Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Diagnostyczne badania wykwitów solnych na restaurowanych elewacjach. Cz. 2, Badania zapraw i tynków

Bochen J., Słomka-Słupik B., Podwórny J.

Ochrona przed Korozją

|

2018

|

nr 2

43--47

PL

W budynku nieczynnej już kopalni wykonano kompleksowe modernizacyjne prace budowlane. Po wbudowaniu nowych materiałów elewacyjnych i wykonaniu tynków wewnętrznych pojawiły się problemy z wykwitami solnymi. W celu rozpoznania przyczyn wysoleń pobrano próbki cegły i zapraw i poddano je badaniom fizycznym, chemicznym a także wykonano analizy rentgenograficzne (XRD). Zaprawy murarskie okazały się mniej porowate i szczelniejsze w porównaniu z cegłami. Analizy chemiczne wykazały powstawanie siarczanów i węglanów mających swoje główne źródło w nowych zaprawach spajających wbudowane cegły. W celu sprawdzenia skuteczności zabiegów ochronnych dla tynków zwrócono uwagę na ich właściwości kapilarne na tle wybranych materiałów referencyjnych. Badania wykazały ich odporność mimo znacznych różnic w strukturze w stosunku do typowego makroporowatego tynku renowacyjnego.

EN

Complex modernization of building works were carried out in industrial building of unemployed coal mine. Some problems with salt efflorescsnces took place after putting new elevation materials and internal wall plasters. In order to find the reasons of the efflorescences, samples of bricks and mortars were taken and subjected to physical and chemical examinations. Additionally X-ray diffraction analyses were made. Masonry mortars appeared to be less porous and tighter in comparison to bricks. Chemical analyses proved the formation of sulphates and carbonates, having their main source in new mortars sticking new bricks built into. In order to control the efficiency of protective operations of plasters attention were focused into capillary properties among of selected reference materials. The tests proved their resistance in spite of substantial differences in theirs structure in comparison to typical large porous renovation plasters.

2

Analiza chemiczna wyrobów węglowych zawierających węglik krzemu – oznaczanie zawartości węgla całkowitego, węgla wolnego oraz węglika krzemu

Gerle A., Stec K., Burdyl M., Podwórny J., Psiuk B.

Materiały Ceramiczne

|

2017

|

T. 69, nr 3

221--232

PL

Do analizy chemicznej materiałów węglowych zawierających węglik krzemu mają zastosowanie metody opisane w normie PN-EN ISO 21068: 2010 „Analiza chemiczna surowców i wyrobów ogniotrwałych zawierających węglik krzemu”, części 1 – 3. Obejmuje ona swoim zakresem analizę zarówno produktów, jak i surowców ogniotrwałych formowanych i nieformowanych, zawierających w swoim składzie węgiel i/lub węglik krzemu. Norma obejmuje cały zakres materiałów od czystego węglika krzemu do materiałów tlenkowych z niską jego zawartością. Przedstawiono w niej między innymi różne metody oznaczania zawartości węgla całkowitego i wolnego oraz wyznaczania zawartości węglika krzemu. W pracy oznaczano stratę prażenia (ΔP) i węgiel całkowity (Ctotal) w próbkach suchych i po prażeniu. Na ich podstawie obliczano zawartość węgla wolnego (Cfree) oraz węglika krzemu (SiC). Analizie poddano materiały zawierające znaczne ilości węgla wolnego (> 50%) w postaci grafitu i węgla amorficznego. Analizowano próbki komercyjnie dostępnych wyrobów węglowych zawierających węglik krzemu oraz wzorcowe próbki przygotowane z materiałów o znanym składzie. Porównano wyniki uzyskane różnymi metodami dopuszczanymi przez normę. Przedstawiono zalety i wady poszczególnych metod analitycznych oraz wskazano potencjalne źródła błędów uzyskiwanych wyników.

