureInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft feuerfeste gießfähige Mischungen auf der Basis von geschmolzenen Oxiden einschließlich einer glasartigen Phase. Diese Mischungen haben niedrige Porosität, hohe Festigkeit und hohe Hitzeabriebbeständigkeit.The invention relates to refractory pourable mixtures the base of molten oxides including one glassy phase. These mixtures have low porosity, high strength and high heat abrasion resistance.
Feuerfeste Stoffe werden praktisch in allen industriellen Erdölraffinerie- und -verarbeitungsanlagen verwendet, die bei erhöhten Temperaturen arbeiten. Die Temperaturen innerhalb von Anlagen zum katalytischen Cracken von Flüssigkeiten können z. B. 800°C erreichen. Deshalb müssen diese oder andere Anlagen mit einem Stoff ausgekleidet werden, der hohen Widerstand gegen erhöhte Temperaturen zu gewährleisten vermag und gegenüber den Einflüssen der bei der Verarbeitung auftretenden chemischen Stoffe und den Drücken beständig ist.Refractory fabrics are used in virtually all industrial Oil refining and processing plants used work at elevated temperatures. The temperatures within of plants for the catalytic cracking of liquids can z. B. reach 800 ° C. That's why these or other plants are lined with a fabric that to ensure high resistance to elevated temperatures capable of and against the influences of processing occurring chemical substances and the pressures is stable.
Die genannten Anlagen wurden eine Zeit lang mit feuerfesten Ziegeln ausgemauert, es wurde jedoch festgestellt, daß derartige Ausmauerungen nur eine geringe Abriebbeständigkeit aufweisen. Derzeit ist es in der Industrie üblich, die genannten Anlagen mit einer feuerfesten gießfähigen Mischung mit hohem Isolierungswert und hoher Abriebbeständigkeit auszukleiden. Die Anlagen werden ausgekleidet, indem man auf der Innenseite Metallformen anbringt und das feuerfeste gießfähige Gemisch in die Formen unter starkem Rütteln gießt, wodurch das Gemisch härtet, wonach man schließlich die Metallformen entfernt.The plants mentioned were refractory for a time Brick lined, but it was found that such Masonry only a low abrasion resistance respectively. Currently, it is common in the industry, the said Installations with a refractory pourable mixture with high insulation value and high abrasion resistance. The facilities are lined by clicking on the inside of metal molds and the fireproof pourable mixture into the molds with vigorous shaking pours, whereby the mixture hardens, after which you finally removed the metal molds.
Obwohl feuerbeständige gießfähige Gemische, die für die Auskleidung der oben angeführten Anlagen geeignet sind, derzeit auf dem Markt erhältlich sind, besteht doch ein Bedarf an noch leistungsfähigeren und dauerhafteren feuerfesten Stoffen. Feuerfeste Auskleidungen für Anlagen zum katalytischen Cracken sind im allgemeinen 5,1 bis 10,2 mm (2 bis 4 inch) dick, und für die Auskleidung einer einzigen Anlage sind bis zu 400 Tonnen feuerfeste gießfähige Mischung erforderlich. Es versteht sich von selbst, daß die Kosten für die Reparatur und den Ersatz einer derartigen feuerfesten Auskleidung sehr hoch sein können. Noch entscheidender als die Kosten für den Ersatz der Auskleidung sind die Kosten, die durch die Ausfallzeit entstehen, während der die Anlage repariert wird, was mehrere Wochen in Anspruch nehmen kann.Although fire-resistant pourable mixtures used for lining The above-mentioned plants are currently suitable available on the market, there is a need at even more efficient and durable refractories Substances. Refractory linings for catalytic systems Crackers are generally 5.1 to 10.2 mm (2 to 4 inches) thick, and for the lining of a single plant Up to 400 tonnes of refractory pourable mix are required. It goes without saying that the cost of the repair and replacement of such a refractory Lining can be very high. Even more decisive than the cost of replacing the lining is the cost, which are caused by the downtime during which the plant is repaired, which can take several weeks.
