NO149175B - Fremgangsmaate til fremstilling av antibakterielt aktive rifamycin p-derivater - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte til fremstilling av antibakterielt aktive rifamycin P-derivater.

Description

Fremgangsmåte for fremstilling av et ildfast materiale.

Den foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte til fremstilling av et ildfast materiale, som er særlig godt egnet for fabrikasjon av «mursten» som skal brukes ved fremstilling av ovner.

For tiden benyttes det forskjellige krom-malmer, særlig slike som fås fra leier i Philippi-nene, ved fremstilling av basisk, ildfast mursten. Disse malmer er fordelaktige for dette formål fordi de har forholdsvis lavt innhold av jern og av kalsiumoksyd, men tilgangen på slike malmer avtar.

På den annen side kan det lett skaffes nes-ten ubegrensede mengder av krommalm fra sydafrikanske leier. Men disse malmer har temmelig høyt jerninnhold, og er dessuten meget skjøre. Selv om de er forholdsvis billige er disse malmer derfor ikke blitt ansett for å være av stor nytte når det dreier seg om fabrikasjon av basisk ildfast sten av høy kvalitet.

Et formål med den foreliggende oppfinnelse består derfor i å skaffe en fremgangsmåte for fremstilling av et ildfast materiale, som er egnet for fabrikasjon av basiske, ildfaste mursten, i hvilke krommalm som har høyt jerninnhold utgjør den primære bestanddel.

Et annet formål med oppfinnelsen er å skaffe et forbedret ildfast materiale, som er

egnet for fremstilling av basiske mursten av høy kvalitet.

Tegningen viser i fig. 1 og 2 strukturen av

det ildfaste materiale i henhold til oppfinnelsen.

Fig. 3 viser strukturen av et ildfast materiale som har lignende kjemisk sammensetning,

men er blitt fremstilt i henhold til en tidligere kjent fremgangsmåte.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det til-veiebrakt en fremgangsmåte til fremstilling av et ildfast materiale som er særlig egnet til å formes til mursten, hvor krpmmalm og mange-sia blandes, blandingen smeltes, det smeltede materiale avkjøles slik at det stivner og dette stivnede materiale oppdeles til partikler, kjenne-, tegnet ved at krommalm og magnesia blandet i slike mengdeforhold at det faste materialet kommer til å inneholde, i vektprosent, 10—25 pst. CR203, 45—75 pst. MgO, 4—20 pst. Al2Oa, 3—15 pst! FeO, 0,5—3 pst. Si02 og opptil 3 pst. CaO, føres kontinuerlig inn i en elektrisk lysbueovn og smeltes for å gi en ansamling av smeltet materiale i ovnen, hvoretter ovnselektrodene gradvis fjernes slik at det smeltede materiale stivner gradvis og langsomt.

Det fremstilte ildfaste materiale ifølge oppfinnelsen er på grunn av sin sammensetning og struktur særdeles godt egnet for fremstilling av brente mursten og kjemisk sammenbundne mursten, på grunn av sin store spesifikke vekt, lave porøsitet, knuseegenskaper og andre egenskaper, som blir nærmere omtalt nedenfor.

For utførelse av oppfinnelsen anvendes det en blanding av krommalm og magnesia som ved å smeltes og deretter avkjøles til stivning gir en ildfast masse som består — ifølge analyse

— hovedsakelig av de følgende bestanddeler i de i tabell 1 angitte mengdeforhold, og som har den foran nevnte struktur:

De foretrukne mengdeforhold er angitt i tabell 2.

Smeltningen og den deretter følgende stivning av krommalm/magnesiablandingen må skje på en måte som sikrer at man får et ildfast materiale som har den foran beskrevne struktur. Dette oppnås fortrinnsvis og hensiktsmessig i en elektrisk ovn, i hvilken man be-nytter den teknikk som er blitt kalt «å lage en herd».

