IT9067443A1

IT9067443A1 - Procedimento per formare una massa refrattaria porosa e composizione di materiale da usare in tale procedimento.

Info

Publication number: IT9067443A1
Application number: IT067443A
Authority: IT
Inventors: Leon-Philippe Mottet; Pierre Robyn; Alexandre Zivkovic
Original assignee: Glaverbel
Priority date: 1989-06-30
Filing date: 1990-06-18
Publication date: 1991-12-18
Also published as: FR2649096B1; GB9013638D0; NL194125C; IT9067443A0; DE4020297A1; BR9003154A; IL94905A; GB2233323B; IT1247787B; CA2019539C; KR970009992B1; SE470308B; DD296303A5; MX171353B; RU2027690C1; GR1001116B; ZA905087B; AU5584390A; NL9001458A; CN1048377A

Description

DESCRIZIONE

dell'invenzione industriale avente per titolo:

Procedimento per formare una massa refrattaria porosa e composizione di materiale da usare in tale procedimento

R I A S S U N T O

Un procedimento per formare una massa refrattaria corosa su una superficie è caratterizzato dal fatto che contro tale superficie si proietta un gas ossidante insieme a una miscela di polveri che comprende: particelle refrattarie; particelle di combustibile che reagisce esotermicamente con il gas ossidante per formare ossido refrattario e sviluppare calore sufficiente da fondere almeno la superficie delle particelle refrattarie in modo che queste si uniscano per formare la massa refrattaria; e particelle di materiale la cui composizione e/o dimensioni sono scelte in modo che l' incorporazione di tale materiale nella miscela prolettata dia origine alla formazione di porosità nella massa refrattaria formata. Il materiale che induce la rosità può essere tale da bruciare per sviluppare pr dotti di combustione gassosi, può decomporsi in prodotti di decomposizione gassosi o può essere lui stesso poroso o cavo.

L'invenzione si riferisce a un procedimento per ormare una massa refrattaria porosa e a una composizione di materiale da utilizzare in tale procedimento.

Tale procedimento è utile per la formazione o riparazione di un rivestimento o mantello termicamente isolante su una superficie come la superficie di una parete refrattaria di un forno o altra struttura che sarà esposta a temperature elevate durante l'uso. Esempi di tali strutture sono forni per la fabbricazione del vetro, forni di piroscissione ( "cracking") usati nell'industria petrolifera, forni per coke e attrezzature refrattarie usate in metallurgia.

Per formare una massa o rivestimento refrattario termicamente isolante su una superficie come, per esèmio, una parete refrattaria, la pratica usuale è quel di ricoprire quella superficie di materiale refrattario poroso, e quindi isolante, per esempio sotto forma di mattonelle o di piccole lastre. Questa operazione è effettuata con mattoni freddi e richiede la possibilità, per chi applica i mattoni, di avere accesso alla superficie su cui si deve formare la massa. Perciò un'operazione di questo tipo non può essere realizzata in unaposizionecaldacome, per esempio, su una parete di un forno atemperatura di lavoro. Si noterà che il raffreddamento di un forno o altra struttura dalla sua temperatura di lavoro per consentire l' esecuzione di tale rinnovo dei mattoni e il successivo riscaldamento sottoporrebbero il forno a sollecitazioni termiche tali dacausare danni significativi ulteriori, e, dopo il rinnovo dei mattoni, il forno potrebbe addiritura essere in condizioni peggiori di prima. Tale raffreddamento e successivo risacldamento aumenterebbero anche in misura significativa il tempo necessario per l'operazione di rinnovo,e di conseguenza il rinnovo a freddo dei mattoni è un operazione del tutto insoddisfacente,a meno che il forno venga effettivamente ricostruito.

Anche se in teoria sarebbe possibile usare una tecnica di rinnovo a caldo dei mattoni per ridurre i tempi di riparazione, ciò darebbe anche origine a problemi che in pratica sono insormontabili. Sarebbe neces— saria un'apparecchiatura di manipolazione a distanza per mettere in posizione le mattonelle o lastre e per cementarle in posizione. Non esiste nessuna apparecchiatura di questo tipo che sia in grado di lavorare in molte posizioni all'interno di strutture refrattarie di grandi dimensioni. Anche nelle posizioni relativamente accessibili il rinnovo a caldo dei mattoni sarebbe insoddisfacente perché il cemento refrattario non prò durrebbe un'unione soddisfacente tra i nuovi mattoni , o tra questi e la struttura refrattaria calda esisten te, anche se i nuovi mattoni dovessero essere stati preriscaldati Naturalmente sono noti procedimenti per eseguire a riparazione a caldo di strutture refrattarie. Probabilmente, quello che ha il maggior successo commerciale procedimento e un / che è diventato noto con il nome di "saldatura ceramica". Esempi di tali procedimenti di saldatura ceramica sono descritti nei brevetti Britannici N. GB 1.330.894 e GB 2.170.791. Nel processo di saldatura ceramica, si forma una massa refrattaria su una superficie proiettando contro questa, in presènza di ossigeno, una polvere di saldatura ceramica che comprende una miscela di particelle refrattarie e par ticelle combustibili: le particelle combustibili hanno composizione e dimensioni tali che esse reagiscono esotermicamente con ossigeno, formando un ossido refratta rio e sviluppando il calore necessario per fondere, al meno superficialmente, le particelle refrattarie progettate, in modo che queste e il prodotto o i prodotti della combustione si uniscano in una massa refrattaria Alluminio e silicio sono esempi di combustibili adatti.

E' noto che, a rigor di termini, il silicio dovrebbe essere classificato come un semi metallo, ma poichè si comporta come alcuni metalli (è in grado di subire un' ossidazione fortemente esotermica per formare un ossido refrattario) per ragioni di convenienza questi elamenti combustibili sono spesso indicati come metalli ci. ln generale si raccomanda di pròiettare la miscela di polveri di saldatura ceramica in presenza di un' elevata concentrazione di ossigeno, per esempio usando ossigeno di qualità commerciale come gas di trasporto. Si forma così una massa refrattaria coerente, che puo aderire alla superficie contro cui le particelle sono proiettate. La zona di reazione esotermica del processo di saldatura ceramica può raggiungere temperature molto alte, che rendono possibile bruciare completamente ogni scoria eventualmente presente sulla superficie bersaglio e rammollire o fondere tale superficie. Si produce cosi un buon giunto tra la superficie trattata e la massa refrattaria formata di fresco.

