FI119187B

FI119187B - Menetelmä tulenkestävän rakenteen valmistamiseksi sekä tulenkestävä rakenne metallurgisen astian vuorausta varten

Info

Publication number: FI119187B
Application number: FI20060160A
Authority: FI
Inventors: Kyoesti Ruotanen
Original assignee: Bet Ker Oy
Priority date: 2006-02-20
Filing date: 2006-02-20
Publication date: 2008-08-29
Also published as: WO2007096469A1; EP1993973A1; EA200801860A1; FI20060160A; FI20060160A0; EP1993973A4; EA012989B1

Description

119187

MENETELMÄ TULENKESTÄVÄN RAKENTEEN VALMISTAMISEKSI SEKÄ TULENKESTÄVÄ RAKENNE METALLURGISEN ASTIAN VUORAUSTA VARTEN FÖRFARANDE FÖR ATT TILLVERKA ELDFAST KONSTRUKTION SAMT ELD-FAST KONSTRUKTION FÖR INFODRING AV METALLURGISKT KÄRL

5

KEKSINNÖN ALA

Keksintö liittyy menetelmään tulenkestävän rakenteen valmistamiseksi metallurgisen astian vuorausta varten menetelmän käsittäessä rakenteen valamisen ja kuivaamisen, jolloin valumassaan sisällytetään tulenkestävää materiaalia olevia partikkeleita, jotka käsittävät 10 kokoalueella 0-6 mm olevia pienikokoisia partikkeleita. Keksintö liittyy myös vastaavaan metallurgiseen rakenteeseen.

KEKSINNÖN TAUSTA

Tulenkestäviä rakenteita valmistetaan esimerkiksi metallurgisten astioiden, kuten valu-, 15 käsittely- ja kuljetusastioiden, pohja-, seinä- ja kansivuorauksiksi.

Tulenkestävän vuorauksen uusiminen ja huoltaminen muodostavat erittäin merkittävän osan esimerkiksi terässenkan käyttökustannuksista. Vuoraus tulisi pystyä uusimaan mahdollisimman nopeasti ja sen tulisi kestää käyttöä mahdollisimman pitkään niin, että se tarvitsee mahdollisimman vähän tarkastus- ja huoltotoimenpiteitä, jotka myös aiheuttavat katkoksia 20 senkan käyttöön. Vuorauksen uusimisessa tavoitellaan luonnollisesti aina myös säästöjä materiaali-ja työkustannuksissa, toisin sanoen pyritään käyttämään materiaaleja ja menetelmiä, joilla säästetään kustannuksia mutta saadaan kuitenkin valmistetuksi laadultaan • · * mahdollisimman hyvä vuoraus.

: : : Niin sanotut monoliittiset tulenkestävät vuoraukset voidaan valmistaa valamalla, ja "·*: 25 valumassat sisältävät vettä. Valun jälkeen rakenne kuivataan, ja veden määrä vaikuttaa :***: olennaisesti sekä kuivausaikaan että muodostuvan rakenteen ominaisuuksiin, kuten kulutus- • · * : kestävyyteen.

* · · :"" * · Julkaisussa EP 0915069 B1 on esitetty vuorauksen kulutuskestävyyden parantamiseksi • · · ja kustannusten säästämiseksi menetelmä, jossa tulenkestävän betonin perusmassaan upote-# 30 taan MgO/C-pitoista romumateriaalia, jonka halkaisija on 50 - 100 mm. Julkaisussa tarkas- ,···. teilaan lähemmin vain sanotun romumateriaalin ominaisuuksia, mutta ei esitetä esimerkkejä a · · .· . menetelmällä valmistetun valurakenteen ominaisuuksista.