I en slik arbeidsmåte blir f. eks. en blanding av 40 pst. krommalm og 60 pst. MgO matet kontinuerlig inn i en vanlig elektrisk ovn, som opphetes ved hjelp av en eller flere kar-bonelektroder, og elektrodene blir gradvis hevet og fjernet ,etter som det dannes en smelte, slik at man oppnår en langsom og gradvis stivning igjen av det smeltede materiale. Det er meget viktig at smeiten avkjøles langsomt, for at man skal oppnå den for oppfinnelsen karakteristiske struktur, nemlig store, mot hverandre anlig-gende periklas-korn, spinellkrystaller inne i periklaskornene, og silikatmateriale som er for-delt i isolerte lommer, som er omgitt av periklas.

Smeiten skal stivne langsomt, men når den så har stivnet skal det faste herdmateriale av-kjøles hurtig til romtemperatur, fortrinnsvis i løpet av ca. to timer, for at det skal inntre ter-miske spenninger i det stivnede ildfaste materiale, slik at dette blir lettere å knuse. Dette vil si, at det stivnede ildfaste materiale ved den hurtige avkjøling får en forhåndspåkjenning som nedsetter den energi som kreves for etter-følgende knuseoperasjoner. Dette trekk, sam-men med den karakteristiske store størrelse av periklaskornene, letter knusingen av materialet, og det unngås dannelse av for meget findelt materiale.

Avkjølingen av det ildfaste materiale skjer hensiktsmessig ved at man ved hjelp av vann kjøler kappen av den ovn i hvilken det stivnende materiale befinner seg.

Den herd av fast, ildfast materiale som fås ved den ovennevnte fremgangsmåte brytes etter avkjøling ut av ovnen og renses og knuses til ønsket størrelse, ved hjelp av en hvilken som helst egnet fremgangsmåte. Det resulterende partikkelformede ildfaste materiale har stor tetthet, liten porøsitet og er seigt, hvilke egenskaper alle skyldes dets sammensetning, struktur og fremstillingsmåte.

Hva spesielt angår strukturen av det ildfaste materiale i henhold til oppfinnelsen kan det refereres til tegningens figur 1, som viser et mikrofotografi (forstørrelse 200x av origi-nalen) av et produkt fra en elektrisk ovn, som er blitt fremstilt på den foran beskrevne måte.

Fig. 1 viser et parti av et periklaskorn, hvor periklasen sees som en grå bakgrunn og er betegnet med 1. Periklaskornet inneholder tall-rike dendritter av blandet spinell, betegnet ved tallet 3, og noen idiomorfiske spinellkrystaller, som er betegnet med tallet 5. Fig. 1 viser også isolerte silikatlommer 7, som opptrer gjennom hele kornet. Fig. 1 viser også kløve- eller spalte-linjer 9, som er typiske i periklas og som opptrer i spalteplan inne i periklaskornet.

De meget mørke områder som sees i fig. 1 og 2 utgjør ingen del av strukturen av materialet i henhold til den foreliggende oppfinnelse, men utgjør bare kløvepartier som opptrer i pe-rikloskorn under polering.

Den kjemiske analyse av materialet i fig. 1 gir resultatet 1,0 pst. SiO„, 5,9 pst. A120„, 20,4 pst. Co2Os, 60,7 pst. MgO, 10,4 pst. FeO og 6,7 pst. CaO.

Fig. 2 viser et mikrofotografi (100x for-størrelse) av mot hverandre vendende periklas-korn i det ildfaste materiale i henhold til oppfinnelsen. De resp. nabokorn er generelt betegnet med A og med B, og kløvningsstrekene 11' hos de respektive korn, som ved å forlenges synes å opptre med en vinkel på ca. 26°, angir generelt området av de enkelte periklaskorn. Som i fig. 1 kan det sees, at silikatmaterialet opptrer i diskontinuerlige, isolerte lommer, som er adskilt ved periklas, og spinellkrystaller 3' og 5! forefinnes i periklaskornene.

Sammensetningen av materialet i fig. 2 er 14,59 pst. Cr203, 71,45 pst. MgO, 4,7 pst. A1<>03, 7,11 pst. FeO, 0,9 pst. SiOs og 1,61 pst. CaO.