Il processo di saldatura ceramica può essere usato per formare un elemento refrattario, per esempio un blocco di forma speciale. Tuttavia esso è usato il più delle volte per formare rivestimenti o eseguire riparazioni su blocchi o pareti. Esso è particolarmente tile per ripare o rafforzare strutture refrattarie sistenti mediante la formazione in loco di una massa di saldatura refrattaria compatta e coerente qual tà elevata. E' assai comune eseguire questa operazio ne quando il rafrattario base è caldo e, in certi casi, é anche possibile eseguire questa riparazione o raffor zamento senza la necessità di fermare il funzionamento del dispositivo. Invero, in enerale, quanto più è calda la superficie refrattaria bersaglio, tanto più efficiente è il processo di saldatura ceramica e tanto migliore è il legame tra la massa di saldatura formata e la struttura refrattaria preesistente.

Il processo di saldatura ceramica deve molto del suo successo al fatto che la parte maggiore della combustione delle particelle avviene contro la superficie bersaglio. Così la massima quantità di ca lore è disponibile effettivamente nel punto di lavoro, cosicché il refrattario bersagliosi rammollisce dove il materiale refrattario fuso o semi-fuso, proiettat come tale o risultante dalla combustione del combustibile, viene a contatto con esso. Come conseguenza di ciò, il materiale fuso o semi-fuso che arriva contro la superficie bersaglio aderisce fortemente a tale superficie e si forma una massa di saldatura refrattaria coerente densa. Si vede quindi che tale processo è del tutto inadatto per la formazione di un rivestimento di una riparazione porosi.

Vi sono altri procedimenti di riparazione a caldo noti che sono stati usati commercialmente. Per esempio sono noti processi di nebulizzazione a fiamma in cui una corrente di particelle refrattarie è proiettata da

un ugello di bruciatore in un gas di trasporto combusti

bile come gas di carbone, che viene mescolato con ossi-

geno all'uscita del bruciatore per formare una fiamma

che scalda le particelle refrattarie mentre si muovono verso la superficie bersaglio. Tali procedimenti però

non scaldano le particelle refrattarie con intensità

sufficiente perché si formi un legame soddisfacente

tra le particelle o tra queste e la superficie bersaglio, come risultato, il deposito refrattario formato ha una resistenza all'abrasione piuttosto bassa.

Altri procedimenti per la riparazione di struttu

refrattarie che sono stati proposti comprendono l'applicazione a umido di "gunite" e l'applicazione su questa a guisa di intonaco di un refrattario noto come "grog" in un materiale legante. Di nuovo, tali procedimenti provocano la formazione di una massa di riparazione che è

legata solo debolmente alla struttura preesistente, e di

conseguenza tali depositi possono sfaldarsi abbastanza facilmente. Perciò l'industria si trova ad affrontare il

problema di formare o riparare un rivestimento o u

parete refrattaria porosa e termicamente isolante mentre il rivestimento o la parete sono caldi, e in maniera tale da conservare od ottenere buone qualità di isolamento termico.

Uno scopo principale di questa invenzione è quel di alleviare quésto problema.

Secondo la presente invenzione, si fornisce un procedimento per formare una massa refrattaria porosa su una superficie, caratterizzato dal fatto che contro tale superficie si proietta un gas ossidante insieme una miscela di polveri che comprende: particelle refrattarie; particelle di combustibile che reagisce eso— termicamente con il gas ossidante per formare ossido refrattario e sviluppare calore sufficiente da fondere almeno la superficie delle particelle refrattarie in modo che queste si uniscano per formare la massa refrattaria; e particelle di materiale la cui composizione e/o dimensioni sono scelte in modo che l'incorporazione di tale materiale nella miscela proiettata provochi la formazione di porosità nella massa refrattaria formata.

L'invenzione fornisce anche una composizione di sostanze da usare in tale procedimento. Tale composizione di sostanze è caratterizzata dal fatto che è lina miscela di polveri che comprende: particelle refrattarie; particelle di combustibile che è in grado di reagire esotermicamente con ossigeno per formare ossido refrattario ed è presente in proporzione tale da sviluppare, quando proiettato insieme a gas ossidante, calore sufficiente da fondere almeno la superficie delle particelle refrattarie in modo che esse si uniscano per formare una massa refrattaria; e particelle di materiale la cui composizione e/o dimensioni sono scelte in modo tale che l'incorporazione di tale materiale nella miscela provochi la formazione di porosità nella massa refrattaria formata mediante tale proiezione.

Tale procedimento e tale composizione di polveri sono utili per formare masse refrattarie porose di qualità elevata per la riparazione di pezzi refrattari termicamente isolanti esistenti mentre essi sono caldi. Il procedimento e la composizione sono anche utili per la formazione ex-novo di rivestimenti o mantelli refrattari termicamente isolanti di qualità elevata su strutture refrattarie calde esistenti.

Si noterà che il procedimento fa uso di una polvere di saldatura ceramica a cui si è aggiunto un materiale in particelle che induce porosità. L'uso e anche l'efficacia di tale procedimento e tale polvere sono sorprendenti .

Si ricorderà che i procedimenti di saldatura ceramica già noti devono il loro successo commerciale al fatto che si forma una massa di saldatura refrattaria coerente e densa quando si proietta da una lancia contro la superficie bersaglio la polvere di saldatura ceramica usata, e che tale massa di saldatura aderisce fortemente a quella superficie. La preoccupazione prindell'addetto alla

cipale / saldatura ceramica era perciò quella di formare una massa di saldatura con la porosità più bassa possibile per favorire l'adesione della massa di saldatura risultante alla superficie trattata e favorire la coesione nella massa di saldatura e quindi una buona resistenza all'abrasione e una buona resistenza termo-chimica. L'introduzione deliberata in una polvere di saldatura ceramica di materiale che provocherà porosità nella massa di saldatura refrattaria risultante va quindi contro ogni conoscenza convenzionale nella tecnica della saldatura ceramica.

