Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Ocena środowiskowa technologii wytwarzania proppantu na podstawie analizy LCA – analiza porównawcza

Serkowski S., Korol J.

Szkło i Ceramika

|

2014

|

R. 65, nr 5

12--15

PL

W pracy przedstawiono wyniki oceny środowiskowej dwóch technologii produkcji proppantu. Podobnie jak w przypadku wytwarzania granulatów ceramicznych technologia klasyczna obejmuje przemiał surowców na mokro w młynie kulowym oraz granulację w suszarni rozpyłowej. Nowa technologia opiera się na energooszczędnym przemiale surowców wilgotnych w młynie suszącym oraz granulacji w mieszalniku intensywnym. Analizę środowiskową dwóch technologii granulacji wykonano na podstawie techniki oceny cyklu życia LCA (Life Cycle Assessment). Zastosowanie LCA pozwoliło na wyznaczenie różnych kategorii wpływu na środowisko, w tym wskaźników emisji gazów cieplarnianych porównywanych technologii i wskaźnika skumulowanego zapotrzebowania na paliwa kopalne. Wyznaczono również wskaźnik uwzględniający kategorie szkód dla zdrowia człowieka, jakość ekosystemu oraz zużycie zasobów kopalnych. Ocena środowiskowa została przeprowadzona zgodnie z normą PN-EN ISO 14044:2009, czterema metodami oceny wpływu: ReCiPe, IPCC, CED. Ponieważ wypalanie uzyskanego omawianymi technologiami granulatu jest realizowane w piecach obrotowych, w analizie porównawczej uwzględniono jedynie operacje technologiczne przygotowania granulatu do wypalenia.

EN

In this paper result of the environmental assessment of two proppant production technology is presented. Similarly as in the preparation of ceramic granules, classical technology includes as follow: milling of raw materials in a wet ball mill and spray-drying granulation. The new technology is based on low-energy wet milling of raw materials with use of drying mill and granulation in an intensive mixer. Environmental analysis was done for two technologies of granulation, based on life cycle assessment LCA (Life Cycle Assessment). Use of LCA analysis allowed to indicate different categories of environmental impact of compared technologies, including the emission of greenhouse gases and cumulative energy demand. The environmental assessment was carried out in accordance with PN-EN ISO 14044:2009, based on three methods of impact assessment: ReCiPe, IPCC, CED. Because of firing of compared granules in both cases is carried out in rotary kilns, comparative LCA analysis include technological operations of preparation of granules for firing.

2

Materiały ogniotrwałe o zredukowanych rozmiarach porów

Wojsa J., Śliwa A., Serkowski S.

Materiały Ceramiczne

|

2011

|

T. 63, nr 3

570-573

PL

Zaprezentowano koncepcję i możliwości wynikające z zastosowania dwóch niestandardowych operacji technologicznych, tj. Nasycania wyrobów wypalanych oraz granulowanie mas gruboziarnistych. Nasycanie materiałów zasadowych roztworami wodnymi zawierającymi wybrane sole powoduje korzystne zmiany mikrostruktury polegające na redukcji porowatości otwartej o 2-3 %, zmniejszeniu średniej średnicy i mediany rozkładu średnic porów odpowiednio o 25-40 % i 30-50 % oraz wzroście udziałów porów o średnicach mniejszych niż 10 žm kosztem porów większych. Skutkiem tych zmian jest wzrost odporności korozyjnej tworzyw. Przedstawiono dodatkowe efekty nasycania, w tym wzrost odporności na hydratację w warunkach hydrotermalnych. Na przykładzie materiału wysokoglinowego, zaczerpniętym z literatury, wskazano możliwość zastosowania operacji nasycania do zmiany reaktywności wyrobu w sposób wynikający z mechanizmu korozji. Przedstawiono wyniki badań technologicznych nad wykorzystaniem techniki granulowania mas gruboziarnistych do otrzymywania zasadowych i glinokrzemianowych formowanych materiałów mikroporowatych. Materiał magnezjowy mikroporowaty wykazał ponadto odporność na wstrząsy cieplne na poziomie 11 cykli (1000°C-woda). Nowością materiałową jest tworzywo z układu MgO-Al2O3-SnO2 mikroporowate i odporne na wstrząsy cieplne. Otrzymano materiał magnezjowo-chromitowy zawierający ok. 20 % Cr2O3, charakteryzujący się zredukowanymi rozmiarami porów i odpornością na wstrząsy cieplne wyższą o połowę od materiału wzorcowego. Wykazano, że zastosowanie nowej techniki umożliwia uzyskanie materiałów wysokoglinowych o udziale porów o średnicach poniżej 3 žm, na poziomie 70-ciu %. Wskazano podstawowe obszary stosowania nowych lub ulepszonych materiałów.

