Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ składu fazowego cementu glinowego na właściwości betonów ogniotrwałych

Majchrowicz I.

Materiały Ceramiczne

|

2017

|

T. 69, nr 3

214--220

PL

W betonach ogniotrwałych jako spoiwo stosuje się tradycyjnie cementy glinowe. Na rynku dostępnych jest wiele gatunków cementów glinowych. Cementy przeznaczone do stosowania w niższej temperaturze składają się głównie z fazy jednoglinianu wapnia, której towarzyszy znaczna ilość krzemionki i tlenku żelaza. Cementy przeznaczone do stosowania w wyższej temperaturze stanowią mieszaninę jedno- i dwuglinianu wapnia. W ostatnim czasie opracowano spoiwo oparte na jednoglinianie wapnia o niskiej zawartości krzemionki, tlenku żelaza i alkaliów (poniżej odpowiednio 0,5%; 0,2% i 0,4%). Zastosowanie nowego spoiwa złożonego z czystego jednoglinianu wapnia może być korzystne. Biorąc pod uwagę wysoką aktywność nowego spoiwa można otrzymać beton ogniotrwały o niższej jego zawartości. Przeprowadzono badania betonów ogniotrwałych wiązanych dwoma spoiwami hydraulicznymi różniącymi się zawartością glinianów wapnia: CA i CA2. Wykonano próbki betonu wysokoglinowego, zawierające 1%, 3% i 5% spoiwa. Oznaczono właściwości fizyczne próbek takie jak gęstość pozorna i porowatość otwarta, rozkład wielkości porów, wytrzymałość na zginanie i na ściskanie na zimno oraz właściwości wysokotemperaturowe w tym wytrzymałość na zginanie na gorąco, ogniotrwałość pod obciążeniem i odporność na pełzanie. Badania wykazały, że surowe próbki z udziałem cementu, składającego się głównie z fazy CA, charakteryzowały się mniejszą porowatością i nieco większą gęstością pozorną niż próbki z udziałem cementu, w którym fazie CA towarzyszyła faza CA2 w ilości 25,9%. Mniejsza porowatość betonów z cementem z fazą CA decydowała z kolei o ich większej wytrzymałości na zginanie i na ściskanie. Prawdopodobnie, z racji większej reaktywności jednoglinianu wapnia z wodą, doszło do powstania większej ilości hydratów w osnowie betonu. W przypadku wypalonych próbek betonów, zastosowanie cementu o większej zawartości fazy CA prowadziło do większej porowatości otwartej i mniejszej gęstości pozornej próbek w porównaniu do betonów o mniejszej zawartości fazy CA i większej zawartości fazy CA2. Związane to było z powstaniem większej ilości fazy CA6 (hibonitu), której powstanie prowadzi do zwiększenia porowatości materiału. W związku z tym, że faza CA6 powstaje na styku ziaren korundu i otaczającej ich osnowy zawierającej CA2, dochodzi do utworzenia tzw. wiązania ceramicznego po wypaleniu w wysokiej temperaturze, odpowiedzialnego za dużą wytrzymałość mechaniczną materiału. Właściwości próbek w wysokich temperaturach zależały od porowatości i składu fazowego. W przypadku, gdy próbki zawierały mniejszą ilość spoiwa o ich ogniotrwałości pod obciążeniem i pełzaniu przy ściskaniu decydowała porowatość. Większa porowatość powodowała pogorszenie ogniotrwałości pod obciążeniem i odporności na pełzanie. Z kolei, gdy próbki zawierały dużą ilość spoiwa za ich właściwości w wysokiej temperaturze odpowiadał skład fazowy, a ściślej zawartość hibonitu. Większa zawartość tej fazy poprawiała ogniotrwałość pod obciążeniem i odporność na pełzanie. W przypadku wytrzymałości na zginanie w wysokiej temperaturze na jej kształtowanie się wpływ miała prawdopodobnie porowatość materiału zgodnie z zależnością: im większa porowatość tym mniejsza wytrzymałość na zginanie w wysokiej temperaturze.