• · · ** *| Julkaisussa EP 0857704 B1 on esitetty tulenkestävien rakenteiden valmistamiseksi menetelmä, jossa muotti täytetään ensiksi kuivalla suhteellisen karkeajakoisella aineksella, 35 jonka partikkelikoko on alueella 1-60 mm, rungon muodostamiseksi, joka käsittää 50 - 90 •: * *: % muotin tilavuudesta, ja sitten partikkeleiden väliin jäävä tila täytetään lietemäisellä valu- 2 119187 massalla, joka sisältää sideainetta, vettä ja hienojakoisia täytemateriaaleja. Käsityksemme mukaan julkaisussa määritelty menetelmä ei voi missään tapauksessa toimia, jos 90 % tai lähelläkään sitä oleva osuus tilavuudesta täytetään sanotunlaisilla karkeajakoisilla partikkeleilla. Itse asiassa emme usko menetelmän toimivan lainkaan, jos muotti täytetään ensiksi 5 määritellyllä karkeajakoisella materiaalilla (1-60 mm) ja sitten valumassalla, jonka partikkelikoko on alueella 0,001 -1,0 mm, kuten julkaisussa määritellään. Menetelmän etuna mainitaan se, että vesimäärä valetussa rakenteessa saadaan pieneksi ja siten kuivausaika lyhyeksi, jolloin rakenne voidaan valmistaa erittäin nopeasti. Myös vesimääristä esitetään julkaisussa vain toivomusluonteisia prosenttilukuja mainitsematta edes, onko kysymys 10 paino- vai tilavuusprosenteista. Julkaisussa ei esitetä lainkaan toteutusesimerkkejä eikä tietoja valmistettujen rakenteiden ominaisuuksista.

Julkaisussa EP 0965024 B1 on esitetty olennaisesti sama menetelmä kuin edellä. Menetelmän kuvaus on myös siinä epämääräinen ja oman kokemuksemme ja tietojemme perusteella monissa kohdin virheellinen. Mitään toteutusesimerkkejä tai tietoja valmistet-15 tujen rakenteiden ominaisuuksista ei esitetä myöskään tässä julkaisussa.

Julkaisussa US 5681786 on esitetty erityinen valettavan tulenkestävän materiaalin koostumus, joka käsittää 41 -100 osaa painosta alumiinioksidipartikkeleita, joiden halkaisija on 10 - 50 mm. Ratkaisulla pyritään korroosiokestävyyden ja lujuuden sekä erityisesti lämmönkestävyyden parantamiseen. Samantapainen ratkaisu on esitetty julkaisussa US 20 5506181. Ratkaisut ovat materiaaliensa ja erityisten koostumusvaatimustensa takia kalliita ja soveltuvat siksi lähinnä erityisiin käyttötarkoituksiin.

Julkaisussa EP 1170267 AI esitetään tulenkestävä betoni, joka perustuu perinteistä • * '···* enintään 10 mm:n raekokoa olevan runkoaineen käyttöön ja sisältää lisäksi suurempia par- tikkeleita, joiden koko on jopa 60 mm. Kokoa 10 - 60 mm olevien partikkeleiden osuus kai- *: : 25 kista partikkeleista voi olla enintään 60 %. Ratkaisun katsotaan muun muassa vähentävän • · · .,. · tarvittavan veden määrää betonin valmistamisessa, helpottavan tasaista kuumentumista, saa- ϊ, ·,! van aikaan tiiviimmän rakenteen j a estävän murtumien etenemistä sekä parantavan kulumis- • · · !mi! kestävyyttä. Myöskään tässä julkaisussa ei ole esitetty toteutusesimerkkejä eikä tietoja val mistettujen rakenteiden ominaisuuksista.

30 :***: YHTEENVETO KEKSINNÖSTÄ • * · " .* . Keksinnön tarkoituksena on esittää sellainen menetelmä tulenkestävän rakenteen vai- • · · * · · ] j Kiistämiseksi valamalla j a kuivaamalla valumassasta, jolla esimerkiksi kaikkein laaj immin • · , käytettyjen metallurgisten astioiden, kuten terässenkan, uusittavan tulenkestävän vuorauksen ...: 35 kulutuskestävyyttä parannetaan merkittävästi samalla kun vuorauksen uusimista nopeutetaan * · ’ * · ja valmistuskustannuksia pienennetään.