EN

The work presents a concept and possibilities resulting from the application of two non-standard technological operations, i.e. fired products impregnation and coarse-grained mix granulation. Impregnation of basic materials with water solutions containing selected salts causes favourable microstructural changes, namely the reduction of open porosity by 2-3 %, the reduction of average pore diameter and pore diameter distribution median by 25-40 % and 30-50 % respectively as well as an increase in the share of pores having diameters below 10 žm at the cost of larger pores. These changes result in enhanced corrosive resistance of products. Additional effects of impregnation have been presented, including increased resistance to hydration in hydrothermal conditions. A possibility to use this procedure for changing the reactivity of a product in a way, which results from the corrosion mechanism has been presented on the basis of a literature example of a high-alumina product. The results of technological investigations into the use of coarse-grained mix granulation technologies to obtain formed micro-porous basic and alumina-silicate materials have been presented. The microporous magnesia material additionally displayed thermal shock resistance reaching the level of 11 cycles (1000°C-water). A novelty in the field of materials is a material from the MgO-Al2O3-SnO2 system, which is microporous and resistant to thermal shocks. A magnesia-chromite material containing ca. 20 % of Cr2O3 has been obtained. It is characterised by reduced pore sizes and thermal shock resistance by 50 % higher than the standard material. It has been proved that the application of the new technology enables obtaining high-alumina materials with a 70 % share of pores having diameters less than 3 žm. Basic areas of application for the new or improved materials have been identified.

3

Energooszczędna technologia przygotowania granulatów ceramicznych. Cz. II – Właściwości granulatu

Izak P., Serkowski S.

Materiały Ceramiczne

|

2011

|

T. 63, nr 3

552-557

PL

Nowe konstrukcje maszyn do mielenia, mieszania i granulacji stwarzają szanse znacznych oszczędności energii przy zachowaniu wymaganego poziomu jakości, a nawet umożliwiają osiągnięcie znaczącego postępu jakościowego w procesie przygotowania mas i granulatów. W pracy przedstawiono charakterystykę masy ceramicznej gres porcellanato, granulowanej metodą mieszalnikową Eiricha oraz suszenia rozpyłowego. Szczególną uwagę zwrócono na sposoby określania właściwości mas granulowanych.

EN

The new installation of milling, mixing and granulation machines, preserving high quality of mass preparing, causes appreciable economy of energy. In this paper, characteristics of ceramic gres porcellanato mass granulated by both Eirich typ R mixer and spray dryer have been shown. Special attention has been paid to methods of property determination of granulated ceramic masses.

4

Energooszczędna technologia przygotowania granulatów ceramicznych. Cz. I – Przemiał i granulacja

Serkowski S., Guenter H.

