Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Refractory magnesia-carbon scrap as a valuable secondary raw material

Goławski Czesław, Kielski Andrzej, Obszyńska Lucyna, Wyszomirski Piotr

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2019

|

T. 35, z. 3

23--36

EN

The authors established the chemical and phase compositions of grain fractions of the magnesia carbon scrap disintegrated using industrial cone crushers. The investigations included chemical and XRD analyses and optical investigations. The contents of admixtures: SiO2, CaO, Fe2O3 and Al2O3 increase with the decreasing size of the scrap grain fractions, whereas the C/S ratio decreases in finer and finer fractions due to changes of the phase composition. These relations are caused by the presence of low-fusible silicate phases, characterized by their cleavage and brittleness. Such phases were mainly derived from the graphite ash containing a high silica content. The scrap after removing its finest grain fractions can be recycled and utilized for producing the magnesia-carbon refractory materials. However, the finest grain fractions may be used, e.g. as a component of gunite mixes. Many years of experience collected by the ArcelorMittal Refractories Ltd., Krakow, Poland in the field of refractory scrap utilization has also been presented.

PL

Badano składy chemiczne i fazowe frakcji ziarnowych złomów magnezjowo-węglowych po rozdrobnieniu w kruszarkach przemysłowych. W badaniach posłużono się oznaczeniami składu chemicznego, rentgenowskimi i mikroskopowymi. Stwierdzono, że ze zmniejszaniem się rozmiarów ziaren wzrasta zawartość domieszek w postaci SiO2, CaO, Fe2O3 i Al2O3 oraz maleje wartość stosunku C/S wskutek zmian składu fazowego. Przyczynę stanowią łatwo topliwe fazy krzemianowe odznaczające się łupliwością i kruchością pochodzące głównie z popiołu grafitowego o dużej zawartości krzemionki. Omówiono sposoby uzdatniania złomów na drodze eliminacji frakcji drobnoziarnistych. Te ostatnie mogą być jednak wykorzystane, np. do sporządzenia mas do torkretowania. Przedstawiono wieloletnie doświadczenia firmy ArcelorMittal Kraków, Poland w zakresie wykorzystania złomów ogniotrwałych.

2

Wpływ fazy M-S-H na otrzymywanie spieków wysokoogniotrwałych na bazie Al2O3

Tyrała K., Prorok R., Madej D.

Materiały Ceramiczne

|

2018

|

T. 70, nr 4

333--344

PL

Spinel właściwy MgAl2O4 jest jedynym związkiem w układzie dwuskładnikowym MgO-Al2O3, który topi się w sposób kongruentny w temperaturze 2105 °C. Ze względu na jego dobre właściwości mechaniczne w wysokich temperaturach oraz dobrą odporność chemiczną na działanie substancji zasadowych znajduje coraz większe zastosowanie jako składnik materiałów ogniotrwałych, które wykorzystywane są do produkcji wyłożeń ogniotrwałych urządzeń cieplnych przemysłu metalurgicznego. W niniejszej pracy analizowano mechanizm wysokotemperaturowych reakcji w układach symulujących drobnoziarnistą osnowę betonu ogniotrwałego korundowo- spinelowego. W tym celu przeprowadzono badania spiekalności mikroproszku tlenku glinu bez oraz w obecności mineralizatora, który stanowiła wysoko nieuporządkowana faza M-S-H. W wyniku reakcyjnego spiekania Al2O3 w obecności mineralizatora i w odpowiednio dobranych warunkach syntezy otrzymano materiały ceramiczne korundowo-spinelowe modyfikowane związkami krzemu. Zarówno wyjściową fazę M-S-H, jak również otrzymane z jej dodatkiem spieki korundowe poddano badaniom składu fazowego, struktury i mikrostruktury, wykorzystując odpowiednio następujące techniki badawcze: XRD, FT-IR i SEM-EDS. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że poprzez dobór parametrów procesu syntezy można wpływać na właściwości fizykochemiczne ceramiki ogniotrwałej z układu MgO-Al2O3-SiO2, tworząc w ten sposób szerokie spektrum jej zastosowań.

EN

Spinel with chemical formula of MgAl2O4 is the only stable phase in the two-component Al2O3-MgO system, which melts congruently at 2105 °C. It is attracting increasing interest as a component of refractory materials used in thermal devices of the metallurgical industry due to its good mechanical properties at high temperatures and high corrosion resistance to alkaline substances. The aim of this work was to investigate the mechanism of high temperature reactions in systems that simulate the fine-grained matrix of refractory corundum-spinel castables. For this purpose, the sinterability of the aluminium oxide micropowder without and in the presence of a mineralizer, which was a highly disordered M-S-H phase, was studied. Corundum-spinel ceramic materials modified with silicon compounds were obtained as a result of the reaction sintering of Al2O3 in the presence of a mineralizer and in suitably selected synthesis conditions. Both the initial M-S-H phase and the obtained corundum sinters were subjected to phase composition, structure and microstructure analysis, using the following research techniques: XRD, FT-IR and SEM-EDS, respectively. As a result of the conducted research, it was found that by choosing the parameters of the synthesis process, one can influence the physico-chemical properties of the refractory ceramics from the MgO-Al2O3-SiO2 system, thus creating a broad spectrum of its applications.