Fig. 3 viser et mikrofotografi (forstørrelse 200x) av et ildfast materiale som har samme kjemiske sammensetning som i fig. 1, men som er blitt tilberedt på den vanlige måte ved å smeltes, stivnes eller fryses hurtig, og overføres direkte til en ovn i hvilken det ble varmebe-handlet fra 1400°C til romtemperatur i løpet av 16 timer.

Det sees at materialet i fig. 3 er karakterisert ved forholdsvis små korn av periklas 13, omgitt av en praktisk talt kontinuerlig fase 15 av silikatmateriale. Fig. 3 viser riktignok ikke noe spinell, men ved stor forstørrelse kan man iaktta bitte små utfellinger av spinell i peri-klaskornmassen.

Sammensetningen av materialene i fig. 1, 2 og 3 er angitt i tabell 3. Den forholdsvise skala for de i fig. 1, 2 og 3 viste mikrofotografier er 2:1:2.

Det vil sees at materialet i henhold til oppfinnelsen, f. eks. som vist i fig. 1 og 2, selv om det har praktisk talt samme analyse som i fig. 3, allikevel har en markant avvikende struktur. Spesielt ser man, at strukturen hos materiale i henhold til den foreliggende oppfinnelse er karakterisert ved forholdsvis store periklaskorn og isolerte silikatlommer, mens derimot i materialet ifølge fig. 3 periklaskornene er mindre og silikatene ikke er isolerte, men i stedet dan-ner hva man kan betrakte som en kontinuerlig fase, som omgir periklaskornene. Periklaskornene i materialet i fig. 1 og 2 har en midlere diameter av 1,0 mm, mens periklaskornene i fig.

3 har en midlere diameter av 0,01 mm.

De forbedrede egenskaper hos det ildfaste materiale i henhold til oppfinnelsen, nemlig stor tetthet, liten porøsitet, og knusbarhet, skyldes direkte materialets nye struktur, sammensetning og fremstillingsmåte.

Materialets lave porøsitet skyldes hovedsakelig den langsomme stivning av den smeltede krommalm-magnesiablanding, som mulig-gjør at gasser kan unnvike fra smeiten. Den ovennevnte lette knusbarhet skyldes for den største del det at periklaskornene, som finnes i det atter stivnede ildfaste materiale, er temmelig store til å begynne med, nemlig har en midlere diameter av 1 mm, og periklaskornene og hele den ildfaste masse blir for-påkjent ved hurtig avkjøling etter igjen-stivningen.

De følgende eksempler belyser oppfinnelsen nærmere.

Eksempel 1.

Det fremstilles en blanding som inneholder 40 pst. krommalm fra Transvaal og 60 pst. lav-kalsinert «kaustisk» havvannsmagnesia.

Malmens og magnesiaens sammensetning er

angitt i tabell 4.

Blandingen ble tilberedt i porsjoner på 2268 kg og ble smeltet og stivnet igjen i en enfaset, to-elektroders ovn, som hadde en vannkjølet kappe. Blandingen ble i en viss tid matet kontinuerlig inn i ovnen som på vanlig måte ved «dannelsen av en herd» og en ansamling av smeltet materiale deretter ble fremstilt i ovnen. Elektrodene ble trukket gradvis tilbake ettersom smeltingen skred frem, med det resultat at det smeltede materiale stivnet gradvis og langsomt i ovnen. Når smelte- og stivneoperasjonen var fullført ble det stivnede materiale i ovnen av-kjølt hurtig ved at kjølevann ble ledet gjennom ovnens kappe. Avkjølingen til ca. romtemperatur tok under 2 timer, og deretter ble det stivnede materiale brutt ut, renset, og delt opp til stykker av under 25,4 cm stykkstørrelse.

Det således erholdte ildfaste materiale inneholdt, ifølge analyse:

Materialet inneholdt store periklaskorn, spinellkrystaller og isolerte lommer av silikatmateriale, som vist i fig. 1 og 2.

Eksempel 2.