Materiały Ceramiczne

|

2011

|

T. 63, nr 2

266-272

PL

Aktualnym standardem technologicznym wytwarzania granulatów ceramicznych w produkcji płytek ceramicznych jest przemiał na mokro i wytwarzanie granulatu w suszarniach rozpyłowych. Są to rozwiązania wysoce energochłonne, a zwłaszcza proces wytwarzania granulatu z gęstwy ceramicznej. W artykule przedstawiono nową koncepcje technologiczną charakteryzującą się wydatnie zmniejszoną energochłonnością. Zastosowanie nowoczesnego, ciągłego przemiału surowców wilgotnych z separacją ziaren prowadzi do znaczącego obniżenia zużycia energii. Wysoki stopień automatyzacji sterowania procesem przemiału umożliwia łatwe sterowanie stopniem przemiału i pobór energii w zależności od wielkości i wilgotności nadawy. Suche mlewo uzyskane w proponowanej instalacji jest granulowane w mieszalniku intensywnym przy minimalnym dodatku wody. W procesie standaryzacji uzyskuje się granulat o uziarnieniu takim samym jak w suszarniach rozpyłowych. Granulat uzyskany tą metoda posiada o ok. 10 % wyższą gęstość ponieważ nie zawiera pustych granul, a materiał granulowany jest lepiej zagęszczony. Proponowana technologia cechuje się małymi gabarytami urządzeń, wysokim stopniem automatyzacji i umożliwia zredukowanie poboru energii ok. 8 razy w przypadku stosowania suchych surowców i ok. 4-5 razy w przypadku stosowania surowców o średniej wilgotności 8-9 %. Zaprezentowano wyniki badań laboratoryjnych i prób przemysłowych oraz analizę efektów ekonomicznych wynikających z obniżenia zużycia wody i energii, a także wykazano możliwość eliminacji stosowanych w tradycyjnej technologii dodatków upłynniających i spoiw.

EN

Wet milling and production of granulates in spray dryers is the current technological standard of the production of ceramic granulates in the manufacturing of ceramic tiles. These solutions, and particularly the process of producing the granulate from a ceramic slurry, are highly energy-consuming. The article presents a new technological concept characterized by significantly lower consumption of energy. The use of the modern continuous milling of wet materials with grain separation leads to significant reduction of energy consumption. High automation of the milling process control allows for easy control of the milling degree depending on the feed size and moisture. Dry material obtained in the presented installation is granulated in an intensive mixer with the minimum addition of water. During the standardization process, the granulate obtained is of the same graining as the granulate obtained in spray dryers. Density of granulate obtained by means of this method is about 10 % higher as it does not contain hollow granules and the granulated material is more concentrated. The article depicts the results of laboratory analyses and industrial tests; it also analyses the economic effects arising from the reduction of water and energy consumption. Moreover, the article focuses on the possibility to eliminate fluidifying additives and binding agents used in the traditional technology. The suggested technology is characterized with small device dimensions, high level of automation, and it makes it possible to reduce energy consumption by approximately 8 and 4-5 times in case of using the dry and medium moisture materials, respectively.

5

Granulacja MoO3 jako półproduktu do procesu stopowania - analiza procesu i właściwości granulatu

Jarosz P., Małecki S., Galanty M., Serkowski S.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2010

|

R. 55, nr 10

666-674

PL

W artykule poddano analizie proces granulacji MoO3 z zastosowaniem różnych lepiszczy oraz z dodatkiem fazy metalicznej jako reduktora. Granulacja jest niezbędnym, wstępnym etapem przygotowania związków molibdenu do ich wprowadzenia do ciekłych stopów na osnowie żelaza. Dla wytworzonych w szybkoobrotowym mieszalniku granul wykonano szereg pomiarów, zmierzających do określenia optymalnego rodzaju lepiszcza i jego ilości. Stwierdzono, że z uwagi na przeznaczenie granul MoO3 do procesu stopowania najlepszymi lepiszczami są szkło wodne i nasycony roztwór Na2CO3. Podano wartości podstawowych parametrów granulatu - gęstość pojedynczej granuli, gęstość nasypową, wytrzymałość na ściskanie i inne. Określono optymalne parametry procesu granulacji MoO3 z udziałem reduktorów metalicznych w postaci podziarna żelazokrzemu i wiórów siluminowych.