Si sapeva che, se la temperatura della reazione di saldatura ceramica era troppo bassa come risultato di un controllo insufficiente dei vari parametri della reazione , nel deposito risultante poteva formarsi una porosità non uniforme e non controllata. Tuttavia tale porosità era inevitabilmente accompagnata da una insufficiente coerenza interna del deposito refrattario risultante, scarsa resistenza all'abrasione o alla corrosione, e scarsa aderenza alla superficie trattata. Questi depositi porosi si sarebbero staccati dopo che il forno fosse stato in funzione per qualche tempo e si sarebbe dovuta rifare la riparazione. In breve, gli addetti alla saldatura ceramica farebbero di tutto per evitare di lavorare in questo modo. La formazione deliberata di una massa porosa usando una tecnica di questo tipo è perciò di per sé sorprendente.

Si possono usare vari tipi di materiale che induce porosità. Il materiale può essere tale da bruciare in modo da sviluppare prodotti di combustione gassosi, può decomporsi in prodotti gassosi di decomposizione o può essere lui stesso poroso o cavo. E' anche assai sorprendente che si possa indurre un grado significativo di porosità nella massa refrattaria risultante perche, data la temperatura molto elevata sviluppata dalla reazione esotermica quando questa è ben controllata, ci si aspetterebbe che il gas eventualmente presente o che si forma per effetto del calore si liberi senza venir occluso nella massa che si forma, e che un'eventuale porosità inizialmente formata nella massa risultante collassi per l'urto di ulteriore materiale proiettato prima che la massa sia sufficientemente solidificata da conservare quei pori, con il risultato che si formerebbe una massa più o meno compatta. E' anche più sorprendente che si possa controllare il grado di porosità formato nella massa di saldatura risultante, cosicché si può riprodurre affidabilmente un dato grado di porosità, e che sia possibile ottenere una massa refrattaria che sia allo stesso tempo porosa e che aderisca saldamente alla superficie che riceve la miscela proiettata.

Il procedimento e la polvere secondo l'invenzione sono quindi altamente vantaggiosi, grazie al fatto che refrattaria permettono facilmente la formazione di una massa/porosa, e perciò isolante, in situ su una data superficie. Inoltre, essi presentano il vantaggio della semplicità di messa in opera usando un'apparecchiatura di tipo tradizionale, come quella impiegata nei procedimenti di saldatura ceramica convenzionali indicati sopra. Di conanche

seguenza l'invenzione permette/di formare una massa refrattaria isolante con porosità controllata in posti di difficile accesso e con limitata interruzione, o senza interruzione, del funzionamento del forno su cui si esegue il lavoro.

Il combustibile comprende particelle di almeno un elemento capace di formare un ossido refrattario quando viene ossidato. In questo modo si può ottenere facilmente una massa che è compatibile con la superficie su cui avviene la proiezione, perché nella maggior parte dei casi la superficie interessata è quella di una parete refrattaria. Per esempio, si possono facilmente scegliere il combustibile e la particelle refrattarie nella miscela in modo che la massa di saldatura risultante, comprendente le particelle refrattarie proiettate e i prodotti della combustione del combustibile, abbia sostanzialmente la stessa composizione della superficie refrattaria contro cui si proietta la miscela.

In certe forme preferite di realizzazione dell'invenzione, tale materiale che induce porosità comprende particelle di un materiale che brucia fornendo prodotti di combustione gassosi che vengono incorporati nella massa refrattaria risultante. L'uso di un materiale che può bruciare per fornire prodotti di combustione. gassosi che vengono incorporati nella massa refrattaria formata in seguito a tale proiezione è altamente vantaggioso perché queste particelle possono liberare loro volume

o fornire un volume di gas che è molte volte il / e ciò rende possibile l'introduzione di grandi quantità di gas per formare pori partendo da una quantità di materiale molto piccola. E' facilmente possibile scegliere particelle le cui dimensioni e/o composizione sono tali che, quando vengono bruciate, esse si trasformano in gas che viene intrappolato nella massa refrattaria formata o che lascia in essa tracce sotto forma di pori, in modo da renderla porosa e isolante.

Preferibilmente, tale materiale che induce porosità particelle di

comprende /materiale carbonioso. Grafite e urea sono esempi di materiali di questo tipo che sono molto adatti all'uso nella realizzazione dell'invenzione, perché vengono trasformati in gas senza lasciare residui deleteri per la qualità della massa refrattaria isolante formata. Un altro prodotto carbonioso utile è carburo di silicio, sotto forma di particelle piccolissime, la cui decomposizione dà prodotti che sono compatibili con la massa refrattaria. E' anche possibile impiegare, per esempio, particelle di resina fenolica. In questo caso, le particelle di resina fenolica sono vantaggiosamente mescolate con particelle di magnesia, per esempio in una proporzione del 20%, per evitare una combustione spontanea e prematura della resina.

Quando si impiega carbonio o un prodotto carbonioso, è naturalmente necessario assicurare che il carbonio venga bruciato il più completamente possibile, per evitare di lasciarne nella massa che viene formata. Infatti, se nella massa che viene formata rimane carbonio, la conducibilità termica della massa aumenterà e di conseguenza le proprietà di isolamento termico diminuiranno in proporzione. Nel caso di coke o di carbonio, si avrà cura speciale di impiegare particelle il cui diametro massimo è inferiore a 1 min, per esempio particelle il cui diametro medio è inferiore a 0,5 mm, in modo che la loro combustione sia la più completa possibile. Nel caso del carburo di silicio riferito sopra, si impiegheranno preferibilmente particelle inferiori a 125 μm.

In altre forme preferite di realizzazione dell'invenzione, tale materiale che induce porosità comprende particelle di un materiale che si decompone sviluppando gas che rimane incorporato nella massa refrattaria isolante. L'uso di particelle di un materiale che può decomporsi per sviluppare gas che rimane incorporato nella massa refrattaria formata per effetto di tale proiezione presenta anche il vantaggio che per l'incorporazione nella massa di saldatura refrattaria formata sarà disponibile un grande volume di gas in proporzione al volume di materiale in particelle. In certe forme di realizzazione dell'invenzione si preferisce che tale materiale che induce porosità comprenda particelle di un materiale intumescente. Queste particelle si gonfiano, per esempio liberando un gas come vapore acqueo, per effetto del calore, e creano pori nella massa che viene formata. Questo è un modo altamente pratico per generare pori di dimensioni specifiche nel materiale refrattario che viene formato e per ottenere così facilmente un materiale isolante poroso. In effetti, le dimensioni dei pori possono essere controllate facilmente controllando le dimensioni delle particelle proiettate. Si può quindi usare il procedimento per la riparazione o la formazione in situ di un tappo poroso, come un tappo attraverso cui si può soffiare gas in un corpo di acciaio fuso per vari scopi noti in quell'industria.

