Strona główna Nauka Artykuły Naukowe

 

NAJBLIŻSZE WYDARZENIA

22.II.2018

mgr inż. Anna Ociepa

mgr inż. Jerzy Witek

dr inż. Robert Kusiorowski (Oddział Materiałów Ogniotrwałych w Gliwicach)

 

Innowacyjne wyroby perlitowe dla systemów ochrony cieplnej i ogniowej

08.III.2018

15.III.2018

22.III.2018

dr Bronisław Psiuk

dr hab. Jacek Podwórny Prof. ICiMB (Oddział Materiałów Ogniotrwałych w Gliwicach)

Ruch drgający – od podstaw do zastosowań w badaniach materiałowych

(cykl 3 wykładów)

więcej...

 

PROJEKTY UNIJNE

Regionalna Strategia Innowacji - Innobservator Silesia

Innobservator Silesia

ARTYKUŁY NAUKOWE - 2011

 

Wymagania materiałowe i konstrukcyjne dla urządzenia próźniowego odgazowania stali metodą RH

Materials and structural requirements for a vacuum degasser of molten steel by the rh method

 

Czapka, Z.; Śliwa, A.

 

Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials, 2011, T 63, Nr 3, s. 631-641

pobierz

Streszczenie

Materiały ogniotrwałe przeznaczone do eksploatacji w urządzeniu do próżniowego odgazowania stali metodą RH muszą być dobrane odpowiednio do warunków eksploatacji jakie panują w poszczególnych obszarach urządzenia. Właściwe poznanie głównych oddziaływań niszczących w danych strefach urządzenia oraz miejsc najbardziej obciążonych pozwala na optymalne dobranie wyłożenia ogniotrwałego. Wyroby magnezjowo-chromitowe (MC) znalazły powszechne zastosowanie w urządzeniu RH, gdyż charakteryzują się wysoką odpornością korozyjną na tlenki żelaza oraz ciekłe stopy wapniowo-krzemianowe. Odznaczają się one również znaczną wytrzymałością mechaniczną w temperaturach roboczych oraz dobrą odpornością na wahania temperatur. Dalszą poprawę parametrów fizykochemicznych tworzyw magnezjowo-chromitowych można osiągnąć poprzez poddanie ich dodatkowej operacji nasączania, dzięki której można poprawić szereg własności mających wpływ zarówno na odporność korozyjną, jak również wytrzymałość mechaniczną w pewnym zakresie temperatur. W artykule przedstawiono między innymi wpływ nasączania na własności tworzywa, takie jak rozkład wielkości porów, gazo przepuszczalność oraz wytrzymałość na zginanie w zależności od temperatury. Poprawę trwałości urządzenia RH można uzyskać również poprzez odpowiednie rozwiązania konstrukcyjne.

Słowa kluczowe: proces RH, materiały MC impregnowane, tworzywo magnezjowo-chromitowe

Abstract

Refractory materials intended for use in a steel vacuum degassing unit by the RH method have to be adjusted to the operating conditions in particular areas of the unit. Proper identification of major destructive effects in particular zones of the unit and the most affected areas allows optimal selection of a refractory lining. Magnesia-chromite products (MC) have been widely applied in RH units as they are characterised by high corrosive resistance to iron oxides and liquid calcium-silicate melts. They also display high mechanical strength in working temperatures and good resistance to temperature fluctuations. Further improvement of physical and chemical parameters of magnesia-chromite products may be achieved by subjecting them to an additional saturation procedure with properly selected impregnants, which allows enhancing a number of properties that influence both corrosive resistance and mechanical strength within a certain range of temperatures. The article among others presents the effect of impregnation on such material properties as: pore size distribution, gas permeability and bending strength depending on the temperature. The service life of an RH unit may be enhanced by applying adequate constructional solutions.

Keywords: RH process, MC impregnated products, magnesia-chromite refractory

 

Kompozyt ceramiczno-metaliczny ZrO2-Al2O3-SiO2-Mo

ZrO2-Al2O3-SiO2-Mo ceramic-metal composite

 

Czechowska, K.; Wrona, A.; Jedynak, L.; Wala T.

 

Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials, 2011, T 63, Nr 2, s. 332-335

pobierz

Streszczenie

Kompozyty ceramiczno–metaliczne cieszą się rosnącym zainteresowaniem, ponieważ materiały te mogą mieć właściwości nieosiągalne dla jednofazowych materiałów ceramicznych. Wprowadzenie składnika metalicznego do ceramiki wpływa na poprawę jej właściwości mechanicznych. Znane jest stosowanie molibdenu w kompozytach np. mullit/Mo, Al2O3/Mo, 3YTZP/Mo, AlN/Mo, które mogą osiągać odporność na pękanie nawet 11 MPa•m1/2 i wytrzymałość na zginanie 2100 MPa. Molibden stanowi interesujący składnik kompozytów do zastosowań wysokotemperaturowych. Charakteryzuje się bowiem wysoką temperaturą topienia, wysoką wytrzymałością na rozciąganie na gorąco oraz niskim współczynnikiem rozszerzalności cieplnej. Oprócz tego molibden charakteryzuje się niską korozyjnością w kontakcie z niektórymi rodzajami szkieł i materiałami ceramicznymi. Wszystkie te cechy sprawiają, że molibden jest stosowany w przemyśle szklarskim. Celem pracy było zbadanie możliwości opracowania spiekanego kompozytu ogniotrwałego, ceramiczno–metalicznego z układu ZrO2-Al2O3-SiO2-Mo o dużej zwartości tekstury, jako alternatywnego tworzywa przeznaczonego do pracy w kontakcie z ciekłym szkłem sodowo-wapniowym. W wyniku przeprowadzonych prób optymalizacji składów ziarnowych mas i doboru składników fazowych z układu Al2O3-SiO2-ZrO2–Mo otrzymano tworzywo kompozytowe o zawartości ZrO2 ~84 % mas., Mo – 10 % mas. i porowatości otwartej poniżej 8 % oraz wytrzymałości na ściskanie ok. 470 MPa.

Słowa kluczowe: kompozyt ceramiczno-metaliczny, układ ZrO2-Al2O3-SiO2-Mo, materiał ogniotrwały, szkło sodowo-wapniowe, reaktywność

Abstract

Ceramic–metal composites enjoy a growing interest because of their unattainable properties as compared with single-phase ceramic materials. The introduction of a metallic component to the ceramic matrix influences improvement of mechanical properties. It is known that molybdenum doped composites, i.e., mullite/Mo, Al2O3/Mo, 3Y-TZP/Mo or AlN/Mo show the fracture toughness reaching 11 MPa•m1/2 and the bending strength of 2100 MPa. The molybdenum is the interesting component for high-temperature composites. It is characterized by a high melting point, a high hot flexure strength and a low thermal expansion coefficient. Moreover the molybdenum demonstrated low corrosive properties to some kinds of glasses and ceramic materials. All these characteristics cause that the molybdenum is useful material in the glass industry. The aim of the work was to verify the possibility to produce sintered ceramic-metal composites in the ZrO2-Al2O3-SiO2–Mo system, showing large compactness of the texture, and being the alternative material designed for the work in contact with liquid soda-calcium glass. As a result of the optimization of grain size distribution curves, and selection of the phase composition of the mixtures, the composite material with a content of ~84 % wt. ZrO2 and ~10% wt. Mo, an open porosity below 8 % and a compressive strength of approx. 470 MPa was obtained.