EN

In the presented work a process of MoO3 granulation with a different kinds of binders and with an addition of a metallic phase as a reducer, was analysed. The granulation is an essential part of preparing molybdenum compounds before alloysing an iron based materials. Various measurements leading to determine an optimal kind and quantity of binder for granules formed in high-rotational mixer, were conducted. It was determined that taking into account MoO3 granules' destination, the best binders for alloying process are liquid glass and saturated solution of Na2CO3. Fundamental parameters of granulate such as density of a single granule, apparent density, compressive strength and others were presented. Optimal parameters of MoO3 granulation process with metallic reducers such as ferrosilicon undergrains and silumin chips were determined.

6

Mikroporowate ogniotrwałe tworzywo z proszku ZrO2

Serkowski S., Korol J.

Materiały Ceramiczne

|

2009

|

T. 61, nr 4

238-243

PL

Rozwój koncepcji wytwarzania mikroporowatej ceramiki ogniotrwałej z mas proszkowych opiera się na postępie w zakresie efektywnego wstępnego zagęszczania proszków ceramicznych. Technologią, która oferuje wysoki poziom wstępnego zagęszczenia jest granulacja próżniowa. W artykule zaprezentowano efektywność tej technologii i określono wpływ składu ziarnowego proszku na stopień zagęszczenia granulatu. W dalszej części przedstawiono wyniki badań nad wytwarzaniem mikroporowatego tworzywa z tlenku cyrkonu. W badaniach zastosowano tani, niskiej czystości chemicznej gruboziarnisty proszek ZrO2 częściowo stabilizowany tlenkiem wapnia. Celem było uzyskanie mikroporowatej struktury tworzywa o możliwie wysokim stopniu zagęszczenia. Aby ograniczyć do minimum skurczliwości wypalania w procesie przygotowania proszku zastosowano technologię granulacji próżniowej. Umożliwiło to uzyskanie wyprasek o gęstości pozornej 78% TD z bardzo korzystnym jednomodalnym rozkładem porów o średniej średnicy 0,36 mikrometrów. W procesie spiekania uzyskano bardzo korzystną mikrostrukturę tworzywa o silnie zagęszczonych warstwach powierzchniowych i małych, zamkniętych porach. Taka mikrostruktura gwarantuje wysoką odporność na infiltrację przez ciekłe metale i żużle.

EN

Development of manufacturing conception of microporous refractory materials made from powders is based on the progress in area of effective preliminary densification of ceramic powders. Vacuum granulation is a production technology, which allows us to obtain high level of preliminary densification. In this paper, the efficiency of vacuum granulation technology is shown and the influence of grain size distribution of the powder on granules densification is determined. The research results are presented for manufacturing the microporous refractory material based on a ZrO2 powder. In the research, the cheap, Iow chemical purity and coarse ZrO2 powder, partially stabilized with CaO was used. The aim of this research was to obtain the material of microporous structure and with high densification level. A vacuum granulation technology was used for the powder preparation in order to reduce shrinkage to minimum during sintering. This technology allows us to obtain green compacts with an apparent density of 78% TD and the very advantageous unimodal pore size distribution with an average diameter of 0,36 µrn. During sintering process, a very advantageous microstructure of the material was obtained with high densification level at surface areas and small closed pores. This microstructure guarantees high resistance against infiltration by liquid metals and slag.

7

Energooszczędne technologie przygotowania ceramicznych mas granulowanych.

Serkowski S., Izak P.

Szkło i Ceramika

|

2007

|

R. 58, nr 2

31-37

PL

Proces przygotowania mas ceramicznych, w tym mas granulowanych według tradycyjnych i już utrwalonych od kilkunastu lat technologii cechuje duże zużycie energii. Wynika to przede wszystkim z powszechnie stosowanego przemiału na mokro w młynach kulowych oraz prowadzenia procesu granulacji w suszarniach rozpyłowych. Nowe konstrukcje maszyn do mielenia, mieszania i granulacji stwarzają szanse znacznych oszczędności energii przy zachowaniu wymaganego poziomu jakości, a nawet umożliwiają osiągnięcie znaczącego postępu jakościowego w procesie przygotowania mas i granulatów. W artykule przedstawiono koncepcje modernizacji technologii przygotowania ceramicznych mas granulowanych ukierunkowanych na znaczącą oszczędność energii.