3

The main aspects of refractory materials corrosion in steel production equipment

Reynaert C., Śnieżek E., Szczerba J.

Materiały Ceramiczne

|

2018

|

T. 70, nr 2

174--185

EN

The steel industry is the main consumer of refractory bricks. Refractories are commonly used as the linings of equipment used in the steel industry because they can sustain very high temperatures and corrosive attacks in working environment. However, due to the harsh working condition, their lifespan is limited. Corrosion mainly by slag is the principal phenomenon responsible for the degradation and wear of the bricks. It is a complex phenomenon that depends on several mechanisms. A good understanding of these mechanisms is important to study and improve the behaviour of refractories for steel making applications. Thus the more general and important mechanisms will be highlighted and described in this paper. They consist mainly in the penetration of the slag by capillary ascension and/or the dissolution of the bricks in the slag. The effects of material and slag properties, such as composition and pore size, as well as temperature on these processes are described.

PL

Przemysł stalowy jest głównym odbiorcą materiałów ogniotrwałych. Są one powszechnie używane do wykonywania wykładzin urządzeń stosowanych w przemyśle stalowym, ponieważ wykazują odpowiednią odporność na obciążenia termiczne i korozyjne w środowisku pracy. Jednak z powodu trudnych warunków pracy ich żywotność jest ograniczona. Korozja wywołana oddziaływaniem żużla jest głównym zjawiskiem odpowiedzialnym za degradację i zużycie materiałów ogniotrwałych. Jest to złożone zjawisko, które zależy od kilku mechanizmów. Dobra znajomość tych mechanizmów jest ważna w obszarze badań i poprawy zachowania się materiałów ogniotrwałych. W związku z tym najistotniejsze mechanizmy związane z tym zjawiskiem stanowią przedmiot artykułu. Związane są one przede wszystkim z wnikaniem żużla wskutek podciągania kapilarnego i/lub rozpuszczeniem cegieł w żużlu. Opisany został wpływ właściwości materiałów i żużla oraz temperatury na te procesy.

4

Oddziaływanie stopu szkła na materiały ceramiczne w trakcie topienia zestawu szklarskiego

Środa M., Nocuń M., Leśniak D.

Materiały Ceramiczne

|

2018

|

T. 70, nr 4

345--355

PL

W pracy podjęto temat wpływu materiału tygla na proces topienia zestawu szklarskiego i jakość uzyskiwanego szkła. Badaniu poddano szkło sodowo-wapniowo-krzemianowe, którego wytop przeprowadzono w trzech różnych tyglach: szamotowym, alundowym i ceramicznym. Korzystając ze skaningowego mikroskopu elektronowego, przeprowadzono analizę porównawczą warstwy kontaktowej pomiędzy ścianką tygla i stopu szkła, określając jej szerokość. Badania spektrofotometryczne wykorzystano do wyznaczenia transmitancji otrzymanych szkieł, jako wskaźnika zanieczyszczeń wprowadzonych przez materiał tygla.

EN

The paper deals with the influence of the crucible material on the process of the glass batch melting and the quality of the glass obtained. The study involved soda-lime-silicate glass, which was melted in three different crucibles: chamotte, alundum and ceramic. Using a scanning electron microscope, a comparative analysis of the contact layer between the wall of the crucible and the glass melt was carried out, determining its width. Spectrophotometric studies were used to determine transmittance of the obtained glasses as an indicator of impurities introduced by the crucible material.

5

Materiały ogniotrwałe w metalurgii ołowiu

Wojsa J., Darłak M., Przywara K., Zelik W., Jurkiewicz R.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2017

|

R. 62, nr 2

21--26

PL

W światowym hutnictwie miedziowym ok. 90% miedzi otrzymuje się z rud siarczkowych. Wśród wielu pierwiastków towarzyszących, szczególną pozycję, również ze względu na zawartość, zajmuje ołów. W pirometalurgicznych procesach otrzymywania miedzi narożnych etapach, odprowadzane są związki ołowiu, stanowiące cenny surowiec do otrzymywania ołowiu metalicznego. W Polsce dominującym sposobem przerobu wtórnych surowców ołowionośnych jest proces prowadzony w piecach obrotowo-wahadłowych. Artykuł poświęcony jest głównie wyrobom ogniotrwałm do tego typu pieców. Prezentowane wyniki są efektem prac badawczo-technologicznych prowadzonych w Centrum Badawczo-Rozwojowym Zakładów Magnezytowych „ROPCZYCE" 5.A. Dzięki posia¬danemu oprogramowaniu, możliwe było również wykonanie obliczeń termodynamicznych, umożliwiających szacowanie odporności chemicznej wyrobów w warunkach procesu. Opisano podstawowe czynniki korozyjne występujące w procesie, omówiono obserwowane efekty zużycia w skali makro oraz zmiany mikrostruktury materiałów. Zaprezentowano wyniki badań mikrostruktury wyrobów po pracy, powiązano obserwowane zjawiska ze składem chemicznym wsadu. Przedstawiono wyniki obliczeń termodynamicznych, obrazujących trwałość wybranych faz występujących w wyrobach w zależności od charakteru wsadu. W oparciu o uzyskane wyniki badań i obliczeń, sformułowano rekomendacje odnośnie zastosowania w piecach obrotowo-wahadłowych, nowych odmian wyrobów oferowanych przez Zakłady Magnezytowe „ROPCZYCE" S.A.