Keywords: ceramic-metal composite, ZrO2-Al2O3-SiO2-Mo system, refractory material, sodium-calcium glass, reactivity

 

Przemysł ceramiczny w Unii Europejskiej - stan i wyzwania

 

Czechowski, J.

 

Szkło i Ceramika, 2011, R 62, Nr 2, s. 2-7

 

Streszczenie

Przedstawiono wartość produkcji oraz bilans handlu zagranicznego przemysłu ceramicznego w Unii Europejskiej w rozbiciu na poszczególne sektory. Podkreślono wpływ kryzysu gospodarczego oraz niektóre wyniki hamujące procesy wzrostu. Przedstawiono problemy surowcowe, ze szczególnym uwzględnieniem sektora materiałów ogniotrwałych i materiałów ściernych oraz podejmowane przez Komisję Europejską próby ich rozwiązania. Omówiono wpływ ustawodawstwa unijnego na sytuację przemysłu ceramicznego podkreślając rolę Unii Ceramicznej w lobbowaniu na rzecz tego przemysłu na szczeblu Komisji Europejskiej i Parlamentu Europejskiego..

Słowa kluczowe: przemysł ceramiczny, produkcja, handel, surowiec, prawo europejskie

Abstract

Production value and international balance of EU ceramic sectors were shown. Influence of economical crisis and some factors hampering recovery processes of European ceramic industry has been characterized. Problems of availability of ceramic raw materials, particularly in case of refractory materials and abrasive materials sectors and activity of KE in solving them were described. The influence of union laws on ceramic industry was characterized and the role of CU in lobbying for the industry on KE and PE level was stressed.

Keywords: ceramic sectors industry, production, trade, raw material, european law

 

Wpływ kryzysu gospodarczego, regulacji UE i konkurencji z Chin na europejski przemysł ceramiczny i główne kierunki badań i rozwoju

Influence of economic crisis, eu rules and chinese competition on the european ceramic industry and main directions of research and development

 

Czechowski, J.

 

Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials, 2011, T 63, Nr 2, s. 327-331

pobierz

Streszczenie

Przedstawiono strukturę sprzedaży wyrobów przemysłu ceramicznego w Europie w rozbiciu na sektory w latach 2004-2008 i sytuację w 2009 r. oraz prognozy wychodzenia z kryzysu. Omówiono aktualną sytuację w zakresie dostępu do surowców ceramicznych ze szczególnym uwzględnieniem sektora materiałów ogniotrwałych. Scharakteryzowano wpływ regulacji wprowadzonych przez Komisję Europejską dotyczących głównie handlu emisjami i REACH na sytuację producentów materiałów ceramicznych. Na podstawie analizy prezentowanych czynników determinujących rozwój przemysłu ceramicznego w Europie podjęto próbę określenia głównych kierunków badań.

Słowa kluczowe: przemysł ceramiczny w Europie, surowce, regulacje KE, kierunki badań

Abstract

Production of ceramic sectors in Europe in a period of 2004-2008 and 2009 together with a prognosis of crisis conquer were presented. The factors influencing the situation of the sectors were characterized. The attainability of raw materials, particularly in case of the refractory industry was described. Influence of rules introduced by KE on ceramic producers was characterized. On the basis of presented factors determining development of the ceramic industry in Europe, the main directions of investigations were proposed.

Keywords: ceramic sectors in EU, raw materials, EC rules, directions of investigations

 

Badania porównawcze odporności na wstrząsy cieplne materiału magnezytowego

Comparative tests of thermal shock resistance of magnesite material

 

Gerle, A.; Wałęga-Chwastek, H.; Kalarus, A.

 

Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych, 2011, R. 4, Nr 7, s. 37-53

Streszczenie

Odporność na wstrząsy cieplne decyduje o wyborze materiału w przypadku jego użytkowania w warunkach, w których występuje gradient temperatury. Obejmuje to wyroby stosowane w procesach wysokotemperaturowych, prowadzonych zarówno w sposób okresowy, jak i ciągły. Odporność na wstrząsy cieplne określana jest w sposób empiryczny poprzez umowną ocenę skutków wywołanych przez bezpośrednie poddawanie wyrobów cyklicznym zmianom temperatury. W celu oznaczania odporności na wstrząsy cieplne zostało opracowanych wiele metod pomiarowych, umożliwiających szacowanie efektywnego czasu pracy wyrobu w warunkach zmiennej temperatury. Metoda pomiarowa jest tym doskonalsza, im warunki badania bardziej odwzorowują autentyczne warunki pracy badanego materiału. Wymóg ten jest jednak bardzo trudny, a wręcz niemożliwy do spełnienia w warunkach laboratoryjnych. W niniejszej pracy dokonano przeglądu metod oznaczania odporności na wstrząsy cieplne materiałów ogniotrwałych. Wzięto pod uwagę zarówno metody znormalizowane, jak i nieznormalizowane opisane w dostępnej literaturze. Opisane metody porównano i wskazano najistotniejsze różnice w metodyce oraz sposobie prezentacji wyniku badania oraz omówiono słabe strony tych metod. Zaprezentowano wyniki porównawczych badań odporności na wstrząsy cieplne materiału magnezytowego uzyskane w dwóch niezależnych laboratoriach. Badania zostały przeprowadzone według wcześniej określonej metodyki i miały na celu ustalenie wpływu warunków przeprowadzenia badania na wynik końcowy.

Słowa kluczowe: materiał ogniotrwały, wstrząs termiczny, naprężenie cieplne, odporność na wstrząs termiczny, ceramika magnezytowa, badanie porównawcze, metodyka badań

Abstract

Thermal shock resistance determines the choice of material for applications in temperature gradient conditions. This includes products used in batch and continuous high temperature processes. Thermal shock resistance is determined empirically by evaluation of the effects of direct sample treatment by cyclic changes of temperature. There have been developed many methods of thermal shock resistance determination. This methods allow to determine the effective time of the product live under conditions of variable temperature. The measuring method is the more accurate when the more test conditions are closer to real working conditions of the testes material. This requirement is very difficult or even impossible to meet in the laboratory. This paper presents the review of the methods for the thermal shock resistance testing of refractory materials. Both the standardised and not standardised methods described in the literature are presented. These methods were compared and identified the most important differences in methodology and presentation of the test results. The weaknesses of the presented methods were discussed. The results of comparative tests of thermal shock resistance of magnesite material obtained in two independent laboratories were presented. Tests were carried out according to predetermined methodology. The tests aimed to determine the influence of test conditions on the result.

