Głównym składnikiem wielu odmian zasadowych materiałów ogniotrwałych jest tlenek magnezu, który przyczynia się do bardzo dobrej odporności chemicznej na działanie czynników alkalicznych takich materiałów. Wybitnie zasadowy charakter wyrobów powoduje, że są one odporne na działanie m.in. zasadowych żużli, wapna, klinkieru cementowego. Jednocześnie szybko korodują w środowisku kwaśnym. Słabą ich stroną jest również mała odporność na nagłe zmiany temperatury– wstrząsy cieplne. Często spotykanym rozwiązaniem tego problemu było i jest wprowadzenie drugiego składnika, jakim są spinele i/lub substancje spinelotwórcze. Do magnezjowych mas dodaje się np. koncentrat rudy chromowej, który przyczynia się do poprawy odporności na wstrząsy cieplne przy równoczesnej poprawie odporności chemicznej gotowego wyrobu. Można również wprowadzać spinel magnezowo-glinowy.
| PEŁNA WERSJA ARTYKUŁU DO POBRANIA | ||
| dr inż. Robert Kusiorowski |
||
|
|
||
| STRESZCZENIE: |
|
Praca prezentuje wyniki badań nad zastosowaniem tlenku cyrkonu jako dodatku modyfikującego właściwości magnezjowych wyrobów ogniotrwałych. Celem pracy było opracowanie nowego tworzywa ogniotrwałego z układu MgO-ZrO2 o wysokiej odporności na wstrząsy cieplnej przy jednoczesnej wysokiej odporności na korozję. W badaniach zastosowano dostępny handlowo klinkier magnezjowy otrzymywany z solanek oraz tlenek cyrkonu w formie jednoskośnej (baddeleyitowej). Zbadano wpływ uziarnienia mas oraz określono wpływ wprowadzanego tlenku cyrkonu na podstawowe właściwości tworzyw modyfikowanych dodatkiem ZrO2, tj. skurczliwość całkowitą, gęstość pozorną, porowatość otwartą, wytrzymałość na ściskanie, przepuszczalność gazową oraz odporność na wstrząsy cieplne (cykle wodne). Dla wybranych tworzyw przeprowadzono również badania odporności na korozję wobec dwóch różnych zestawów korozyjnych, charakterystycznych dla odmiennych obszarów stosowania. Dokonano również obserwacji mikrostruktury otrzymanych tworzyw metodą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM). Uzyskano tworzywa o dobrej stabilności wymiarowej (skurczliwość wypalania poniżej 1%), wytrzymałości na ściskanie 50÷70 MPa, porowatości otwartej 14÷16% i odporności na wstrząsy cieplne 8÷10 cykli (950°C – woda). Dodatek tlenku cyrkonu poprawiał odporność korozyjną tworzyw. |
| SUMMARY Magnesia refractory with zirconium oxide addition |
| Results of the study concerning ZrO2 as a modifying agent of magnesia refractory are presented. The aim was to develop a new MgO-ZrO2 refractory material with high thermal shock resistance and corrosion resistance. In the experiments, commercially available synthetic magnesia clinker and monoclinic zirconia (baddeleyite form) were used. The effect of ceramic mass grain size distribution and the introduced amount of zirconium oxide on the properties of MgO-ZrO2 ceramics was determined. Properties of final samples such as linear shrinkage, open porosity, apparent density, cold crushing strength, gas permeability and thermal shock resistance (water cycles) were measured. For selected materials, corrosion resistance against two different corrosive agents was determined. Microstructure of obtained ceramics was also investigated by SEM. The obtained ceramics revealed: good dimensional stability (firing shrinkage less than 1%), high cold crushing strength of 50÷70 MPa, typical open porosity (14÷16%) and high values of thermal shock resistance (8-10 water cycles). The addition of zirconia was proved to enhance the corrosion resistance of ceramics. |
| Zapraszamy do składania zamówień na prenumeratę i numery archiwalne |
Absolwent Wydziału Chemicznego Politechniki Śląskiej w Gliwicach, gdzie w 2014 roku uzyskał stopień naukowy doktora nauk technicznych w zakresie technologii chemicznej; od 2016 adiunkt w Instytucie Ceramiki i Materiałów Budowlanych – Oddział Materiałów Ogniotrwałych w Gliwicach. W ramach pracy doktorskiej zajmował się problematyką termicznego rozkładu i utylizacji odpadów azbestowych, ze szczególnym uwzględnieniem materiałów azbestowo cementowych. Obecnie zajmuje się badaniami związanymi z modyfikowaniem zasadowych materiałów ogniotrwałych; jego zainteresowania naukowe dotyczą również obszaru wytwarzania ceramicznych materiałów budowlanych z wykorzystaniem surowców odpadowych. Autor i współautor kilkunastu publikacji naukowych.
Newsletter