Vi sono diversi materiali intumescenti che possono essere usati per realizzare l'invenzione, e si può fare particolare menzione di materiali comprendenti un sale metallico idrato, specialmente un sale idrato di un metallo alcalino. Esempi di sali appropriati sono alluminati, come l'alluminato di sodio o potassio, piombati, come il piombato di sodio o potassio, stannati, come lo stannato di sodio o potassio, allumi, come il solfato di alluminio e sodio o il solfato di alluminio e potassio, borati, come il borato di sodio, e fosfati, come l 'ortofosfato di sodio e l 'ortofosfato di potassio. Gli alluminati possono essere particolarmente vantaggiosi per formare masse refrattarie alluminose o silico-alluminose. Si può anche impiegare la perlite, che è una roccia intumescente del tipo riolite.

Vantaggiosamente, detto materiale intumescente comprende un silicato idrato di metallo alcalino e preferibilmente un silicato di sodio. Il silicato di sodio ha il vantaggio di essere relativamente poco costoso.

Quando si impiega un sale di sodio, si deve ricordare ohe il sodio può abbassare apprezzabilmente il punto di fusione del materiale refrattario che viene formato. Di conseguenza la percentuale di materiale intumescente verrà regolata in modo che il punto di fusione della massa che viene formata non sia troppo vicino alla temperatura massima di lavoro della parete del forno trattata. Nel caso di un forno per coke, per esempio, questa temperatura sarà preferibilmente superiore a 900°C e si impiegherà meno del 20% di sodio. I diagrammi delle fasi permettono di predire sostanzialmente il punto di fusione della massa formata.

In ancora altre forme preferite di realizzazione dell'invenzione, tale materiale che induce . porosità comprende particelle cave o porose che rimangono incorporate nella massa refrattaria risultante. In questo modo, si possono introdurre pori nella massa refrattaria senza decomposizione od ossidazione del materiale che induce . porosità, riducendo così ogni rischio che le reazioni di saldatura ceramica possano essere turbate dall'aggiunta del materiale che induce porosità alla polvere di saldatura ceramica utilizzata. Di conseguenza si può controllare meglio e più facilmente la reazione di formazione della massa refrattaria. Per esempio, è possibile impiegare particelle finemente suddivise di una roccia vulcanica, e specialmente particelle di geyserite, opzionalmente pretrattate a temperatura elevata, o particelle di vermiculite o zeolité.

In tali forme di realizzazione si preferisce però che almeno alcune di dette particelle cave o porose siano costituite dalle particelle refrattarie proiettate. Si possono così introdurre pori nella massa che viene formata per mezzo di un elemento che è un costituente fondamentale della massa refrattaria. Preferibilmente, queste particelle refrattarie cave o porose hanno una porosità totale superiore al 50%. E' sorprendente che, data la fusione di almeno una parte della superficie delle particelle refrattarie che è necessaria per l'unione mediante saldatura ceramica, la massa risultante sia porosa.

Vantaggiosamente , almeno la maggior parte in peso delle particelle refrattarie proiettate è cava o porosa. I pori sono così molto numerosi e distribuiti uniformemente attraverso la massa di saldatura formata. Quando si adotta questa caratteristica preferita dell' invenzione, non è necessario aggiungere particelle refrattarie diverse da queste particelle porose.

In alcune di tali forme preferite di realizzazione dell'invenzione, tali particelle refrattarie cave o porose comprendono particelle di silice porosa o particelle di allumina cellulare. Si ottengono particelle di silice porosa per esempio macinando una mattonella refrattaria porosa e isolante di silice in modo da ottenere particelle inferiori a 2 mm. Si possono ottenere particelle di allumina cellulare per esempio facendo passare polvere di allumina attraverso una fiamma. E' che

particolarmente sorprendente /l'operazione di macinare mattonelle porose possa fornire particelle che conservano sufficienti pori da formare una massa porosa. Scheletri di silice o allumina possono così essere proiettati e saldati insieme, probabilmente solo localmente, per formare una massa refrattaria porosa e altamente isolante .

In alternativa o in aggiunta, si preferisce che la miscela comprenda particelle cave o porose che consistono dì un materiale vetroso o di un materiale che forma vetro. Questi materiali sono facilmente disponibili in forma di particelle e sono compatibili con i refrattari. Per esempio, è possibile impiegare particelle di una composizione vetrificabile come quelle descritte e rivendicate nel Brevetto britannico GB 2.177.082

E' anche possibile impiegare particelle in grado di venir convertite in corpi di vetro cellulari per espansione sotto l'effetto del calore e ottenute con il procedimento descritto e rivendicato nel brevetto britannico GB 1.556.993.

Vantaggiosamente, dette particelle cave o porose comprendono microbolle di vetro. Le microbólle di vetro Per formare i pori

hanno una parete sottilissima./Si introduce così un massimo di gas con un minimo di materiale estraneo al materiale refrattario fondamentale. E' anche possibile controllare più facilmente la quantità di gas che viene introdotta nella massa refrattaria o la proporzione di pori che vengono formati in essa, e ottenere più facilmente una distribuzione sostanzialmente uniforme dei pori nella massa. Tuttavia, è assai sorprendente introdurre microperline cave di vetro in una reazione esotermica a temperatura così elevata. Infatti, il vetro è relativamente fluido alle alte temperature che esistono in presenza della reazione esotermica. Perciò è particolarmente stupefacente che le microbolle di vetro formino pori nella massa refrattaria finale, per costituire una massa porosa.

Abitualmente, le microperline di vetro cave sono formate a partire da granuli di una composizione formatrice di vetro basata su un silicato di sodio che può aver reagito con altri componenti, come acido borico. Questi granuli sono ottenuti per esempio partendo con una soluzione acquosa essiccata a spruzzo. Questi granuli sono vetrificati e sferettizzati in un forno di sferettizzazione . La composizione formatrice di vetro contiene una sostanza, per esempio urea, che provoca lo sviluppo di gas nel forno di sferettizzazione, e si produce un effetto di formazione di cellule. Le microperline di vetro possono essere fabbricate in dimensioni che sono particolarmente adatte per l'integrazione nella miscela da proiettare contro la superficie da trattare. Le microperline di vetro possono essere mono o policellulari .