EN

Traditional preparing of ceramic granulated mass is very high-energy process. It is a result of common use wet milling in ball-grinders and granulation in spray drier. The new installation of milling, mixing and granulation machines preserving high quality of preparing masses causing appreciable economy of energy. In this paper conception of preparing techniques modification has been shown.

8

Model zagęszczania granulowanych proszków ceramicznych.

Izak P., Lis J., Serkowski S.

Szkło i Ceramika

|

2005

|

R. 56, nr 5

2-6

PL

Najczęściej stosowany sposób formowania wyrobów ceramicznych z mas granulowanych przez prasowanie nadal nie jest ostatecznie poznany. Wiąże się to z występowaniem wielu zjawisk, które w zależności od warunków prowadzenia tej operacji w większym lub mniejszym stopniu wpływają na końcowy wynik zagęszczania. Do matematycznego opisu zagęszczania ceramicznych proszków granulowanych najczęściej stosuje się model Thompsona i Ballhausena-Gąsiorka. Jednakże model Thompsona jest trudny w praktycznym stosowaniu (7 stałych materiałowych), natomiast model Ballhausena-Gąsiorka dotyczy prasowania jednokierunkowego jednostronnego. W pracy rozwinięto teorię Ballhausena-Gąsiorka o wyprowadzenie równania zagęszczania proszków ceramicznych dla prasowania jednokierunkowego dwustronnego oraz udowodniono niezależnymi metodami, że następuje liniowy spadek średniej gęstości warstw wzdłuż kierunku prasowania. Określono przyczyny powstawania defektów granulek uzyskiwanych metodą suszenia rozpyłowego. Podano również inne informacje przydatne w procesie formowania wyrobów ceramicznych przez prasowanie.

EN

Most often the practical technology of forming of ceramic articles from granulated masses by a pressing method still in general range is not enough recognized. The pressing technological operations are strongly connected with a rheology and physical-chemical property of powders. To description of decay of a stress inside compaction most often profits oneself from the model Thompson or Ballhausen-Gąsiorek. The Thompson model refers of the pressing process one-axis two-sided but is mathematical complicated and with difficulty uses oneself him in an industrial practice. Considerably easier in practical usage is model Ballhausen-Gąsiorek. However it refers of a pressing process one-axis one-sided. The present elaboration development the theory Ballhausen-Gąsiorek in relation to a pressing one-axis two-sided. The modified Ballhausen-Gąsiorek equalization is a more generalized formula of the thickening granulated ceramic powders and has more a utilitarian meaning in pressing one-axis (one-sided, two-sided) and also multidirectional. With the independent methods the linear decreases of an average density of layers compaction along on pressing direction has been proved. Thus the new generalized model base on linear dependence of the density along direction of pressing. Founded also that reason the defect granule formation is internal circulation suspensions in drop slurry during desiccations in chamber of a spray dryer. One gave the guidelines for correct leaderships of process of ceramic powders densifications.

9

Technologie recyklingu pyłów i szlamów metalurgicznych

Blatz J., Serkowski S.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2005

|

Vol. 72, nr 5

288-292

PL

W artykule przedstawiono przegląd aktualnie stosowanych w hutach europejskich technologii utylizacji i recyklingu pyłów i szlamów metalurgicznych. Scharakteryzowano omawiane technologie podkreślając znaczenie poszczególnych operacji technologicznych, a szczególnie metod przerobu pyłów i szlamów na efektywność procesu utylizacji. Na tym tle dokonano analizy możliwości wykorzystania zaawansowanych technik mieszania i granulacji w krajowym hutnictwie, podkreślając efekty wynikające z właściwego doboru techniki mieszania i granulacji. Wykazano, że takie podejście umożliwia znaczną redukcję kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych przede wszystkim w zakresie procesu odwadniania szlamów.