EN

In the world copper industry about 90% of copper is obtained from sulfide ores. Among many associated elements a special position, also for the sake of its content, is occupied by lead. In the pyrometallurgical processes of copper production lead compounds, valuable raw materials for preparation of metallic lead, are separated on various stages. In Poland, processing of secondary lead-bearing raw materials is predominantly carried out in rotary-rocking furnaces. This paper focuses on refractory products for those furnaces. The results presented are the effect of technological researches conducted in the Research and Development Center organized by Zakłady Magnezytowe "ROPCZYCE" S.A. The estimation of chemical resistance of refractoies was carried out by means of special thermodynamic calculations software. The basic factors of corrosion occurring in the process have been described, the obscene effects of material wear on the macro level and changes in the microstructure of materials have been discussed. The results of studies of the brick microstructure after work have been presented. The observed phenomena have been associated with the chemical composition of the charge. The results of thermodynamic calculations showing the stability of selected phases present in the refractory materials according to the type of charge have been shown. Basing on the results of tests and calculations, recommendations for the application of new materials offered by Zakłady Magnezytowe "ROPCZYCE" S.A. have been formulated.

6

Charakterystyka składu mineralnego i chemicznego dolomitu dewońskiego ze złoża „Nowa Wioska” w aspekcie jego wykorzystania w przemyśle materiałów ogniotrwałych

Bagiński M.

Przegląd Górniczy

|

2017

|

T. 73, nr 6

54--62

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań składu mineralnego i chemicznego dolomitu dewońskiego ze złoża „Nowa Wioska” oraz, w oparciu o kryteria określone w normie BN-86/6761-16, dokonano wstępnej oceny przydatności kopaliny dla zastosowań przemysłu materiałów ogniotrwałych. W badanych próbkach dominującym składnikiem, widocznym w obrazie mikroskopowym był dolomit, stwierdzono również występowanie związków żelaza, chalcedonu i kalcytu, prawdopodobnie wtórnego, wypełniającego żyły. Ponadto, w dyfraktogramach rentgenowskich niektórych próbek oznaczono linie dyfrakcyjne kwarcu/chalcedonu. Dolomity dewońskie cechuje struktura różnoziarnista, grubokrystaliczna. Wyniki badania składu chemicznego wykazały, że dolomity dewońskie ze złoża „Nowa Wioska” charakteryzują zbliżone zawartości CaO, MgO, Al2O3 i Fe2O3. Badane dolomity charakteryzują się niską zawartością niepożądanych domieszek, w związku z czym mogłyby zostać zaklasyfikowane do najlepszych gatunków. Przeprowadzona wstępna ocena wskazuje na możliwość wykorzystania dolomitów dewońskich ze złoża „Nowa Wioska” dla celów przemysłu materiałów ogniotrwałych. Wymaga to jednak przeprowadzenia badań składu chemicznego i parametrów strukturalno-teksturalnych, w znacznie szerszym zakresie i przy zastosowaniu dokładniejszych metod badawczych.

EN

The results of the laboratory survey of mineral and chemical composition of the Devonian dolomite from the “Nowa Wioska” deposit as well as the assessment of its utility for the refractory industry applications, on the basis of the BN-86/6761-16 standard, are presented in this paper. The examined rocks are composed mainly of dolomite, but iron minerals, chalcedony and calcite, probably secondary, which fills veins, were also identified by the microscopic analysis. Moreover, in diffraction patterns of some samples quartz/ chalcedony was identified. The inequigranular, coarse-grained texture is characteristic for Devonian dolomites. The results of the chemical composition analysis show that Devonian dolomites from the “Nowa Wioska” deposit demonstrate similar calcium, magnesium, aluminum and iron oxides content. The Devonian dolomites are characterized by low content of the undesirable additives, therefore they can be classified to the prime types. The preliminary survey indicates that there are some possibilities of using Devonian dolomites from the “Nowa Wioska” deposit as raw materials in manufacturing of refractories. Again, more detailed analyses of the chemical composition and texture parameters, in wider range and by more precise analysis methods, would be required.

