PL234787B1 - Sposób wytwarzania monolitycznego zasadowego wyłożenia ogniotrwałego urządzeń cieplnych, zawierającego powyżej 7% C - Google Patents

Sposób wytwarzania monolitycznego zasadowego wyłożenia ogniotrwałego urządzeń cieplnych, zawierającego powyżej 7% C Download PDF

Info

Publication number
PL234787B1
PL234787B1 PL412692A PL41269215A PL234787B1 PL 234787 B1 PL234787 B1 PL 234787B1 PL 412692 A PL412692 A PL 412692A PL 41269215 A PL41269215 A PL 41269215A PL 234787 B1 PL234787 B1 PL 234787B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
weight
mgo
lining
amount
mass
Prior art date
Application number
PL412692A
Other languages
English (en)
Other versions
PL412692A1 (pl
Inventor
Krzysztof Dul
Dominika Madej
Jacek Szczerba
Original Assignee
Akademia Gorniczo Hutnicza Im Stanislawa Staszica W Krakowie
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Akademia Gorniczo Hutnicza Im Stanislawa Staszica W Krakowie filed Critical Akademia Gorniczo Hutnicza Im Stanislawa Staszica W Krakowie
Priority to PL412692A priority Critical patent/PL234787B1/pl
Publication of PL412692A1 publication Critical patent/PL412692A1/pl
Publication of PL234787B1 publication Critical patent/PL234787B1/pl

