167974. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagytömörségű bázikus tűzálló idom, főként tégla előállítására
3 167964 4 tal a legfontosabb tulajdonságokat hordozó direkt kötés a szokásos égetési hőmérsékleten is létrejön. Találmányunk azon alapul, .hogy találtunk olyan katalizátorként működő adalékokat, amelyek jelenlétében ezek bomlástermékeit tartalmazó atmoszférában a szemcsék felületén átmenetileg defektes kristályszerkezet alakul ki, amelyben, részben szilárd fázisban, részben olvadékban és részben gáz fázisban az anyagtranszport végbemehet, a szilárd oldatok hamar egyensúlyba jutnak és a szemcsék között direkt kötés alakul ki. Kísérleteink során megfigyeltük, hogy ha a magnezit-tégla készítésénél a magnezit-szinter szemesekévé rék finom frakciójának legalább egy részét olyar finom szemcséjű, kausztikusra égetett magnézium oxiddal helyettesítjük, amely homogén eloszlásban néhány s% magnéziumfluoridot (MgF2 ) is tartalmazott, akkor a magnezit-tégla égetés szokásos hőmérsékletén, 1650 C°-on, oxigén-tartalmú gázközegben, amely kis párateltségű volt és tartalmazta a magnéziumfluorid bomlástermékeit is, már 1 óra alatt sikerült nagytömörségű, nagy hideg- és meleg-nyomószilárdságú magnezit idomtesteket nyerni, amelyekben a magnéziumfluorid már nem volt kimutatható és fluort is csak nyomokban tartalmazott. A magnéziumfluoridnak a fentiek szerinti kedvező, a diffúziós folyamatokat katalizáló hatását tapasztaltuk magnezitkróm, krómmagnezit, valamint dolomit próbatestek esetében is. Azt is megfigyeltük, hogy a magnéziumfluorid helyett alkalmazható ammóniumfluorid (NH4 F), ammóniumhidrogén-fluorid (NH4 HF 2 ), hidrogénfluorid (HF), vagy ezek kombinációinak keveréke is. Ezek hatása azonos a magnézhimfluoridéval, ha fluor-tartalomra azonos mennyiségben alkalmazzuk őket. Ezekből ugyanis viszonylag alacsony hőmérsékleten, jóval a kötés kialakulása előtt szintén magnéziumfluorid keletkezik és mint ilyen fejti ki a hatását. A magnéziumfluoridnak, illetve az azt eredményező fluorvegyületeknek a direkt kötés kialakulásában játszott szerepe, hatásmechanizmusa még alig ismert. Feltehető, hogy a periklász-periklász, a periklász-spinel, a periklász-kalciumoxid kristályszemcsék felületén defektes kristályszerkezetet alakít ki bomlástermékeinek időleges megkötése és kölcsönhatása folytán. A defektes szerkezet a merevebb oxigén rácsban alakul ki, amelynek diffúziója normális körülmények mellett nagyságrenddel kisebb sebességű, mint a bennük levő fémionoké. A defektes szerkezetű szemcsefelületeken ez a helyzet alapvetően megváltozik. A szilárd fázisú reakciók sebessége megnő, az aktiválási energia csökken. Nincs kizárva egy vagy több folyékony nem-szilikát fázis átmeneti keletkezése sem, amely lehetővé teheti a szemcsék egymáson való könnyebb elcsúszását, ezáltal a szorosabb illeszkedést és ezzel összefüggően az anyagtranszport meggyorsulását. Nem hanyagolhatók el a katalizátorként ható fluorvegyületek gáz-gőz fázisban végbemenő reakciói sem. Ezek azon túlmenően, hogy a periklász, kromit és CaO szemcsék átmenetileg defektes szerkezetéhez szállítanak anyagot, illékony vas- és krómvegyületek . képzése révén egymástól távoleső felületek reagálását is