EN

The methods described in PN-EN ISO 21068: 2010 "Chemical analysis of raw materials and refractories containing silicon carbide", Part 1 - 3, apply to the chemical analysis of carbon materials containing silicon carbide. It covers the scope of analysis of both refractory products (shaped and non-shaped) and raw materials containing carbon and/or silicon carbide in their composition. The standard covers the whole range of materials from pure silicon carbide to oxide materials with low silicon carbide content. It presents various methods of determining the total and free carbon content and determination of the content of silicon carbide. The presented work included determination of the loss of ignition (ΔP) and the total carbon (Ctotal) in dry and calcined samples. Based on the results of that determination, the contents of free carbon (Cfree) and silicon carbide (SiC) were calculated. Materials containing significant amounts of free carbon (> 50%) in the form of graphite and amorphous carbon were analyzed. Samples of commercially available carbon products containing silicon carbide and reference samples prepared from materials of the known composition were analyzed. The results were compared that obtained by various analytical methods allowed by the standard. The advantages and disadvantages of the methods were presented and potential sources of errors were reported.

3

Determination of Chromite Sands Suitability for Use in Moulding Sands

Stec K., Podwórny J., Psiuk B., Kozakiewicz Ł.

Archives of Foundry Engineering

|

2017

|

Vol. 17, iss. 2

107--110

EN

Using the available analytical methods, including the determination of chemical composition using wavelength-dispersive X-ray fluorescent spectroscopy technique and phase composition determined using X-ray diffraction, microstructural observations in a high-resolution scanning microscope equipped with an X-ray microanalysis system as well as determination of characteristic softening and sintering temperatures using high-temperature microscope, the properties of particular chromite sands were defined. For the study has been typed reference sand with chemical properties, physical and thermal, treated as standard, and the sands of the regeneration process and the grinding process. Using these kinds of sand in foundries resulted in the occurrence of the phenomenon of the molding mass sintering. Impurities were identified and causes of sintering of a moulding sand based on chromite sand were characterized. Next, research methods enabling a quick evaluation of chromite sand suitability for use in the preparation of moulding sands were selected.

4

Phase composition and morphology characteristics of ceria-stabilized zirconia powders obtained via sol-gel method with various pH conditions

Nakonieczny D. S., Paszenda Z. K., Basiaga M., Radko T., Drewniak S., Podwórny J., Bogacz W.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2017

|

Vol. 19, no. 2

21--30

EN

High purity, fine crystalline, degradation-free at low temperature powders have attracted special interest in CAD/CAM prosthetic dentistry full ceramic restorations. This study reports the preparation and characterisation of zirconia-ceria (0.9ZrO20.1CeO2) powders. Materials were obtained from zirconium-n-alkoxide and cerium nitrate hexahydrate in the pH 2–4 and 8–10. Methods: Zirconia-ceria powders were obtained with the sol-gel method in a humid-free environment. Thermal analysis (TGA/DTA) of the as-prepared materials was made for an assessment of its behaviour at elevated temperatures. Specimens were dried at 80°C and calcinated in two stages: at 300°C with soaking time 2.5 h and 850°C with holding time 2.5 h, in order to evaluate the phase transformations. Thermal analyses of the as-dried powders were made for an assessment of its thermal behaviour during heat treatment up to 1000 °C. By X-ray diffraction (XRD), polymorphs of ZrO2 were identified. Additionally, scanning electron microscopy (SEM) and laser particle size distribution (PSD) were involved for characterisation of morphology of the powders. Results: We found a correlation between the pH of the colloidal system and the morphology of the as-obtained powders. Based on analysis (SEM,PSD), structures were identified known as soft and hard agglomerates. Conclusions: In summary, it can be stated differences were found between powder morphology depending on the used pH, which can be crucial for powder densification during sintering and compacting green bodies which, as a consequence, may be crucial for the lifetime of zirconia prostheses. Correlations between phase composition and pH are difficult to grasp, and require further more sophisticated studies.

5

Korozja zaczynu z żużla wielkopiecowego w wodnym roztworze (NH4)2SO4

Słomka-Słupik B., Podwórny J., Łukowiec D.