Links

Landscapes

  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest Sposób wytwarzania monolitycznego zasadowego wyłożenia ogniotrwałego urządzeń cieplnych, zawierającego powyżej 7% C, zwłaszcza pieców obrotowych, stosowanych w przemyśle cementowym.
Współczesne materiały ogniotrwałe dobierane są do konkretnych warunków eksploatacyjnych. Proces wytwarzania materiałów ogniotrwałych zaczyna się od wyboru i przygotowania surowców, które miesza się z różnymi dodatkami spajającymi, a z przygotowanej masy formuje się kształtki, suszy je i wypala. Niezwykle istotny w tym procesie jest odpowiedni dobór surowców, właściwy dla przewidzianego miejsca i warunków pracy, co zapewnia długie użytkowanie materiałów ogniotrwałych bez konieczności wykonywania kosztownych napraw.
Wyroby ogniotrwałe są głównie wytwarzane z tlenków takich jak: SiO2, AI2O3, MgO, CaO, Cr2O3 i ZrO2, których temperatury topnienia mieszczą się w zakresie 1700°C - 2825°C oraz w kombinacjach tych tlenków z węglem lub związkami o wiązaniu kowalentnym, przede wszystkim SiC, a także B4C lub azotkami (Si3N4, BN). Zasady klasyfikacji materiałów ogniotrwałych są określone w normach branżowych.
Wyroby klasyfikowane na podstawie składu chemicznego podstawowych surowców to: glinokrzemianowe, zasadowe oraz zasadowe o zawartości węgla resztkowego poniżej 7%, zasadowe o zawartości węgla resztkowego od 7 do 50%, specjalne. Klasyfikacja wyrobów ogniotrwałych zasadowych o zawartości węgla resztkowego od 7 do 50%, jest przedstawiona w normie PN-EN ISO 10081-3:2005.
Z opisu patentowego PL167507 B1 znane jest wyłożenie ogniotrwałe warstwy roboczej pieca, zwłaszcza pieca do syntezy, spiekania lub prażenia produktów silnie alkalicznych. Jest ono wykonane z wyrobów ogniotrwałych zasadowych, przy czym co najmniej 20% całkowitej długości pieca i symetrycznie w stosunku do otworu wylewowego wykonane jest z wyrobów wypalanych zawierających od 8 do 20% wagowych AI2O3, nie mniej niż 60% wagowych MgO oraz nie więcej niż 4% wagowych SiO 2 oraz od 0 do 5% wagowych węgla resztkowego lub też wykonane jest z wyrobów niewypalanych zawierających nie mniej niż 8% wagowych AI2O3, nie mniej niż 50% wagowych MgO oraz 6 do 25% wagowych węgla w postaci stałej, korzystnie w postaci grafitu.
Znana jest ze zgłoszenia PL379521 A1 wykładzina dna reaktora, która składa się z cementu ogniotrwałego zawierającego AI2O3 i/lub MgO w ilości od 5 do 25% wagowych oraz węgliku krzemu o granulacji od 14 do 80 w ilości do 45% wagowych i/lub węgliku krzemu o granulacji od 100 do 500 w ilości do 50% wagowych i/lub węgliku krzemu o granulacji od 600 do 1400 w ilości do 20% wagowych, przy czym wykładzina zawiera węglik krzemu o co najmniej dwóch różnych granulacjach.
Ze zgłoszenia PL311518 A1 znany jest ogniotrwały beton zasadowy, znajdujący zastosowanie jako wykładzina ogniotrwała elementów obmurza pieców i urządzeń grzewczych, między innymi w metalurgii i przemyśle cementowym. Beton składa się z klinkieru magnezjowego w ilości 40-80% wagowych, z kalcynatu dolomitowo-cyrkonowego w ilości 15-60% wagowych oraz z pyłu krzemionkowego o uziarnieniu poniżej 4 μm w ilości 3-12% wagowych, przy czym stosunek molowy CaO:SiO2 wynosi powyżej 2, a kalcynat dolomitowo-cyrkonowy prażony w temperaturze 1400-1700°C zawiera w swoim składzie głównie alit, cyrkonian wapniowy i peryklaz.
Ze zgłoszenia EP399786 A1 znana jest wykładzina ogniotrwała odporna na działanie sodu i stopionych soli sodu w wysokich temperaturach. Wykładzina składa się z trzech warstw wykonanych z glinokrzemianowych materiałów, w których stosunek ALO3 do SiO2 wynosi co najmniej 0,85. Pierwsza warstwa wykazuje porowatość około 25% lub mniej znajduje się od strony czynnika roboczego. Porowatość drugiej warstwy jest w zakresie 25-50%. Trzecia warstwa wykazuje natomiast porowatość większą niż 50% i umieszczona jest przy ścianie zbiornika.
Ze zgłoszenia JP03242362 A znane są ogniotrwałe cegły odporne na szok termiczny, dzięki budowie warstwowej oraz ułożeniu warstw pod odpowiednim kątem. Ilość warstw w kierunku prostopadłym do powierzchni roboczej wynosi 0,5-10 na cm, korzystnie 1,0-5,0 na cm.
Znane są ze zgłoszenia JP11230679 A funkcjonalne ogniotrwałe kształtki na wyłożenia ka dzi stalowniczych z AI2O3 o zróżnicowanej porowatości na przekroju, z największą porowatością od strony płaszcza kadzi i najmniejszą od strony czynnika roboczego. Dzięki takiej budowie uzyskuje się gradientową przewodność cieplną, a kształtki mogą być również stosowane jako cegły ognioodporne.
PL 234 787 B1
