PL58773B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 29.VIII.1966 (P 116 277) 7.X.1965 Austria 30.XII.1969 58773 KI. 80 b, 8/04 MKP C 04 b ^\ok UKD Twórca wynalazku: dr mgr inz. Gunther Mortl Wlasciciel patentu: Osterreichisch-Amerikanische Magnesit Aktienge- sellschaft, Radenthein (Austria) Sposób wytwarznia ogniotrwalych, wypalanych ksztaltek magnezytowo-chromitowych i chromitowo-magnezytowych Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania ogniotrwalych, wypalanych ksztaltek magnezyto¬ wo-chromitowych i chromitowo-magnezytowych, w których czasteczki peryklazu i tlenku chromu sa ze soba powiazane bezposrednio.Znany sposób wytwarzania ogniotrwalych ksztal¬ tek magnezytowo-chromitowych i chromitowo- -magnezytowych z bezposrednim wiazaniem czastek peryklazu i rudy chromowej polega na tym, ze ksztaltki, uzyskane w zwykly sposób z mieszanin rudy chromowej i spieczonego tlenku magnezo¬ wego, wypala sie w temperaturze powyzej 1700°C.Taki sposób wypalania jest zwiazany technicznie z róznymi trudnosciami. Poza tym, uzyskane ksztaltki wykazuja co prawda dobra odpornosc na zmiany temperatury, ogniotrwalosc pod obcia¬ zeniem i wytrzymalosc na sciskanie przy zgina¬ niu, natomiast nie posiadaja podobnych zalet pod wzgledem swej wytrzymalosci na sciskanie na zimno i odpornosci na scieranie oraz odpornosci na oddzialywanie zuzla. Ze wzgledu na te ostat¬ nio wymienione wlasciwosci, zachowanie sie tego rodzaju ksztaltek wypalonych w wysokiej tempe¬ raturze, gdy sa stosowane w bardzo silnie obcia¬ zonych ciesciach pieców przemyslowych, szczególnie np. w scianach pieców elektrycznych, nie jest zadowalajace. Do tego rodzaju zastosowan sto¬ sunkowo najlepsze okazaly sie ksztaltki magne- tyzowo-smolowe. Ze wzgledu na zawartosc smoly ksztaltki magnetyzowo-smolowe sa bardzo odpor- 10 15 20 E5 30 ne na dzialanie zuzla, sa natomiast malo odpor¬ ne na dzialanie zmian temperatury.Znany jest dalej sposób wytwarzania nie wypa¬ lanych ksztaltek magnezytowo-chromitowych i chromitowo-magnezytowych z bezposrednim wia¬ zaniem czastek peryklazu i rudy chromowej opi¬ sany w patencie polskim nr 54792. Wedlug tego sposobu wytwarza sie najpierw, przez wspólne wypalanie bez topienia zawierajacych tlenek chromowy materialów, zwlaszcza rudy chromo¬ wej i magnezytu albo innych zwiazków magnezo¬ wych, z których podczas wypalania wydziela sie tlenek magnezu, material spieczony w tempera¬ turach co najmniej 1700°C, z bezposrednim wia¬ zaniem, po czym ten spieczony material rozdrab¬ nia sie na ziarna, które stosuje sie do wyrobu ksztaltek. Uzyskane nie wypalone ksztaltki prze¬ wyzszaja wymienione wypalane ksztaltki o wia¬ zaniu bezposrednim pod wzgledem odpornosci na scieranie i na dzialanie zuzla, a pod wzgledem in¬ nych wlasciwosci co najmniej im dorównuja.Stwierdzono nieoczekiwanie, ze mozna uzyskac ksztaltki magnezytowo-chromitowe i chromitowo- -magnezytowe o bardzo dobrej odpornosci na zmiany temperatury, dobrej ogniotrwalosci pod ob¬ ciazeniem, dobrej wytrzymalosci na sciskanie przy zginaniu i dobrej wytrzymalosci na sciskanie na zimno, jak równiez- o bardzo dobrej odpornosci na scieranie i na oddzialywanie zuzla przewyz¬ szajacej jeszcze wlasciwosci ostatnio wymienio- 5877358773 nych ksztaltek, jesli jako material wyjsciowy do wytwarzania ksztaltek stosuje sie wymienionego rodzaju material spieczony, uzyskany przez wspól¬ ne wypalanie materialów zawierajacych tlenek chromu i zwiazków magnezowych, a ksztaltki wy¬ pala sie w temperaturach zwykle stosowanych dla takich ksztaltek, po czym ksztaltki impreg¬ nuje sie smola, pakiem, bitumem lub ewentualnie wysokoczasteczkowymi weglowodorami o podob¬ nych wlasciwosciach.Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze " surowiec zawierajacy tlenek chromu, najkorzystniej rude chromowa, miesza sie z magnezytem, ewen¬ tualnie spieczonym tlenkiem magnezowym albo innymi naturalnymi lub syntetycznymi zwiazka¬ mi magnezowymi wydzielajacymi tlenek magne¬ zowy przy wypalaniu i mieszanine te, najkorzyst¬ niej po wykonaniu z niej brykietów albo innych ksztaltek, wypala sie bez topnienia w tempera¬ turze co najmniej 1700°C, najkorzystniej powyzej 1750°C, przy czym podczas tego wypalania lub spiekania czastki peryklazu wiaza sie bezposred¬ nio z tlenkiem chromowym. Nastepnie spieczony material rozdrabnia sie, dodaje do niego ewentu¬ alnie srodka wiazacego i ewentualnie spieczonego tlenku magnezu, ponownie formuje sie ksztaltki, które po wypaleniu w temperaturze 1500—1600°C nasyca sie smola, pakiem, bitumem lub ewentual¬ nie wysokoczasteczkowymi weglowodorami o po¬ dobnych wlasciwosciach.Ksztaltki nasyca sie goracym srodkiem impreg¬ nujacym, przez zanurzenie ksztaltek w srodku im¬ pregnujacym o temperaturze wyzszej o okolo 100°C lub przez smarowanie, skrapianie lub spryskiwanie ksztaltek srodkiem do nasycania.Mozna równiez ksztaltki, korzystnie gorace, umies¬ cic w ogrzewanym naczyniu i tam poddac dziala¬ niu prózni (na przyklad 50—150 tor) doprowa¬ dzajac do naczynia srodek nasycajacy, a nastepnie powoli likwiduje sie próznie. W celu dobrego na¬ sycenia ksztaltek, mozna nasycic je pod wyso¬ kim cisnieniem.Ksztaltki nastepnie rozdrabnia sie i po dodaniu srodków wiazacych i ewentualnie spieczonego tlenku magnezu ponownie formuje sie ksztaltki, które bezposrednio zabudowuje sie w urzadzeniach cieplnych.Do nasycenia stosuje sie korzystnie smole, za¬ wierajaca twardy pak w ilosci 80% lub wiecej.Mieszanine surowcowa przeznaczona do spieka¬ nia formuje sie najkorzystniej w brykiety lub cegielki. W przypadku formowania w brykiety, stosuje sie surowce zawierajace tlenek magnezu o uziarnieniu 0—0,2 mm, korzystnie ponizej 0,12 mm. W przypadku formowania na cegielki, uziar- nienie tych surowców wynosi 0—5 mm, korzystnie 0—3 mm. Przy wytwarzaniu materialu spiekane¬ go stosuje sie co najmniej 65%, korzystnie co naj¬ mniej 80°/o substancji zawierajacych tlenek chro¬ mowy o wielkosci czastek powyzej 0,12 mm.Korzystny sklad struktury