közvetítik. Ennek eredményeként a bázikus tűzállóanyagban homogénebb, tömörebb szerkezet alakul ki. Az említett fluorvegyületek e mellett megnövelik a különböző anyagú kristályszemcsék növekedési hajlamát, készségét is. Különösen jelentős ez a dolomittégla esetében, amelyben a CaO kristályok nagysága-5 val fordítottan arányos a légköri nedvességgel szembeni aktivitás, hidratációs hajlam. Különösen kedvezően hatnak az említett fluorvegyületek a periklász-kromit szemcsék közötti direkt kötés kialakulására egyrészt azzal, hogy rendkívül 10 meggyorsítják a spinel és a periklász fázisokba való kölcsönös beoldódásokat és a rendszer viszonylag sokkal hamarabb eljut a „közel egyensúlyi" helyzethez, másrészt hatásukra megjavul a krómérc minősége azáltal, hogy kovasav-tartalma csökken, mert SiF4 15 alakban elpárolog. A találmány szerinti eljárás lényege tehát, hogy az összes oxidmennyiség 3—25%-ának megfelelő mennyiségű porszerű, előnyösen 0,05 mm alatti szemcseátmérőjű, kausztikusra égetett magnéziumoxidot ösz-20 széke verünk az összes oxidmennyiség 0,1—5,0 s%ának megfelelő mennyiségű magnéziumfluoriddal és/ vagy ammóniumfluoriddal és/vagy ammóniumhidrogén-fluoriddal és/vagy hidrogénfluorid előnyösen 38 s%-os vizes oldatával, mint katalizátorokkal. Ezt a 25 keveréket összekeverjük az alapanyaggal, homogenizálunk, majd nedvesítés, formázás, ill. sajtolás, valamint előnyösen 110—125 C° hőmérsékleten való szárítás után, előnyösen legalább 1 térf. % oxigént és legfeljebb 120 g/Nm3 vízgőzt tartalmazó gázatmoszférában 30 1500-1700 C° hőmérsékleten kiégetjük. A találmány szerinti eljárás példaképpeni foganatosítási módjait tűzálló tégla előállításával kapcsolatban ismertetjük. Az 1—4. példák magnezit-szinter, az 5—16. példák magnezit-szinter és krómérc, végül a 35 17-19. példák dolomit-szinter alapanyagú tűzálló idomok készítését ismertetik. 1. példa Nagytömörségű, direkt-kötésű magnezit tégla ido-40 mot állítunk elő. Ehhez katalizátor-keveréket készítünk, 2,95 kg technikai minőségű, 0,05 mm alatti szemcseátmérőjű magnézium-fluorid (MgF2), 0,19 kg technikai minőségű, 0,1 mm alatti szemcseátmérőjű ammóniumfluorid (NH4F) és 0,30 kg techni-45 kai minőségű, 0,1 mm alatti szemcseátmérőjű ammónium hidrogénfluorid ((NH4 HF 2 ) elegyítésével, s ezt technikai minőségű hidrogénfluorid (HF) 0,26 kg 38 s%-os vizes oldatával megnedvesítjük. A katalizátorkeveréket Eirich-rendszerű keverőben homogénen el-50 keverjük 18 kg 750 C°-on kausztikusra égetett magnéziumoxid (MgO) 0,05 mm alatti szemcseátmérőjű porával, melynek kémiai összetétele: 99,44 s% MgO, 0,34 s% CaO, 0,10 s% Fe2 0 3 és 0,12 s% Si02 . Ezt követően folytatólagosan 82 kg száraz magne-55 zit-szintert keverünk a fenti anyagokhoz. A magnezitszinter kémiai összetétele: 99,6 s% MgO, 0,32 s% CaO, 0,05 s% Fe2 0 3 és 0,03 s% Si0 2 ; égetési hőmérséklete 1750 °C térfogatsúlya 3,46 g/cm3 . A magnezit-szinter szemcseszerkezete: 26 kg 3—5 mm, 60 30 kg 1-3 mm, 8 kg 0,5-1 mm szemcseátmérőjű és 18 kg 0,1 mm alatti szemcseméretű Az Eirich-rendszerű keverőben homogenizált keveréket 3 kg vízzel megnedvesítjük és ebből az anyagból 1200 kp/cm2 nyomással szabványos méretű tégla 65 idomokat sajtolunk, majd ezeket 1 órán keresztül 1