Keywords: refractory material, thermal shock resistance, magnesite ceramics, comparative testing, test methodology

 

Refractories from the MgO-Al2O3-SnO2 system for metallurgical applications

Materiały ogniotrwałe z układu MgO-Al2O3-SnO2 do zastosowań metalurgicznych

 

Jedynak, L.; Wojsa J.; Podwórny, J.; Wala, T.

 

Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials, 2011, Vol. 63, Issue 1, s. 34-39

Streszczenie

Materiały ogniotrwałe zawierające chrom wykorzystywane są szeroko w wielu gałęziach współczesnego przemysłu w związku z ich doskonałą odpornością korozyjną i wysoką trwałością. Jednakże, wśród wielu rodzajów odpadów materiałów ogniotrwałych zużyte materiały zawierające chrom należą do najbardziej niebezpiecznych i wymagają złożonej i drogiej obróbki przed dalszym przetwarzaniem. W związku z potencjalnym ryzykiem niesionym przez odpady ogniotrwałe oraz ze zmianami w technicznych preferencjach użytkowników, udział materiałów zawierających chrom w całkowitej produkcji wyrobów ogniotrwałych systematycznie zmniejsza się. Poszukując alternatywnych, bezchromowych materiałów zbadano podstawowe właściwości materiałów z układu MgO-Al2O3-SnO2, tj. skład fazowy i stabilność termiczną. Na tej podstawie przygotowano trzy różne rodzaje materiałów ogniotrwałych zawierających SnO2, a mianowicie: cegły wypalane, materiały wiązane chemicznie i hydraulicznie. Zbadano mikrostrukturę i podstawowe właściwości opracowanych materiałów. Dotychczas uzyskane wyniki są obiecujące i potwierdzają możliwość zastosowania wybranych materiałów w procesach niskotemperaturowych, jako alternatywę dla typowo wykorzystywanych, wypalanych produktów magnezjowo-chromitowych.

Słowa kluczowe: układ MgO-Al2O3-SnO2, materiały ogniotrwałe zasadowe, materiały ogniotrwałe bezchromowe

Abstract

Due to the excellent corrosion resistance and high durability, chrome containing refractories are broadly used in many branches of modern industry. However, among different types of refractory waste, chrome-containing materials after service are probably the most dangerous, requiring complex and expensive treatment before further processing. Due to the potential hazards from refractory waste and changes in technical preferences of the users, the share of chromium containing materials in the total production of refractories has been systematically decreasing. Searching for the chrome-free alternatives, fundamental properties of materials from the MgO-Al2O3-SnO2 system, i.e., phase composition and thermal stability, were studied. On that basis three different kinds of SnO2-containing refractories were prepared, i.e., fired bricks, chemically bonded and hydraulically bonded materials. The microstructure and basic properties of the developed refractories were investigated. The results obtained so far seem to be promising and confirm the possibility of applying of selected materials in low temperature processes as an alternative to typically used fired magnesia-chromite products.

Keywords: MgO-Al2O3-SnO2 system, basic refractories, chrome-free refractories

 

Efekty stosowania aktywatora mielenia IMOFLOW w Cementowni Dyckerhoff Polska

 

Klecan, R.; Jedynak, R.

 

Szkło i Ceramika, 2011, R. 62, nr 3, s. 14-16

Streszczenie

Prace nad aktywowanym przemiałem cementów portlandzkich rozpoczęte w Instytucie Materiałów Ogniotrwałych w 1991 roku, doprowadziły do opracowania IMOFLOW - dodatku ułatwiającego mielenie. Daje on wzrost powierzchni właściwej cementu i wydajności młynów przy dawce, która wynosi zwykle od 0,02 do 0,03% w stosunku do masy mielonego klinkieru. W Cementowni Nowiny próby przemysłowe przeprowadzono w 1994 roku i cementownia stosuje ten stale doskonalony aktywator nieprzerwanie od 1995 roku. Nowy właściciel koncern Dyckerhoff wprowadził w cementowni wiele działań inwestycyjnych i modernizacyjnych w celu osiągnięcia najwyższego, światowego poziomu technicznego i organizacyjnego. Dzięki stosowaniu IMOFLOW uzyskano w cementowni tylko w ciągu 5 lat (2005-2009) oszczędności energii elektrycznej w wysokości ponad 5 mln zł.

Słowa kluczowe: aktywator mielenia, przemiał cementu, młyn kulowy, oszczędzanie energii elektrycznej

Abstract

Work on activated Portland cement milling started at the Institute of Refractory Materials in 1991, led to the development of IMOFLOW, an additive facilitating grinding. It allows for an increase in surface area of the cement and efficiency of the mills at the dose, which is usually from 0.02 to 0.03% of grinding cement clinker. The industrial trials in Nowiny cement plant was conducted in 1994 were the cement activator, which is still improved, is used continuously since 1995. The new owner, Dyckerhoff company, brought in a cement plant lot of investment and modernization in order to achieve the highest, world-class technical and organizational level. Thanks to use of IMOFLOW only in the last 5 years (2005 - 2009) electricity savings of more than 5 million zł were obtained in the cement plant.

Keywords: grinding activating agent, cement grinding, ball mill, electric energy saving

 

Betony ogniotrwałe o dużej odporności na wstrząsy cieplne

Refractory castables high thermal shock resistance

 

Majchrowicz, I.; Barański, J.; Witek, J.; Śliwa, T.; Orlik, E.

 

Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials, 2011, T.63, nr 3, s 626-630

Streszczenie

Opracowano nowe niskocementowe betony ogniotrwałe charakteryzujące się wysoką odpornością na wstrząs cieplny. Przygotowano próbki betonów ogniotrwałych na bazie różnych kruszyw (palonka kordierytowa, szkło kwarcowe, palonka szamotowa), na wiązaniu z cementu glinowego. Oznaczono ich podstawowe własności, takie jak gęstość pozorna, porowatość otwarta, wytrzymałość na ściskanie i skurczliwość. Oznaczono również odporność betonów na wstrząs cieplny w tradycyjnych testach ogrzewania i chłodzenia. Badania wykazały, że otrzymane betony ogniotrwałe charakteryzowały się lepszymi własnościami po wypaleniu niż konwencjonalny beton szamotowy (BOS 135) dotychczas stosowany w wyłożeniu drzwi komór koksowniczych. W porównaniu do betonu BOS 135, nowe betony niskocementowe posiadały wyższą wytrzymałość na ściskanie, niższą porowatość otwartą, niższą skurczliwość i znacznie wyższą odporność na wstrząs cieplny. Obliczono również parametr RSt otrzymanych materiałów na podstawie zmierzonych wartości pracy pękania, dynamicznego modułu Younga i współczynnika rozszerzalności cieplnej. Obliczenia wykazały, że beton na bazie szkła kwarcowego posiadał największą wartość parametru Rst. Wartości parametru RSt porównano z wynikami uzyskanymi w próbach ogrzewania i chłodzenia. Przeprowadzono próby przemysłowe z udziałem opracowanych betonów w obmurzu pieca przepychowego w Euroblacha S.A. w Rudzie Śl. oraz w obmurzu drzwi komory koksowniczej w ZK Radlin. Próby te wykazały, że własności użytkowe nowych betonów ogniotrwałych były zadowalające i spełniły warunki pracy urządzeń cieplnych. W wyniku stosowania informacyjnych partii nowych wyrobów uzyskano następującą ich trwałość: w obmurzu drzwi komór koksowniczych – 29 miesięcy i nadal, a w obmurzu okien manewrowych w grzewczych piecach przepychowych – 25 miesięcy i nadal.