czastek w ksztaltkach uzyskuje sie, gdy material spiekany rozdrabnia sie w ten sposób, aby zawartosc czastek o wielkosci 0,3—5 mm, na przyklad 0,3—4 mm, korzystnie 0,3— 3 mm, wynosila co najmniej 60% a zawartosc drob- 10 15 20 25 35 40 45 50 55 nych czastek o wielkosci ponizej 0,2 mm, korzyst¬ nie najwyzej 0,12, wynosila 35°/o. Szczególnie ko¬ rzystne wyniki osiaga sie w przypadku, gdy sto¬ sunek ilosci wapna do ilosci kwasu krzemowego w spiekanym materiale wynosi najwyzej 0,6, korzyst¬ nie najwyzej 0,35, a zawartosc kwasu krzemowego najwyzej 5,5%, korzystnie najwyzej 4,5%.Do spiekanego materialu mozna dodac ewentual¬ nie równiez spiekany tlenek magnezu w ilosci naj¬ wyzej 35% w stosunku do skladników ogniotrwa¬ lych. Dodatek drobnoziarnistego spiekanego tlenku magnezowego o wielkosci czastek do 0,12 mm do spiekanego materialu mozna jednak stosowac w ilosci nie przekraczajacej 8%.Ksztaltki wytworzone sposobem wedlug wyna¬ lazku po nasyceniu mozna stosowac do wykladania urzadzen cieplnych, bez wypalania. W tym przypad¬ ku ksztaltki maja wiazanie wylacznie ceramiczne, przy czym pory ksztaltki sa wypelnione srodkiem nasycajacym. Mozliwe jest jednak równiez wypa¬ lenie ksztaltek w temperaturze 300—1000°C, ko¬ rzystnie 500—800°C w obojetnej lub redukujacej atmosferze, przed ich wbudowaniem do pieca jako wykladziny. Równiez w tym przypadku ksztaltki zwiazane sa tylko ceramicznym wiazaniem, zas w ich porach znajduje sie skoksowany srodek nasy¬ cajacy. Ksztaltki po wypaleniu mozna ewentualnie poddac powtórnej impregnacji, a nawet powtórzyc ten proces kilkakrotnie.Ksztaltki wedlug wynalazku odznaczaja sie szcze¬ gólnie wysoka odpornoscia na zmiany temperatury, a po skoksowaniu substancji stosowanych jako sro¬ dek nasycajacy ich wytrzymalosc na sciskanie w niskich temperaturach, odpornosc na scieranie oraz na dzialanie zuzla jest bardzo wysoka. Odpornoscia na dzialanie zuzla ksztaltki wytworzone sposobem wedlug wynalazku dorównuja znanym ksztaltkom smolowo-magnezytowych lub ksztaltkom magnezy¬ towym impregnowanym za pomoca smoly, przy czym ich odpornosc na zmiany temperatury jest znacznie lepsza.Sposób wedlug wynalazku objasniono blizej na podstawie nastepujacych przykladów.Przyklad I. 22% rudy chromowej o wielkosci czastek 0—4 mm zmieszano intensywnie z 65% ma¬ gnezytu flotacyjnego o wielkosci czastek 0—0,12 mm, dodajac 13% lotnego pylu magnezytowego i 4% nasyconego roztworu kizerytowego, po czym mie¬ szanine uformowano na brykiety, które wypalano w ciagu okolo 6 godzin w temperaturze 1720°C.Spiekany material rozdrobniono i zmielono, po czym 70% tego materialu o wielkosci czastek 0,3—3 mm i 30% o wielkosci czastek 0—0,12 mm wyprasowano na ksztaltki, które wypalono w ciagu okolo 10 godzin w piecu tunelowym. Otrzymane ksztaltki mialy nizej podany sklad oraz wlasci¬ wosci: 60 65 Si02 Fe2Oa Al2Os Cr203 CaO MgO Strata prazenia 3,81% 9,27% 7,56% 22,17% 1,15% 55,87% 0,17%58773 6 Wytrzymalosc na sciskanie w niskich temperaturach 