Betony ogniotrwałe o dużej odporności na wstrząsy cieplne

• Autorzy: Majchrowicz I. , Barański J. , Witek J. , Śliwa T. , Orlik E.

Warianty tytułu

EN

Refractory castables high thermal shock resistance

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

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.

EN

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.

Słowa kluczowe

PL

beton ogniotrwały; odporność na wstrząs cieplny; parametr Rst; próby przemysłowe

EN

refractory castables; thermal shock resistance; Rst parameter; industrial tests

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2011
• Tom: T. 63, nr 3
• Strony: 626--630
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Majchrowicz I.

autor

Barański J.

autor

Witek J.

autor

Śliwa T.

autor

Orlik E.

• Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Oddział Materiałów Ogniotrwałych, ul. Toszecka 99, 44-100 Gliwice, Poland,

Bibliografia

• [1] Zgłoszenie patentowe P-384493
• [2] Pawłowski S., Serkowski S.: Materiały ogniotrwałe. Własności i zastosowanie w urządzeniach przemysłowych, Tom I, Wyd. SITPH, Gliwice, (1996).
• [3] Harada T.: „Thermal shock resistance equipment”, Taikabutsu Overseas, 13, (1993), 44.
• [4] Kataoka M., Kanda M.: „Evaluation Techniques for Monolithic Refractories”, Taikabutsu Overseas, 17, (1997), 31-40.
• [5] Andersson T., Rowcliffe D. J.: „Indentation Thermal Shock Test for Ceramics”, J. Am. Ceram. Soc., 79, (1996), 1509-1514.
• [6] Takai M.: „ Evaluation Techniques for Shaped Refractories Used in Continuous Casting” Taikabutsu Overseas, 17, (1997), 42-49.
• [7] Cotterell B., Ong S. W., Qin C.: „Thermal shock and size effects in castable refractories”, J. Am. Ceram. Soc., 78, (1995), 2056-2064.
• [8] Hasselman D. P. H.: „Thermal stress resistance parameters for brittle refractory ceramics: a compendium” Am. Ceram. Soc. Bull., 49, (1970), 1033-1037.
• [9] Wojsa J., Wrona A., Czechowska K.: „Praca pękania a odporność materiałów na wstrząsy termiczne ceramiki ogniotrwałej”, Ceramika, 84, (2004), 553-558.