Secondo questa forma preferita di realizzazione, in cui la miscela comprende microperline di vetro cave, almeno alcune delle particelle refrattarie sono preferibilmente particelle porose e vantaggiosamente particelle di silice porosa o particelle di allumina cellulare. La particolare combinazione di silice porosa o allumina cellulare come materiale refrattario e di bolle di vetro come generatore di pori aggiuntivo è altamente favorevole per la produzione di una massa refrattaria porosa con densità molto bassa e che fornisce un isolamento termico molto elevato.

In forme preferite di realizzazione dell'invenzione, tali particelle che inducono porosità hanno dimensioni massime delle particelle inferiori a 2 mm e preferibilmente inferiori a 1 mm. Particelle che sono esse stesse porose o cave possono essere utilizzate con dimensioni fino a 2 min, come si desidera, per sviluppare la porosità richiesta nella massa di saldatura refrattaria formata. Tuttavia, in certe forme preferite di realizzazione, tali particelle che inducono porosità hanno dimensioni massime delle particelle.inferiori a 600 μm. Si raccomanda di usare materiali che bruciano o si decompongono per sviluppare gas con dimensioni inferiori a 600 μm, nuovamente tenendo conto delle dimensioni e del grado di porosità richiesti, perché tali dimensioni inferiori delle particelle favoriscono il completamento delle reazioni di combustione o decomposizione che tali particelle subiscono. In ancora altre forme preferite di realizzazione, si preferisce che tali particelle che inducono . porosità abbiano dimensioni massime delle particelle inferiori a 200 μm, e preferibilmente inferiori a 125 μm. Tali limiti superiori ridotti per le dimensioni sono particolarmente adatti per favorire ulteriormente la combustione completa di materiale combustibile che induce porosità, se questo venisse usato, e inoltre limitano la quantità di gas generato per favorire la formazione di un gran numero di piccoli pori.

Preferibilmente la miscela comprende almeno il 10%, e vantaggiosamente almeno il 15%, in peso di tali particelle che inducono .porosità. Questa proporzione favorisce la formazione di una massa con porosità elevata, e quindi bassa densità, e avente proprietà di isolamento termico elevato.

Vantaggiosamente, la massa refrattaria porosa risul tante ha una densità relativa, complessiva . inferiore a 1,5 e preferibilmente uguale o inferiore a 1,3. Tali valori di densità relativa complessiva sono caratteristici di materiali refrattari che presentano buone proprietà di isolamento termico.

E' conveniente definire qui che cosa si intende per densità relativa complessiva e porosità, e indicare metodi con cui si possono misurare queste proprietà. Tali definizioni e metodi seguono largamente la norma internazionale ISO 5016-1986.

Così la densità complessiva è il rapporto, espresso in g/cm3, tra la massa del materiale secco di un corpo poroso e il suo volume complessivo, ed è numericamente uguale alla densità relativa complessiva.

Il volume complessivo di un corpo refrattario poroso è la somma dei volumi del materiale solido, dei pori aperti e dei pori chiusi nel corpo.

Si deve notare che il volume complessivo e quindi la densità complessiva di particelle porose o cave come quelle che possono essere usate per formare tale corpo refrattario poroso secondo l'invenzione sono misurati in modo diverso, come si descriverà più avanti.

La densità reale è il rapporto tra la massa del materiale del corpo e il suo volume reale, il volume reale essendo il volume del materiale solido nel corpo.

La porosità apparente di un corpo è ilrapporto tra il volume dei pori aperti e il volume complessivo del corpo, e la porosità reale è il rapporto tra il volume totale dei pori aperti e dei pori chiusi e tale volume complessivo.

I pori aperti sono quelli in cui penetra il liquido di immersione nella prova specificata in ISO 5017, e i pori chiusi sono quelli in cui non si ha tale penetrazione.

I metodi di pesatura e misura sono come specificato in ISO 5016-1986. Si userà un unico campione di prova. Nel caso in cui il procedimento dell 'invenzione venga usato per la formazione di una massa di saldatura porosa sufficientemente grande, si userà un campione di prova con misure per quanto possibile vicine a 50x100x100 mm per determinare il volume complessivo. Se la massa di saldatura porosa non è sufficientemente grande perché si possa tagliare tale campione di prova, allora si avvolgerà strettamente la massa di saldatura in un sottile foglio di plastica e se ne determinerà il volume complessivo in base allo spostamento di liquido.

Vantaggiosamente, la massa refrattaria porosa risultante ha una porosità reale non inferiore al 30%, e preferibilmente una porosità reale non inferiore al 45%. Si preferisce in modo particolare che la massa refrattaria porosa risultante abbia una porosità apparente superiore al 30%, preferibilmente superiore al 37%, e una porosità reale superiore al 50% e preferibilmente superiore al 60%. Una massa refrattaria di questo tipo può presentare proprietà di isolamento termico elevato grazie alla sua bassa densità e alla sua elevata porosità. Grazie al fatto di essere formata a temperatura molto alta, essa resiste anche particolarmente bene all’uso a temperature elevate.

Nelle forme maggiormente preferite di realizzazione dell'invenzione, il combustibile comprende uno o più fra silicio, magnesio, zirconio e alluminio. Questi elementi sono in grado di venir ossidati per formare ossidi refrattari sviluppando calore sufficiente da produrre almeno la fusione superficiale di tutti i refrattari usuali .

Preferibilmente, le particelle di combustibile hanno una dimensione media inferiore a 50 μm e preferibilmente inferiore a 15 μm, una dimensione massima inferiore a 100 μm e preferibilmente inferiore a 50 μm, e una superficie specifica superiore a 3000 cm2 /g. Le particelle di combustibile sono così ossidate facilmente e ciò favorisce la produzione di una temperatura elevata nella regione della reazione esotermica, favorendo di conseguenza la saldatura dei materiali refrattari mediante,fusione almeno superficiale. Le piccole dimensioni di queste particelle combustibili ne favoriscono anche la combustione completa. Di conseguenza non si devono trovare le particelle combustibili allo stato non ossidato nella massa che viene formata, e ciò rende più facile ottenere una massa più isolante, perché le particelle combustibili impiegate sono in generale conduttori del calore relativamente buoni.