7

A comparison of various imaging modes in scanning electron microscopy during evaluation of selected Si/refractory sessile drop couples after wettability tests at ultra-high temperature

Polkowska A., Warmuzek M., Kalarus J., Polkowski W., Sobczak N.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2017

|

Vol. 57, no. 4

337--344

EN

In this work, FEI SciosTM field emission gun scanning electron microscope (FEG SEM) equipped with a unique combination of analytical and imaging detectors was utilized to examine structure and chemistry of selected Si/ refractory couples. The couples were obtained in wettability tests performed by the sessile drop method coupled with contact heating of a refractory substrate (h-BN, SiC) at ultra-high temperature (up to 1750°C). The SEM observations were carried out on top-views of the couples, in order to evaluate surface and interfacial phenomena in Si/h-BN and Si/SiC systems. A full range of available detectors (e.g. classical Everhart-Thornley detector (ETD) or advanced in-lens detectors) working under various operation modes (secondary electrons (SE), backscattered electrons (BSE), a mixed mode), were used upon analyses in order to reveal specific features of obtained structures.

8

Właściwości termiczne i termomechaniczne jako kryterium doboru materiałów ogniotrwałych w piecach szklarskich

Suwak R.

Szkło i Ceramika

|

2016

|

R. 67, nr 6

19--24

PL

Doskonalenie technologii produkcji materiałów ogniotrwałych stosowanych do budowy pieców szklarskich związane jest z dążeniem do niezawodności eksploatacyjnej tych pieców. Wymagania jakościowe wobec stosowanych materiałów wynikają ze złożoności warunków ich pracy, które charakteryzują trzy podstawowe oddziaływania: dominujące oddziaływania korozyjne, naprężenia cieplne i obciążenia mechaniczne. W artykule przedstawiono wnioski z okresowej analizy stosowania i pracy materiałów ogniotrwałych w przemyśle szklarskim, które określają m.in. kryteria doboru tych materiałów. Podstawowe właściwości, takie jak: skład, gęstość i porowatość decydują o właściwościach termicznych i termomechanicznych materiału m.in.: przewodności cieplnej, rozszerzalności i skurczliwości cieplnej, ogniotrwałości pod obciążeniem, pełzaniu przy ściskaniu. Przedstawiono bezpośrednią zależność wybranych właściwości od temperatury i obciążenia mechanicznego. Wskazano na istotne znaczenie właściwości termicznych i termomechanicznych jako kryterium doboru oraz kryterium oceny pracy zastosowanych materiałów. Zaproponowano badanie pracy pękania jako dodatkowego kryterium, które pozwala określić podatność materiału na propagację obecnych w nim mikropęknięć w zależności od temperatury.

EN

Improving the technology of refractory materials used in the construction of glass furnaces associated with the desire to operational reliability of the furnaces. The quality requirements for materials used stem from the complexity of their working conditions, which are characterized by three basic impacts: the dominant influence corrosion, thermal stress and mechanical stress. The article presents the conclusions from the periodic review of the application and working of refractory materials in the glass industry, which specify, among others, criteria for selection of these materials. The basic properties such as: composition, density and porosity determine the thermal and thermomechanical properties of the material, among others: thermal conductivity, thermal expansion and shrinkage, refractoriness under load, creep compression under load. It shows a direct correlation of the selected properties of the temperature and mechanical stress. It indicated the importance of thermal and thermo-mechanical properties as the selection criterion and the criterion of evaluation of the materials used. It proposed to examine the work of fracture as an additional criterion which allows to determine the susceptibility of the material to propagate existing microcracks depending on the temperature.

9

Investigation and prevention of the residues formed in melting furnaces and transfer ladles used in low-pressure Al-casting technologies

Yay B., Akinci E., Güneren A., Karaali U., Çubuklusu H. E., Çe B.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2016

|

Vol. 78, nr 1

5--10

EN

Purpose: Refractory life, in Al-casting processes such as alloy wheel production, is obviously affected by the inclusions formed in the transfer ladles and holding/melting furnaces in which melting, fluxing and degassing operations are carried out. The short refractory life affects, adversely, the economical aspect of the process. Therefore, a study on the physical and chemical properties of the above mentioned inclusions has been started. The main purpose of the study is to understand the relationships among the metallurgical processes taking place during casting, properties of the refractories used and the formation of inclusions. Design/methodology/approach: During this industry-university joint study, experimental studies using scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffractometry (XRD) and optical microscopy were used to investigate the nature and properties of the inclusions. Also, corrosion behaviour of six different refractories was investigated by exposing them to molten aluminium.

10

Koblenz University of Applied Science, Department of Materials Engineering, Glass and Ceramics playing a key role in the science and education network for the refractory industry

Krause O., Quirmbach P.