Smeltet ildfast materiale i henhold til oppfinnelsen, som var fremstilt på den i eks. 1 angitte måte og hadde praktisk talt samme sammensetning og struktur som angitt i eks. 1, ble ført gjennom en kjeftknuser som var innstillet med en åpning på 1,3 cm. Materialet ble lett knust, og under 3 pst. av det knuste materiale var finere enn 10 masker Tyler-sikt (1,65 mm).

Med smeltet ildfast materiale som hadde omtrent den samme kjemiske analyse, men som var blitt fremstilt ved smelting, hurtig avkjø-ling og varmebehandling, og som hadde en struktur som vist i flg. 3, var 20 pst. av materialet finere enn 20 masker (1,65 mm) etter den samme knusebehandling.

I en videre utførelsesform av oppfinnelsen

blir det etter avkjøling og oppdeling av ovns-produktet erholdte produkt anvendt direkte for fremstilling av brente murstein. Disse murstein har spesielle, fordelaktige egenskaper, nemlig stor tetthet, lav porøsitet, liten gjennomtreng-ningsevne for gass, stabilitet ved gjenopphet-ning, stor motstandsevne mot kløvning, stor styrke ved høy temperatur, stor motstandsevne mot smeltede jernoksyder («jern-brudd») og stor motstandsevne mot å bli korrodert av ovns-gasser.

Disse fordelaktige egenskaper skyldes direkte strukturen og sammensetningen hos det spesielle materiale i henhold til oppfinnelsen.

Mursteinens styrke økes ved at silikatene

i det ildfaste materiale opptrer i lommer, som bevirker avlastning av de påkjenninger som mursteinen utsettes for under behandlingen i ovnen. Da silikatene ikke opptrer i en kontinuerlig fase vil det praktisk talt ikke inntre noen svekkelse av mursteinen ved høyere temperaturer, ved hvilke silikatene smelter. På grunn herav består det erholdte ildfaste materiale i hovedsaken av en krystall-til-krystall-forbindelse, som vist i fig. 1 og 2.

Hva angår gjenopphetningsstabilitet vil til-stedeværelse av lommer, i stedet for en kontinuerlig nettverkstruktur bevirke at det unngås

volumforandring ved smelting av silikatene ved brukstemperaturer. Av samme grunn har de brente mursteiner i henhold til oppfinnelsen øket motstandsevnen mot å kløves, dvs. motstandsevne mot å deles opp på grunn av syklisk temperaturvariasj on.

Motstandsevnen mot «jern-brudd» økes også

fordi silikatene i det ildfaste materiale er isolert innbyrdes og ikke befinner seg i en nettverkstruktur. Fordi silikatene er slik isolert fra hverandre kan de ikke danne noen kanal som fører jernholdige oksyder inn i mursteinen.

En øket stor porøsitet oppnås i brent murstein i henhold til oppfinnelsen, ikke bare på grunn av porøsiteten i det ildfaste materiale men også fordi volumstabiliteten av det ildfaste materiale i stor grad hindrer øking av tom-rommene i brent murstein.

Enn videre er de foran angitte grenser for det ildfaste materiales sammensetning kritiske.

De spesifiserte mengdeforhold av magnesia, kromoksyd og alumina kreves for at man ved den foran nevnte behandling av blandingen skal få et ildfast materiale som inneholder en hoved-mengde av store periklaskorn og en mindre mengde av spinellkrystaller, som i hovedsaken befinner seg inne i periklaskornene.

Det spesifiserte silikatinnhold er særlig kri-tisk, da mengder på over ca. 3 pst. fører til dannelse av en kontinuerlig silikatfase, som blir flytende ved høyere temperaturer og derved får skadelig innvirkning på mursteinen, spesielt hva angår dennes styrke ved høy temperatur og dens volumstabilitet.

I det ildfaste materiale i henhold til oppfinnelsen kreves det minst 0,5 pst. SiO„ for at den brente murstein skal få passende styrke ved romtemperatur. SiCyinnhold på mellom 0,5 og 3 pst., når den silika-inneholdende fase forefinnes i isolerte lommer, gir god rom-temperaturstyrke og har ingen uheldig innvirkning på høytemperaturstyrken av murstein som er blitt fremstilt av dette materiale.