W znanych rozwiązaniach, w zależności od konstrukcji urządzenia cieplnego i strefy instalacji materiału ogniotrwałego wykorzystywane są odpowiednie surowce. W strefach wysokotemperaturowych i miejscach szczególnie narażonych na korozję i agresywne działanie różnych czynników, stosowane są najczęściej materiały o najwyższej trwałości i odporności, które są najdroższe. Z kolei w innych obszarach stosowane są materiały tańsze.
Zastosowanie jednorodnego wyłożenia na całej grubości urządzenia byłoby nieopłacalne ekonomicznie, dlatego zwykle układa się warstwy z materiałów dostosowanych odpowiednio do warunków ich eksploatacji. Jednakże strefy przejściowe pomiędzy warstwami są miejscami, które charakteryzują się skokowym przejściem właściwości, co prowadzi do koncentracji na granicy faz i często sprawia problemy użytkowe, np. materiały są podatne na korozję.
Okazało się, że niedogodności znanego stanu techniki mogą zostać ograniczone przez rozwiązanie będące przedmiotem niniejszego wynalazku.
Sposób wytwarzania monolitycznego zasadowego wyłożenia ogniotrwałego urządzeń cieplnych, zawierającego powyżej 7% C, podobnie jak w znanych rozwiązaniach polega na sporządzeniu mieszanki betonowej z surowców zawierających jako główne składniki MgO i C, spoiwa i ewentualnie dodatków modyfikujących oraz wody, ułożeniu jej w formie lub w szalunek wewnątrz urządzenia, zagęszczeniu wibracyjnym i poddaniu procesowi dojrzewania przez 1-10 dni w warunkach wilgotności 50-90% w temperaturze 10-90°C, a w końcowym etapie poddaniu urządzenia rozruchowi.
Istota rozwiązania polega na tym, że przygotowuje się od 3 do 20 mas, każdą z mieszanki o innej zawartości MgO i C, przy czym pierwszą masę przeznaczoną do zainstalowania w urządzeniu cieplnym od strony przestrzeni roboczej przygotowuje się z mieszanki zawierającej 40-72% wagowych MgO oraz 28-60% wagowych C, a każdą kolejną warstwę z mieszanki zawierającej MgO w ilości mniejszej o 1-5% wagowych w stosunku do ilości w mieszance poprzedniej, a jednocześnie proporcjonalnie większej ilości C, aż do ostatniej masy sporządzonej z mieszanki zawierającej 36% wagowych MgO oraz 58% wagowych C. Masy układa się warstwami o grubości co najmniej 20 mm, a następnie wyłożenie poddaje znanym zabiegom, tworząc strukturę z gradientowym rozkładem składu surowcowego na jego przekroju.
Uzyskane sposobem według wynalazku wyłożenie charakteryzuje się ciągłą i gładką zmianą składu, wzdłuż określonego kierunku, co w konsekwencji eliminuje powstawanie mikrouszkodzeń i rozwarstwień na granicy faz. Gładkie przejście realizowane jest poprzez stosowną zmianę udziału objętościowego zawartości składników dla każdej z mas. Dzięki temu zwiększa się czas użytkowania wyłożenia w porównaniu do betonu o stałej zawartości węgla.
Stopniowe, kontrolowane przejście pomiędzy właściwościami kolejnych mas, umożliwia ponadto adaptację wyrobu do zakładanych warunków jego eksploatacji.
Sposób według wynalazku ilustruje bliżej poniższy przykład, nie ograniczający jego zakresu.
Przygotowano 16 różnych mas zawierających jako główne składniki MgO i C, z mieszanki betonowej o składzie:
- klinkier magnezjowy o wielkości ziaren do 3 mm, jako kruszywo - węgiel
- mikrokrzemionka jako spoiwo
- tlenki stanowiące domieszki i zanieczyszczenia takie jak np. AI2O3, SiO2, Na2O, K2O, TiO2, CaO, Fe2O3 oraz wody w ilości 4% wagowych na 100% wagowych mieszanki betonowej.
Ilości składników w poszczególnych masach przedstawiono w tabeli 1.
PL 234 787 Β1
TABELA 1
masa MgO, % wagowe C, % wagowe tlenki, % wagowe
1 65,56 28,08 6,36
2 63,60 30,06 6,34
3 61,64 32,04 6,32
4 59,68 34,03 6,29
5 57,72 36,01 6,27
6 55,76 38,00 6,24
7 53,80 39,98 6,22
8 51,84 41,96 6,20
9 49,88 43,95 6,17
10 47,92 45,93 6,15
11 45,96 47,92 6,12
12 44,00 49,90 6,10
13 42,04 51,88 6,08
14 40,08 53,87 6,05
15 38,12 55,85 6,03
16 36,16 57,84 6,00
Do mieszalnika podano połowę ilości wody i kruszywo, a po około 3 minutach mieszania dodano pozostałe składniki i resztę wody, po czym dalej mieszano przez okres do 4 minut.
Przygotowaną masę betonową o odpowiedniej konsystencji, począwszy od pierwszej ułożono warstwami w szalunku wewnątrz pieca obrotowego. Grubość każdej warstwy wynosiła 20 mm. Wyłożenie zagęszczono wibracyjnie, a następnie poddano procesowi dojrzewania przez 10 dni w warunkach wilgotności 85%, w temperaturze 20°C, po czym suszono przez kolejne 3 dni w temperaturze do 110 °C. Następnie ściągnięto szalunek i poddano urządzenie rozruchowi.
Wyłożenie gradientowe wykazuje następujące właściwości użytkowe:
gęstość: 2,4 [g/cm3], wytrzymałość na ściskanie: 40 [MPa],