Cement Wapno Beton

|

2016

|

R. 21/83, nr 6

379--388

PL

Badania korozji zaczynu żużlowego, aktywowanego krzemianem sodu, w wodnym roztworze siarczanu amonu wykazały, że proces ten przebiega znacznie szybciej niż w roztworach innych siarczanów. Natomiast przebieg tego procesu jest zbliżony i polega na odwapnieniu fazy C-S-H z równoczesnym powstawaniem gipsu. Występują pewne różnice w przebiegu korozji, a mianowicie zaznacza się bardzo mała trwałość ettringitu, a jony glinu lokują się przejściowo w fazie C-S-H, aby następnie utworzyć bezpostaciowy wodorotlenek. Jony sodu, lokujące się w fazie C-S-H, przechodzą do roztworu w procesie odwapnienia tej fazy i, jako siarczan sodu, ulegają wyługowaniu z zaczynu. Szybki spadek pH powoduje, że jedynymi trwałymi fazami są: gips, kalcyt i wodorotlenek glinu.

EN

The sodium silicate activated slag paste corrosion in ammonium sulphate water solution tests have shown that the process has a much higher rate than in other sulphate solutions. However, the process itself is similar and the decalcifying of C-S-H phase is the main change, caused by Ca(OH)2 lack, with the simultaneous gypsum formation. Some differences in corrosion are occurring, namely the stability of ettringite is very low and aluminium ions are transitory incorporated in C-S-H phase, but during the decalcifying are then released to the solution, with the hydroxide formation. Sodium ions, are also bound in C-S-H phase, but are also released to the solution and in the form of sodium sulphate are lixiviate from the paste. The quick decrease of solution pH the stable phases became: gypsum, calcite and AH3.

6

An analysis of factors influencing the determination of refractory materials’ compression strength

Gerle A., Czechowski J., Podwórny J., Dahlem E.

Materiały Ceramiczne

|

2015

|

T. 67, nr 3

324--332

EN

Cold crushing strength (CCS) testing is one of the basic tests conducted in order to characterize a refractory product. Compression strength is frequently a condition that must be fulfilled by a product to be technically accepted, and the result obtained in the test strongly depends on measuring conditions. For this reason, the applied measuring procedures must guarantee the repeatability and reproducibility of the obtained results. The standards in force specify CCS testing methods depending on the density of a product (dense and insulating products) and its form (shaped and unshaped products). These standards specify the requirements to be fulfilled by the dimensions of CCS test samples, their perpendicularity and parallelism, the requirements to be met by the machine used for CCS testing, the number of test samples as well as the sample loading rate during the test. However, not all standards sufficiently define all the requirements. Imprecise testing procedures and difficult to test inhomogeneous materials, such as refractories are, make it difficult to obtain repeatable and reproducible results and to compare them by different laboratories. The presented investigations are an initial part of international project ReStaR, aimed at specifying the factors which significantly influence among others the result of CCS testing. The investigations were based on experimental design methods and variance analysis, which allowed minimizing the number of experiments necessary to identify factors that have a considerable influence on CCS testing of refractory materials: dense shaped, insulating and unshaped products. It has been proved that the obtained result of CCS testing is significantly influenced by the quality of sample preparation and sample dimensions. In the case of insulating and unshaped products, an important factor turned out to be the rate of loading the sample during the test. In the case of all the types of materials subjected to testing, the use of a cardboard washer had a negative impact on the test result, reducing the value of strength and the repeatability of the obtained results.