Gefunden wurde nun eine neue feuerfeste Mischung, die niedrige Porosität, hohe Dichte, außerordentlich hohe Festigkeit und hohe Abriebbeständigkeit aufweist und welche die Lebensdauer der starkem Abrieb ausgesetzten Flächen von katalytischen Konvertierungsanlagen bei der Raffinierung von Rohöl verlängert. Dieses neue Gemisch besteht im wesentlichen aus folgenden Komponenten:Now found a new refractory mixture, the low Porosity, high density, exceptionally high strength and high abrasion resistance and which the life of the strong abrasion exposed surfaces of catalytic Conversion plants for the refining of crude oil extended. This new mixture consists essentially from the following components:
- a) 44 bis 89 Gew.-% eines abriebfesten feuerfesten Korns,a) 44 to 89 wt .-% of an abrasion-resistant refractory grain,
- b) 10 bis 50 Gew.-% eines hydraulischen Zements,b) 10 to 50% by weight of a hydraulic cement,
- c) 1 bis 6 Gew.-% eines Füllers, bestehend aus sehr feinen, im wesentlichen kugelförmigen Teilchen eines Metalloxids, ausgewählt aus der Gruppe Al₂O₃, Cr₂O₃, ZrO₂, TiO₂, Tonmineralien, Kohlenstoff und pyrogene Kieselsäure,c) 1 to 6 wt .-% of a filler, consisting of very fine, substantially spherical particles a metal oxide selected from the group Al₂O₃, Cr₂O₃, ZrO₂, TiO₂, clay minerals, carbon and fumed silica,
- d) 0,01 bis 1%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten a), b) und c), an Zusätzen, ausgewählt unter Entflockungs- und Netzmitteln.d) 0.01 to 1%, based on the total weight of the Components a), b) and c), selected from additives under deflocculants and wetting agents.
Ein abrieb- und feuerfestes Korn enthält 44 bis 89 Gew.-%, vorzugsweise 54 bis 79 Gew.-% der erfindungsgemäßen feuerfesten gießfähigen Mischung. Der Fachmann ist in der Lage, das für die Herstellung der erfindungsgemäßen feuerfesten Mischungen geeignete abrieb- und feuerfeste Korn auszuwählen. Der bevorzugte feuerfeste Stoff für Gemische für Verwendungszwecke, bei denen geringe Wärmeleitfähigkeit erwünscht ist (wie z. B. bei den obenerwähnten Anlagen zum katalytischen Cracken von Flüssigkeiten), sind Teilchen aus einer Mischung aus geschmolzener Ton-, Zirkon- und Kieselerde (AZS). Der geschmolzene feuerfeste AZS-Stoff enthält als Hauptkomponenten Al₂O₃, ZrO₂ und SiO₂ oder Al₂O₃, ZrO₂, SiO₂ und Cr₂O₃, und zwar gewöhnlich ca. 32,5 bis 54 Gew.-% ZrO₂, ca. 36 bis 51 Gew.-% Al₂O₃, ca. 2 bis 16 Gew.-% SiO₂, ca. 0,28 bis 1,5 Gew.-% Na₂O und weniger als ca. 1,5 Gew.-% andere Oxide. Entsprechend geeignete Stoffe werden in der F- PS 12 08 577 und in dem entsprechenden Zusatzpatent Nr. 75 893 beschrieben. Die chemische Zusammensetzung der AZS-Mischungen ist nicht kritisch, vorzugsweise sollte das AZS-Korn jedoch folgende Zusammensetzung aufweisen:An abrasion and refractory grain contains 44 to 89% by weight, preferably 54 to 79 wt .-% of the refractory invention pourable mixture. The skilled person is able that for the production of refractory invention Select mixtures suitable abrasion and refractory grain. The preferred refractory for blends for uses, where low thermal conductivity desired is (as in the above-mentioned facilities for catalytic cracking of liquids) are particles from a mixture of molten clay, zirconium and silica (AZS). The molten AZS refractory contains as main components Al₂O₃, ZrO₂ and SiO₂ or Al₂O₃, ZrO₂, SiO₂ and Cr₂O₃, and usually about 32.5 to 54 wt .-% ZrO₂, about 36 to 51 wt .-% Al₂O₃, about 2 to 16 wt .-% SiO₂, about 0.28 to 1.5 wt .-% Na₂O and less than about 1.5 wt .-% other oxides. Correspondingly suitable substances are used in the PS 12 08 577 and in the corresponding additional patent no. 75 893 described. The chemical composition of the AZS mixtures is not critical, but preferably the AZS grain should have the following composition:
49,0% Al₂O₃,
34,0% ZrO₂,
15,0% SiO₂,
0,1% Fe₂O₃,
0,2% TiO₂,
1,5% Na₂O,
0,2% übrige Oxide.49.0% Al₂O₃,
34.0% ZrO₂,
15.0% SiO₂,
0.1% Fe₂O₃,
0.2% TiO₂,
1.5% Na₂O,
0.2% remaining oxides.
Die mineralogische Zusammensetzung dieser bevorzugten AZS ist 48% Korund, 32% Zirkonerde und 20% glasartige Phase.The mineralogical composition of these preferred AZS is 48% corundum, 32% zirconia and 20% vitreous phase.