3 119187 Näiden tarkoitusten saavuttamiseksi keksinnön mukaiselle menetelmälle tulenkestävän rakenteen valmistamiseksi metallurgisen astian vuorausta varten menetelmän käsittäessä rakenteen valamisen ja kuivaamisen, jolloin valumassaan sisällytetään tulenkestävää materiaalia olevia partikkeleita, jotka käsittävät kokoalueella 0 - 6 mm olevia pienikokoisia partik-5 keleita, on tunnusomaista, että ainakin 20 til-% valumassan partikkeleista on suurikokoisia partikkeleita, joiden koko on suurempi kuin 50 mm ja alueella 1/3 -1/2 rakenteen paksuudesta, ja että muovailuveden määrä rakenteessa ennen kuivausta on enintään 5 p-% sellaisen kuivatun rakenteen tuottamiseksi, jonka suhteellinen tiheys (rakenteen tiheyden suhde sen ainesosien tiheyksistä koostumuksen mukaan laskettuun tiheyteen) on vähintään 0,87 ja ίο edullisesti vähintään 0,90.

Eräässä suoritusmuodossa muovailuveden määrä valetussa rakenteessa ennen kuivausta on enintään 4 p-%.

Eräässä suoritusmuodossa valumassaan sisällytetään suurikokoisia partikkeleita, joiden kokojakauma ulottuu alaspäin sanotusta kokoalueesta 1/3 -1/2 rakenteen paksuudesta.

15 Eräässä suoritusmuodossa pienikokoiset partikkelit sisällytetään valumassaan ennen valun suorittamista ja suurikokoiset partikkelit tuodaan valumassaan erikseen valun aikana.

Eräässä toisessa suoritusmuodossa pienikokoiset partikkelit sisällytetään valumassaan ensimmäisessä sekoitusvaiheessa ja suurikokoiset partikkelit sen jälkeen toisessa sekoitus-vaiheessa ennen valun suorittamista.

20 Valaminen voi sisältää yhden tai useamman tärytysvaiheen.

Edellä mainittujen tarkoitusten saavuttamiseksi keksinnön mukaiselle tulenkestävälle rakenteelle metallurgisen astian vuorausta varten, joka rakenne on valmistettu valamalla ja *...' kuivaamalla valumassasta, johon on sisällytetty tulenkestävää materiaalia olevia partikke- :.i.: leita, jotka käsittävät kokoalueella 0-6 mm olevia pienikokoisia partikkeleita, on tunnus- * * * · 25 omaista, että ainakin 20 til-% sanotuista partikkeleista on suurikokoisia partikkeleita, joiden • · · *...· koko on suurempi kuin 50 mm ja alueella 1/3 -1/2 rakenteen paksuudesta, ja että rakenne on m muodostettu pienellä muovailuveden määrällä, joka on rakenteessa ennen kuivausta enin-tään 5 p-% sellaisen kuivatun rakenteen tuottamiseksi, jonka suhteellinen tiheys (rakenteen tiheyden suhde sen ainesosien tiheyksistä koostumuksen mukaan laskettuun tiheyteen) on 30 vähintään 0,87 ja edullisesti vähintään 0,90.

: * * *: Eräässä suoritusmuodossa tulenkestävä rakenne sisältää suurikokoisia partikkeleita, • · * / . joiden kokojakauma ulottuu alaspäin sanotusta kokoalueesta 1/3 - 1/2 rakenteen paksuu- • · ♦ ^ | desta. Kokojakauma voi ulottua olennaisesti jatkuvana välillä nollasta kokoalueelle 1/3 -1/2 • · . rakenteen paksuudesta.

···

·»!· JJ

KEKSINNÖN YKSITYISKOHTAINEN KUVAUS

4 119187

Seuraavassa esitetään esimerkkejä keksinnön mukaisesta menetelmästä ja sillä toteutetusta rakenteesta verrattuna perinteisellä tavalla valmistettuun rakenteeseen.