PL

Badanie wytrzymałości na ściskanie w temperaturze otoczenia (CCS) jest jednym z podstawowych badań wykonywanych w celu scharakteryzowania wyrobu ogniotrwałego. Wytrzymałość na ściskanie jest często warunkiem odbioru technicznego wyrobu, a wynik uzyskany w trakcie badania silnie zależy od warunków pomiarowych. Sprawia to, że stosowane procedury pomiarowe muszą gwarantować powtarzalność i odtwarzalność uzyskiwanych wyników. Obowiązujące normy precyzują metody badania CCS w zależności od gęstości wyrobu (wyroby zwarte i izolacyjne) oraz od postaci wyrobu (wyroby formowane i nieformowane). Normy te określają wymagania dotyczące wymiarów próbek do badania CCS, ich prostopadłości i równoległości, wymagań, które musi spełniać maszyna stosowana do oznaczania CCS, ilości badanych prób oraz szybkości obciążania próbki w trakcie badania. Jednak nie wszystkie normy definiują wszystkie wymagania w wystarczającym stopniu. Nieprecyzyjne procedury badawcze w połączeniu z trudnym do badań, niejednorodnym materiałem, jakim jest materiał ogniotrwały, utrudnia otrzymywanie powtarzalnych i odtwarzalnych wyników oraz ich porównywanie między laboratoriami. Prezentowane badania stanowią początkową część międzynarodowego projektu ReStaR, mającą na celu wskazanie czynników istotnie wpływających między innymi na wynik badania CCS. W badaniach wykorzystano metody planowania eksperymentów i analizy wariancji, co pozwoliło na zminimalizowanie ilości eksperymentów niezbędnych do zidentyfikowania czynników istotnie wpływających na wynik badania CCS ogniotrwałych wyrobów zwartych formowanych, izolacyjnych i nieformowanych. Wykazano, że istotny wpływ na uzyskiwany wynik badania CCS ma jakość przygotowania próbki oraz jej wymiary. W przypadku wyrobów izolacyjnych i nieformowanych istotna okazała się szybkość obciążania próbki w trakcie badania. W przypadku wszystkich trzech badanych rodzajów materiałów stosowanie tekturowej podkładki negatywnie wpływało na wynik badania, obniżając wartość wytrzymałości i zmniejszając powtarzalność uzyskanych rezultatów.

7

Odzyskiwanie jonów fosforanowych(V) z syntetycznej gnojowicy w warunkach stechiometrycznych

Kozik A., Hutnik N., Podwórny J., Gerle A., Mazieńczuk A., Matynia A.

Przemysł Chemiczny

|

2014

|

T. 93, nr 4

559-564

PL

Przedstawiono wyniki doświadczalnych badań procesu ciągłego odzyskiwania jonów fosforanowych(V) z syntetycznej gnojowicy. Stwierdzono, że jony fosforanowe(V) obecne w roztworze zasilającym instalację doświadczalną uległy praktycznie całkowitemu wytrąceniu w postaci trudno rozpuszczalnego bezpostaciowego fosforanu(V) wapnia (76,5% mas.) i struwitu (21,9% mas.). Produkt stały zawierał także zanieczyszczenia, głównie w postaci trudno rozpuszczalnych wodorotlenków metali. Rozmiar cząstek stałych nie przekroczył 64 μm. Średni ich rozmiar wynosił 15,5 μm. Jednorodność populacji cząstek stałych w produkcie była umiarkowana, przy dużej ich aglomeracji.

EN

Synthetic swine wastewater (manure) was treated with soln. of MgCl₂ and NaOH at 298 K and pH 9 for 3600 s to ppt. phosphate(V) ions as sparingly soluble amorphous Ca phosphate(V) (76.5% by mass) and struvite (21.9% by mass). The solid product contained some impurities (metal hydroxides). Size of solid particles did not exceed 64 μm. Their mean size was 15.5 μm. Homogeneity within the population of product particles was moderate with large agglomeration effects.

8

Tlenek niklu w technologii zasadowych materiałów ogniotrwałych - perspektywy wykorzystania

Podwórny J., Wojsa J., Gerle A.

