165274. lajstromszámú szabadalom • Eljárás magnezit és nagy krómérc-alapú fokozott melegszilárdságú bázikus tűzálló anyagok előállítására
165274 tásával kísérelték meg elérni. így LYON és társai /Ceramic Bulletin 45 1078 /1966/ eljárása szerint foszfátüvegós magnéziumhidrogén-foszfátok eredményezik a kötést. STARON, J. /Ber.Deutsch.Keram. Gee. 46, 369 /1969// kísérleti mintáiban a kötésben közelebbről meg nem határozott kalcium-nátriurafoszfátok vesznek részt. VENABLE, CL.és TREFFNEL, W.S. /Ceramic Bulletin 49 660. /1970// ezerint 800 C° alatt amorFTcomplex nátrium-foszfátok, 800 és 1600 C° között Iía20.2CaO.P 2 05, 1600 co fölött Dedig 3CaO.Pp05 a kötő fázis. E szerzők szerint a kalciura-sziliko-foszfát Jelenléte rendkivül káros. Ezzel ellentétben több szabadalmi leirás /U.S. Pat. 3615.777- és 3479.194/ ezerint ezeknek az eljárásoknak a célja kalcium-sziliko-foszfát kialakítása. A felsorolt eljárások közös hátránya, hogy a tervezett kötés kialakulása, illetve a minőség Javulása csak bizonyos kémiai alkotórészek /pl. CaO, SiOp, Pp°s^ mereven megszabott arányainak betartása esetén valósul meg. E feltétel teljesítése nehezen végrehajtható követelményt támaszt mind a megfelelő minőségű alapanyaggal, mind pedig' a gyártástechnológiával szemben. Ezenkívül az egyes foszfát kötések a javítandó tulajdonságok és a termékféleségek tekintetében többnyire specifikusak. Másrészt ismeretesek a kötés, illetve a minőség fejlesztésére vonatkozó azon eljárások, melyek az u.n. direkt kötésű bázikus téglák előállítására vonatkoznak. /LAMING, J. Tonindustrie Zeitung 91 294/1967//. Ezekben szilikát kötés helyet"? közvetlen periklaez-komplex spinel /Mg, Pe/O./Cr, Fe/203 illetve periklaszperlklasz kötés alakul ki. A direkt kötés elősegítésére a 22 - 26-oe rendszámú elemekből /Ti, V. Cr, Mn, Fe/ kevés mennyiséget adagolhatnak /AUSTIN, L.'A. U.S. Pat. 2571.101., 1943/. Ehhez az eljáráshoz azonban rendkivUl magas, legalább 1800 C° fölötti, de kívánatosan 2000 co fölötti égetési hőmérsékletre van szükség, ez pedig ceak teljesen újratervezett kemencékben oldható meg. Emellett kiesé nagyobb SiOg tartalom megakadályozhatja a direkt kötés kifejlődését. A találmány célja, hogy az eddig ismert eljárásoknál általánosabban alkalmazható, az alacsonyabb ás magasabb hőmérsékleti melegezilárdságot egyaránt eredményező erőé és egyenletes kötést előidéző eljárást hozzunk létre, amely a nyersanyagok különböző minősége mellett és a termékfajták széles körében eredményesen alkalmazható. A találmány szerinti eljárás alapvetően eltér az eddig ismert eljárásoktól. Lényege azon a felismerésen alapul, hogy ha magnezit- és/vagy krómérc-tartalmu keverékhez nátrium-metafoezfátot, vagy polifoazfátot é6 aluminium port együttesen adagolunk, a keverék hőkezelése folyamán az anyagban igenerőe és egyenletes kombinált kötésrendazer alakul ki, aminek következtében a termékek melegszilárdBéga rendkivUl megnő ée e^yéb tulajdonságaik is javulnak. E kombinalt kötéemechanizmusban a legnagyobb ezerepet egy ismeretlen, de röntgenvizsgálattal kimutatható kristályvegyület ée az ismertnél jóval alacsonyabb hőmérsékleten képződő magnézium-aluminát Jéteza. Kísérleteink során megállapítottuk, hogy az Al-és a