Bei Verwendungszwecken, bei denen geringe Wärmeleitfähigkeit nicht erforderlich ist, können auch andere abrieb- und feuerfeste Körner verwendet werden. Beispiele für derartige Stoffe, die allein oder im Gemisch zur Herstellung von Gußstücken mit einzigartiger Abriebbeständigkeit, Festigkeit und Druckfestigkeit bei Raumtemperatur verwendet werden können, sind, ohne darauf beschränkt zu sein, geschmolzene Tonerde, Siliziumcarbid, geschmolzener Mullit, geschmolzene Zirkonerde und geschmolzene Ton- und Zirkonerde. Diese Stoffe können als solche als feuerfeste Körner oder im Gemisch mit geschmolzener AZS zur Herstellung der erfindungsgemäßen feuerfesten Gemische verwendet werden.For use where low thermal conductivity Not required, other abrasion and fire resistant Grains are used. Examples of such substances, alone or in mixture for the production of castings with unique abrasion resistance, strength and compressive strength can be used at room temperature, are without being limited thereto, molten alumina, silicon carbide, molten mullite, molten zirconia and molten clay and zirconia. These substances can be as such as refractory grains or in admixture with molten ones AZS for the preparation of the refractory mixtures according to the invention be used.
Das erfindungsgemäße verwendete Feuerfestkorn weist vorzugsweise spezifische Teilchengrößenfraktionen auf. Die Korngrößenverteilung wird sorgfältig ausgewählt, damit die feineren Poren nach und nach mit zunehmend feineren Teilchen bis in den Submikronbereich ausgefüllt werden. Dies führt zu einem Gemisch mit maximaler Packungsdichte und damit zu einem Gußstück mit geringem Brennschwinden, geringer Porosität, hoher Dichte, außerordentlich hoher Festigkeit und geringem Erosionsverlust.The refractory grain used according to the invention preferably has specific particle size fractions. The particle size distribution is carefully selected so that the finer Pores gradually with increasingly finer particles be filled to the submicron range. this leads to to a mixture with maximum packing density and thus too a casting with low firing, low porosity, high density, extremely high strength and low Erosion loss.
Im allgemeinen ist die Teilchengrößenverteilung des Feuerfestkorns so zu wählen, daß die Teilchengrößenverteilung innerhalb eines Bereiches von ca. 44 µm (+325 mesh) und 4760 µm (-4 mesh) liegt, der vorzugsweise im wesentlichen gleichbleibend ist. Beispielsweise haben die bevorzugten und besonders bevorzugten Feuerfestkörner eine Teilchengrößenverteilung innerhalb der nachfolgenden, in Tabelle 1 angegebenen Bereich.In general, the particle size distribution of the refractory grain to choose so that the particle size distribution within a range of about 44 μm (+325 mesh) and 4760 microns (-4 mesh), which is preferably substantially is consistent. For example, the preferred and particularly preferred refractory grains have a particle size distribution within the following, given in Table 1 Area.
Die zweite Komponente der erfindungsgemäßen Feuerfestmischung ist ein hydraulischer Zement, der 10 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise ca. 20 bis 40 Gew.-% der Gesamtmenge des Gemisches ausmacht. Derartige Zemente sind allgemein bekannt. Der bevorzugte Zement ist ein Calciumaluminatzement von hoher Reinheit, gebildet durch Umsetzung von hochreinem Kalk mit gebrannter Tonerde oder Aluminiumhydroxid. Calciumaluminatzemente von hoher Reinheit, wie sie derzeit erhältlich sind, enthalten ca. 80 Gew.-% Al₂O₃ und 17,0 Gew.-% CaO und haben eine Teilchengröße von ca. 95 bis 97% 44 µm (-325 mesh). Es können aber auch Calciumaluminatzemente von geringerer Reinheit, d. h. solche mit ca. 70% Al₂O₃, verwendet werden. Soll die gießfähige Feuerfestmischung in einer reduzierenden Atmosphäre verwendet werden, ist es wichtig, daß der Calciumaluminatzement einen geringen Gehalt an Kieselerde (ca. 0,1%) und Fe₂O₃ (ca. 0,1%) aufweist.The second component of the refractory mixture according to the invention is a hydraulic cement which is 10 to 50% by weight, preferably about 20 to 40 wt .-% of the total amount of the mixture accounts. Such cements are well known. The preferred cement is a high calcium aluminate cement Purity, formed by the conversion of high-purity lime with baked alumina or aluminum hydroxide. calcium aluminate cements of high purity, as currently available are about 80 wt .-% Al₂O₃ and 17.0 wt .-% CaO and have a particle size of about 95 to 97% 44 μm (-325 mesh). But it can also calcium aluminate cements of lesser Purity, d. H. those with about 70% Al₂O₃, are used. Should the pourable refractory mixture in a reducing Atmosphere used, it is important that the Calcium aluminate cement has a low content of silica (about 0.1%) and Fe₂O₃ (about 0.1%).