L'invenzione si estende a una massa refrattaria porosa ottenuta con il procedimento descritto sopra.

Si descriveranno ora a titolo di esempio varie forme preferite di realizzazione dell'invenzione.

ESEMPIO 1

Si deve riparare una parete isolante interna in un forno di piroscissione usato nell'industria petrolchimica, che aveva subito danni relativamente estesi, sendover

za/fermare l'impianto. Questa parete consiste di mattoni isolanti silico-alluminosi che hanno la composizione seguente: 47% 38% allumina, 15% calce. I mattoni hanno una densità relativa complessiva di 0,77. La riparazione consiste nel formare una massa refrattaria sulle parti danneggiate della parete.

Per fare ciò, si proietta ossigeno su questa parete insieme a una miscela di particelle refrattarie, di particelle finemente suddivise di almeno un elemento atto a formare un ossido refrattario quando viene ossidato in modo esotermico, e di particelle cave. In questa forma di realizzazione dell'invenzione, dette particelle cave sono microbolle di vetro borosilicato con un diametro dell'ordine di 25 μm - 125 μm, e aventi una densità apparente di 0,19 g/cm (densità complessiva delle microbolle misurata secondo la norma ASTM D3101-72) e una densità effettiva di 0,35 g/cm (misurata secondo la norma ASTM D2840-69). La parete isolante è a una temperatura di 1000-1250°C. Si proietta la miscela a una portata di 20 Kg/ora in una corrente di ossigeno puro. La miscela ha la composizione seguente:

SiO2 (macinata, densa) 67% in peso Si 12%

Al 1% microbolle di vetro 20%

Le particelle di silicio hanno un diametro medio di 10 μm e una superficie specifica di 5000 cm /g. Le particelle di alluminio sono particelle in fiocchi con una superficie specifica di circa 8000 cm /g. Quando si proietta la miscela contro la parete calda, le particelle di silicio e alluminio bruciano, sviluppando calore sufficiente da fondere almeno una parte della superficie delle particelle di silice refrattaria cosicché queste si saldano localmente assieme per formare . una massa di saldatura refrattaria porosa. Queste particelle di silice refrattaria hanno un diametro inferiore a 2 mm, con al massimo il 30 - 40 % fra 1 e 2 mm. e al massimo il 15% inferiore a 100 μm.

La massa refrattaria formata sulla superficie della parete ha una porosità totale stimata a circa il 70%, e una porosità apparente, cioè la parte della porosità dovuta ai pori aperti, del 38% circa. La densità complessiva relativa di questa massa è 1,03. Ciò significa che le microbolle, o in ogni caso il gas che esse .contenevano, hanno creato numerosi pori che sono distribuiti uniformemente nella massa refrattaria che viene formata, e che è stato così possibile controllare con successo la porosità risultante. A causa della sua elevata porosità, la massa formata ha proprietà di isolamento termico relativamente vicine alle proprietà isolanti della parete trattata, e quindi la riparazione ha conservato le proprietà della parete. Dato che questa massa refrattaria è stata formata a temperatura elevata e che il legame tra le particelle refrattarie è un legame di saldatura di tipo omogeneo, essa resiste bene a temperature molto alte. Il postcambiamento, cioè la deformazione subita da un campione sottoposto a 1300°C, è inferiore all'1% (il massimo consentito è il 2%). Questa massa formata aderisce perfettamente alla parete trattata.

A titolo di variante di questo esempio, si variò la percentuale di microbolle nella miscela, il saldo essendo compensato dalla percentuale di particelle di silice, e si misurarono la densità complessiva relativa e la porosità apparente della massa formata. Si ottennero i seguenti risultati (la percentuale di particelle di alluminio e silicio rimase identica):

Questi risultati mostrano chiaramente che è possibile controllare la porosità della massa refrattaria che viene formata con il procedimento secondo l'invenzione .

In un'altra forma alternativa di questo esempio, si impiegarono particelle combustibili di silicio che hanno un diametro medio dell'ordine di 6 μm, e, con il 20% di microbolle di vetro, si ottenne una massa refrattaria con una densità complessiva relativa di 0,75 e una porosità aperta del 46%.

In un'ulteriore variante di questo esempio, si sostituirono le microbolle di vetro con particelle di materiale vetrificabile secondo il brevetto britannico GB 2.177.082 e si ottenne ancora una massa refrattaria porosa.

ESEMPIO 2

Si desidera isolare una parte di una superficie di una parete interna della volta di un impianto per coke senza dover fermare l'impianto. L'obiettivo di questa operazione è quello di proteggere una struttura metallica situata dietro questa parete, a cui è impossibile accedere per proteggerla direttamente. Questa parete è una parete refrattaria convenzionale consistente di più del 94,5% di silice e con una porosità apparente inferiore al 22%. La procedura è la stessa dell'Esempio 1, salvo che in questo esempio di realizzazione dell'invenzione le particelle impiegate vengono convertite almeno parzialmente in gas nelle condizioni della reazione esotermica. Esse sono particelle di coke con un diametro fra 0 e circa 500 μm. La superficie trattata della parete refrattaria è a una temperatura fra 800 e 1100°C. La miscela è proiettata in una corrente di ossigeno puro. La miscela ha la composizione che segue:

SiO 67% in peso

2

Si 12%

Al 1%

Coke 20%

Le particelle combustibili di alluminio e le particelle refrattarie di SiO2 densa macinata hanno le stesse caratteristiche dell'esempio 1. Le particelle combustibili di silicio hanno un diametro medio di 6 μm e una superficie specifica di 5000 cm2/g.