Claims (1)

  1. Zastrzeżenie patentowe
    1. Sposób wytwarzania monolitycznego zasadowego wyłożenia ogniotrwałego urządzeń cieplnych, zawierającego powyżej 7% C, polegający na sporządzeniu mieszanki betonowej z surowców zawierających jako główne składniki MgO i C, spoiwa i ewentualnie dodatków modyfikujących oraz wody, ułożeniu jej w formie lub w szalunek wewnątrz urządzenia, zagęszczeniu wibracyjnym i poddaniu procesowi dojrzewania przez 1-10 dni w warunkach wilgotności 50-90% w temperaturze 10-90 C, a w końcowym etapie poddaniu urządzenia rozruchowi, znamienny tym, że przygotowuje się od 3 do 20 mas, każdą z mieszanki o innej zawartości MgO i C, przy czym pierwszą masę przeznaczoną do zainstalowania w urządzeniu cieplnym od strony przestrzeni roboczej przygotowuje się z mieszanki zawierającej 40-72% wagowych MgO oraz 28-60% wagowych C, a każdą kolejną warstwę z mieszanki zawierającej MgO w ilości mniejszej o 1-5% wagowych w stosunku do ilości w mieszance poprzedniej, a jednocześnie proporcjonalnie większej ilości C, aż do ostatniej masy sporządzonej z mieszanki zawierającej 36% wagowych MgO oraz 58% wagowych C, przy czym masy układa się warstwami o grubości co najmniej 20 mm, a następnie wyłożenie poddaje znanym zabiegom, tworząc strukturę z gradientowym rozkładem składu surowcowego na jego przekroju.
PL412692A 2015-06-12 2015-06-12 Sposób wytwarzania monolitycznego zasadowego wyłożenia ogniotrwałego urządzeń cieplnych, zawierającego powyżej 7% C PL234787B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL412692A PL234787B1 (pl) 2015-06-12 2015-06-12 Sposób wytwarzania monolitycznego zasadowego wyłożenia ogniotrwałego urządzeń cieplnych, zawierającego powyżej 7% C

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL412692A PL234787B1 (pl) 2015-06-12 2015-06-12 Sposób wytwarzania monolitycznego zasadowego wyłożenia ogniotrwałego urządzeń cieplnych, zawierającego powyżej 7% C

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL412692A1 PL412692A1 (pl) 2016-12-19
PL234787B1 true PL234787B1 (pl) 2020-04-30

Family

ID=57542557

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL412692A PL234787B1 (pl) 2015-06-12 2015-06-12 Sposób wytwarzania monolitycznego zasadowego wyłożenia ogniotrwałego urządzeń cieplnych, zawierającego powyżej 7% C

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL234787B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL412692A1 (pl) 2016-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102078660B1 (ko) 내화 콘크리트용 지오폴리머-결합제 시스템, 결합제 시스템을 포함하는 건식 내화 콘크리트 배합물, 및 배합물의 용도
US9989313B2 (en) Smelting ladle and method for improving use efficiency thereof
Zhou et al. Fabrication, characterization and thermal-insulation modeling of foamed mullite-SiC ceramics
CN101805198B (zh) 莫来石钢纤维浇注料
JP4847400B2 (ja) 断熱材の製造方法、アルミナ−スピネル質耐火断熱材、窯炉容器、断熱材の施工方法、及び断熱材のリサイクル方法
CN104230353B (zh) 一种抗结皮预制砖
JP5943032B2 (ja) 軽量断熱アルミナ・マグネシア質耐火物の製造方法
CN116589289A (zh) 一种耐酸浇注料及其制备方法
US8815759B2 (en) Cement-free high strength unshaped refractory
JP2012031006A (ja) 耐火断熱煉瓦及びその製造方法
CN113968745A (zh) 一种协同处置固废水泥窑的预分解系统用耐火浇注料
CN103922759A (zh) 碳化硅质耐磨耐火导风墙大梁、导风墙砖的制备方法
AU2008333636B2 (en) Fireproof ceramic mix, fireproof ceramic molded body formed of said mix, and the use thereof
Suvorov et al. High-temperature heat-insulating materials based on vermiculite
PL234787B1 (pl) Sposób wytwarzania monolitycznego zasadowego wyłożenia ogniotrwałego urządzeń cieplnych, zawierającego powyżej 7% C
RU2424213C1 (ru) Огнеупорная торкрет-масса
RU2674484C1 (ru) Сырьевая смесь для жаростойкого теплоизоляционного торкрет-бетона
CN114761370B (zh) 用于制造碱性粗陶瓷耐火制品的配合料、这种制品及其制造方法、工业炉的衬里以及工业炉
PL234764B1 (pl) Sposób wytwarzania monolitycznego zasadowego wyłożenia ogniotrwałego urządzeń cieplnych, zawierającego poniżej 7% C
RU2443657C1 (ru) Шихта для изготовления периклазошпинельных изделий
PL234763B1 (pl) Sposób wytwarzania kształtek zasadowych zawierających poniżej 7% C na ogniotrwałe wyłożenia urządzeń cieplnych
CN118164770B (zh) 一种绿色节能复合型预制砖
PL234788B1 (pl) Sposób wytwarzania kształtek zasadowych zawierających powyżej 7% C na ogniotrwałe wyłożenia urządzeń cieplnych
KR100239939B1 (ko) 공업용 로(爐)에 내장되는 내화재 및 그 제조방법
Zawrah et al. Effect of SiC–graphite–Al-metal addition on low-and ultra-low cement bauxite castables