Der Füller, der die Komponente c) der erfindungsgemäßen Mischung darstellt, wird aus sehr feinen, im wesentlichen kugelförmigen Teilchen eines Stoffes, ausgewählt aus der Gruppe Al₂O₃, Cr₂O₃, ZrO₂, TiO₂, Tonmineralien, Kohlenstoff und pyrogene Kieselsäure, gebildet. Die spezifische Oberfläche der Stoffe sollte im allgemeinen über 5 m²/g liegen. Es sind bevorzugt Teilchen von pyrogener und glasartiger Kieselerde mit einem mittleren Durchmesser von 0,15 µm und einer spezifischen Oberfläche von 18 bis 28 m²/g zu verwenden. Die genannte glasartige Kieselerde weist die Form von Mikrosphären auf und einen Gehalt an SiO₂ von wenigstens 96,5%, wobei der Rest auf Na₂O, Al₂O₃, ZrO₂ und/oder Kohlenstoff entfällt. Kieselerdeteilchen dieses Typs sind allgemein bekannt und im Handel erhältlich. Die Komponente c) macht 1 bis 6 Gew.-% der Gesamtmischung, vorzugsweise ca. 1 bis 3 Gew.-% aus.The filler comprising component c) of the mixture according to the invention represents, is made of very fine, substantially spherical Particles of a substance selected from the Group Al₂O₃, Cr₂O₃, ZrO₂, TiO₂, clay minerals, carbon and fumed silica. The specific surface the materials should generally be above 5 m² / g. They are preferably particles of pyrogenic and glassy Silica with a mean diameter of 0.15 μm and a specific surface area of 18 to 28 m² / g. The said glassy silica has the shape of microspheres and a content of SiO₂ of at least 96.5%, the remainder being Na₂O, Al₂O₃, ZrO₂ and / or carbon eliminated. Silica particles of this type are general known and commercially available. Component c) makes 1 to 6 wt .-% of the total mixture, preferably about 1 to 3 wt .-% of.
Zusätze wie Entflockungs- und Netzmittel können 0,01 bis 1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten a), b) und c), der feuerfesten gießfähigen Mischung ausmachen. Dafür geeignete Zusätze sind bekannt und umfassen Calgon®, Polyphosphate, Zitronensäure und Na-Citrat. Das bevorzugte Entflockungs- bzw. Netzmittel ist das Na-Salz polymerisierter substituierter Benzoidalkylsulfonsäuren, wie sie z. B. unter der Handelsbezeichnung Darvan® der Firma R. T. Vanderbilt Company, Inc., Norwalk, CT, bekannt sind.Additives such as deflocculants and wetting agents can be 0.01 to 1 % By weight, based on the total weight of components a), b) and c) make up the refractory pourable mixture. Therefore suitable additives are known and include Calgon®, Polyphosphates, citric acid and Na citrate. The preferred one Deflocculant or wetting agent is the Na salt polymerized substituted Benzoidalkylsulfonsäuren as z. B. under the trade name Darvan® by R. T. Vanderbilt Company, Inc., Norwalk, CT.