La massa refrattaria formata sulla superficie della parete refrattaria ha una porosità apparente (dovuta ai pori aperti) di circa il 44% e una densità complessiva relativa di 1,17. Le particelle di coke liberano prodotti di combustione gassosi sotto l'effetto -del calore sviluppato dalla reazione esotermica, e questo gas ha creato numerosi pori che sono distribuiti uniformemente nella massa refrattaria che viene formata. Alcuni di questi pori sono rimasti chiusi con il gas occluso nella massa, mentre una percentuale relativamente elevata dei pori è aperta. Con il procedimento secondo l'invenzione è quindi possibile generare con successo una porosità controllata, con il beneficio supplementare dei vantaggi derivanti dalla tecnica di saldatura ceramica. La massa formata aderisce bene alla parete trattata e la deformazione subita dà un campione sottoposto a 1500°C è inferiore allo 0,5%. A causa della sua elevata porosità, la massa formata presenta proprietà di isolamento termico molto elevate. Come risultato, la temperatura esterna della parete della volta nella regione trattata è marcatamente meno elevata, e la struttura metallica corre meno rischi di raggiungere la temperatura di distorsione del metallo.

Come forma alternativa di questo esempio, si impiega il 20% di particelle di SIC in sostituzione delle particelle di coke. Queste particelle hanno un diametro inferiore a 125 μm. Si ottiene una massa refrattaria la cui porosità apparente è approssimativamente il 42,5% e la cui densità complessiva relativa è 1,26, la deformazione subita da un campione sottoposto a 1500°C essendo inferiore allo 0,2%.

ESEMPIO 3

Si deve formare una massa refrattaria isolante sulla superficie di una parete interna di un forno per la fabbricazione del vetro senza dover fermare l'impianto. Questa parete è una parete refrattaria fatta di sillimanite. La procedura è la stessa dell'esempio 1, salvo che in questa forma di realizzazione si impiegano particen e refrattarie porose per indurre porosità nella massa di saldatura risultante. Queste sono particelle di silice porosa ottenute macinando mattonelle di silice porose e isolanti, la densità complessiva relativa delle mattonelle isolanti essendo 0,95. Le particelle sono state macinate e vagliate in modo da ottenere un intervallo delle dimensioni delle particelle simile al campo di dimensioni delle particelle della non porosa dell'esempio 1. La superficie trattata della parete di sillimanite refrattaria è a una temperatura di cica 800°C. La miscela è proiettata in una corrente di ossigeno puro. La miscela ha la composizione seguente:

Le particelle combustibili di alluminio e silicio hanno le stesse caratteristiche dell'esempio 2.

La massa refrattaria formata sulla superficie della parete refrattaria ha una porosità apparente (dovuta ai pori aperti) del 38% circa e una densità complessiva relativa di 1,30. Le particelle di porosa hanno perciò ricostituito una massa porosa. Questa massa che viene formata aderisce bene alla parete trattata e la deformazione subita da un campione sottoposto a 1300°C è inferiore allo 0,5%. A causa della sua elevata porosità, la massa formata ha proprietà di isolamento termico molto elevate. La sua conduttività a 200°C è all'incirca 0,5

In una forma alternativa di questo esempio, alla miscela proiettata si aggiungono microbolle di vetro. Queste particelle hanno le stesse caratteristiche delle microbolle di vetro dell'Esempio 1. La miscela ha la composizione che segue:

microbolle di vetro

Le particelle di alluminio e silicio hanno le stesse caratteristiche dell'Esempio 1.

Si ottiene una massa refrattaria la cui porosità apparente è circa il 32% e la cui densità complessiva relativa è 1,24. Si trova che si ottiene una massa leggermente meno densa, che perciò ha una porosità totale più elevata, con una porosità apparente leggermente inferiore, ciò che significa che una percentuale più elevata dei pori è chiusa. Ciò è vantaggioso per l'isolamento termico della parete refrattaria.

A titolo di ulteriori alternative, si formarono masse refrattarie porose secondo questo esempio di realizzazione dell'invenzione su pareti refrattarie di cordierite e/chamotte , ottenendo risultati simili.

ESEMPIO 4

Si proietta una miscela composta di particelle di densa e tritata, di particelle combustibili di silicio e alluminio, e di particelle di un materiale intumescente. sulla superficie di una parete di silice refrattaria a una temperatura fra 800 e 1100°C. In questo esempio il materiale intumescente consiste di silicato idrato di sodio secco (26% in peso di acqua). La miscela è proiettata in una corrente di ossigeno puro. Essa ha la composizione che segue:

silicato idrato di sodio 15%

Le particelle di silicio e alluminio hanno un diametro medio e una superficie specifica che sono simili a quelli menzionati nell'Esempio 1. Le particelle di materiale intumescente hanno una dimensione dell'ordine di 150 μm e sono ottenute con il procedimento di essiccazione su un sopporto che si muove in modo ciclico, descritto nel brevetto Britannico GB 2.155.852. La proiezione di questa miscela sulla parete refrattaria calda dà origine a una massa refrattaria porosa e ben aderente. Il materiale intumescente sviluppa pori nella massa per effetto della temperatura.