nátrium-metafoszfát vagy - pollfoezfát között 660 C° fölött reakció játszódik le, e ennek eredményeként képződik az ismeretlen vegyület. E vegyület a min-10 15 20 25 30 3b 40 45 50 5 b 6( 6! tákban röntgendlffraktométeres vizsgálattal következetesen és határozottan kimutatható, tehát krietályvegyűlet. Röntgendlffraktogramja az 1. ábrán látható. Megállapítható, hogy nagyon kevés, de erŐ6 vonallal rendelkezik, három legerősebb vonalának "d" értéke 4,20, 2,59 ée 1,85 kX. E vegyületet az Na2 0 - P 2 0 5 - A1 2 0, rendszerbe tartozó ismert vegyületek egyikével sem sikerült azonosítani. A röntgenvizsgálattal eddig meghatározott és az ASTM által összeállított kristályvegyUletkatalógueban nem található. Feltételezésünk ; szerint ez az ismeretlen vegyület valamilyen redukált nátrium-foszfát. Az eljárás alapvető feltétele, hogy a kétféle anyagot együttesen kell alkalmazni, mert az ismeretlen vegyület a nátrium-foszfát és aluminium közötti reakcióval képződik. Az eljárás alapvető követelménye tehát az aluminium alkalmazása is. Csak az aluminium jelenlétével biztosítható, hogy a kötést létrehozó két vegyUlet, az ismeretlen kristály vegyUlet és magnézium-aluminát is keletkezzék. A találmány szerinti eljáráshoz nátriummetafoszfátok ós nátrlum-polifoszfátok, célszerűen a Na /PO,/ /n • 6 -20/ összetétellel Jellemzett vizoldható, amorf nátrium-metafoszfátok használhatók. A találmány értelmében ugy járunk el, hogy magnezitből, króraércbol, ezek nyers-, vagy égetett, kivánt esetben együttesen égetett vagy ömlesztett keverékeikből vegyikötósü, vagy égetett termékeket készítünk olymódon, hogy az alapenyagokból keveréket képezUnk őrlés után, amelyhez 0,75- 7,00 fffo Na /P03 / n éltalános képletU - mely képletben n jelentése 6-20 egész ezém - viaoldható amorf nátriumfoszfátot vagy Nan + 2pn^3n+l általános képletü - mely képletben n legalább 2 értékű egész számot Jelent - vizoldható, kristályos nátrium polifoszfátot és 0,5 - 5,0 e% aluminiumőrleményt adalékolunk. Az alapkeverékből idoratesteket formázhatunk, amelyeket 70 - 300 C° hőmérsékleten hŐkezelünk, vagy az alapkeveréket széritáe után idomteetti formázzuk ós 1580 - 1800 C°-on kiégetjük. Előnyösnek találtuk azokat az eljárásbeli változatokat, amikor a nátriumfoszfátokat 2,5 - 3,5 8%-ban alkalmazzuk. Ugyancsak előnyös ha az aluminiumőrleményt 1,5-2,5 e%-ban adagoljuk. Eljárásunkhoz használhatunk mind természetes eredetű, mind pedig szintetikus magneziteket, ide tartoznak az égetés utján magnéziumoxidot szolgáltató alapanyagok is. A krómérc ugyancsak lehet nyersállapotu, vagy pedig előégetóssel előállitott készítmény. Alapanyagainkat, vagy ezek keverékeit a nyerskeverék képzéséhez kivánt esetben előégethetJUk, majd őröljük. A nátriumfoszfátokat eredeti állapotukban visszük be, de alkalmazhatjuk oldataik alakjában is. Az aluminiumőrlemény legfeljebb 2 mm ezemcsenagyságu, előnyösek a 0,1 mm szemcsenagyságnál finomabb őrlemények. A találmány szerinti eljárás lényegének, sajátosságainak és további előnyelnek mélyebb megvilágítása céljából ismertetjük kísérleteink jellemzőbb eredményeit, amelyeket az I. ós II. Táblázatban állítottunk össze. A III. Táblázatban a felhasznált nyersanyagok kémiai összetételeit közöljük. 2