Esimerkki 1 5 Alla oleva taulukko 1 liittyy kokeisiin, joissa keksinnön mukaista menetelmää ja sillä valmistettuja koekappaleita verrataan perinteiseen menetelmään, jossa rakenne valmistetaan spinelliä muodostavasta valumassasta, jossa runkoainepartikkeleiden koko on alueella 0-6 mm. Keksinnön mukaisessa rakenteessa perinteiseen spinelliä muodostavan valumassaan on lisätty 30,5 tilavuusprosenttia sintteribauksiittipartikkeleita, joiden koko on alueella 60 -10 1800 cm3.

Taulukko 1

Ominaisuus Perinteinen rakenne Keksinnön mukainen rakenne 1 1 .......... I I I ............Λ Λ I·»—.·

Rakenneosan tilavuus 0,48 m 0,48 m

Rakenneosan paksuus 300 mm 300 mm

Spinelliä muodostavan valumassan 100% 70,0 p-% (partikkelikoko 0-6 mm) määrä 69,5 til-%

Suurten partikkeleiden määrä 0% 30,0 p-% __30,5 til-%_

Suurten partikkeleiden materiaali - Sintteribauksiitti ··· ----- ------------------,---

Suurten partikkeleiden koko - 60-1800 cm3 • ·*·__halk. 50 -150 mm

Muovailuveden määrä 5,2 p-% 3,5 p-% • · ··· II·—I —Il I ............—— Il ....... II·. Ill ! !„.ί Kuivatun rakenneosan kokonaismassa 1464 kg 1570 kg • · · ·β·β· ........... — ' M..............-H-

Raaka-aineiden painotettu tiheys 3,66 g/cm 3,63 g/cm • · • · ·

Rakenneosan tiheys kuivattuna 3,05 g/cm3 3,27 g/cm3 • · *... Rakenneosan suhteellinen tiheys 83,3 % 90,1% • * φ · ··· X : Taivutuslujuus ennen kuivausta 9,5 MPa 6,5 MPa • ♦· • · • —-------- I — -I- - • · ,,*!* 15 Valmistusmenetelmään kuuluvat valuja kuivaus. Muita lämpökäsittelyltä ei ole.

*: * * i Rakenneosia valmistettaessa kuivaus tapahtuu tietyn ohjelman mukaisesti ja kestää esimer- 5 119187 kiksi 1-4 vuorokautta. Aluksi pyritään haihduttamaan huokos- ja kidevesi alhaisemmassa lämpötilassa (esim. 100 - 200 °C) ja sitten ns. hydraulinen vesi korkeammassa lämpötilassa (esim. noin 350 °C).

Koekappaleet on valmistettu terässenkan pohjassa käytettäväksi rakenneosaksi tärytii-5 vistystä käyttäen. Perinteinen valumassa, josta tässä käytetään nimitystä perusmassa, on valmistettu siten, että tavanomaiseen kuiva-aineeseen, jonka partikkelikoko on 0 - 6 mm, on lisätty muovailuvesi tasosekoittimessa, jota on käytetty noin 4 minuuttia. Annoksen suuruus sekoituksessa on ollut 500 - 550 kg.

Perinteinen rakenne on valettu kahdesta annoksesta siten, että valumassa, jossa partik-10 kelikoko on 0 - 6 mm, on siirretty sekoittunen pohjassa olevalla rännillä suoraan alaspäin alla olevaan muottiin, ja muottia on tärytetty molempien annosten siihen sijoittamisen jälkeen valumassan tiivistämiseksi.

Keksinnön mukainen rakenne on valettu samalla tavalla kuin perinteinen rakenne, mutta annosten välissä ensimmäisen annoksen tärytiivistyksen yhteydessä on lisätty perus-15 massakerroksen päälle taulukosta 1 ilmenevä määrä partikkelikokoa 60 - 1800 cm3 olevaa sintteribauksiittia. Tärytyksen yhteydessä sintteribauksiittipartikkelit painuivat osittain perusmassan sisään. Tämän jälkeen lisättiin toinen annos perusmassaa ja valu tärytiivistet-tiin.