Die erfindungsgemäßen Feuerfestmischungen sind besonders geeignet für die Auskleidung von Anlagen zur katalytischen Konvertierung von Flüssigkeiten, wie z. B. von Katalysatortransferleitungen, Steigleitungen, J-Krümmern, Zyklonen und anderen Bereichen, für die Abriebbeständigkeit bei hohen Temperaturen und niedrige Wärmeleitfähigkeit erwünscht sind. Ist die Weiterverarbeitung der erfindungsgemäßen Mischungen erwünscht, werden diese sorgfältig mit einer Menge Wasser zwischen ca. 5,5 und 8, vorzugsweise 6,25 und 6,75 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung, vermischt. Beste Ergebnisse werden bei einer Mischungsdauer von ca. 5 Minuten erzielt. Die Mischung muß sofort nach dem Mischen vergossen werden, wobei die Formen zur Entfernung der eingeschlossenen Luft und zur Verbesserung des Fließens stark gerüttelt werden. Die ideale Gießtemperatur beträgt 22°C. Nach anfänglichem Erhärten muß die Feuerfestmischung feucht gehalten werden, um ein Verdampfen des Wassers vor Abschluß der Umsetzung zu verhindern. Die Gußoberfläche kann mit einem feinen Wasserstrahl befeuchtet oder mit feuchten Säcken aus grobem Leinen oder einem Kunststoffilm 12 bis 24 Stunden lang je nach der Dicke abgedeckt werden. Die ideale Härtungstemperatur liegt zwischen 21 und 29°C.The refractory mixtures according to the invention are particularly suitable for the lining of catalytic plants Conversion of liquids, such. B. catalyst transfer lines, Risers, J-headers, cyclones and other areas for high abrasion resistance Temperatures and low thermal conductivity desired are. Is the further processing of the mixtures according to the invention Desired, these are done carefully with a lot Water between about 5.5 and 8, preferably 6.25 and 6.75 Wt .-%, based on the total weight of the mixture, mixed. Best results are obtained with a mixing time of approx. 5 minutes. The mixture must be mixed immediately after mixing to be potted, with the molds used to remove the trapped ones Air and to improve the flow of strong be shaken. The ideal casting temperature is 22 ° C. After initial hardening, the refractory mix must be wet kept to evaporate the water before completion to prevent the implementation. The casting surface can with a fine water jet moistened or with wet sacks off coarse linen or a plastic film for 12 to 24 hours be covered depending on the thickness. The ideal curing temperature is between 21 and 29 ° C.
In Tabelle 2 sind die typischen physikalischen Eigenschaften von Proben der erfindungsgemäßen Feuerfestmischungen zusammengefaßt.Table 2 shows the typical physical properties composed of samples of the refractory mixtures according to the invention.
Die in Tabelle 2 und in den nachfolgenden Beispielen angeführten Werte wurden nach folgenden Testverfahren erhalten:Those listed in Table 2 and in the examples below Values were obtained according to the following test methods:
Die lineare Änderung wurde durch Messen eines Blocks nach 24stündiger Lufttrocknung mit einem Greifzirkel mit Rundskala und nach Brennen bei 816°C ermittelt. Lineare Änderung = (Breite im luftgetrockneten Zustand - Breite im gebrannten Zustand)/Breite im luftgetrockneten Zustand.The linear change was detected by measuring a block 24-hour air drying with a caliper with round scale and determined after firing at 816 ° C. Linear change = (Width in the air-dried state - width in the fired Condition) / width in the air-dried state.
Die scheinbare (offene) Porosität wurde nach ASTM C-20-74 (abgeändert) ermittelt. Die Wasseraufnahme erfolgte durch Vakuumtränkung während 30 Minuten anstelle von 2stündigem Kochen. Probengröße: Würfel mit einer Kantenlänge von 2,54 cm.The apparent (open) porosity was according to ASTM C-20-74 (modified). The water absorption was carried out by Vacuum impregnation for 30 minutes instead of 2 hours Cook. Sample size: cubes with an edge length of 2.54 cm.
Wärmeleitfähigkeit: 9 getrocknete Blöcke von 11,43 cm× 11,43 cm×7,62 cm (4,5″×4,5″×3″), die durch eine 2,54 cm dicke Wärmeisolierplatte getrennt waren, wurden in einen gasbeheizten Laborbrennofen gegeben. Dieser wurde dann auf 816°C erwärmt und während 12 Stunden bei dieser Temperatur gehalten. Danach wurden die Temperaturen der kalten Außenflächen mit Hilfe eines optischen Infrarotpyrometers gemessen und zur Berechnung der Wärmeleitfähigkeit verwendet. Alternativ dazu kann die Hitzdrahtmethode verwendet werden.Thermal conductivity: 9 dried blocks of 11.43 cm × 11,43 cm × 7,62 cm (4,5 "× 4,5" × 3 "), which passes through a 2.54 cm thick heat insulating were separated placed in a gas fired laboratory furnace. This one became then heated to 816 ° C and for 12 hours at this Temperature maintained. Thereafter, the temperatures of the cold outer surfaces using an optical infrared pyrometer measured and used to calculate the thermal conductivity used. Alternatively, the hot wire method may be used become.
Es wurden mehrere erfindungsgemäße feuerfeste Mischungen gemischt und vergossen, um die Wirkung der einzelnen Komponenten auf die Topfzeit, die Verwendungseigenschaften und die physikalischen Eigenschaften der erhaltenen Gußerzeugnisse nachzuweisen. Die zur Bereitung dieser Mischungen verwendeten AZS-Gemische hatten folgende chemische Zusammensetzung:There have been several inventive refractory mixtures mixed and potted to the effect of each component on the pot life, the use properties and the physical properties of the castings obtained demonstrated. The preparation of these mixtures used AZS mixtures had the following chemical composition:
49,0% Al₂O₃,
34,0% ZrO₂,
15,0% SiO₂,
0,1% Fe₂O₃,
0,2% TiO₂,
1,5% Na₂O,
0,2% übrige Oxide.49.0% Al₂O₃,
34.0% ZrO₂,
15.0% SiO₂,
0.1% Fe₂O₃,
0.2% TiO₂,
1.5% Na₂O,
0.2% remaining oxides.
