196157. lajstromszámú szabadalom • Eljárás égetés nélküli, magnezit tűzálló idomok előállítására
1 2 A találmány tárgya eljárás égetés nélküli magnezit tűzálló idomok előállítására. A szakirodalomból ismeretes módszerek szerint égetés nélküli tűzálló idomokat úgy állítanak elő, hogy a) egy tűzálló anyag, például dolomit és/vagy magnezit, valamint egy széntartalnni kötőanyag, például kátrány, szurok, bitumen, kőolaj lepárlási maradék, aszfalt felhasználásával keveréket állítanak elő, majd ezt préselik és temperálják, és az így kapott már szilárd téglákat használják fel a kemencék építőanyagául, vagy b) a tűzálló alapanyaghoz kötőanyagot adnak, hogy az. idomok sajtolás után kezelhetők legyenek, majd a sajtolt formákat 100—300 °C hőmérsékleten szárítják és 1400-1800 °C hőmérsékleten kiégetve kerámia kötést képeznek bennük. Az így előállított vagy az. a) eljárással előállított idomokat ezután szurokkal vagy kátránnyal itatják át (impregnálják) visz-nek fel, hogy a nyitott pórusokat eltömjék, és így használják őket a kemencék építőanyagául. A kemencében uralkodó magas (1600 °C körüli) hőmérséklet hatására a széntartalmű kötőanyag, ill. pórustömítő anyag (impregnálószer) hőbomlást szenved. Az a) eljárással előállított téglában a szén tartalmú anyag kokszolódik, és szilárd szén vázat képez. A szénváz minősége nemcsak az elem integritása és szilárdsága szempontjából, hanem a salakkal szembeni ellenállóképesség szempontjából is fontos. Ezért az ismert eljárásokban minél nagyobb- széntartalmú és minél több széntartalmú anyagot igyekeztek használni, hogy az égetés után a téglában maradó nem oxidált szén mennyiségét megnöveljék. Amennyiben a szurokból kátrányból túl nagy mennyiséget használnak, a kapott készítmény ragacsos lesz, és tulajdonságai sem megfelelőek. Ezért az égetés után a téglában maradó szén mennyiségét elemi szén, például grafit, korom hozzáadásával igyekeztek növelni (1.368.635. sz. brit szabadalmi leírás). Azonban az elemi szén tartalmú anyagok, különösen korom hozzáadására az idomok élettartama egyes esetekben ugyan megnőtt, más esetekben viszont megfigyelték, hogy a kemencében való használat során a tégla forró oldalával párhuzamosan repedések keletkeztek, lamellákban lepattogzott a tégla, és hamarabb elhasználódott. Megállapították, hogy az elemi széntartalmú anyagnak a kiindulási készítményben használható maximális mennyisége a tűzálló anyag vas(IIi)-oxid tartalmának függvényében választható meg (4.049.461. sz. Amerikai Egyesült Albmok-beli szabadalmi leírás). Más esetekben a maradék szén mennyiségét térhálósítható gyanták, például epoxidok, poliészterek, furángyanták hozzáadásával igyekeztek növelni (1.3373.941. sz. brit szabadalmi leírás). A kátrány és szurok helyettesítésére petróleum hőbontása során kapott termoplasztikus gyantát (4.079.032. sz. Amerikai Egyesült ÁUamok-beli szabadalmi leírás), ill. egy ásványi olaj desztillátum oxidativ polimerizálása során kapott terméket is javasoltak (4.119.473. sz. Amerikai Egyesült Államok-beli szabadalmi leírás). A 3.903.025. sz. Amerikai Egyesült Államok-beli szabadalmi leírás szerint kötőanyagként szurkot és egy vízoldható gyanta, valamint egy hőre keményedő polimer vizes oldatát használnak. A 3.214.580. sz. Német Szövetség] Köztársaság-beli szabadalmi leírás szerint az idomok salakkal szembeni ellenállóképességét úgy növelik meg, hogy a tűzálló alapanyaghoz és a gyantához grafitot és fém magnéziumot adnak adalékként. Más esetekben ugyanebből a célból a zsugorított magnezithez és szurok, ill. kátrány kötőanyaghoz ferrokróm őrleményt adnak (2.058.040. sz. brit szabadalmi leírás). Egyes esetekben az idom alacsonyabb hőmérsékleten való szilárdságának biztosítása céljából nátrium-polifoszfátot, ill. magnézium-szulfátot adnak a tűzálló anyaghoz (2.028.272. és 2.048.2294. sz. Német Szövetségi Köztársaság-beli szabadalmi leírás). A polifoszfát adalékanyag csak korlátozott mennyiségben használható, mert magasabb hőmérsékleten a széntartalmú vegyületeket oxidálja, és így csökkenti a szilárd szénváz kialakít ásóhoz szükséges szén menynyiségét. A b) eljárással előállított elemek használata során a kemencében uralkodó magas hőmérséklet hatására az impregnálószerként alkalmazott szurok vagy kátrány elszenesedik, eltömíti a pórusokat, és a maradék szén az idom salakkal szembeni ellenállóképességét javítja. Az impregnált idomok tulajdonságai javulnak, ha az égetés után az idomban maradó szén mennyisége megnő. Ez például úgy érhető el, hogy az impregnálásra használt szurokban szenet diszpergálnak (1.344.618. sz. brit szabadalmi leírás). Az 1.312.446. sz. brit leírás szerint az idomokat egy folyékony katalizátorral impregnálják, majd szárítják. így a pórusokban katalizátor marad, mely megnöveli az égetés során a kátrányból képződő szén mennyigégét. Az 1.508.847. sz. brit szabadalmi leírás szerint az impregnálásra petróleum krakkolása során nyert nehézolajat használnak. Az ismert eljárások közös hátránya, hogy kötő- ill. impregnáló anyagként szurkot vagy kátrányt alkalmaznak, melyek viszonylag nagy mennyiségű karcinogén aromás szénhidrogént, például benz-a-pirént tartalmaznak, melyek a bőrrel érintkezve toxikusak, vagy hő hatására veszélyes gázok képződnek belőlük. A csak kátrány, mint kötőanyag felhasználásával készült tűzálló idomok mechanikai szilárdsága hidegen jó, azonban az első felfűtés alkalmával a kötőanyag meglágyul és az idomokból készült falazat még a saját súlya alatt is deformálódik, szélsőséges esetben összeomlik. Egyes esetekben ezért az idomokat „temperálják”, azaz a 350 °C hőmérsékletig elpárolgó alkotórészeket hőkezeléssel eltávolítják. Más esetekben a téglákat még a falazatba való beépítés előtt 700—850 °C hőmérsékleten kokszolják, azaz kellő szilárdságú kokszvázat ahikítanak ki bennük. Nehézséget okoz, hofy amennyiben a kokszolást túl alacsony hőmérsékleten végzik, a téglaidomok megsérülnek. További problémát jelent, hogy a temperálást és a kokszolást levegőtől elzártan, rendszerint inert füstgázban végzik, alagútrendszerű hőkezelő berendezésben. A kátránygőzöket egészségügyi okokból le kell szívni, ezért gyakori a tömítetlenségek miatt a levegőbeszívás és i\ kátránygőzök robbanása. A kátrány, ill. szurok részleges helyettesítésére alkalmazott fenolgyanta fenolt, formaldehidet, a furángyanta pedig furfuril-alkoholt, furfurolt tartalmaz, így kezelésük igen nagy körültekintést igényel, mivel gőzeik is mérgezőnk. Ezen kívül a gyanták a 19t. 157 5 10 15 20 25 30 35 40 45 5C 55 60 2