Materiały Ceramiczne

|

2014

|

T. 66, nr 3

331--335

PL

W pracy zaprezentowane zostały wyniki badań pozwalające uznać NiO za perspektywiczny dodatek do materiałów magnezjowo-spinelowych. Badaniami objęto dodatki NiO, CoO, MnO i Mn2O3, wprowadzone do materiału spinelowego jako składniki roztworu stałego spinelu MgAl2O4. W badaniach skoncentrowano się na reaktywności spineli w reakcjach z tlenkami siarki SO2/SO3 w zakresie temperatury od 600 °C do 800 °C. Stwierdzono, że dodatek NiO wpłynął pozytywnie na ograniczenie reaktywności spinelu glinowego, nie powodując pogorszenia badanych własności materiałów magnezjowo-spinelowych z wyjątkiem odporności na wstrząs cieplny, która uległa zmniejszeniu w niewielkim stopniu. Przedstawione w pracy wyniki umożliwiły wskazanie potencjalnych obszarów ich wykorzystania w technologii materiałów ogniotrwałych. Zwrócono uwagę na możliwość zaprojektowania zasadowego materiału ogniotrwałego, zawierającego w fazie spinelowej NiO, do zastosowań w wyłożeniach ogniotrwałych konwertorów miedziowych oraz pieców obrotowych przemysłu cementowego, w których spala się paliwa alternatywne. Mógłby on również zastąpić wyroby magnezjowe w regeneratorach pieców szklarskich narażonych na negatywne oddziaływanie zarówno tlenków siarki, jak i wstrząsów cieplnych. Wyroby magnezjowo-spinelowe wykazują większą odporność na obydwa wymienione, negatywnie oddziałujące czynniki niszczące.

EN

The paper presents investigations performed for confirming that NiO can be a perspective addition for magnesia-spinel materials. The investigations included the NiO, CoO, MnO and Mn2O3 addition incorporated into spinel material as the solid solution components. The spinel reactivity examination was focused on the reaction with sulphur oxides, SO2/SO3, at temperatures ranging from 600 °C to 800 °C. It has been stated that the NiO addition positively influenced chemical reactivity of spinel without degradation of other investigated properties. The only observed disadvantage was a slight decrease in thermal shock resistance. The data collected in the paper show areas of potential utilisation of the NiO-modified spinel in refractory materials technology. New refractory materials made from spinel added with NiO can be perspective for copper converter linings or rotary kilns in cement industry which utilises alternative fuels. This material could also replace magnesia materials in regenerators of glass furnaces that are exposed on the negative action of both sulphur oxides and thermal shocks. The studied magnesia-spinel products have better resistance on both mentioned, destructive factors.

9

Rola badań mineralogicznych żużli stalowniczych w aspekcie ich wtórnego zagospodarowania

Jonczy I., Podwórny J.

Ekologia i Technika

|

2014

|

R. 22, nr 1

24--32

PL

W oparciu o wybrane metody badawcze scharakteryzowano skład fazowy żużli stalowniczych pochodzących z bieżącej produkcji pieca konwertorowego jednej z polskich hut. Opisano wybrane fazy tlenkowe i krzemianowe żużli, szczególną uwagę poświęcając ich roztworom stałym. Porównano ich budowę wewnętrzną ze strukturą minerałów krystalizujących w warunkach naturalnych. Wśród krzemianów wykazano obecność faz z grupy: krzemianów dwu wapniowych, melilitów.,piroksenów oraz oliwinów. Fazy tlenkowe były reprezentowane przez wüstyt, magnetyt, mayenit oraz roztwór stały brownmilleryt-srebrodolskit. We wszystkich badanych próbkach żużli wykazano znaczny udział fazy amorficznej. Stwierdzono, że badania mineralogiczne żużli mogą być pomocne podczas podejmowania decyzji odnośnie ich gospodarczego wykorzystania. Na ich podstawie można uzyskać wiele istotnych informacji dotyczących np. form występowania poszczególnych pierwiastków oraz ich powiązania ze składnikami fazowymi występującymi w żużlach. Badania pozwoliły określić różnice w morfologii i w budowie wewnętrznej poszczególnych faz. co ma istotny wpływ na własności użytkowe żużli. Żużle bogate w składniki aktywne hydraulicznie (m.in. krzemiany wapnia), dają perspektywę możliwości ich zastosowania jako dodatku do produkcji niektórych rodzajów betonów.