Die Korngrößenverteilung der AZS-Gemische entspricht der Spalte "besonders bevorzugt" in Tabelle 1.The particle size distribution of the AZS mixtures corresponds to the Column "particularly preferred" in Table 1.
Die Feuerfestmischungen wurden in einem Mischer vom Typ Hobart mit einem Fassungsvermögen von 22 Litern (20 quart) gemischt, wobei zuerst alle trockenen Komponenten aufgegeben wurden und 2 Minuten miteinander vermischt wurden, bevor man Wasser zusetzte. Nach dem Vermischen mit Wasser während 5 Minuten wurde die Masse in "Schuhschachtel"-Formen aus Lucite 11,43 cm×11,43 cm×22,86 cm (4,5″×4,5″×9″) gegossen, die man auf einen Rütteltisch stellte, wobei man 2 bis 3 Minuten lang zur Entfernung der eingeschlossenen Luft bei einer Frequenz von 3600 Schwingungen/Minute bei niedriger Amplitude rüttelte. Die vergossenen Proben wurden dann 24 Stunden lang in den Formen gelassen, wonach man diese entfernte. Die freigelegten Proben wurden dann an der Luft getrocknet während weiterer 24 Stunden, bevor man sie für 24 Stunden in einen Ofen bei 110°C stellte.The refractory mixtures were in a mixer of the type Hobart with a capacity of 22 liters (20 quart) mixed, giving first all dry components and 2 minutes were mixed together before you added water. After mixing with water during 5 minutes, the mass was in "shoebox" forms Lucite 11,43 cm × 11,43 cm × 22,86 cm (4,5 "× 4,5" × 9 ") poured, which you put on a vibrating table, where you 2 to 3 minutes to remove trapped Air at a frequency of 3600 vibrations / minute at low amplitude shook. The potted samples were then left in the molds for 24 hours after which you removed these. The exposed samples were then on The air dried for another 24 hours before getting put them in an oven at 110 ° C for 24 hours.
Nach dem Trocknen wurden die Prüflinge zur Durchführung der Messung des Abriebs, der Druckfestigkeit bei Raumtemperatur, der Dichte, der Porosität und der Wärmeleitfähigkeit aus der Schuhschachtelprobe ausgeschnitten. Danach wurden die Prüflinge bei 816°C 5 Stunden lang gehalten, wobei man während ca. 16 Stunden auf diese Temperatur erwärmt hatte. Die Proben wurden dann bei Brennofengeschwindigkeit abgekühlt (während ca. 24 Stunden).After drying, the specimens were carried out the measurement of abrasion, the compressive strength at room temperature, density, porosity and thermal conductivity cut out of the shoe box sample. After that were held the specimens at 816 ° C for 5 hours, wherein had heated to this temperature for about 16 hours. The samples were then cooled at firing speed (for about 24 hours).
Die Mischungen und ihre physikalischen Eigenschaften sind in Tabelle 3 zusammengefaßt. The mixtures and their physical properties are summarized in Table 3.
Wie durch Vergleich von Beispiel 1 und 2 festgestellt werden kann, hat der Wassergehalt einen starken Einfluß auf die Druckfestigkeit bei Raumtemperatur und die Abriebfestigkeit der Mischungen, wobei ein geringer Wassergehalt (5 bis 3/4%) die besten Ergebnisse erzielen läßt.As determined by comparison of Example 1 and 2 can, the water content has a strong influence on the compressive strength at room temperature and the abrasion resistance mixtures, wherein a low water content (5 to 3/4%) gives the best results.
Die Beispiele 3 bis 5 illustrieren die Wirkung von hohem und niedrigem Zementgehalt. Der hohe Zementgehalt (50%) führte zu einer Steigerung der offenen Porosität auf 27,1% und ergab eine niedrige Rohdichte von 2451 kg/m³ (153 lbs/ ft³) bei kurzer Topfzeit. Der niedrige Zementgehalt (10%) führte zu einer geringen Festigkeit und unzureichenden Mischungs- und Gießeigenschaften (Wabenstruktur). Der bevorzugte Zementgehalt (30%) ergab eine Mischung mit geringer offener Porosität, hoher Rohdichte, hoher Festigkeit und ausgezeichneten Mischungs- und Gießeigenschaften.Examples 3 to 5 illustrate the effect of high and low cement content. The high cement content (50%) led to an increase in open porosity to 27.1% and gave a low bulk density of 2451 kg / m3 (153 lbs / ft³) with a short pot life. The low cement content (10%) led to low strength and insufficient mixing and casting properties (honeycomb structure). The preferred one Cement content (30%) gave a mixture with less open Porosity, high bulk density, high strength and excellent Mixing and pouring properties.