Materiały Ceramiczne

|

2015

|

T. 67, nr 3

360--362

EN

Amongst the international well-recognized institutes at Bergakademie Freiberg and RWTH Aachen, the Department of Materials Engineering of Koblenz University of Applied Science in Höhr-Grenzhausen represents the third party who intensively deals with education and research for the ceramic industry. The institute is closely related to the cooperative education network, BFZK (educational and research center ceramics), which allows best utilization of the existing public education structure. Since 2010, the conversion from diploma degree program to bachelor of material science has been successfully carried out and was followed by the implementation of a master degree in cooperation with the University of Koblenz-Landau. The Department follows two major tasks: Best possible and targeted education in order to provide graduates with tailor-made abilities for the ceramic industry. For this reason the ceramic industry and the State ministry of economics of Rheinland-Pfalz funded three endowed professorships, out of which two have already been converted into regular positions. The second task is to promote science projects that are closely related to the demands of the industry. The state-of-art master and bachelor curriculum is introduced and recent research works are briefly presented in the paper.

PL

Wśród znanych międzynarodowych instytutów Politechniki we Freibergu i RWTH w Aachen, Wydział Inżynierii Materiałowej Uniwersytetu Nauk Stosowanych Koblenz w Hoehr-Grenzhausen reprezentuje trzecią instytucję, która jest mocno zaangażowana w działania edukacyjne i badawcze na rzecz przemysłu ceramicznego. Wydział ściśle współpracuje z siecią edukacji prozawodowej, BFZK (centrum szkoleniowo-badawcze ceramiki), która pozwala na najlepsze wykorzystanie istniejącej publicznej struktury kształcenia. Od 2010 r. przeprowadzono zmiany w programie uzyskiwania licencjatu w inżynierii materiałowej oraz wprowadzono stopień magistra we współpracy z Uniwersytetem Koblenz-Landau. Wydział realizuje dwa główne zadania. Jedno z nich to zapewnienie najlepszej możliwej i ukierunkowanej edukacji w celu wyposażenia absolwentów w umiejętności dostosowane do potrzeb przemysłu ceramicznego. W związku z tym przemysł i ministerstwo gospodarki Nadrenii Palatynatu ufundowało trzy profesury, z których dwie zostały już zamienione na stałe posady. Drugim zadaniem jest promowanie projektów naukowych ściśle związanych z wymaganiami kluczowych materiałów ogniotrwałych dla przemysłu. W artykule przedstawiono najnowocześniejszy program licencjacki i omówiono pokrótce ostatnie prace badawcze.

11

VIII Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna POLSKA CERAMIKA 2014, 7–10 września 2014 r., Kraków

Dziubak C.

Szkło i Ceramika

|

2014

|

R. 65, nr 5

41

12

Wyłożenie ogniotrwałe pieca obrotowo-wahadłowego w metalurgii ołowiu

Wojsa J., Śliwa A., Pochwała T.

Materiały Ceramiczne

|

2014

|

T. 66, nr 4

362--366

PL

Scharakteryzowano proces metalurgiczny ze szczególnym uwzględnieniem czynników wpływających na trwałość wyłożenia ogniotrwałego. Na drodze obliczeniowej wykazano wpływ rodzaju wsadu na korozję chemiczną wyłożenia. Obliczono udział powstających faz ciekłych i stopień ekstrakcji wybranych składników materiałów ogniotrwałych do żużla. Wyniki obliczeń skonfrontowano z efektami prób przemysłowych. Na tej podstawie sformułowano wnioski odnośnie wyboru odmian materiałów ogniotrwałych w powiązaniu z charakterem wsadu, to znaczy z udziałami składników siarczkowych i tlenkowych.

EN

A metallurgical process with particular references to factors influencing the service life of the refractory lining was characterized. The influence of a charge composition on chemical corrosion of the lining was studied applying thermodynamic calculations. The amount of liquid phases and the extraction degree of selected components of refractory material to slag were calculated. The results of calculations were confronted with industrial tests of the refractories. On that basis, the conclusions referring to the selection of refractory materials were formulated, taking into consideration the chemical character of the charge with reference to the concentration of sulphide and oxide components.

13

Ewolucja mikrostruktury andaluzytu podczas procesu jego mulityzacji

Śnieżek E., Szczerba J., Prorok R., Jastrzębska I.

Materiały Ceramiczne

|

2014

|

T. 66, nr 4

375--382

PL

Przedmiotem badań był koncentrat andaluzytowy w postaci trzech frakcji ziarnowych: 0-1 mm, 1-3 mm i 3-8 mm. Głównymi zanieczyszczeniami były tlenki SiO2 i Fe2O3, których najniższa koncentracja znajdowała się we frakcji ziarnowej 3-8 mm. Celem pracy było zaobserwowanie zmian zachodzących w mikrostrukturze i analiza składu fazowego surowca wypalonego w zakresie temperaturowym od 800 °C do 1600 °C w funkcji wielkości ziaren. Oceniony został stopień przemiany andaluzytu w mullit na poszczególnych etapach obróbki cieplnej. Obserwacje prowadzono przy użyciu skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) z analizą składu chemicznego w mikroobszarach (EDS). Składniki fazowe zidentyfikowano metodą dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego (XRD). Gęstość określono na podstawie pomiarów piknometrycznych. Stwierdzono, że proces mulityzacji rozpoczyna się w temperaturze 1300 °C i jest całkowicie zakończony w 1500 °C. Tworzenie się charakterystycznej mikrostruktury, w skład której wchodzą ziarna mullitu pomiędzy, którymi przestrzeń wypełniona jest przez amorficzną fazę krzemianową, odbywa się dwuetapowo. W pierwszej kolejności (1300 °C – 1500°C) powstają jednocześnie ziarna mullitu o różnym pokroju, w tym pokroju igłowym. W wyższych temperaturach (1600 °C), gdy proces jest już zakończony ma miejsce przeobrażenie igłowego mullitu w płatkowy. Powstawaniu amorficznej fazy krzemianowej sprzyja wzrost koncentracji zanieczyszczeń. Mulityzacja szybciej przebiega w drobniejszych frakcjach ziarnowych o wyższej koncentracji zanieczyszczeń.