EN

It shows the characteristics of those Technologies, mostly the meaning of each particular technological operation, especially the processing methods of dust and slurry on the effectivity of the utilization. The authors carried out the analyses of the possibility of using the advanced techniques of mixing and granulation in the Polish metallurgy marking out consequential effects of the proper selection of the mixing and granulation technique. It is proven that such an approach makes possible the significant reduction of investment an operation costs in the range od dewatering of slurry process.

10

Koncepcja technologii przerobu mułków zgorzelinowych pod kątem ich recyklingu

Korol J., Serkowski S.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2005

|

Vol. 72, nr 5

296-300

PL

W pracy przedstawiono opracowanie koncepcji technologicznej przerobu mułków zgorzelinowych pod kątem ich recyklingu. Wychodząc naprzeciw wymogom stawianym przez Unię Europejską w porozumieniu z działem spiekalni jednej z krajowych hut podjęto próbę otrzymania granulatu o optymalnych właściwościach, który ma zostać poddany recyklingowi poprzez dodanie go do wsadu wielkopiecowego i spiekalniczego. Materiał stosowany do badań stanowiły pył z elektrofiltrów spiekalni, mułek zgorzelinowy i koksik. Przedstawiono kilka sposobów przerobu mułków zgorzelinowych w celu ich zawrócenia do procesu metalurgicznego. Realizacja każdego z nich wiąże się z innym poziomem nakładów inwestycyjnych, ale też oferuje inny poziom bezpieczeństwa środowiskowego i efektywności ekonomicznej i technologicznej.

EN

In this paper is shown conception of technology of processing mill-scale for recycling into the sinter plant and blastfurnace process. For research were used materials like: dust from dry electrostatic precipitator, mill-scale (significant oil content) and quick coke. There is a few ways of processing mill-scale for recycling, each of them offer different level of environmental benefits, technology and economic efficiency.

11

Procesy utylizacji odpadów przemysłowych występujących w formie pyłów i szlamów

Serkowski S.

Ochrona Powietrza i Problemy Odpadów

|

2003

|

Vol. 37 nr 6

185-194

PL

Tematem artykułu jest zastosowanie nowych urządzeń i typowo ceramicznych procesów technologicznych w procesach utylizacji przemysłowych odpadów w formie pyłów i szlamów. Przedstawiono nowe koncepcje technologiczne procesów intensywnego mieszania z jednoczesną granulacją. W procesie utylizacji szczególnie niebezpiecznych odpadów występujących w postaci szlamów rekomendowano zastosowanie nowoczesnej technologii próżniowego suszenia i granulacji. Podano przykładowe aplikacje technologii próżniowej i techniki intensywnego mieszania w procesach utylizacji różnego rodzaju odpadowych szlamów i pyłów.

EN

Application of innovative machinery and technologies that are of typical ceramic character for the utilization processes of dust and slurry wastes of industrial origin has been proposed in this article. New technological operations based on intensive mixing procedure and peletisation have been presented. An innovative technology of vacuum mixing and peletising has been discussed as an alternative for treating hazardous slurry wastes. Intensive mixing technique has been described in details. Examples of application of two technologies: intensive mixing and peletising for the utilization of different types of hazardous slurry and dust wastes from industrial processes have been provided.

12

Operacje technologiczne w procesach utylizacji odpadów przemysłowych

Serkowski S.

Ceramika. Materiały Ogniotrwałe

|

2000

|

R. 52, nr 1

5-14

PL

Zastosowanie typowych dla ceramiki procedur technologicznych i nowych rozwiązań konstrukcyjnych urządzeń zostało zaproponowane do zastosowania w dziedzinie utylizacji odpadów przemysłowych. Technologie mieszania i granulacji zostały szczegółowo omówione jako podstawowe operacje w tym zastosowaniu. Metoda próżniowej granulacji i suszenia szlamów została zaprezentowana dla obróbki odpadów zawierających lotne i szczególnie niebezpieczne dla środowiska składniki. Przedstawiono główne koncepcje utylizacji suchych pyłów, szlamów i mieszanin szlamów z suchymi pyłami.