Die Mischung mit dem hohen Gehalt an pyrogener Kieselsäure gemäß Beispiel 6 ergab eine Mischung, die sehr empfindlich war gegenüber dem Wassergehalt. Sie war klebrig, steif und schwer zu vergießen. Mit Ausnahme des hohen Brennschwindens waren die physikalischen Eigenschaften der Gußstücke annähernd die üblichen. Die Mischung ohne pyrogene Kieselsäure gemäß Beispiel 7 zeigte eine höhere Porosität und einen höheren Erosionsverlust als die bevorzugte Ausführung nach Beispiel 3.The mixture with the high content of fumed silica according to Example 6 gave a mixture which is very sensitive was opposite to the water content. She was sticky, stiff and hard to shed. Except for the high burning fade The physical properties of the castings were approximate the usual. The mixture without fumed silica according to Example 7 showed a higher porosity and a higher one Erosion loss as the preferred embodiment of Example 3.
Beispiel 8 zeigt, daß geschmolzenes Tonerdekorn anstelle von AZS-Korn verwendet werden kann und sich dabei angemessene Eigenschaften wie Abriebbeständigkeit, Festigkeit usw. erzielen lassen. Die Wärmeleitfähigkeit des Feuerfestproduktes liegt jedoch erheblich höher als bei ähnlichen Mischungen aus AZS- Korn. Example 8 shows that fused alumina deice instead of AZS grain can be used while being appropriate Achieve properties such as abrasion resistance, strength, etc. to let. The thermal conductivity of the refractory product is considerably higher than similar mixtures of AZS Grain.
Zur Illustrierung der Wirkung von AZS mit unterschiedlicher Korngrößenverteilung wurden in Beispiel 10 und 11 AZS-Mischungen mit großen und kleinen Teilchengrößen verwendet. Diese AZS- Mischungen hatten folgende typische Korngrößenverteilung:To illustrate the effect of AZS with different Grain size distributions were made in Example 10 and 11 AZS blends used with large and small particle sizes. This AZS Mixtures had the following typical particle size distribution:
Diese Mischungen und ihre physikalischen Eigenschaften sind in Tabelle 4 zusammengefaßt.These blends and their physical properties are summarized in Table 4.
Vergleicht man die Ergebnisse in Tabelle 4 für die Beispiele 10 und 11 mit denen für Beispiel 3, bei dem eine AZS-Mischung mit der bevorzugten Korngrößenverteilung verwendet wurde, so kann man feststellen, daß bei grobem AZS-Korn (Beispiel 10) die Druckfestigkeit bei Raumtemperatur spürbar herabgesetzt ist und die Hohlräume im Gußstück zahlreich sind. Bei feinem AZS-Korn (Beispiel 11) ist der Abriebverlust etwas höher, und die Mischung ist schwer zu vergießen. Sie hat die Eigenschaften von feuchtem Sand.Comparing the results in Table 4 for the examples 10 and 11 with those for Example 3, in which an AZS mixture was used with the preferred particle size distribution, so It can be seen that with coarse AZS grain (Example 10) the pressure resistance noticeably reduced at room temperature is and the cavities in the casting are numerous. In fine AZS grain (Example 11) is slightly higher in abrasion loss, and the mixture is difficult to shed. She has the characteristics of wet sand.