EN

The natural andalusite in three grain fractions: 0-1 mm, 1-3 mm and 3-8 mm is studied. SiO2 and Fe2O3 were main impurities. The lowest concentration was detected for the 3-8 mm fraction. The aim of the study was to observe microstructural changes and to analysis the phase composition of raw andalusite heat treated at temperatures ranging from 800 °C to 1600 °C as a function of particle size. The mullitization rate of andalusite at various stages of heat treatment was evaluated. Observations the studied andalusite fractions were carried out using scanning electron microscopy (SEM) combined with chemical analysis in microregions (EDS). Phase components were identified by X-ray diffraction (XRD). Densities were determined by helium pycnometry. It has been found that the mullitization process commenced at 1300 °C and completely ceased at 1500 °C. The formation of the characteristic microstructure, consisting of mullite grains and an amorphous silicate phase which fills the space between the mullite grains, is carried out in two stages. First, at 1300–1500 °C, mullite grains of different shapes are formed, including the needle-shaped habit. At higher temperatures (1600 °C), when the process is completed, the needle-shaped mullite transforms to the flaky one. The formation of amorphous silicate phases was favored by an increase in concentration of impurities. The mullitization runs faster in finer grain size fractions with higher impurity concentrations.

14

Badania hydratacji glinianu wapniowo-cyrkonowego w obecności reaktywnego tlenku glinu

Madej D., Szczerba J., Nocuń-Wczelik W.

Materiały Ceramiczne

|

2014

|

T. 66, nr 4

367--374

PL

Glinian wapniowo-cyrkonowy jest związkiem o bardzo wysokiej aktywności hydraulicznej. W pracy przedstawiono wstępną ocenę możliwości zastosowania Ca7ZrAl6O18 jako nowego spoiwa w technologii betonów ogniotrwałych wysokoglinowych i korundowych, zawierających mikroproszek Al2O3. W tym celu przeprowadzono badania hydratacji glinianu wapniowo-cyrkonowego bez oraz z dodatkiem Al2O3. Badania kalorymetryczne spoiw wykazały, że przy udziale mikroproszku Al2O3 obniżyła się sumaryczna ilość wydzielonego ciepła po 12 h badania. Z przeprowadzonych analiz XRD, FT-IR, DTA-TG oraz SEM wynika, że wysokość temperatury sezonowania próbek warunkuje rodzaj i budowę powstających hydratów z układu CaO-Al2O3-H2O.

EN

Calcium zirconium aluminate exhibits high hydraulic activity. The aim of this work is to study the hydraulic properties of Ca7ZrAl6O18. Application of Ca7ZrAl6O18 as a hydraulic binder in high-alumina and corundum refractory concretes, which contain reactive Al2O3 micropowder, has been proposed to be a promising route. For this purpose, the hydration of calcium zirconium aluminate with and without of Al2O3 addition was studied. Calorimetric studies of binders revealed that the total amount of generated heat decreased after 12 h of hydration in binder based on Ca7ZrAl6O18 and reactive Al2O3 micropowder. Based on the XRD, DTA-TG and SEM analyses it was concluded that the curing temperature determines the type and structure of calcium aluminate hydrates formed during the hydration of Ca7ZrAl6O18 phase.

15

Analiza termiczna faz z układu MgO-SiO2-H2O

Prorok R., Szczerba J., Śnieżek E., Jastrzębska I.