Molemmissa tapauksissa muotti purettiin seuraavana päivänä, ja rakenneosat siirrettiin 20 kuivaukseen 30 - 100 tunnin kuluttua valun suorittamisesta. Kuivauksen jälkeen rakenneosa on olennaisesti vapaa huokos- ja kidevedestä sekä mahdollisesti kemiallisesti sitoutuneesta vedestä. Keksinnön mukaisen materiaalin veden haihduttamisesta aiheutuvat kuivauskus- ·· *... * tannukset ovat pienemmät kuin vertailumateriaalissa.

: Rakenneosille ei ole tehty muuta lämpökäsittelyä. Kuivausvaiheen jälkeen rakenneosat φ 25 on jäähdytetty ja pakattu sekä kuljetettu asiakkaalle käytettäväksi. Asiakkaan prosessissa ·*· rakenneosat on asennettu terässenkan pohjalle kulutusvuoraukseksi, ja senkka on kuumen-: :t: nettu ennen käyttöönottoa vähintään 800 °C lämpötilaan.

Käyttöjaksonsa aikana terässenkka joudutaan jäähdyttämään erinäisten huoltotoimenpiteiden, esimerkiksi huuhtelukiven vaihdon vuoksi. Tällöin myös pohjalle sijoitettu raken-·*·., 30 neosa jäähtyy lähes huoneenlämpötilaan. Huoltotoimenpiteiden jälkeen senkka kuumenne- ;***· taan uudelleen ja otetaan käyttöön. Tällä jäähdytystoimenpiteellä ei ole havaittu olevan ··· .* . kielteisiä vaikutuksia rakenneosan kestävyyteen.

• ·♦ * Kun terässenkka on tullut vuorauskampanjan elinkaaren päähän, senkan pohjalle sijoi tettu rakenneosa on purettu käyttäen voimakasta kaivinkoneella käytettävää hydraulivasaraa.

« 35 Käytetystä keksinnön mukaisesta rakenneosasta on voitu havaita, että sintteribauksiitti- partikkelit ovat vertikaalisuunnassa suhteellisen tasaisesti jakautuneita. Koska sintteribauk- 6 119187 siitin tiheys on lähellä perusmassan painotettua tiheyttä, havaittu sintteribauksiittipartikke-leiden tasainen jakautuminen vertikaalisuunnassa on luonnollista.

Lisäksi on voitu havaita, että teräs ei ole tunkeutunut keksinnön mukaisessa rakenneosassa juurikaan materiaalin sisään. Teräksen tunkeutuminen on selvästi voimakkaampaa 5 sarakkeen 1 perinteistä rakennetta käytettäessä, puhumattakaan tapauksesta, jossa sarakkeen 1 mukaista perinteistä valumassaa on valettu suoraan senkan pohjalle kulutus vuorausmateri-aaliksi.

Myöskään kuona ei tunkeudu keksinnön mukaisen rakenteen materiaaliin siinä määrin kuin vertailumateriaaliin. Tämän on tulkittu johtuvan pienemmästä huokoisuudesta ja rea-10 goivan pinta-alan pienenemisestä. Samoista syistä kestävyys erilaisia kemikaaleja vastaan paranee. Kulutuskestävyyden paraneminen on luokkaa 30 %. Tähän vaikuttavat osaltaan parempi kuonan- ja metallinkestävyys ja eroosionkestävyys sekä ilmeisesti parempi lämpö-tilanvaihtelunkestävyys, johon voi vaikuttaa keksinnön mukaisen materiaalin suurempi lämmönjohtavuus.

15 Keksinnön mukainen ratkaisu pienentää merkittävästi materiaalikustannuksia. Taulu kon 1 esimerkissä säästöt olivat luokkaa 30 %. Myös kuivauskustannukset ja työkustannukset pienenevät ja valmistusprosessin luotettavuus paranee. Keksintö mahdollistaa myös ohuempien kulutusvuorausten käytön, jolloin senkan hyötykapasiteetti kasvaa.