EN

On the basis of selected research methods there was characterized the phase composition of iron slags coming from the current output of a converter furnace in one of Polish steelworks. Selected oxide and silicate phases of slags were described, paying special attention to their solid solutions. Their internal structure was compared to the structure of minerals crystallizing in natural conditions. The presence of phases from the following groups was established among silicates: dicalcium silicate, melilites. pyroxenes and olivines. Oxide phases were represented by: wustite. magnetite, mayenite and a solid solution brownmillerite-srebrodolskite A significant portion/amount of amorphous phase was established in all studied slags samples. It was stated that mineralogical studies of slags may be helpful while making a decision on their economic application. On their basis much important information may be gained, e.g. occurrence forms of individual elements and their relations to phase components occurring in slags. Those studies also allow to determine differences in morphology and internal structure of individual phases which influence application properties of slags. Slags rich in hydraulically active components (among others calcium silicates) give a prospect of their application as an additive in production of some types of concrete.

10

Porównawcze oznaczanie modułu Younga wyrobów szamotowych metodami dynamicznymi i metodą statyczną

Gerle A., Podwórny J.

Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

|

2013

|

R. 6, nr 12

28--37

PL

W ramach pracy wyznaczono i porównano wartości modułu sprężystości podłużnej wyrobu szamotowego, wyznaczonego trzema metodami: statyczną przy ściskaniu oraz dwoma dynamicznymi – rezonansową i ultradźwiękową. Najniższe wartości mierzonych modułów uzyskano metodą statyczną, najwyższe dynamiczną – ultradźwiękową. Wyniki uzyskane metodą rezonansową były o kilka do kilkunastu procent wyższe od tych otrzymanych metodą statyczną, a metodą ultradźwiękową były wyższe o 30%. Omówiono różnice w uzyskanych wynikach, wskazując ich przyczyny. Dyskusję na ten temat oparto na rozważaniach teoretycznych i doniesieniach literaturowych.

EN

The paper presents the modulus of elasticity of shamotte refractories determined by three different methods: static during compression and two dynamic resonance and ultrasonic. The lowest values of modulus were obtained by the static method, the highest ones by the dynamic ultrasonic method. The results obtained by the resonance method were a few to several percent higher than those obtained by the static method. The results obtained by the ultrasonic method have values ca. thirty percent higher then those obtained by the static method. The differences in the obtained results were discussed and the reasons of these differences were indicated. Discussion about the differences in the results obtained by static and dynamic methods was based on theoretical considerations and literature reports.

11

Metodyka badań rozkładu molekuł CO2 w kontakcie ze stałym podłożem

Psiuk B., Podwórny J.

Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

|

2013

|

R. 6, nr 14

53--59

PL

Praca prezentuje wyniki badań nad rozkładem molekuł CO2 podczas kontaktu z tytanianem strontu domieszkowanym chromem. Badania prowadzone w temperaturze 800°C wykazały, że wydziela się wtedy nowa faza Sr3Cr2O8, w której chrom występuje na wyższym stopniu utlenienia względem materiału wyjściowego. Na tym przykładzie omówiono metodykę pomiarów rozkładu CO2 na stałym podłożu z użyciem takich technik badawczych, jak termograwimetria, dyfrakcja rentgenowska i spektroskopia fotoelektronów. Szczególną uwagę poświęcono pomiarom dyfrakcyjnym z wykorzystaniem komory wysokotemperaturowej umożliwiającej pomiary w zadanym zakresie temperatury i kontrolowanej atmosferze.

EN

The manuscript presents the study of selected physicochemical changes in chromium-doped strontium titanate (SrTiO3:Cr) upon CO2 atmosphere. Investigations carried out at temperature 800°C showed that these conditions result in new phase formation (Sr3Cr2O8). The phase has chromium on higher oxidation state with respect to chromium in the starting material. This allows to conclude that CO2 molecules was decomposed in contact with the substrate. In this research following testing techniques were applied: Thermogravimetry Analysis, X-ray Diffraction and X-ray Photoelectron Spectroscopy. Based on the measurement results the test methodology of CO2 decomposition in contact with solid samples was discussed in the paper. Especially XRD measurement capabilities using a high-temperature chamber were highlighted.

12

Moduł Younga materiałów ogniotrwałych magnezjowo-chromitowych

Wojsa J., Podwórny J., Suwak R.