A titolo di variante, si formò una massa refrattaria porosa simile sulla superficie di una parete refrattaria alluminosa, sostituendo il silicato di sodio con alluminato di sodio e la silice con allumina.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. - Procedimento per formare una massa refrattaria porosa su una superficie, caratterizzato dal fatto che contro tale superficie si proietta un gas ossidante insieme a una miscela di polveri che comprende: particelle refrattarie; particelle di combustibile che reagisce esotermicamente con il gas ossidante per formare ossido refrattario e sviluppare calore sufficiente da fondere almeno la superficie delle particelle refrattarie in modo che queste si uniscano per formare la massa refrattaria; e particelle di materiale la cui composizione e/o dimensioni sono scelte in modo che l'incorporazione di tale materiale nella miscela proiettata provochi la formazione di porosità nella massa refrattaria formata. 2. - Procedimento secondo la riv. 1, in cui tale materiale che induce porosità comprende particelle di un materiale che brucia fornendo prodotti di combustione gassosi che vengono incorporati nella massa refrattaria risultante. 3. - Procedimento secondo la riv. 2, in cui tale materiale che induce porosità comprende particelle di materiale carbonìoso. 4. - Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui tale materiale che induce porosità comprende particelle di un materiale che si decompone sviluppando gas che viene incorporato nella massa refrattaria risultante. 5. - Procedimento secondo la riv. 4, in cui tale materiale che induce porosità comprende particelle di un materiale intumescente. 6. - Procedimento secondo la riv. 5, in cui tale materiale intumescente comprende un silicato idrato di metallo alcalino e preferibilmente un silicato di sodio. 7. - Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui tale materiale che induce porosità comprende particelle cave o porose che vengono incorporate nella massa refrattaria risultante. 8. - Procedimento secondo la riv. 7, in cui almeno alcune di dette particelle cave o porose sono costituite dalle particelle refrattarie proiettate. 9. - Procedimento secondo la riv. 8, in cui almeno la maggior parte in peso delle particelle refrattarie proiettate è cava o porosa. 10. - Procedimento secondo la riv. 8 o 9, in cui tali particelle refrattarie cave o porose comprendono particelle di silice porosa o particelle di allumina cellulare . 11. - Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 7 a 10, in cui la miscela comprende particelle cave o porose che consistono di un materiale vetroso o di un materiale che forma vetro. 12. - Procedimento secondo la riv. 11, in cui dette particelle cave o porose comprendono microbolle di vetro. 13. - Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui tali particelle che inducono porosità hanno dimensioni massime delle particelle inferiori a 2 mm e preferibilmente inferiori a 1 mm . 14. - Procedimento secondo la riv. 13, in cui tali particelle che inducono porosità hanno dimensioni massime delle particelle inferiori a 600 μm. 15. - Procedimento secondo la riv. 14, in cui tali particelle che induono porosità hanno dimensioni massime delle particelle inferiori a 200 μm e preferibilmente inferiori a 125 μm. 16. - Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la miscela comprende almeno il 10% in peso, preferibilmente almeno il 15%, di tali particelle che inducono porosità. 17. - Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti , in cui la massa refrattaria porosa risultante ha una densità relativa complessiva inferiore a 1,5 e preferibilmente uguale o inferiore a 1,3. 18. - Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti , in cui la massa refrattaria porosa risultante ha una porosità reale non inferiore al 30%. 19. - Procedimento secondo la riv. 18, in cui la massa refrattaria porosa risultante ha una porosità reale non inferiore al 45%. 20. - Procedimento secondo la riv. 19, in cui la massa refrattaria porosa risultante ha una porosità apparente superiore al 30%, preferibilmente superiore al 37%, e una porosità reale superiore al 50% e preferibilmente superiore al 60%. 21. - Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il combustibile comprende uno o più fra silicio, magnesio, zirconio e alluminio. 22. - Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui le particelle di combustibile hanno dimensioni medie inferiori a 50 μm e preferibilmente inferiori a 15 μm, dimensioni massime inferiori a 100 μm e preferibilmente inferiori a 50 μm, e una superfiele specifica superiore a 3000 cm2/g. 23. - Massa refrattaria porosa ottenuta con un procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti. 24. - Composizione di materiale da utilizzare in un procedimento per formare una massa refrattaria porosa su una superficie, caratterizzato dal fatto che tale composizione è una miscela di polveri che comprende particelle refrattarie; particelle di combustibile che è in grado di reagire esotermicamente con ossigeno per formare ossido refrattario ed è presente in proporzioni tali da sviluppare, quando viene proiettato insieme a gas ossidante, calore sufficiente da fondere almeno la superficie delle particelle refrattarie in modo che queste si uniscano per formare una massa refrattaria; e particelle di materiale la cui composizione e/o dimensioni sono scelte in modo che l'incorporazione di tale materiale nella miscela provochi la formazione di porosità nella massa refrattaria formata in seguitò a tale proiezione. 25. - Composizione di polveri secondo la riv. 24, in cui tale materiale che induce porosità comprende particelle di un materiale che può bruciare per fornire prodotti di combustione gassosi che vengono incorporati nella massa refrattaria formata in seguito a tale proiezione . 25. - Composizione di polveri secondo la riv. 25, in cui tale materiale che induce porosità comprende particelle di materiale carbonioso. 27. - Composizione di polveri secondo uria qualsiasi delle rivendicazioni da 24 a 26, in cui tale materiale che induce porosità comprende particelle di un materiale che può decomporsi per sviluppare gas che viene incorporato nella massa refrattaria formata in seguito a tale proiezione. 28. - Composizione di polveri secondo la riv. 27, in cui tale materiale che induce porosità comprende particelle di un materiale intumescente. 29. - Composizione di polveri secondo la riv. 28, in cui tale materiale intumescente comprende un silicato idrato di metallo alcalino e preferibilmente un silicato di sodio. 30. - Composizione di polveri secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 24 a 29, in cui tale materiale che induce porosità comprende particelle cave o porose che vengono incorporate nella massa refrattaria formata in seguito a tale proiezione. 31. - Composizione di polveri secondo la riv. 30, in cui almeno alcune di dette particelle cave o porose sono costituite dalle particelle refrattarie proiettate. 32. - Composizione di polveri secondo la riv. 31, in cui almeno la maggior parte in peso delle particelle refrattarie proiettate è cava o porosa. 33. - Composizione di polveri secondo la riv. 31 o 32, in cui tali particelle refrattarie cavé o porose comprendono particelle di silice porosa o particelle di allumina cellulare. 34. - Composizione di polveri secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 30 a 33, in cui la miscela comprende particelle cave o porose che consistono di un materiale vetroso o di un materiale che forma vetro. 35. - Composizione di polveri secondo la riv. 34, in cui dette particelle cave o porose comprendono microbolle di vetro. 36. - Composizione di polveri secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 24 a 35, in cui tali particelle che inducono porosità hanno dimensioni massime delle particelle inferiori a 2 mm e preferibilmente inferiori a 1 mm. 37. - Composizione di polveri secondo la riv. 36, in cui tali particelle che inducono porosità hanno dimensioni massime delle particelle inferiori a 600 μm. 38. - Composizione di polveri secondo la riv. 37, in cui tali particelle che inducono porosità hanno dimensioni massime delle particelle inferiori a 200 μm e preferibilmente inferiori a 125 μm . 39. - Composizione di polveri secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 24 a 38, in cui la miscela comprende almeno il 10% in peso, preferibilmente almeno il 15% in peso, di tali particelle che inducono pórosità. 40. - Composizione di polveri secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 24 a 39, in cui il combustibile comprende uno o più fra silicio, magnesio, zirconio e alluminio. 41. - Composizione di polveri secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 24 a 40, in cui le particelle di combustibile hanno dimensioni medie inferiori a 50 μm e preferibilmente inferiori a 15 μm, dimensioni massime inferiori a 100 μm e preferibilmente inferiori a 50 μm, e una superficie specifica superiore a 3000 cm2/g.