20 Esimerkki 2

Taulukossa 2 vertaillaan toisiinsa kalsinoitua bauksiittia runkoaineena sisältävästä ult-ramatalasementtisestä tulenkestävästä valumassasta valmistettuja rakenteita, joista vertailu- M» :...! rakenteessa ei ole suurikokoisia partikkeleita ja keksinnön mukaisessa rakenteessa niiden osuus on 50 p-%. Kokeessa on valmistettu terässenkan pohjavuorausta vastaavia koekappa-*:**: 25 leita, joiden mitat olivat: pituus 1200 mm, leveys 250 mm ja paksuus 280 mm. Taivutusko- • f· keessa on käytetty 1060 mm:n jänneväliä.

Taulukon 2 materiaalien ero taulukon 1 materiaaleihin on se, että valumassana, jonka :]]]; runkoainepartikkeleiden koko on alueella 0 - 6 mm, on käytetty kalsinoitua bauksiittia sisältävää valumassaa. Lisäksi sarakkeen 2 keksinnön mukaisessa materiaalissa halkaisijal-• * ·,. 30 taan 50-120 mm olevien sintteribauksiittipartikkeleiden määrä on 50 p-%.

:" *: Taulukon 2 tapauksessa raaka-ainekustannukset eivät ole keksinnön mukaisessa mate- • · · / . riaalissa juurikaan pienemmät kuin vertailumateriaalissa, koska käytetyn sintteribauksiitin « * · * suhteellinen hinta verrattuna kalsinoituun kuilu-uunibauksiittiin on korkea. Säästöä saavu- • · . tetaan lähinnä keksinnön mukaisen materiaalin paremman kestävyyden ja tästä aiheutuvien 35 pienempien työkustannusten kautta.

• · 7 119187

Taulukko 2

Ominaisuus Vertailurakenne Keksinnön mukainen ___rakenne_

Rakenneosan tilavuus 0,084 m3 1χ084 m3

Rakenneosan paksuus 280 mm 280 mm

Ultramatalasementtisen, kalsinoitua 100% 50,0 p-% bauksiittia runkoaineena sisältävän 52,0 til-% valumassan määrä

Suurten partikkeleiden määrä 0% 50,0 p-% __48,0 til-%_

Suurten partikkeleiden materiaali - Sintteribauksiitti

Suurten partikkeleiden koko - 60-1800 cm3 __halk. 50 -150 mm

Muovailuveden määrä 5,7 p-% 2,9 p-% _15,8 til-%_8,9 til-%_

Kuivatun rakenneosan kokonaismassa 227 kg 261 kg

Raaka-aineiden painotettu tiheys 3,31 g/cm3 3,43 g/cm3

Rakenneosan tiheys kuivattuna 2,70 g/cm3 "3,11 g/cm3

Rakenneosan suhteellinen tiheys 81,6% 90,6% .···. Taivutuslujuus kuivauksen jälkeen 10,6 MPa 7,2 MPa • · • · · • - - ---- ----- -- ------ \i,: Ultraäänen etenemisnopeus 4404 m/s 4828 m/s ·*···

• · __I I

• · · • · • · • * » . .*· Keksinnön mukaisissa rakenteissa sekä kokoalueella 0-6 millimetriä olevien pienikö- »·· . * · ·. 5 koisten että suurikokoisten partikkeleiden materiaalit voivat vaihdella. Mahdollisia mated-

• M

aaleja ovat esimerkiksi jokin tai jotkin seuraavista: poltettu bauksiitti (erityisesti ennen polttoa homogenisoitu), sulabauksiitti, sulakorundi, erityyppiset sintterikorundit, sulamagne- • ** .··. siä, sintterimagnesia, sulamulliitti, oliviini tai piikarbidi. Kysymykseen tulevat myös tulen- • 4 • · * kestävistä tiilistä tai muista rakenneosista murskaamalla saadut raaka-aineet.