570 kG/cm2 Wytrzymalosc na zginanie 0,75 kG/cm2 Porowatosc 20,8% Ciezar nasypowy 3,10 Ogniotrwalosc pod obciazeniem t0 1600°C ta (sprasowanie o 0,3 mm) 1690°C przy 1700°C pekniecie Zmiana dlugosci przez wypalanie w temperaturze 1750°C — 0,50%.Kazda z partii ksztaltek nasycono smola hutnicza w temperaturze 150—160°C, mieszanina tejze smoly z 80% paku twardego w temperaturze 150—180°C, samym pakiem twardym w temperaturze powyzej 200°C, oraz bitumem o srednim punkcie mieknie- nia 80—100°C, w temperaturze okolo 180°C. W cza¬ sie nasycania ksztaltki wchlonely (w stosunku do ich ciezaru) srednio okolo 6,5% wymienionych substancji.Ciezar nasypowy nasyconych ksztaltek byl we wszystkich przypadkach o 0,17 g/cm3 wyzszy, niz ciezar ksztaltek nie nasyconych, a pozostala jeszcze porowatosc wynosila 2,6%. Wytrzymalosc ksztaltek na sciskanie w niskich temperaturach nie ulegla w wyniku nasycania istotnej zmianie, jedynie w przypadku zastosowania paku twardego wzrosla ona w wyniku nasycenia o okolo 50 kG/cm2.Próby powtórzono nastepnie w ten sposób, ze impregnacje przeprowadzono w prózni przy 30— 100 mm, przy czym utrzymywano temperature o 20—30°C nizsza, niz przy nasycaniu przy cisnieniu normalnym. W tym przypadku ksztaltki wchlonely w stosunku do ich ciezaru okolo 7,0% srodków impregnacyjnych, a koncowa porowatosc ksztaltki wynosila 1,7%.Przyklad II. Z 15% rudy chromowej i 71% magnezytu flotacyjnego o wielkosciach czastek po¬ danych w przykladzie I, z zastosowaniem dodatku 14% lotnego pylu, sporzadzono sposobem podanym w przykladzie material spiekany.Wytworzone z tego materialu sposobem poda¬ nym w przykladzie I ksztaltki mialy nastepujacy sklad i wlasciwosci.Si02 2,62% Fe203 8,50% A1203 6,20% Cr203 14,06% CaO 1,29% MgO 67,13% Strata prazenia 0,20% Wytrzymalosc na sciskanie w niskich temperaturach 620 kG/cm2 Wytrzymalosc na zginanie 0,60 kG/cm2 Ciezar nasypowy 3,05 Porowatosc 16,9% Wytrzymalosc na sciskanie w ogniu t0 1530°C ta 1580UC przy 1700°C pekniecie Zmiana dlugosci w wyniku wypalania w tempera¬ turze 1750°C — 0,45 Nasycono ksztaltki smola, mieszaninami smoly i 80% paku twardego, paku, oraz bitumem w spo¬ sób opisany w przykladzie I i uzyskano nastepu¬ jace wyniki. 5 Wchlanianie smoly przy. nasycaniu pod cisnieniem normalnym 5,2% jej ciezaru Koncowa porowatosc ksztalki po nasyceniu 2,5% Wzrost ciezaru nasypowego 0,16 io Przyklad III. Zawartosc Cr2Q3 w ksztaltkach wedlug wynalazku, z uwagi na to, ze sa to ksztaltki magnezytowo-chromitowe i chromitowo- -magnezytowe, moze wynosic 5—40°/o. W celu sprawdzenia mozliwosci otrzymania podanych war- 15 tosci granicznych, mieszaniny róznych rud chro¬ mowych i magnezytów o wielkosci czastek poda¬ nej w przykladzie I, przerobiono sposobem, rów- •niez tam podanym na materialy spiekane, których sklad przedstawia sie nastepujaco. 