Materiały Ceramiczne

|

2013

|

T. 65, nr 2

151--155

PL

Moduł Younga jest stałą materiałową, niezbędną do obliczeń inżynieryjnych związanych z projektowaniem wyłożeń ogniotrwałych i eksploatacją urządzeń cieplnych. Obliczanie naprężeń cieplnych, wyznaczanie dopuszczalnych szybkości rozgrzewania obmurzy, czy kryterialna ocena odporności na wstrząsy cieplne ceramiki to przykłady problemów technicznych, do rozwiązania których niezbędna jest znajomość wartości modułu E, wyznaczanego zwykle metodami statycznymi lub dynamicznymi. Często w obliczeniach stosuje się wartości E uzyskane w temperaturze pokojowej. Powstaje problem: czy słuszne jest przyjmowanie jednej wartości modułu w obliczeniach dotyczących szerokiego zakresu temperatur, czy materiały o zbliżonym składzie chemicznym i fazowym istotnie różnią się wartościami modułu E oraz czy wszystkie odmiany stosowanych obecnie metod wyznaczania modułu dają równie wiarygodne wyniki. Niniejszy artykuł stanowi próbę odpowiedzi na postawione wyżej pytania. Wykonano kompleksowe badania 5. odmian wyrobów magnezjowo-chromitowych o zbliżonej zawartości Cr2O3, metodą rezonansową wyznaczono zależność modułu Younga od temperatury w zakresie 20-1000 °C, zaś metodą statyczną wyznaczono wartości E w temperaturach 450, 700, 950 i 1200 °C. Wyniki porównano z wartościami wyznaczonymi metodą rezonansową w 20 °C. Podsumowano wyniki uzyskane na obecnym etapie badań.

EN

Young’s modulus is the material constant necessary for engineering calculations related to design of refractory linings and operation of thermal units. Calculation of thermal stresses, determination of allowable heating rates of furnace linings or criterion-referenced assessment of ceramics’ resistance to thermal shocks are the examples of technical problems to be solved, requiring the knowledge of E modulus, which is usually determined by static or dynamic methods. In calculations the values of E modulus obtained at ambient temperature are frequently applied . This is where the problem arises: is it right to adopt one value of the modulus in calculations concerning a wide range of temperatures, do materials with a similar chemical and phase composition differ considerably in their E modulus values and do all the varieties of the currently applied methods for determining the modulus give equally reliable results? This article is an attempt to answer the above questions. Comprehensive investigations into 5 varieties of magnesia-chrome products having a similar content of Cr2O3 have been conducted, the dependence between Young’s modulus and temperature ranging from 20-1000 °C has been established, E values at 450 °C, 700 °C, 950 °C and 1200 °C have been determined by the static method. The results have been compared to the values determined by the resonance method at 20 °C. The results obtained at the current stage of research have been summarized.

13

Materiały ogniotrwałe korundowo-chromowe, struktura i własności

Wojsa J., Podwórny J.

Materiały Ceramiczne

|

2013

|

T. 65, nr 4

418--423

PL

Materiały ogniotrwałe z układu Al2O3-Cr2O3 posiadają szereg korzystnych własności, z których najważniejsze to odporność na działanie szeregu stopów niemetalicznych, w tym żużli oraz odporność na ścieranie. Z tego względu są one stosowane w przemyśle szklarskim, w piecach do spalania odpadów, w instalacjach zgazowania węgla oraz w metalurgii. W artykule przedstawiono wyniki badań własności materiałów korundowo-chromowych, różniących się udziałem Cr2O3 i rodzajem spoiwa. Szczególną uwagę poświęcono własnościom odpornościowym, tj. ścieralności i odporności na wstrząsy cieplne. Zamieszczono wyniki oznaczeń podstawowych własności i składu fazowego, wyjaśniono przyczynę eksplozyjnego niszczenia tworzyw zawierających brązowy elektrokorund.

