Which factors influence the bulk density and open porosity testing results for dense shaped refractory materials?

• Autorzy: Dahlem E. , Clasen S. , Dannert C.

Warianty tytułu

PL

Jakie czynniki wpływają na wyniki badań gęstości pozornej i porowatości otwartej gęstych, fomowanych materiałów ogniotrwałych?

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper highlights the efforts that were undertaken within the framework of the EU FP7 “ReStaR” research project for the determination of testing parameters and conditions (factors) influencing the bulk density (BD) and open porosity (oPo) testing results of dense shaped refractory materials. Besides the generation of precision data, it is necessary to understand which instructions in the standard EN 993-1 for dense shaped refractories are sensitive for diverging testing results and are therefore to be considered as significant factors influencing those results. Screening factorial designs were used to identify those significant factors in bulk density and open porosity testing of dense shaped refractories. For this material, up to fifteen possible factors were identified and set to two different levels each. Accordingly, 16-trial runs, taking into account the possible factors, were carried out in laboratories with this type of refractory. The analysis of variance method was used to analyse the testing results. For dense shaped refractories, results showed that the place of extraction of the samples (internal or external part of the brick) and the immersion liquid (water/paraffin) are factors that significantly affect the results of BD and oPo testing. On the other hand, the sponging material, the time of evacuation and the soaking time under water at ambient conditions were found not to influence the results of BD and oPo testing. A second design of experiment, which contained the four most significant factors, was studied for this refractory material in four different laboratories. Hereby estimations of the repeatability and of the reproducibility of the testing standards for BD and oPo across different laboratories were obtained. For the EN 993-1 standard tested on an alumina dense shaped refractory (not reacting with water as immersion liquid), a reproducibility of 0.07 g/cm3 and a repeatability of 0.04 g/cm3 were obtained for the BD and a reproducibility of 1.6 vol% and a repeatability of 1.2 vol% were obtained for the oPo.

PL

W artykule zwraca się szczególną uwagę na wysiłki podjęte w ramach struktury projektu badawczego EU FP7 “ReStaR” realizowanego w celu określenia parametrów oznaczania i warunków (czynników) wpływających na wyniki oznaczania gęstości pozornej (BD) i porowatości otwartej (oPo) gęstych, formowanych materiałów ogniotrwałych. Oprócz wygenerowania precyzyjnych danych, konieczne jest zrozumienie, które instrukcje w normie EN-993-1 dla gęstych, formowanych materiałów ogniotrwałych wrażliwe są na wywoływanie rozpraszania wyników badania i dlatego należy je uważać za ważne czynniki wpływające na te wyniki. Eliminujące eksperymenty czynnikowe użyto, aby zidentyfikować te czynniki w badaniach gęstości pozornej i porowatości otwartej gęstych, materiałów ogniotrwałych. W przypadku tych materiałów, zidentyfikowano aż piętnaście możliwych czynników i dla każdego wybrano dwa różne poziomy. Adekwatnie, biorąc pod uwagę możliwe czynniki, przeprowadzono serie złożone z 16 prób w laboratoriach na tym typie materiału ogniotrwałego. Metodę analizy wariancyjnej użyto do analizy wyników badań. W przypadku gęstych, formowanych materiałów ogniotrwałych wyniki pokazały, że miejsce pobierania próbek (wewnętrzna lub zewnętrzna część cegły) i ciecz immersyjna (woda/parafina) są czynnikami, które znacząco oddziałują na wyniki oznaczania BD i oPo. Z drugiej strony stwierdzono, że materiał użyty do usuwania wody z powierzchni próbki, czas usuwania i czasu zanurzenia w wodzie w otaczających warunkach nie wypływały na wyniki oznaczenia BD i oPo. Drugi plan doświadczeń, który obejmował cztery najważniejsze czynniki, został przeprowadzony w przypadku tego materiału ogniotrwałego w czterech różnych laboratoriach. W ten sposób otrzymano oznaczenia powtarzalności i odtwarzalności norm badania w różnych laboratoriach w przypadku BD i oPo. W przypadku normy EN 993-1 testowanej na korundowym, gęstym, formowanym materiale ogniotrwałym (nie reagującym z wodą jako cieczą immersyjną) w przypadku BD otrzymano odtwarzalność 0,07 g/cm3 i powtarzalność 0,04 g/cm3, natomiast w przypadku oPo – odtwarzalność 1,6% obj. i powtarzalność 1,2% obj.

Słowa kluczowe

EN

bulk density; open porosity; testing; shaped refractory materials; reproducibility

PL

gęstość pozorna; porowatość otwarta; badanie; formowane materiały ogniotrwałe; odtwarzalność

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2015
• Tom: T. 67, nr 3
• Strony: 319--323
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., tab.

Twórcy

autor

Dahlem E.

• Forschungsgemeinschaft Feuerfest e. V., Hohr-Grenzhausen, Germany

autor

Clasen S.

• Forschungsgemeinschaft Feuerfest e. V., Hohr-Grenzhausen, Germany

autor

Dannert C.

• Forschungsgemeinschaft Feuerfest e. V., Hohr-Grenzhausen, Germany

Bibliografia

• [1] Lu, Y, Mei, L.: Optimization of fermentation conditions for P450 BM-3 monooxygenase production by hybrid design methodology, J. Zhejiang Univ. Sci. B., 8, (2007), 27-32.
• [2] Plackett, P., Burman, J. P.: The design of optimum multifactorial experiments, Biometrika, 37, (1946), 305-325.
• [3] Website: www.restar.eu
• [4] Dannert, C.: ReStaR – Collaborative R&I in the European refractory sector to review and improve testing standards, Refractories WORLDFORUM, 4, 2013.
• [5] Zimmermann, J, Krause, O.: Phase evolution of calcium aluminate cement in refractory castables at temperatures exceeding 1000°C, Internationales Feuerfest-Kolloquium, Aachen, 2008, 20-23.
• [6] ISO/IEC Guide 98-3:2008: Uncertainty of measurement – Part 3: Guide to the expression of uncertainty in measurement.
• [7] Uhlig, S.: GUMsim Manual Version 1.3, Quo data, 2012.
• [8] Quinn, G. P., Keough, M. J.: Experimental Design and Data Analysis for Biologists, Cambridge, 2002.