20 a) b SiOz 0,89% 3,56% Fe203 6,56% 12,70% Al2Oa 2,48% 11,49% Cr203 6,08% 39,15% 25 CaO 3,08% 1,12% MgO 80,87% 31,98% Strata prazenia 0,04% +0,07% Ciezar nasypowy ziarnistego materialu spieka¬ nego wedlug przykladu a wynosil 3,15, a wedlug przykladu b 3,39.W wyniku nasycenia ksztaltek wyprasowanych z tych materialów smola, mieszaninami smoly z 60%, wzglednie 80% paku twardego, pakiem, oraz bitumem w temperaturach podanych w przy¬ kladzie I pod cisnieniem normalnym i pod próz¬ nia, otrzymano ksztaltki o wyzszych ciezarach na¬ sypowych oraz o porowatosci wynoszacej najwy¬ zej 2,5%. 30 35 40 60 PL PL PL PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania ogniotrwalych, wypala¬ nych ksztaltek magnezytowo-chromitowyeh i chromitowo-magnezytowych na drodze wspólnego 45 wypalania bez topienia, w temperaturze powyzej 1700°C z surowców zawierajacych tlenek chromu zwlaszcza rudy chromowej i surowcami zawiera¬ jacymi tlenek magnezu, jak z magnezytem, ze spiekanym tlenkiem magnezu lub z innymi natu- 50 ralnymi lub syntetycznymi zwiazkami magnezu, z których w czasie wypalania otrzymuje sie tlenek magnezu, przy czym czastki peryklazu lacza sie bezposrednio z czasteczkami rudy chromowej zna¬ mienny tym, ze spieczony material po rozdrobnie- 55 niu miesza sie ewentualnie ze srodkiem wiazacym i ewentualnie ze spieczonym tlenkiem magnezu, po czym z tak przygotowanego materialu formu¬ je sie ksztaltki, które wypala sie w temperaturze 1500—1600°C impregnuje sie smola, pakiem, bitu¬ mem lub wysokoczasteczkowymi weglowodorami o podobnych wlasciwosciach i ewentualnie wypala sie w temperaturze 300—1000°C, korzystnie 500— * 800°C, w atmosferze obojetnej lub redukujacej.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do nasycania stosuje sie smole zawierajaca 80% twar- 65 dego paku.7 3. Sposób wedlug zastrz. 1, 2, znamienny tym, ze material spiekany po rozdrobnieniu sklada sie z grubszych czastek o wielkosci co najmniej 0,3 mm, oraz drobnych czastek o wielkosci ponizej 0,2 mm, korzystnie najwyzej 0,12 mm. 4. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze zawartosc czastek o wielkosci 0,3—5 mm, korzyst¬ nie 0,3—3 mm, w rozdrobnionym materiale spie¬ czonym wynosi co najmniej 60%. 5. Sposób wedlug zastrz. 3—4 znamienny tym, ze zawartosc czastek o wielkosci ponizej 0,2 mm w rozdrobnionym materiale spieczonym wynosi naj¬ wyzej 35%. 6. Sposób wedlug zastrz. 1—5 znamienny tym, ze stosunek ilosci wapna do ilosci kwasu krzemowe- 8 go w materiale spieczonym wynosi najwyzej 0,6, korzystnie najwyzej 0,35, a ilosc kwasu krze¬ mowego najwyzej 5,5%, korzystnie najwyzej 4,5%. 7. Sposób wedlug zastrz. 1—6 znamienny tym, ze 5 do rozdrobnionego materialu spieczonego dodaje sie spieczony tlenek magnezu w ilosci najwyzej 35% w stosunku do ilosci skladników ogniotrwa¬ lych. 8. Sposób wedlug zastrz. 7, znamienny tym, ze 10 ilosc spieczonego tlenku magnezu o wielkosci cza¬ stek do 0,12 mm wynosi najwyzej 8% w stosunku do ilosci wszystkich skladników ogniotrwalych. 9. Sposób wedlug zastrz. 1—8 znamienny tym, ze wypalone ksztaltki poddaje sie ponownie nasyce- LZGraf. — Zam. 3009. 25.VIII.1969.310 PL PL PL PL PL