Hva jerninnholdet angår er det blitt funnet

at mellom 3 og 15 pst. jernoksyd, beregnet som FeO, kan tolereres i produktet, uten å skade

de fordelaktige egenskaper hos materialet og murstein i henhold til oppfinnelsen. Jernoksyder som har høyere valens enn FeO kan være til stede, hvis jernoksydaggregatet ikke overskrider 15 pst.

Enn videre må det molare forhold mellom CaO og silika i materialet i henhold til denne oppfinnelse være 2 : 1 eller mindre, for hvis forholdet er høyere har det ildfaste materiale utilstrekkelig styrke og stor motstand «jern-brudd».

Brent murstein og lignende gjenstander fremstilles i henhold til oppfinnelsen ved at man først knuser et ildfast materiale i henhold til oppfinnelsen til passende partikkelstør-relse, ved hjelp av i og for seg kjent arbeidsmåte, hvoretter det knuste materiale blandes med et egnet bindemiddel, f. eks. et ligninsulfonatbin-demiddel, og blandingen blir presset til ønsket fasong og størrelse. Etter pressingen blir mursteinen tørket, hvis dette behøves, og brent slik at det oppnås en keramisk forbindelse mellom partiklene, som er tilstrekkelig for at delene kan håndteres og anbringes på plass. Det har vist seg at oppheting ved 1600°C i 3 timer er tilstrekkelig for dette formål. En viktig fordel ved det ildfaste materiale i henhold til den foreliggende oppfinnelse er den at formstørrelsen ikke trenger spesiell regulering ved pressingen av mursteinen, da volumforandringen ved bren-ningen av steinen er negligerbar.

Denne fordelaktige egenskap skyldes direkte den nye struktur hos det materiale som oppfinnelsen dreier seg om.

Når en tilfredsstillende keramisk forbindelse

er blitt skaffet mellom de ildfaste partikler som resultat at «brennings er den brente murstein

ferdig til å anbringes som basisk, ildfast del i

en stålovnkonstruksjon.

Det følgende eksempel belyser videre fremstilling av brente murstein i henhold til oppfinnelsen.

Eksempel 3.

Ildfast materiale som var blitt fremstilt og hadde praktisk talt samme sammensetning og struktur som i eks. 1 ble oppdelt til et materiale som hadde en partikkelstørrelse under 2,54 cm. Dette materiale ble deretter ført gjennom et to-trinns roterende knuseapparat og en del av det resulterende materiale ble ført gjennom en vi-bratormølle, for å få den ønskede partikkel-størrelsefordeling.

Tabell 5 angår størrelsesforholdene hos det erholdte materiale.

Siktning var ikke nødvendig for å oppnå den ovennevnte fordeling, -og fordelingen kan lett reproduseres, på grunn av at materialet i henhold til oppfinnelsen er stadig praktisk talt ensartet.

Det oppdelte materiale ble deretter i en roterende blander blandet med 2,5—3 vekt-pst. av en vandig 40 pst.'s oppløsning av et lig-ninsulfonatbindestoff. En avveiet porsjon av blandingen ble presset til ca. 703 kg/cm<2> i en stålform, slik at man fikk en stein på 22,8 x 6,4 x 11,4 cm. Den pressede stein ble tørket i en tunnelovn ved 110°C. Etter tørking ble steinen brent ved 1600°C i 3 timer for å skaffe en keramisk sammenbinding av de ildfaste partikler. Steinen var tilstrekkelig sterk for håndtering og installasjon og kunne brukes direkte ved oppmuring av stålovner.

For å få sammenligningsdata, som belyser fordelene ved oppfinnelsen, ble det fremstilt og testet forskjellige ildfaste materialer som i tabell 6 er betegnet med 1 resp. 2.