EN

Refractory materials of the Al2O3-Cr2O3 system have a number of favourable properties, the major of which are resistance to the attack of acid and alkaline slags as well as abrasion resistance. For this reason they are applied in waste incinerating furnaces, coal gasification plants and thermal equipment used by the metallurgical industry, mainly in lead and copper alloy smelting processes. The article presents the results of research on corundum-chrome materials, including their abrasion resistance and thermal shock resistance. The results of investigations into the basic properties and phase compositions of materials have been presented. Moreover, an attempt has been undertaken to explain the explosive destruction of materials containing brown fused alumina. Materials characterised by enhanced thermal shock resistance were obtained and the cause of explosive destruction of materials containing brown fused alumina was explained. The obtained research results do not explicitly indicate the existence of a correlation between materials’ phase composition and their abrasion resistance.

14

Korozja wyłożeń ogniotrwałych w kotłach fluidalnych ze współspalaniem

Czechowski J., Wala T., Podwórny J., Stec K.

Materiały Ceramiczne

|

2013

|

T. 65, nr 2

145--150

PL

Po wprowadzeniu współspalania, tj. spalania mieszanek węgla i biomasy, w wielu kotłach energetycznych stwierdzono przyspieszone zużywanie się wyłożeń ogniotrwałych. W przypadku metalowych elementów kotłów problemy korozji wysokotemperaturowej są znane i opisywane. Niewiele publikacji odnosi się do zjawisk korozji materiałów ogniotrwałych w warunkach panujących w kotłach energetycznych. Przedstawiono wyniki badań materiałów po pracy w trzech różnych kotłach fluidalnych. Materiały te charakteryzowały się zróżnicowanym składem wyjściowym; były to tworzywa glinokrzemianowe o zawartości 50% i 70% Al2O3 o zróżnicowanym składzie fazowym oraz na bazie SiC. Na podstawie badań składu chemicznego, składu fazowego i mikrostruktury określono mechanizm zużycia. Stwierdzono, że we wszystkich przypadkach był on podobny i głównym czynnikiem niszczącym była korozja gazowa. Stosowanie niskoemisyjnych technik spalania wpływa w istotny sposób na intensyfikację niszczenia wyłożeń ogniotrwałych.

EN

After introduction of co-combustion in many combustors accelerated wear of refractory lining was found. High temperature corrosion of metallic parts of combustors is known and described in literature. However there is a little informations on corrosion of refractories in combustors conditions. Results of investigations of refractories after service in third fluidized bed combustors were presented. Tested materials characterized different composition: that were alumosilica materials consisting 50 and 70% Al2O3 and SiC mix. On the base of chemical and phase composition and microstructure analysis the corrosion processes were characterized. It was find that in all cases the gas corrosion was the main wear factor. Application of low emission combustion processes accelerate the wear of refractory linings.

15

Metody analizy termicznej w laboratorium badań materiałów ogniotrwałych

Gerle A., Podwórny J.

Laboratorium - Przegląd Ogólnopolski

|

2012

|

nr 9-10

54--58

PL

Na przykładzie metod badawczych wykorzystywanych w Laboratorium Badań Materiałów Ogniotrwałych, działającym w ramach Oddziału Materiałów Ogniotrwałych ICiMB, opisano stosowane metody analizy termicznej oraz aparaturę wykorzystywaną w badaniach materiałów ogniotrwałych.

EN

Refractory Materials Research Laboratory which is part of the Refractory Materials Division ICiMB was used as the example to describe thermal analysis methods and equipment used for testing refractory materials.

16

Korozja wyrobów wysokoglinowych pracujących w piecu szklarskim

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

Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych

|

2011

|

R. 4, nr 8

46-58

PL

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.

EN

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.

17

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

Psiuk B., Witek J., Podwórny J.

Materiały Ceramiczne

|

2011

|

T. 63, nr 3

574-580

PL

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.

EN

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.

18

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

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

Materiały Ceramiczne

|

2011

|

T. 63, nr 1

34-39

EN

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.

PL

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.

19

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

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

Materiały Ceramiczne

|

2011

|

T. 63, nr 2

355-360

PL

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.

EN

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.

20

Badania zjawiska niesprężystości zasadowych materiałów ogniotrwałych

Podwórny J., Wojsa J.

Materiały Ceramiczne

|

2011

|

T. 63, nr 3

590-594

PL

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.

EN

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.