• ♦ ♦ ♦ * *· *· 10 Sideaineina voidaan käyttää muun muassa aluminasementtiä, Portland-tyyppistä * * sementtiä, alumiinihydroksideja, kalsiumhydroksidia, alkaalifosfaatteja, fosforihappoa, kol- ·;· loidista silikaa tai alumiinioksidia tai magnesiumhydroksidia.

···· ·:··· Massoissa voidaan käyttää myös erilaisia lisäaineita.

g 119187

Keksinnön mukaisen ratkaisun eräs etu on se, että sen avulla ja käyttämällä tehokkaasti tärytiivistystä voidaan valmistaa ominaisuuksiltaan laadukkaita rakenteita suhteellisen halvoista raaka-aineista.

Suurin partikkelikoko on edullista rajata kokoluokkaan 1/3 rakenteen paksuudesta esi-5 merkiksi, jos tuoretta massaa siirretään muottirakenteen sisällä pystysuunnassa. Jos taas tuoretta massaa ei olennaisesti siirretä muotissa vaan pelkästään tiivistetään tärytyksen ja massan oman painon avulla, niin suurin partikkelikoko voi olla luokkaa 1/2 rakenteen paksuudesta. Tällainen sovellus voi olla esimerkiksi vaakasuorassa olevan laattamaisen kappaleen valu.

10 Useimmissa sovelluksissa suurten kappaleiden osuus on luokkaa 35 - 40 p-%, mutta se voidaan nostaa haluttaessa suhteellisen helposti esimerkiksi tasolle 50 - 55 p-%. Keksinnössä tarkoitettujen vaikutusten aikaansaamiseksi suurten partikkeleiden osuuden on hyvä olla vähintään luokkaa 20 p-%, ja niiden osuuden käytännössä saavutettavissa oleva yläraja lienee luokkaa 70 p-%. Suurten partikkeleiden osuuteen ja rakenteen ominaisuuksiin voi-15 daan vaikutta esimerkiksi käyttämällä sopivaa partikkeleiden kokojakaumaa, sovittamalla tarpeen mukaan valmistustekniikkaa ja materiaalivalinnoilla.

Edellä selitettyjen esimerkkien yhteydessä on jo tarkastelu keksinnön mukaisella ratkaisulla saavutettuja etuja. Niiden lisäksi myös rakenteen lämpöshokin kestävyys paranee.

Tämä johtunee siitä, että kun alkava murtuma kohtaa matriisissa suuren partikkelin, niin sen 20 eteneminen pysähtyy, edellyttäen että kontakti matriisin ja partikkelin välillä on hyvä. Koska side- ja hienoainesten tulenkestävyys on yleensä runkoaineiden tulenkestävyyttä huonompi, niin myös rakenteen tulenkestävyys paranee, kun runkoaineen tilavuus- tai paino-osuus • · · :: rakenteessa kasvaa.

:: Keksinnön mukaisen ratkaisun sovelluskohteita voivat olla esimerkiksi metallurgisen *:: 25 astian kulutusvuorausta varten valmistetut rakenneosat. Astia voi olla esimerkiksi raudan, i,..: teräksen, kuparin, nikkelin, ferrokromin tai alumiinin valmistuksessa käytettävä senkka, t#·.: sulatusuuni tai konvertteri. Astia voi olla myös esimerkiksi valimosenkka.

i’tmi Eräs valmistusmenetelmän edullisuuteen ja sillä tuotettujen rakenteiden hyviin ominai suuksiin olennaisesti vaikuttava tekijä on muovailuveden määrä valetussa rakenteessa ennen 30 kuivausta. Keksinnön mukaisessa ratkaisussa on lähtökohtana, että sanottu muovailuveden ·***: määrä on enintään 4 p-%. Muovailuveden määrä voi olla jopa 3,5 tai 3 p-%, ja keksinnön ··# / . mukaisen menetelmän sovellusohjeena voidaan pitää, että se on joka tapauksessa enintään 5 • ·« P-%- • · . Keksintö voi vaihdella oheisten patenttivaatimusten sallimissa rajoissa.