Materialet 1 er et produkt i henhold til den foreliggende oppfinnelse, som har den i fig. 1 viste struktur, og som ble fremstilt som et herdprodukt i en elektrisk ovn, på den foran beskrevne måte.

Materialet 2 er et smeltet materiale som har den i fig. 3 viste struktur.

Materialene 1 og 2 ble knust hver for seg, slik at man fikk separate porsjoner av ildfaste partikler som hadde praktisk talt ens partikkel-størrelsefordeling.

Det ble deretter fremstilt brente stein, 22,8x11,4x6,4 cm, ved ens metoder for materialene 1 og 2, deriblant brenning ved 1600°C i 3 timer.

Steinene ble testet under ens betingelser og resultatene er angitt i tabell 6. Også ubrente prøver av oppdelt materiale ble testet og sam-menlignet med hensyn til porøsitet.

De brente steiner ble testet på følgende måter: Tilsynelatende porøsitet: Testen består i at man evakuerer en prøves åpne porer og deretter fyl- ler porene igjen med vann, for å kunne bestem-me porøsiteten.

Jernbrudd: En 200 grams prøve av glødeskall (Fe304) ble anbragt på en tilskåret flate på en stein. I løpet av testen ble materialet opphetet til over 1650°C i løpet av 5 timer og ble deretter holdt på denne temperatur i 3 timer. Den skårne plates arealøkning, målt etter at steinen er blitt avkjølt, gir et mål for «jernbrudd». Gjenopphetningsforandring: Denne test består i at en prøve opphetes til en høy temperatur, og at man måler de resulterende dimensjons-forandringer.Testprøvene ble opphetet til 1750°C og ble holdt på denne temperatur i iy2 time. Deformering under belastning: Prøvestykket opphetes under trykkbelastning til en høy temperatur, og holdes på denne temperatur i en bestemt tidslengde. Deformasjonen måles ved romtemperatur. I den her utførte test ble prøve-stykket opphetet til 1650°C i løpet av 5 timer. Prøvestykket ble holdt på 1650°C og den prosent-vise lineære kontraksjon ble målt. Belastningen på prøvestykket var 1,75 kg/cm<2>.

Foruten å teste brente stein foretok man

også testing av ikke brente partikler av materialene 1 og 2 hva angår porøsitet. Den målte

porøsitet hos partikler av materialet i henhold til oppfinnelsen 1 var 2,14 pst. Den målte

porøsitet hos partikler av materialet 2 var

7,84 pst.

Den foranstående beskrivelse er rettet noe

spesielt på fremstilling av brente murstein, men

det ildfaste materiale i henhold til oppfinnelsen

kan med fordel også anvendes for fremstilling

av kjemisk sammenbundne stein og lignende

gjenstander. Det kan herunder anvendes vanlige kjemiske bindemidler som f. eks. magne-siumklorid eller magnesiumsulfat. De resulterende kjemisk sammenbundne mursteiner har

bedre egenskaper, på grunn av de foran nevnte

karakteristiske egenskaper hos det ildfaste materiale som er benyttet i steinene.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av et ildfast materiale som er særlig egnet til å formes til murstein, hvor krommalm og magnesia blan-

des, blandingen smeltes, det smeltede materiale avkjøles slik at det stivner og dette stivnede materiale oppdeles til partikler, karakterisert ved at krommalm og magnesia blandet i slike mengdeforhold at det faste materialet kommer til å inneholde, i vektprosent, 10— 25 pst. Cr203, 45—75 pst. MgO, 4—20 pst. A1203, 3—15 pst. FeO, 0,5—3 pst. Si02 og opptil 3 pst. CaO, føres kontinuerlig inn i en elektrisk lysbueovn og smeltes for å gi en ansamling av smeltet materiale i ovnen, hvoretter ovnselektrodene gradvis fjernes slik at det smeltede materiale stivner gradvis og langsomt.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at materialet avkjøles, f. eks. ved å føre vann i ovnskappen, fra sin stivne-temperatur med en slik hastighet pr. tidsenhet at det resulterende materiale lett kan oppdeles til partikler.