Słowa kluczowe: beton ogniotrwały, odporność na wstrząs ceplny, parametr rst, próby przemysłowe

Abstract

New low-cement refractory castables characterised by high thermal shock resistance have been developed. Samples of refractory castables based on various aggregates (cordierite grog, quartz glass, chamotte grog) with alumina cement were prepared. Their basic properties were determined such as apparent density, open porosity, cold crushing strength and shrinkage. Castables’ resistance to thermal shock was also determined in traditional heating and cooling tests. The investigations have revealed that the obtained refractory castables display better properties after firing than conventional chamotte ones (BOS 135), which until now have been used in linings for coking chamber doors. Compared to BOS 135, the new low-cement castables are characterized by higher cold crushing strength, lower open porosity, lower shrinkage and considerably higher thermal shock resistance. The RSt parameter for the obtained materials has also been calculated on the basis of the measured values of the work of fracture, dynamic Young’s modulus and thermal expansion coefficient. Results of calculations revealed that quartz glass-based castable had highest value of parameter Rst. The value of RSt was compared to the results obtained in heating and cooling tests. Industrial tests were conducted for the developed castables, which were used in the lining of the pusher furnace in Euroblacha S.A. in Ruda Śląska and in the lining of the coking chamber door in ZK Radlin. The trials demonstrated that the performance of the new refractory castables was satisfactory and fulfilled the operational conditions. As a result of application of new castables, the following lifetime was obtained: in the lining of the coking chamber door – 29 months and still, and in the lining of manoeuvring windows in the pusher furnace – 25 months and still.

Keywords: refractory castables, thermal shock resistance, rst parameter, industrial tests

 

Wpływ dodatku sepiolitu na własności andaluzytowych betonów ogniotrwałych

The effect of a sepiolite-based additive on the properties of andalusite castables

 

Majchrowicz, I.; Wala, T.; Śliwa, A.

 

Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych, 2011, R. 4, Nr 8, s. 21-31

Streszczenie

Sepiolit [Mg4Si6O15(OH)2 Ÿ-6H2O] jest to minerał z gromady krzemianów, zaliczany do minerałów ilastych. Tworzy drobne kryształy o pokroju włoskowym. Sepiolit spośród wielu zastosowań wykorzystywany jest jako dodatek do betonów budowlanych w celu regulacji ich rozpływu i konsystencji oraz poprawy rozproszenia wypełniacza. W pracy przeprowadzono badania nad możliwością zastosowania sepiolitu w andaluzytowych betonach ogniotrwałych. Określono wpływ dodatku sepiolitu na reologię osnowy oraz na własności mechaniczne i termomechaniczne betonu. Oznaczono skład fazowy próbek metodą dyfrakcji rentgenowskiej i obserwowano ich mikrostrukturę pod mikroskopem optycznym. Przeprowadzono pomiary rozkładu wielkości porów i całkowitej powierzchni porów wysuszonej osnowy betonu, bez i z dodatkiem sepiolitu, za pomocą metody porozymetrii rtęciowej. Oznaczono średnią średnicę porów w wypalonych próbkach przez analizę obrazu mikroskopowego, przy użyciu programu komputerowego Leica. Badania wykazały, że dodatek sepiolitu wpływał na własności reologiczne mieszanki betonowej, a także na pozostałe własności, w tym mechaniczne betonu, zwłaszcza po suszeniu. Dodatek sepiolitu obniżał porowatość otwartą, zwiększał gęstość pozorną i wytrzymałość na ściskanie betonu. Wprowadzenie sepiolitu do mieszanki zmieniło również skład fazowy i mikrostrukturę materiału.

Słowa kluczowe: beton ogniotrwały, beton andaluzytowy, sepiolit, właściwości reologiczne, właściwości mechaniczne, skład fazowy, rozkład wielkości porów

Abstract

Sepiolite [Mg4Si6O15(OH)2 Ÿ 6H2O] is a clay mineral, a complex magnesium silicate, with fibrous morphology. Among different applications, sepiolite is used in construction concretes for controlling of flow and consistency or improving of filler dispersion and distribution. In this paper, a studies on the possibility of sepiolite application in andalusite-based refractory castables have been presented. The effect of sepiolite addition on matrix rheology as well as mechanical and thermomechanical properties of castable was determined. Phase composition of samples was evaluated by X-ray diffraction method and its microstructure was observed by optical microscope. The pore size distribution, total pore area and porosity of the dried castable matrix, with and without an admixture of sepiolite was measured by the mercury porosimetry. The average pore diameter of the fired samples was measured by image analysis of micrographs, using Leica software. The results have revealed that the sepiolite additive affects the rheological properties of the castable mix as well as the bulk density, apparent porosity and mechanical properties of castables. This effect was most significant in dried samples. The sepiolite additive reduced the open porosity, increased bulk density and cold crushing strength of the castable. The introduction of sepiolite into the castable matrix changed also its phase composition and microstructure.

Keywords: refractory castables, andalusite aggregate concrete, sepiolite, rheological properties, mechanical properties, phase composition, pore size distribution

 

Betony ogniotrwałe zawierające grafit. Część II – Wpływ zawartości grafitu na własności wytrzymałościowe i odpornościowe

Graphite containing castables part II – effect of graphite content on strength and resistance properties

 

Pawełek, A.; Wala, T.; Lipowska, B.; Podwórny, J.

 

Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials, 2011, T. 63, Nr 2, s. 355-360

Streszczenie

Niniejsze opracowanie stanowi kontynuację badań związanych z wprowadzeniem grafitu i jego wpływem na własności betonu ogniotrwałego, stosowanego do wyłożenia koryt i rynien spustowych wielkich pieców. W I-szej części wygłoszonej na konferencji Polska Ceramika 2008, przedstawiono wyniki badań związane z preparatyką grafitu, umożliwiającą jego wprowadzenie do składu surowcowego mieszanki betonowej. W niniejszym opracowaniu przedstawiono wyniki badań wpływu ilości wprowadzonego preparowanego grafitu na własności wytrzymałościowe i odpornościowe betonu. Stwierdzono, że najkorzystniejsze własności wykazał beton z udziałem 10 % preparowanego granulatu grafi towego. Zwiększenie udziału granulatu grafitowego do 15-20 % wpłynęło na obniżenie własności mechanicznych i odpornościowych badanych próbek betonów. Wykonano badania mikrostrukturalne metodą mikroskopii optycznej i składu fazowego metodą dyfrakcji rentgenowskiej próbek betonu wytypowanego jako najlepszy. Wykonano również badania mikrostrukturalne, po próbach korozyjnych na działanie żużla wielkopiecowego, próbek betonu z udziałem 10 % granulatu grafitowego. Scharakteryzowano mechanizm oddziaływania korozyjnego.