··· *··· • ♦

Claims

9 119187

1. Menetelmä tulenkestävän rakenteen valmistamiseksi metallurgisen astian vuorausta varten menetelmän käsittäessä rakenteen valamisen ja kuivaamisen, jolloin valumassaan sisäl- 5 lytetään tulenkestävää materiaalia olevia partikkeleita, jotka käsittävät kokoalueella 0-6 mm olevia pienikokoisia partikkeleita, tunnettu siitä, että: ainakin 20 til-% valumassan partikkeleista on suurikokoisia partikkeleita, joiden koko on suurempi kuin 50 mm ja alueella 1/3 -1/2 rakenteen paksuudesta, ja muovailuveden määrä rakenteessa ennen kuivausta on enintään 5 p-%, 10 sellaisen kuivatun rakenteen tuottamiseksi, jonka suhteellinen tiheys (rakenteen tiheyden suhde sen ainesosien tiheyksistä koostumuksen mukaan laskettuun tiheyteen) on vähintään 0,87 ja edullisesti vähintään 0,90.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muovailuveden määrä 15 valetussa rakenteessa ennen kuivausta on enintään 4 p-%.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että valumassaan sisällytetään suurikokoisia partikkeleita, joiden kokojakauma ulottuu alaspäin sanotusta koko-alueesta 1/3 -1/2 rakenteen paksuudesta. 20

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pienikokoiset partikkelit sisällytetään valumassaan ennen valun suorittamista ja suurikokoiset partikkelit tuodaan ··· :: valumassaan erikseen valun aikana. · · • · · ·* "**: 25

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pienikokoiset partikkelit j : sisällytetään valumassaan ensimmäisessä sekoitusvaiheessa ja suurikokoiset partikkelit sen jälkeen toisessa sekoitusvaiheessa ennen valun suorittamista. »·* • · • · ···

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että valaminen sisältää yhden 30 tai useamman tärytysvaiheen.

«·* • · • · • · · . *, 7. Tulenkestävä rakenne metallurgisen astian vuorausta varten, joka rakenne on valmistettu • · · *".* valamalla ja kuivaamalla valumassasta, johon on sisällytetty tulenkestävää materiaalia ole- • · *··/* via partikkeleita, jotka käsittävät kokoalueella 0 - 6 mm olevia pienikokoisia partikkeleita, 35 tunnettu siitä, että: « ♦ * 119187 ίο ainakin 20 til-% sanotuista partikkeleista on suurikokoisia partikkeleita, joiden koko on suurempi kuin 50 mm ja alueella 1/3 -1/2 rakenteen paksuudestapa rakenne on muodostettu pienellä muovailuveden määrällä, joka on rakenteessa ennen kuivausta enintään 5 p-%, 5 sellaisen kuivatun rakenteen tuottamiseksi, jonka suhteellinen tiheys (rakenteen tiheyden suhde sen ainesosien tiheyksistä koostumuksen mukaan laskettuun tiheyteen) on vähintään 0,87 ja edullisesti vähintään 0,90.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen tulenkestävä rakenne, tunnettu siitä, että se sisältää suu-10 rikokoisia partikkeleita, joiden kokojakauma ulottuu alaspäin sanotusta kokoalueesta 1/3 - 1/2 rakenteen paksuudesta.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen tulenkestävä rakenne, tunnettu siitä, että se sisältää partikkeleita, joiden kokojakauma ulottuu olennaisesti jatkuvana välillä nollasta koko- 15 alueelle 1/3 -1/2 rakenteen paksuudesta. ··· • · • i ·· • · • · · ··· • · • · * · • · * · · · • t · »tl IM • t • ·· · ·· * · • ·· • M · • · • · · » • · * · · • · · Ml · 11 119187