EN

Alumina cements are traditionally used as a binder in refractory castables. There are many kinds of alumina cements on the market. Cements intended for use at lower temperatures consist mainly of the calcium monoaluminate phase which is accompanied by a considerable amount of silica and iron oxide. Cements to be used at higher temperatures are a mixture of calcium mono- and di-aluminate. A binder has been recently developed which is based on calcium monoaluminate with a low content of silica, iron oxide and alkalis below 0.5%; 0.2% and 0.4%, respectively. Application of the new binder can be beneficial. Taking into consideration the new binder’s high activity, it is possible to obtain a refractory castable with the lowered content of the binder. Investigations have been carried out into refractory castables with two hydraulic binders, differing in the content of calcium aluminates: CA and CA2. Samples of high-alumina castable containing 1%, 3% and 5% of the binder were prepared. Physical properties of the samples were determined including apparent density and open porosity, bending strength, compressive strength and high-temperature properties such as hot bending strength, refractoriness under load and creep resistance. The investigations have demonstrated that green samples with CA-based cement were characterized by lower porosity and slightly higher apparent density than samples with cement containing 25.9% of CA2 phase in addition to the CA phase. The lower porosity of castables with CA-based cement led to higher bending and compressive strength. Probably, due to the greater reactivity of calcium monoaluminate with water, more hydrates have been formed in the castable matrix. In the case of fired specimens, the use of cement with higher CA content increased open porosity and decreased bulk density of the materials compared to castables with cement containing less CA phase and more CA2 phase. This was due to the formation of more CA6 phase (hibonite) which resulted in increased porosity of the material. Due to the fact that the CA6 phase is formed at the contact of corundum grains and ambient matrix containing CA2, the ceramic bonding is formed after firing at high temperatures, being responsible for high mechanical strength of the material. The properties of materials at high temperatures depended on porosity and phase composition. In the case where the samples contained less binder, their refractoriness under load and creep under compression were dependent on porosity. Greater porosity caused deterioration of RUL and creep resistance. On the other hand, when the samples contained a large amount of binder, their properties at high temperatures corresponded to the phase composition, and more precisely, to the content of hibonite. The higher content of this phase improved the refractoriness under load and creep resistance. In the case of high temperature bending strength, it was affected by the porosity of the material according to the rule: the higher porosity the lower flexural strength at high temperature.

2

Influence of inclusions modification on nozzle clogging

Lamut J., Falkus J., Jurjevec B., Knap M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2012

|

Vol. 57, iss. 1

319-324

EN

During the secondary refining of high strength steel in a ladle furnace aluminum is used for the melt deoxidation. Aluminates inclusions are modified with a calcium silicon injection in a melt. On the basis of the binary diagram CaO-Al203 solid and liquid calcium aluminates with different composition and shape are formed after calcium treatment. During the calcium silicon injection manganese sulphide is also modified and CaS or (Ca, Mn)S is formed and wrapped around calcium aluminates. Because of rising of calcium bubbles during the calcium silicon injection a powerful melt stirring occurs. This enables inclusion coagulation and a reaction with a slag. Additionally, the MgOźAl203 spinels are formed. Clogging of a tundish nozzle may occur during continuous casting of steel billets. Scull which forms on the nozzle's inner wall consists of spinel, calcium aluminates with various composition and calcium manganese sulphide.

PL

W czasie rafinacji pozapiecowej stali o podwyższonej wytrzymałści, jako odtleniacz stosowane jest w piecu kadziowym aluminium. Wtrącenia w postaci tlenków glinu modyfikowane są w tym procesie poprzez wprowadzanie do kąpieli CaSi. Na podstawie analizy układu fazowego CaO-Al2O3 można przewidzieć tworzenie się zróżnicowanych kształtem wtrąceń o składzie stałych lub ciekłych glinianów wapnia. W czasie modyfikacji przemianom podlegają również siarczki manganu tworząc wtrącenia typu CaS oraz (Ca, Mn)S otaczające gliniany wapnia. Z uwagi na wzrost objętości tworzących się w czasie wprowadzania CaSi pęcherzy gazowego wapnia, w procesie zachodzi intensywne mieszanie kąpieli metalowej. Zjawisko to umożliwia koagulację wtrąceń niemetalicznych oraz ich rekcję z żużlem. Dodatkowo zachodzi rónież tworzenie spinelu typu MgOźAl2O3 W procesie ciągłego odlewania kęsów może zachodzić proces zarastania wylewów zanurzeniowych kadzi pośredniej. Narosty, które tworzą się na wewnętrznej ściance wylewu zanurzeniowego zawierają w składzie chemicznym spinel MgOźAl2O3, gliniany wapnia oraz (Ca, Mn)S.

3

Roztwory stałe glinianów wapnia C3A, C12A7 i CA z sodem

Ostrowski C., Żelazny J.

Czasopismo Techniczne. Chemia

|

2001

|

R. 98, z. 4-Ch

51--73

EN

The research concerns the influence of a substantial range of sodium ion concentrations on the structure of the calcium aluminates C3A, C12A7 and CA until CaO is emitted. The research also shows the influence of sodium ions of the parameters of each calcium aluminate and what reaction occur in mixtures of Na2O and calcium aluminates at elevated temperatures.