Słowa kluczowe: granulat grafitowy, beton ogniotrwały niskocementowy, korozja żużlowa

Abstract

This study is a continuation of investigations on the graphite incorporation to castable refractory concretes used for linings of blast furnace troughs and the effects of graphite on properties of the castables. In the Part I, delivered at the Polska Ceramika 2008 Conference, the results of investigations were presented on graphite processing, allowing the graphite to be inserted to a castable refractory concrete. In this study, the effect of processed graphite amount on strength and resistance properties of the castable was investigated. The results revealed that the castable refractory concrete with 10 % processed graphite granules possessed excellent properties. Increasing the content of graphite granules up to 15-20 % led to a decrease of mechanical and resistance properties of the samples. The microstructure of the castable samples with excellent properties was observed using the optical microscopy method and the phase composition was determined using the X-ray diffraction method. Microstructural study on the samples containing 10 % graphite granules was carried out after the blast furnace slag corrosion tests. The corrosion mechanism was characterized.

Keywords: graphite granules, low-cement refractory castable, Slag corrosion

 

Spawanie stali specjalnych nierdzewnych w osłonie gazu obojętnego z zastosowaniem specjalnych podkładek ceramicznych

Stainless steel welding in a protective gas atmosphere with application of special ceramic washers

 

Pawełek, A.; Czechowski, J.; Warsz, K.

 

Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials, 2011, T. 63, Nr 3, s. 595-602

pobierz

Streszczenie

Omówiono problemy związane ze spawaniem blach ze stali nierdzewnych oraz aktualnie stosowane sposoby ich eliminowania. Przedstawiono nową koncepcję zastosowania podkładek ceramicznych umożliwiających doprowadzenie obojętnego gazu osłonowego do grani spawu do zastosowań w przypadku spawania powierzchni płaskich i łukowych. Wstępne próby zastosowania podkładek z tworzywa kordierytowo-mulitowego wykazały, że istotny wpływ na jakość spawu ma prędkość doprowadzenia ciepła z powierzchni spawanych. Omówiono wyniki badań tworzyw kordierytowo-mulitowych, z SiC z osnową sialonową oraz SiC z osnową Si3N4. Charakteryzowały się one rosnącą przewodnością cieplną, odpowiednio ok. 2,5, 8,2 i 18 W/mK w temperaturze otoczenia. Przeprowadzono próby przemysłowe spawania specjalnych gatunków stali w osłonie gazowej z zastosowaniem podkładek doprowadzających gaz do spawanych powierzchni wykonanych z opracowanych tworzyw. Ustalono wpływ rodzaju podkładek na jakość spawów w zależności od rodzaju i grubości spawanych blach. Ustalono parametry procesu spawania. Omówiono próby zastosowania opracowanego systemu podkładek ceramicznych do spawania blach nierdzewnych.

Słowa kluczowe: podkładki ceramiczne, grań spawu, gaz obojętny

Abstract

Problems related to the welding of stainless steel sheets and the currently used methods of their elimination have been discussed. There has been presented a new concept of ceramic washers’ application, enabling a neutral gas to be supplied to the weld root in the case of flat and arc surface welding. Preliminary trials of the application of cordielite-mullite washers have shown that the quality of weld is significantly influenced by the rate of heat supply from the welded areas. The results of investigations into cordierite-mullite materials containing SiC with a sialon matrix and SiC with a Si3N4 matrix have been discussed. They were characterized by an increasing thermal conductivity, reaching ca. 2.5, 8.2 and 18 W/mK at ambient temperature. Industrial trials of special steel grades welding in a gas shroud while using the washers, which supply gas to the welded surfaces made of the developed materials have been conducted. The influence of the type of washers on the quality of welds depending on the kind and thickness of the welded sheets has been determined. The welding process parameters have been established. The attempts to use the developed system of ceramic washers for stainless sheet welding have been discussed.

Keywords: ceramic backing, root of a weld, neutral gas

 

Variation of Poisson's ratio of refractory materials with thermal shocks

 

Podwórny, J.; Wojsa, J.; Wala, T.

 

Ceramics International, 2011, Vol. 37, Issue 7, s. 2221-2227


Abstract:

It was found that some tested materials were characterized by low values of Poisson's ratio, which after series of severe thermal shocks decreased even to negative values. In order to explain the observed phenomenon, an attempt to correlate the obtained results with the microstructure of materials before and after a series of thermal shocks was undertaken. A hypothetical model of the microstructure of a porous ceramic material with negative Poisson ratio was proposedInvestigations into the changes of Poisson's ratio as well as other mechanical properties of selected types of refractories subjected to thermal shocks have been carried out. The investigations included several types of porous refractorymaterials e.g. magnesia, magnesia–spinel, magnesia–chrome, chrome–magnesia, mullite, silica and low cement chamotte castable. The Poisson's ratio value of the examined materials decreased after each thermal shock. Decreasing of Poisson ratio caused by a stronger drop in Young's modulus than that for shear modulus was explained.

Keywords: refractory materials, elastic properties, Young's modulus, Shear modulus, Poisson ratio, thermal shock

 

Badania zjawiska niesprężystości zasadowych materiałów ogniotrwałych

Studies of inelastic properties of basic refractories

 

Podwórny, J.; Wojsa, J.

 

Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials, 2011, T. 63, Nr 3, s. 590-594

Streszczenie

Zaprezentowano wyniki badań własności sprężystych w funkcji czasu wybranych odmian zasadowych materiałów ogniotrwałych. W trakcie przeprowadzonych badań stwierdzono znaczące zmiany, sięgające w skrajnym przypadku 4 GPa, modułu sprężystości podłużnej (E) i poprzecznej (G) zachodzące w czasie kilkudziesięciu godzin. Zjawisku temu towarzyszyły zmiany tarcia wewnętrznego (Q-1), będącego miarą rozpraszania energii mechanicznej podczas ruchu drgającego badanego materiału, wywołane zachodzącymi w materiale zmianami strukturalnymi. Badaniami objęto również zmiany modułu E materiałów zasadowych po wstrząsach cieplnych w funkcji czasu. Na podstawie uzyskanych wyników, dla materiału magnezjowo-chromitowego, określono przybliżony czas relaksacji naprężeń po wstrząsach cieplnych. Uzyskane wyniki omówiono w oparciu o teorię niesprężystości materiałów i teorię tarcia wewnętrznego.