EN

Applying the new construction of machinery and typical ceramic technologies in the processes of industrial waste utilization has been proposed in this article. The basic technological operations are; modern intensive mixing procedure and pelletisation. For treatment of very wet and hazardous waste modern technology of vacuum mixing and pelletising is presented. Intensive mixing technique has been described in details. Two main technologies are presented in the paper: utilization of hazardous slurries and technology of mixing and pelletising different kinds of slurries and dusts.

13

Wpływ składu atmosfery na przebieg reakcyjnego spiekania ceramiki SiC.

Serkowski S.

Inżynieria Materiałowa

|

1999

|

R. XX, nr 3-4

163-167

PL

Węglik krzemu jest materiałem o szczególnym znaczeniu w obszarze ceramiki zaawansowanej, ponieważ dzięki wysokiej trwałości i doskonałej wytrzymałości, również w wysokich temperaturach, znajduje zastosowanie w wielu dziedzinach techniki. Dodatkowym atutem jest dobra odporność na utlenianie wynikająca z tworzenia się na jego powierzchni ochronnych warstewek SiO2. Odznacza się także wysoką odpornością na szoki termiczne jako wynik relatywnie niskiej rozszerzalności cieplnej i dobrego przewodnictwa ciepła. Wyroby z węglika krzemu można podzielić na trzy kategorie w zależności od techniki ich wytwarzania: reakcyjnego spiekania, spiekania pod ciśnieniem i spiekania (rekrystalizacji). Spiekanie reakcyjne to metoda polegająca na wytwarzaniu fazy wiążącej w spiekanym materiale w wyniku reakcji między węglem (lub jego prekursorem) a stałym lub ciekłym krzemem. Uzyskiwane w ten sposób tworzywa zawierają dość często nieprzereagowane resztki substratów. W układzie C-Si-O-N może powstawać szereg różnych faz: węglik krzemu, azotek krzemu, tlenoazotek krzemu oraz krzemionka. Dwa czynniki określają, które z tych faz stanowią fazy stabilne w tym systemie: temperatura i skład fazy gazowej. Także elementarne procesy syntezy faz stałych przebiegają z udziałem fazy gazowej i dlatego skład atmosfery ma istotny wpływ nie tylko na końcowy rezultat, ale i na szybkość procesów syntezy. W artykule określano warunki stabilności faz stałych w układzie C-Si-O-N. Równowagi miedzy SiC, Si3N4, Si2ON2, Si i SiO2 były określane dla różnych ciśnień parcjalnych tlenu i azotu przy założeniu wysokiej aktywności węgla. Badane próbki modelowe zawierające 40% mieszaniny reakcyjnej węgla i krzemu były spiekane w różnych atmosferach: wodoru, azotu, argonu i w zasypce koksowej. Wyniki analizy fazowej i badań mikroskopowych wykazały bardzo silny i przewidywalny wpływ atmosfery na skład spiekanego materiału. Także gęstość spieków i własności mechaniczne w silnym stopniu zależą od rodzaju fazy powstającej w fazie spiekania.