Materiały Ceramiczne

|

2014

|

T. 66, nr 4

383--387

PL

Celem pracy było scharakteryzowanie wpływu składu chemicznego na przemiany zachodzące w czasie termicznej dekompozycji faz uwodnionych z układu MgO-SiO2-H2O. W wyniku reakcji tlenków magnezu i krzemu oraz wody powstaje tzw. faza MSH. Duże zainteresowanie tą fazą związane jest z jej potencjalną aplikacją jako spoiwa mogącego znaleźć zastosowanie zarówno w przemyśle materiałów budowlanych, jak i ogniotrwałych. Z punktu widzenia materiałów ogniotrwałych zachowanie się fazy MSH w czasie ogrzewania, jako substancji uwodnionej, jest niezwykle istotnym parametrem wskazującym na jej przydatność do konkretnych zastosowań przemysłowych. Badaniom poddano próbki składające się z tlenku magnezu i tlenku krzemu, zmieszanych w różnych proporcjach, oraz wody w stałym stosunku do części stałych. Przygotowane mieszaniny sezonowano przez określony czas, a następnie poddano je badaniom, które obejmowały analizę termiczną DTA-TGA-EGA i analizę rentgenograficzną XRD. Badania ujawniły tworzenie się w próbkach nowych związków hydraulicznych o charakterze amorficznym, a także wykazały różnice w zachowaniu się tych próbek w czasie ogrzewania w zależności od stosunku tlenków MgO/SiO2.

EN

The aim of this study was to characterize influence of chemical composition on changes of hydrated phases from the MgO-SiO2-H2O phase system during thermal decomposition. The reaction of MgO, SiO2 and water creates the MSH phase. Interest in this phase is connected with its potentially wide applications in building and refractory materials industry. From the point of view of the refractory materials, behaviour of this phase during heating is extremely important and indicates on possibility of industrial application. Samples subjected to study consisted of MgO, SiO2 in different molar ratio and water to solid ratio of 2. The obtained mixtures were aged for selected times. The examination of the aged pastes included thermal, XRD and SEM-EDS analyses. The study revealed that changes of the internal arrangement of paste and the creation of new hydrated phases associated with layered magnesium silicates occurred during aging.

16

Optimization of the Firing Process of Magnesia-Chrome Bricks and Its Influence on the Warehousing of the Final Product

Wiśniewska K., Szczerba J.

Logistyka

|

2014

|

nr 4

5034--5040, CD6

EN

In this work an influence of firing temperature on the technological properties, such as cold crushing strength, hot modulus of rupture (HMOR), creep in compression (CIC) and refractoriness under load (RUL) was studied. The bricks were fired at 3 different temperatures. The technological properties were observed to be different with the increase of firing temperature. Study of CIC showed that the each sample has a different creep rate. The heat treatment has an influence on the technological properties of the material. This study allowed authors to determine the optimal temperature of heat treatment which took a value of 1590°C and analyse the influence of heat treatment on warehousing the final product.

PL

W pracy prześledzono wpływ temperatury wypalania wyrobów zasadowych na właściwości technologiczne wyrobu, takie jak: wytrzymałość na ściskanie (CCS), wytrzymałość na zginanie w wysokich temperaturach (HMOR), pełzanie przy ściskaniu (CIC) i ogniotrwałość pod obciążeniem (RUL). Wykonane zostały kształtki magnezjowo-chromitowe, a następnie wypalone w trzech różnych temperaturach. Badanie CIC pokazało, że każda próbka wykazuje inną odporność na pełzanie. Przeprowadzone badania pozwoliły na wyznaczenie optymalnej temperatury wypalania, która wynosi 1500°C oraz określenie wypływu obróbki cieplnej na późniejsze magazynowanie wyrobów.

17

Optimization of Selected Parameters of Refractory Solid Solution Formation With Essential Storage and Transport Properties

Śnieżek E., Szczerba J., Prorok R., Jastrzębska I.

Logistyka

|

2014

|

nr 4

4981--4988, CD6

EN

The work presents (Ca,Sr)ZrO3 solid solution formation which isresistant to hydration and thus having important properties to facilitate storage and transport.The paperraises the issue of effective selection of synthesis parameters. In this case analysis of phase diagrams, also literature data analysis, provide essential information about predicted properties and preparation conditions of matter. On this basis, sampleswere prepared by a solid state reaction. (Ca,Sr)ZrO3 solid solution were obtained during two-step heat treatment at 1200 and 1400°C. X-ray diffraction, Scanning Electron Microscopy and mercury poro-simetry were used to check and examine obtained samples.

PL

Artykuł opisuje proces tworzenia się roztworu stałego, (Ca,Sr)ZrO3 odpornego na hydratację a tym samym posiadającego istotne właściwości ułatwiające magazynowanie i transport. Porusza on zagadnie-nie związane z efektywnym doborem parametrów procesu na bazie analizy diagramów fazowych i danych literaturowych, które pozwalają w pewnym stopniu przewidzieć zastosowanie niezbędnych warunków i potencjalne właściwości otrzymanych substancji. Bazując na tych danych wybrano proces syntezy przebiegającej w fazie stałej. (Ca,Sr)ZrO3otrzymano w wyniku dwustopniowego wypalania w 1200 i 1400°C. Próbki scharakteryzowano metodą XRD, SEM/EDS i porozymetrii rtęciowej.

18

Influence of physicomechanical properties on transport and storage of basic prefabricated castables units

Prorok R., Szczerba J., Śnieżek E., Jastrzębska I.