Słowa kluczowe: niesprężystość, materiały ogniotrwałe, materiały magnezjowo-chromitowe, wstrząs cieplny, moduł Younga

Abstract

The study presents the results of investigations into inelastic properties of basic refractories versus time. The investigations revealed considerable changes of shear modulus (G) and Young’s modulus (E) over a period of several hours, which in extreme cases reached 4 GPa. This phenomenon was accompanied by changes in internal friction (Q-1), being a measure of mechanical energy dissipation during oscillation of the examined material, which occurred due to structural changes in the material. Investigations were also conducted into the changes of E and G modulus of basic refractories after thermal shocks versus time. On the basis of the results obtained, approximate stress relaxation times after thermal shocks were determined for the magnesia-chrome material,. The discussion of the results has been based on the theory of inelastic material behaviour and the theory of internal friction.

Keywords: inelasticity, basic refractories, magnesia-chrome materials, thermal shocks, Young's modulus

 

Wykorzystanie metody elementów skończonych w rozwiązywaniu problemów związanych z zagadnieniami przewodnictwa cieplnego

Utilization of the finite elements method for solving problems connected with heat conductivity

 

Psiuk, B.; Witek, J.; Podwórny, J.

 

Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials, 2011, T. 63, Nr 3, s. 574-580

Streszczenie

Artykuł pokazuje przydatność metody elementów skończonych w modelowaniu praktycznych problemów związanych z przepływem ciepła i naprężeniami termicznymi. Zaprezentowano rozwiązanie konkretnego problemu przemysłowego, polegającego na weryfikacji krzywych rozgrzewania obmurza kadzi stalowniczej i doboru materiałów odpowiednich dla określonych warunków termomechanicznych, w których ma ona być eksploatowana. Przedstawiony został również przykład wykorzystania wspomnianej metody obliczeniowej w projektowaniu eksperymentu laboratoryjnego, mającego na celu zaprojektowanie skrzynki izolacyjnej, tak aby uzyskać zadaną szybkość chłodzenia umieszczonej w niej kształtki magnezytowej. Ten przykład posłużył do intuicyjnego zobrazowania samej idei metody elementów skończonych. W prezentowanych obliczeniach korzystano z oprogramowania własnego, opracowanego w Oddziale Materiałów Ogniotrwałych ICiMB w Gliwicach oraz komercyjnie dostępnego oprogramowania Comsol Multiphysics.

Słowa kluczowe: metoda elementów skończonych, krzywa rozgrzewania, kadź stalownicza, izolacja termiczna, naprężenia termiczne

Abstract

This article shows the usability of the finite elements method for problems related to heat transfer and thermal stress. An example of solution applied for a specific industrial problem was presented. This problem rely on verification of heating curves of linings in a steel ladle and selection of adequate materials, adjusted to particular thermo-mechanical conditions in which it are going to be used. Also an example of applying the mentioned computer method to design a laboratory experiment was presented. The authors carried out calculations to design an insulating box, which will allow magnesite shape placed in it to be cooled at the estimated rate. This example was used to intuitive display of the idea of finite element method. The presented calculations were based on the custom software, developed at refractory Materials Division of ICiMB in Gliwice and the commercially available Comsol Multiphysics software.

Keywords: finite elements method, heating curve, steel ladle, thermal insulation, thermal stresses

 

Ceramizowane agrospieki nawozowe do proekologicznego zasilania gleb

Agrosinters the ceramic composite fertilisers for pro-ecological soil feeding

 

Puff, Z.; Sałaciński, R.; Lipowska, B.; Witek, J.; Kocoń, A.

 

Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych, 2011, R. 4, Nr 7, s. 54-66

Streszczenie

Przedstawiono opracowany sposób otrzymywania ceramizowanych nawozów mineralnych, tzw. agrospieków. Założeniem eksperymentu było uzyskanie produktu o przedłużonym działaniu, który po wysianiu wzbogacałby glebę w bio- i mikroelementy w ciągu kilku lat, działając jednocześnie odkwaszająco i polepszając strukturę gleby. Agrospieki otrzymano przez granulację i wypalenie w temperaturze 700-800°C odpowiednio zestawionej mieszanki surowcowej. Jako materiał wyjściowy posłużyły kopaliny ze złóż krajowych, w tym kopaliny towarzyszące i mineralne surowce odpadowe zalegające na składowiskach przy odkrywkowych zakładach górniczych, superfosfat oraz szkło wodne potasowe. Własności użytkowe otrzymanych agrospieków określono w oparciu o wyniki doświadczeń wegetacyjnych. Wykorzystanie surowców ze składowisk jest działaniem proekologicznym, gdyż zmniejsza powierzchnię nieużytków rolnych zajmowanych przez składowiska i sprzyja ograniczeniu negatywnego oddziaływania na środowisko gromadzonych odpadów.

Słowa kluczowe: agrospiek, nawóz mineralny, nawożenie ekologiczne, mikroelement

Abstract

The work out method of preparation of the ceramic mineral fertilizers, so called "agrosinters" was described. The aim of the experiment was to develop a slow release fertilizing product which would release bio- and microelements throughout several years, deacidificating the soil and improving its structure at the same time. These ceramic mineral fertilizers were obtained from a mixture of raw materials in the granulation and sintering at temp. 650-750oC processes. The starting composition consisted domestic minerals including accompanying minerals and wastes from quarries as well as superphosphate and potassium water glass. The vegetation experiments were used to characterize the effect of "agrosinters" activity and its utility. The results confirmed above described assumptions. Due to the application of quarries waste minerals additional pro-ecological effect can be obtain.

Keywords: agrosinter, mineral fertiliser, proecological soil feeding, microelement

 

Analiza składu chemicznego węglika krzemu –- spójność uzyskiwanych wyników w zależności od stosowanej metodyki pomiarowej

Analysis of silicon carbide chemical composition - the consistence of the obtained results depending on the applied measurement methodology

 

Stec, K.

 

Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials, 2011, T. 63, nr 3, s. 660-662