Zum Vergleich mit den erfindungsgemäßen Mischungen wurden zwei gießfähige Mischungen unter Verwendung von üblichen, derzeit auf dem Markt befindlichen Produkten bewertet. Als erste Vergleichsmischung (Vergleichsbeispiel A) wurde eine Mischung auf der Basis von Al₂O₃ mit einer Teilchengröße von 6730 µm (-3 mesh) verwendet und als zweite (Vergleichsbeispiel B) eine AZS-Mischung mit einer Teilchengröße von 4760 µm (-4 mesh). Im Gegensatz zu den erfindungsgemäßen Mischungen enthalten die Vergleichsmischungen nicht den als erfindungsgemäße Komponente c) bezeichneten mikrosphärischen "Füller". Die Gemische entsprechend den Vergleichsbeispielen A und B und gemäß Beispiel 12 sind folgende:For comparison with the mixtures according to the invention were two pourable mixtures using conventional, currently on the market. When first comparative mixture (Comparative Example A) became a Mixture based on Al₂O₃ with a particle size of 6730 microns (-3 mesh) used and second (Comparative Example B) an AZS mixture having a particle size of 4760 microns (-4 mesh). In contrast to the mixtures according to the invention the comparative mixtures do not contain the inventive than Component c) designated microspherical "filler". The mixtures according to Comparative Examples A and B and according to example 12 are the following:
Die physikalischen Eigenschaften der nach den Vergleichsbeispielen erhaltenen Produkte und die typischen Eigenschaften einer erfindungsgemäßen Mischung wie z. B. entsprechend Beispiel 12 sind in Tabelle 5 zusammengefaßt.The physical properties of the comparative examples obtained products and the typical properties a mixture according to the invention such. B. according to example 12 are summarized in Table 5.
Die Ergebnisse in Tabelle 5 zeigen, daß das gießfähige Produkt auf AZS-Basis gemäß Vergleichsbeispiel B in den physikalischen Eigenschaften dem gießfähigen erfindungsgemäßen Produkt am nächsten kommt. Die physikalischen Eigenschaften der Mischung gemäß dem Vergleichsbeispiel B sind etwas schlechter im Vergleich zur erfindungsgemäßen Mischung nach Beispiel 12, insbesondere in bezug auf die Bruchfestigkeit, die Druckfestigkeit bei Raumtemperatur und den Erosionsverlust nach ASTM C-704. Diese Eigenschaften sind gewöhnlich mit der Lebensdauer in Transferleitungen von Anlagen zum katalytischen Cracken von Flüssigkeiten (FCCU) und anderen, hohen Abrieb aufweisenden Anlagen verbunden. Die Mischung nach Beispiel 12, die einen Erosionsverlust von lediglich 4,5 cm³ aufweist, hat, verglichen mit der Mischung nach Vergleichsbeispiel B (Erosionsverlust 7,5 cm³), eine fast doppelt so hohe Lebensdauer und im Vergleich zur gießfähigen Mischung nach Vergleichsbeispiel A auf Al₂O₃-Basis eine mehr als doppelt so hohe Lebensdauer.The results in Table 5 show that the pourable AZS-based product according to Comparative Example B in the physical Properties of the pourable invention Product comes closest. The physical properties the mixture according to Comparative Example B are something worse compared to the mixture according to the invention after Example 12, in particular with regard to the breaking strength, the compressive strength at room temperature and the erosion loss according to ASTM C-704. These properties are ordinary with the life in transfer lines of plants for catalytic Cracking liquids (FCCU) and other, high Abrieb having plants connected. The mixture according to example 12, which has an erosion loss of only 4.5 cc, has, compared with the mixture of Comparative Example B (erosion loss 7.5 cc), almost twice as high Lifetime and compared to the pourable mixture after Comparative Example A based on Al₂O₃ more than twice long life span.
Claims (26)
- a) 44 bis 89 Gew.-% eines abriebfesten feuerfesten Korns,
- b) 10 bis 50 Gew.-% eines hydraulischen Zements,
- c) 1 bis 6 Gew.-% eines Füllers, bestehend aus sehr feinen, im wesentlichen kugelförmigen Teilchen eines Stoffes, ausgewählt aus der Gruppe Al₂O₃, Cr₂O₃, ZrO₂, TiO₂, Tonmineralien, Kohlenstoff und pyrogene Kieselsäure,
- d) 0,01 bis 1%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten a), b) und c), an Zusätzen, ausgewählt unter Entflockungs- und Netzmitteln.
- a) 44 to 89% by weight of an abrasion-resistant refractory grain,
- b) 10 to 50% by weight of a hydraulic cement,
- c) 1 to 6 wt .-% of a filler consisting of very fine, substantially spherical particles of a substance selected from the group Al₂O₃, Cr₂O₃, ZrO₂, TiO₂, clay minerals, carbon and fumed silica,
- d) 0.01 to 1%, based on the total weight of components a), b) and c), of additives selected from deflocculants and wetting agents.
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Cited By (2)
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US4119472A (en) * | 1976-09-01 | 1978-10-10 | Corning Glass Works | Rebonded fusion-cast AZS refractory grain |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4125511A1 (en) * | 1991-08-01 | 1993-02-04 | Radex Heraklith | FREE-LIGHTING FIRE-RESISTANT CASTING MATERIAL |
CN110642635A (en) * | 2019-11-01 | 2020-01-03 | 天津泽希矿产加工有限公司 | Application of spherical alumina micropowder in refractory castable |
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