Logistyka

|

2014

|

nr 4

4829--4835, CD6

EN

Basic castables similarly to all basic refractory materials has strong tendency to hydration under expo-sure of water. This process leads to destruction of prefabricated castables units and limits its ability to transport and storage of precast castables units. Minimizing the impact of hydration can be achieve by appropriate choice of composition of the castables as well as properly designed microstructure of such materials. The aim of this study was to evaluate compactness and mechanical properties of basic precast units, according to different value of q parameter in grain size distribution model and content of microsilica. Microsilica and grain size distribution can influence on properties connected with transport and storage of the basic castables.

PL

Betony zasadowe podobnie jak wszystkie zasadowe materiały ogniotrwałe mają silną tendencję do hydratacji pod wpływem wody. Proces ten prowadząc do niszczenia prefabrykatów betonowych utrudniając ich transport i składowanie. Zminimalizować wpływ procesu hydratacji można za pomocą odpowiedniego doboru składu i mikrostruktury takich betonów. Celem pracy było ocena zwartości i właściwości mechanicznych zasadowych prefabrykatów betonowych, w odniesieniu do różnych wartości parametru q z modelu rozkładu ziarnowego i zawartości mikrokrzemionki. Zarówno mikrokrzemionka jak i rozkład ziarnowy betonu może wpływać na właściwości związane z transportem i składowaniem betonów zasadowych.

19

Influence of Hydration on Transport and Storage of Spinel-Based Refractory Raw Materials

Jastrzębska I., Szczerba J., Prorok R., Śnieżek E.

Logistyka

|

2014

|

nr 4

4372--4379, CD6

EN

This work concerns the hydration resistance of spinel MgAl2O4-based aggregates which comprise the common raw materials for the production of refractories. A sintered product along with the melted one were taken for the investigation. The starting materials were characterized in terms of their chemical and phase composition by XRF and XRD methods, respectively. Subsequently, the samples were subjected to hydration test according to ASTM C 554-92. The after-hydration samples were analyzed by XRD and SEM/EDS methods. It was found that sintered spinel aggregates enriched in Mg2+ ions and containing free MgO are highly susceptible to water exposure.

PL

Praca dotyczy badania i oceny odporności na hydratację spiekanych i topionych kruszyw na bazie spinelu MgAl2O4, które stanowią grupę surowców szeroko stosowanych do produkcji formowanych i nieformowanych materiałów ogniotrwałych. Wyjściowe materiały zbadano pod względem ich składu fazowego (XRD) i chemicznego (XRF). Następnie przeprowadzono badanie hydratacji metodą autoklawizacji według normy ASTM C 554-92. Próbki po hydratacji poddano analizie składu fazowego (XRD) i mikrostruktury (SEM/EDS). Badania wykazały, iż kruszywa spinelowe wzbogacone w spinel o nadmiarze jonów Mg2+ i zawierające wolny MgO wykazują największą zdolność do hydratacji.

20

Zmiany składu fazowego zaczynów z układu MgO-SiO2-H2O

Prorok R., Szczerba J., Czapka Z., Madej D., Śnieżek E., Jastrzębska I.

Materiały Ceramiczne

|

2013

|

T. 65, nr 4

468--471

PL

Celem pracy było prześledzenie zmian zachodzących w zaczynach z układu MgO-SiO2-H2O w czasie ich sezonowania w temperaturze 20 °C. W tym celu sporządzono zaczyn spiekanego tlenku magnezu wraz z mikrokrzemionką oraz wodą. Stosunek molowy MgO/SiO2 wynosił 2:1, natomiast stosunek wody do części stałych wynosił 1:2. Sporządzony zaczyn sezonowano w szczelnych polietylenowych workach do 460 dni. Następnie zaczyny po upływie określonego czasu poddawane były badaniom termicznym DTA-TGA-EGA, analizie rentgenograficznej XRD oraz badaniom w podczerwieni FTIR. Dodatkowo próbki zaczynu po sezonowaniu przez 180 dni poddano wygrzewaniu w trzech różnych temperaturach: 500 °C, 700 °C i 900 °C, a następnie zbadano je za pomocą analizy XRD. W wyniku badań stwierdzono, że wraz z upływem czasu sezonowania zmienia się uporządkowanie wewnętrzne w zaczynach, jak również pojawiają się nowe fazy uwodnione związane z warstwowymi krzemianami magnezu.

EN

The aim of this work was to investigate changes that occur in pastes from the MgO-SiO2-H2O phase system during ageing at 20 °C. The study consisted on preparation of pastes showing a MgO:SiO2 ratio of 2 and a water to solid ratio of 0.5. The obtained mixtures were aged up to 460 days at 20 °C. All the samples were placed in sealed polyethylene bags. After the specific time, free water was removed from the pastes. Examination of the aged pastes included thermal, XRD and FTIR analyses. Additionally, after 180 days, the samples of pastes were heated at 500 °C, 700 °C or 900 °C for 24 hours, and after that examined by XRD. The research revealed changes in the internal arrangement of pastes with the aging time, and the formation of new hydrated phases associated with layered magnesium silicates.