Streszczenie

W pracy przedstawiono wyniki analiz chemicznych węglika krzemu w zależności od zastosowanej normy. Zaprezentowano wady i zalety poszczególnych metod analitycznych oraz ich występowanie w zależności od stopnia czystości analizowanego SiC. W pracy przeprowadzono również badania materiałów zawierających SiC w tym betonów i scharakteryzowano problemy analityczne wynikające z obecności innych składników ogniotrwałych. Prezentowane wyniki odnoszą się do certyfikowanych materiałów referencyjnych oraz w przypadku betonów na mieszankach certyfikowanych materiałów referencyjnych. W badaniach posługiwano się procedurami opisanymi w normach: PN-86/H-04157 „Materiały ogniotrwałe. Analiza chemiczna węglika krzemu i wyrobów z węglika krzemu”, ISO 9286:1997 „Materiały ścierne i surowce – Analiza chemiczna węglika krzemu” oraz PN-EN ISO 21068 części 1-3:2008 „Analiza chemiczna surowców i wyrobów ogniotrwałych zawierających węglik krzemu”. W każdym z tych dokumentów próbki surowca SiC i materiały zawierające SiC przygotowywane są w inny sposób, co jak wykazano w istotny wpływa na otrzymywane wyniki. Przedstawiono wyniki jakie uzyskano dla certyfikowanych materiałów odniesienia oraz dla próbek rzeczywistych stosując proponowane w normach metody pomiarowe wraz z omówieniem wpływu zastosowanej metodyki na uzyskiwane wyniki. Szczególna uwagę zwrócono na zawartości krzemu pierwiastkowego często obecnego w surowcach lub materiałach z SiC którego wyniki oznaczania w znacznym stopniu różnią w zależności od stosowanej normy. I tak w przypadku normy PN-86/H-04157 i PN-EN ISO 21068 części 1-3:2008 procedury przewidują obecność pierwiastków metalicznych i uwzględniają tą obecność przy określaniu zawartości krzemu pierwiastkowego, natomiast norma ISO 9286:1997 nie uwzględnia dodatków metalicznych, a wyniki zawartości krzemu pierwiastkowego zawyżone są o możliwą obecność metali. Zastosowanie przedstawionych w normach metodyk analitycznych nie jest wymienne dlatego niezmiernie ważne jest, aby mieć świadomość wpływu metodyki przedstawionej w normie na uzyskiwane wyniki.

Słowa kluczowe: węglik krzemu, analiza chemiczna, metody pomiarowe

Abstract

The work presents the results of silicon carbide chemical analyses depending on the applied standard. Advantages and drawbacks of particular analytical methods and their occurrence depending on the degree of purity of the analysed SiC have been presented. The work also presents investigations into SiC-containing materials, including castables, and characterises analytical problems, which result from the presence of other refractory components. The presented results refer to certified reference materials and, in the case of castables, to mixes of certified reference materials. The investigations were based on procedures specified in the following standards: PN-86/H-04157 „Refractory materials. Chemical analysis of silicon carbide and silicon carbide products”, ISO 9286:1997 „Abrasive grains and crude – Chemical analysis of silicon carbide” and PN-EN ISO 21068 parts 1-3:2008 „Chemical analysis of silicon-carbide-containing refractory raw materials and refractory products”. In each of these documents, the samples of SiC and SiC-containing products are prepared in a different way, which has been proved to significantly influence the results. The authors presented the results obtained for certified reference materials and for real samples using the measurement methods proposed in the standards. The effect of the applied methodology on the obtained results has also been discussed. Particular attention has been paid to the content of elemental silicon, frequently present in SiC-containing raw materials and products, whose results of determination differ significantly depending on the standard applied. The procedures contained in PN-86/H-04157 and PN-EN ISO 21068 part 1-3:2008 standards take into account the presence of metallic elements when determining the content of elemental silicon, whereas ISO 9286:1997 standard does not take into consideration metallic additives, and the results of elemental silicon contents are overstated due to a possible presence of metals. Nowadays the use of standards is voluntary; in the case of sale of SiC-containing raw materials and products the standards are reference documents accepted by both parties. It is important to be aware of the influence of methodology presented in the standard on the obtained results.

Keywords: silicon carbide, chemical analysis, measurement methods

 

Zastosowanie mikroskopu wysokotemperaturowego do badania zachowania się pyłów i osadów kotłowych pochodzących z gazów procesowych

Application of high-temperature microscope to tests the behavior of dust and sludge from the process gases

 

Suwak, R.

 

Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych, 2011, R. 4, Nr 7, s. 67-78

Streszczenie

Przedstawiono sposób wykorzystania mikroskopu wysokotemperaturowego do celów poznawczych procesów przemysłowych. Opisano metodę badania pod względem jej zastosowania w wysokiej temperaturze, z uwzględnieniem wpływu atmosfery utleniającej i ochronnej oraz sposobu przygotowania próbki do analizy różnych materiałów. Zaprezentowano wyniki badania w mikroskopie wysokotemperaturowym próbek osadu pyłu odlotowego, pochodzącego z procesu rafinacji kwasu siarkowego, prowadzone w atmosferze powietrza i argonu. Wskazano na możliwość zachodzenia reakcji, których potwierdzenie wymaga przeprowadzenia dodatkowych badań. W wyniku pracy okazał się, że przybliżona ocena procesu i mechanizmu gromadzenia się spieków kotłowych jest możliwa tylko w połączeniu badań w mikroskopie wysokotemperaturowym z badaniami składu chemicznego, fazowego oraz analizą gazów.

Słowa kluczowe: badanie mikroskopowe, mikroskop wysokotemperaturowy, proces przemysłowy, odpylanie, atmosfera utleniająca

Abstract

The paper presents the advantages of use of high-temperature microscope in order to explain industrial processes. It describes details of test method and application in high temperature including influence of oxidizing as well as protective atmosphere and method of samples preparation, of different materials. It presents the results of tests in high-temperature microscope of samples of dust precipitated from sulfur acid refining process, carried out in atmosphere of air and argon. It remarks on chemical reactions occurrence, leading to sulfates and iron oxide formation, but its confirmation requires of additional tests. Results of work have confirmed fact, that identification of process and mechanism of accumulation of sintered deposit is possible by combination of using high-temperature microscope with chemical, phase and gas analysis.

Keywords: microscopy, high-temperature microscope, industrial process, dust extraction process, oxidising atmosphere

 

Korozja wyrobów wysokoglinowych pracujących w piecu szklarskim

Corrosion products of high alumina refractories working in a glass furnace

 

Wala, T.; Psiuk, B.; Podwórny, J.; Burdyl, M.

 

Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych, 2011, R. 4, Nr 8, s. 46-53

Streszczenie

Artykuł dotyczy wyrobów wysokoglinowych po pracy w warunkach działania pyłów i oparów z pieca wannowego szklarskiego oraz szoków termicznych. Przeprowadzono analizę składu chemicznego metodą XRF, badania składu fazowego metodą XRD oraz analizę mikrostruktury przy użyciu mikroskopu świetlnego (LM) na dwóch losowo wybranych próbkach. Badania wykazały różnice w składzie chemicznym i fazowym oraz w wykształceniu mikrostruktury między badanymi próbkami. Przedstawione różnice sugerują, że warunki pracy spowodowały różne zużywanie się wyrobów wysokoglinowych w wyniku rozmaitych mechanizmów korozji.

Słowa kluczowe: piec szklarski, materiał ogniotrwały, wyrób wysokoglinowy, odporność korozyjna, mechanizm korozji

Abstract

This paper refers to high alumina refractories destruction mechanism during service in glass furnace caused by chemical reaction with dust, fumes and thermal shocks. An analysis of chemical composition by XRF method, phase composition by XRD method and of the microstructure analysis using light microscopy (LM) on two randomly selected samples was exanimate. Studies have shown differences in chemical and phase composition as well as in microstructure of examined samples. The mentioned differences suggested two different mechanism of high alumina refractories destruction working in different zones of glass furnace.