EN

Silicon carbide is an advanced engineering material that is expected to be used in a wide range of applications thanks to high hardness and good strength retention to high temperature. This phase has good oxidation resistance due to a protective SiO2 surface layer. Its thermal shock resistance is considered good for a ceramic due to its relatively low thermal expansion and high thermal conductivity. Silicon carbide in solid form can be grouped into three categories according to the processing used: reaction-sintered, hot-pressed and sintered. Reaction sintering refers to the reaction between carbon and silicon to form silicon carbide. A mixture of silicon carbide powder and carbon (or a carbonaceous precursor) is heated in the presence of solid or liquid silicon. The results is a nearly comlete conversion to silicon carbide, altough most materials made by this process contain an excess of carbon or silicon. In the system C-Si-O-N several different phase can be formed: silicon carbide, silicon nitride, oxy-silicon nitride and silica oxide. Two factors determine which product of the reaction in this system is stable: temperature and composition of gas phase. Also elementary processes of forming final phase run in gas phase so atmosphere has strong influence on speed of reaction and its final result. In the paper the stability of the phases in equilibrium is calculated for the C-Si-O-N system. Equilibria among SiC, Si3N4, Si2ON, Si, SiO2 and the gas phase are evaluated at different nitrogen and oxygen partial pressure for high carbon activity. Tested specimens containing 40% of the reaction mixture of carbon and silicon were sintered in different atmospheres: hydrogen, nitrogen, argon and under coal powder. Results of phase analysis and microscope observation show strong and predictable influence of gas phase for creating of final composition of sintered material. Density and mechanical behaviour also depend of the results of what kind of bonding phase was obtained.

14

Podstawowe operacje technologiczne w utylizacji odpadów metalurgicznych

Serkowski S.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

1999

|

nr 4

196-204

PL

Zastosowanie typowych dla ceramiki procedur technologicznych i nowych rozwiązań konstrukcyjnych urządzeń zostało zaproponowane do zastosowania w dziedzinie utylizacji odpadów metalurgicznych. Technologie mieszania i granulacji zostały szczegółowo omówione jako podstawowe operacje w tym zastosowaniu. Metoda próżniowej granulacji i suszenia szlamów została zaprezentowana dla obróbki odpadów zawierających lotne i szczególnie niebezpieczne dla środowiska składniki. Przedstawiono dwie główne koncepcje utylizacji szlamów z suchymi pyłami.

EN

Application typical for ceramics technological procedures and new structural solutions of installations for utilization metallurrgical waste is suggested. Mixing and granulation procedures as basic operations are detailed discussed. Vacuum granulation and sludge drying is presented for treatment of waste containing light and particular dangerous for environment constituents. Two principal ideas for utilization sludges with dry dusts are presented.

15

Carbothermal Reduction and Nitridation as a Production Method of Beta-sialon

Sopicka-Lizer M., Serkowski S.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

1999

|

Vol. 47, nr 4

423-439

EN

Sialon ceramics appear to be an attractive engineering material because of their excellent mechanical and thermal properties. Carbothermal production can be the most economical route for the production of the relevant sialon powders if some problems of multiphase composition are overcome. Thermodynamic calculations of the equilibrium composition in the Si-O-N-C and Al-O-N-C systems have been performed in order to predict the most suitable parameters for carbothermal reduction and nitridation. The kinetic parameters influencing the process are reviewed. Special attention is paid to the type of phases occuerring during several stages of the reduction. A new model of chemical reactions in the SiO2-Al2O3-C-N2 system has been proposed.

16

Aqueous processing of SiAlON powders.

Kudyba A., Serkowski S., Hintzen H.T., Metselaar R.

Inżynieria Materiałowa

|

1998

|

R. XIX, nr 4

1268-1271

EN

To manipulate and understand the suspension behaviour in water of carbothermally prepared Ca-alpha-SiAlON and beta-SiAlON powders, to be processed by slip casting, different characterization methods were applied. These concerned: zeta potential, ESA, rheological sedimentation and floc size measurements. The best deflocculation was found at pH 10-11 where both investigated powders showed the lowest viscosity (below 10 MPa's), the lowest sediment volumes and the highest absolute of zeta potentials. At this pH the suspensions where considered to have the most favourable condition for this chosen process. The powders showed similar suspension behaviour (viscosity, behaviour, sedimentation behaviour, isoelectric points) suggesting similar surface characteristics probably due to resemblance of the surface due to oxidation treatment after carbothermal synthesis. Rheometry and zeta potential were found to be fast techniques providing the most useful and complete information of slip behaviour allowing a good choice of suspension parameters.