Keywords: glass furnace, refractory material, high alumina product, corrosion resistance, corrosion mechanism

 

Badania przebarwień wyrobów krzemionkowych

Investigations into the causes of silica products discoloration

 

Wala, T.; Podwórny, J.; Czechowski, J.; Suwak, R. A.; Wojsa, J.

 

Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials, 2011, T. 63, nr 3, s. 653-659

Streszczenie

W pracy omówiono problem przebarwień widocznych na powierzchni wypalonych wyrobów krzemionkowych i wpływu ich obecności na wybrane właściwości użytkowe. W celu wyjaśnienia przyczyn powstawania przebarwień przeprowadzono badania składu chemicznego, mikrostruktury (LM, SEM/EDS) i składu fazowego (XRD) oraz wybranych właściwości wyrobów krzemionkowych (wytrzymałość na ściskanie, ogniotrwałość pod obciążeniem, rozszerzalność termiczną). Badania mikrostruktury i składu fazowego pozwoliły ustalić, że główną przyczyną powstawania przebarwień na powierzchni wyrobów były różnice składu fazowego, związane z niejednorodnością składu chemicznego w mikroobszarach, co wiązało się z powstawaniem lokalnych eutektyk. W warunkach wypalania badanych wyrobów przebarwienia spowodowane były krystalizacją tlenków żelaza, tj. magnetytu (FeO·Fe2O3), hematytu (Fe2O3) i ilmenitu (FeO·TiO2) obok wollastonitu (CaO·SiO2), oddziaływaniem temperatury i atmosfery wypalania. Badania wybranych parametrów charakteryzujących wyroby krzemionkowe wykazały, że przebarwienia nie wpływały na zmianę właściwości użytkowych. Wskazano prawdopodobną przyczynę powstawania przebarwień na powierzchni wypalanych wyrobów krzemionkowych.

Słowa kluczowe: wyroby krzemionkowe, przebarwienia

Abstract

The study deals with the problem of discolorations visible on the surface of fired silica products and the effect of their presence on selected usable properties. In order to explain the reasons for the occurrence of discolorations, investigations into the chemical composition, microstructure (LM, SEM/EDS) and phase composition (XRD) as well as selected properties of silica products (compressive strength, refractoriness under load, thermal expansion) have been conducted. As a result of investigations into the microstructure and phase composition, it was found that the main cause of discolorations on the surface of products were differences in phase composition, related to the heterogeneity of chemical composition in microareas, which resulted in the formation of local eutectics. In the conditions of the examined products firing, discolorations were caused by the crystallization of iron oxides, i.e. magnetite (FeO·Fe2O3), hematite (Fe2O3) and ilmenite (FeO·TiO2) beside wollastonite (CaO·SiO2), the infl uence of temperature and fi ring atmosphere. Investigations into selected parameters of silica products showed that discolorations did not influence their usable properties. The probable reason for the occurrence of discolorations on the surface of fi red silica products was indicated.

Keywords: silica products, discoloration

 

Materiały ogniotrwałe o zredukowanych rozmiarach porów

Refractory materials with reduced pore sizes

 

Wojsa, J.; Śliwa, A.; Serkowski, S.

 

Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials, 2011, T. 63, nr 3, s. 653-659

Streszczenie

Zaprezentowano koncepcję i możliwości wynikające z zastosowania dwóch niestandardowych operacji technologicznych, tj. Nasycania wyrobów wypalanych oraz granulowanie mas gruboziarnistych. Nasycanie materiałów zasadowych roztworami wodnymi zawierającymi wybrane sole powoduje korzystne zmiany mikrostruktury polegające na redukcji porowatości otwartej o 2-3%, zmniejszeniu średniej średnicy i mediany rozkładu średnic porów odpowiednio o 25-40% i 30-50% oraz wzroście udziałów porów o średnicach mniejszych niż 10 žm kosztem porów większych. Skutkiem tych zmian jest wzrost odporności korozyjnej tworzyw. Przedstawiono dodatkowe efekty nasycania, w tym wzrost odporności na hydratację w warunkach hydrotermalnych. Na przykładzie materiału wysokoglinowego, zaczerpniętym z literatury, wskazano możliwość zastosowania operacji nasycania do zmiany reaktywności wyrobu w sposób wynikający z mechanizmu korozji. Przedstawiono wyniki badań technologicznych nad wykorzystaniem techniki granulowania mas gruboziarnistych do otrzymywania zasadowych i glinokrzemianowych formowanych materiałów mikroporowatych. Materiał magnezjowy mikroporowaty wykazał ponadto odporność na wstrząsy cieplne na poziomie 11 cykli (1000°C-woda). Nowością materiałową jest tworzywo z układu MgO-Al2O3-SnO2 mikroporowate i odporne na wstrząsy cieplne. Otrzymano materiał magnezjowo-chromitowy zawierający ok. 20% Cr2O3, charakteryzujący się zredukowanymi rozmiarami porów i odpornością na wstrząsy cieplne wyższą o połowę od materiału wzorcowego. Wykazano, że zastosowanie nowej techniki umożliwia uzyskanie materiałów wysokoglinowych o udziale porów o średnicach poniżej 3 žm, na poziomie 70%. Wskazano podstawowe obszary stosowania nowych lub ulepszonych materiałów.

Słowa kluczowe: materiały ogniotrwałe, nasycanie, granulowanie

Abstract

The work presents a concept and possibilities resulting from the application of two non-standard technological operations, i.e. fired products impregnation and coarse-grained mix granulation. Impregnation of basic materials with water solutions containing selected salts causes favourable microstructural changes, namely the reduction of open porosity by 2-3%, the reduction of average pore diameter and pore diameter distribution median by 25-40% and 30-50% respectively as well as an increase in the share of pores having diameters below 10 žm at the cost of larger pores. These changes result in enhanced corrosive resistance of products. Additional effects of impregnation have been presented, including increased resistance to hydration in hydrothermal conditions. A possibility to use this procedure for changing the reactivity of a product in a way, which results from the corrosion mechanism has been presented on the basis of a literature example of a high-alumina product. The results of technological investigations into the use of coarse-grained mix granulation technologies to obtain formed micro-porous basic and alumina-silicate materials have been presented. The microporous magnesia material additionally displayed thermal shock resistance reaching the level of 11 cycles (1000°C-water). A novelty in the field of materials is a material from the MgO-Al2O3-SnO2 system, which is microporous and resistant to thermal shocks. A magnesia-chromite material containing ca. 20% of Cr2O3 has been obtained. It is characterised by reduced pore sizes and thermal shock resistance by 50% higher than the standard material. It has been proved that the application of the new technology enables obtaining high-alumina materials with a 70% share of pores having diameters less than 3 žm. Basic areas of application for the new or improved materials have been identified.

Keywords: refractories, impregnation, granulation

 

 

POLECAMY:

 

Betony Izolacyjne

 

Produkty z weglika krzemu

 

Ceramika laboratoryjna

 

Wynajem powierzchni biurowych

 

Wszystkie prawa zastrzeżone ICiMB 2012