197552. lajstromszámú szabadalom • Eljárás közepes tűzállóságú formadarabok előállítására
197552 A találmány eljárás közepes tűzállóságú formadarabok termikus úton való előállítására vonatkozik természetes kőzetekből. Az ipar és a mezőgazdaság számos területén szükség van különböző hőállóságú-tüzállóságú anyagokra. így pl. a kályhák, kandallók, kemencék, agyagok, tégla és cserép kiégetésére szolgáló égetőkemencék, olvasztókemencék, kohók, olvasztótégelyek vagy égető tokok, edzőkemencék és a fémöntés öntőmintái, nagy reakcióhő-álló kémiai berendezések fala mind különféle hőálló-tűzállóanyagból készülnek. Az egyes technológiák különböző hőállóságot igényelnek. A kerámiaiparban a téglát, cserepet, kőedényt mintegy 900—1200, a fazekasmázakat 1100, a kőanyagot 1200—1300, a porcelánt — minőségének függvényében — 1200—1600°C körüli hőfokon égetik. A tűzállóanyagokkal szemben támasztott követelményeket mindig a konkrét feltételek határozzák meg. A gyakorlatban a magas hőmérsékleten egyidejűleg jelentkező mechanikai vagy kémiai hatás, a tűzállóanyagtól elvárt hőszigetelő- vagy hővezetőképesség, gáz- vagy gőzáteresztő-képesség térfogatállóság, hőlökés-állóság együttes vagy csoportos tűrése lehet műszaki feltétele az alkalmazhatóságnak. A betont tűzállónak tekintjük már akkor, ha 800°C fölé hevíthető anélkül, hogy nyomószilárdsága az eredeti 50%-a alá esne. Kisebb, kb. 1,3 t/m3 sűrűségűek, nagy porozitásúak és kisebb szilárdságúak az 1600°C körüli olvadáspontú tűzállóanyagok. Nagyobb, tehát kb. 1,7 t/m3 sűrűségűek és nagyobb hőállóságúak, kb. 1700°C-ig alakváltozást nem szenvednek a nem agyagásvány bázisú, hanem zsugorított fémoxidokból előállított tűzállóanyagok, amelyek speciális összetétel esetén 2000°C-on vagy afölött is alkalmazhatók. A tűzállóanyagból általában idomokat készítenek, amelyeknek szokásos előállítási módja szerint por vagy szemcsés alakú nyersanyag-komponenseket előkészítik, pl. mechanikusan, így őrléssel, majd osztályozzák szemcseméret szerint stb. Termikusán szárítják vagy égetik, összekeverik a tűzálióanyaggal szemben támasztott követelményeknek megfelelő arányban az egyes komponenseket, s hogy alaktartó, formázható legyen, plasztifikálják, s homogén masszává gyúrják-keverik. Az így előállított képlékeny anyagot megfelelő formába öntik vagy meghatározott alakúra formázzák. A megformázott tárgyat szárítják, majd kiégetik. Ezek az anyagok az égetés során rendszerint méretváltozást szenvednek, majd beépítésük után a felfűtéskor jól záró hőálló burkolatot adnak. (Lásd részletesebben: Albert J.: A hőszigetelés kézikönyve, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1962. Szabó.: Vaskohászati enciklopédia III/L, Szövegjártó J.: Vaskohászati enciklopédia III/2., Barczi M.-Hammer F.-Farkas S.-Peres S.: Tűzállóanya1 2 gok és -falazatok, Műszaki Könyvkiadó, Budapest. 1971.) A vázlatosan bemutatott technológia minden lépése munka-, anyag-, energia- és igy költségigényes, s általában korlátozottan vagy egyáltalán nem áll rendelkezésre a hozzá szükséges, megfelelő minőségű és mennyiségű alapanyag vagy segédanyag, jóllehet a különböző iparágak viszonylag nagy mennyiségben igénylik a megfelelő minőségű, tartós tűzállóanyagokat. A kerámia, különösen a durva- és az épületkerámiaipar termékeire minden ország gazdaságának egyre fokozódó mennyiségben van szüksége. Így kiemelkedő jelentősége van a korszerű alagútkemencékben a kiégetendő terméket szállító kocsik tűzálló rakodófelület megoldásának, hiszen ezek a kocsik több ciklusban a környezeti hőmérsékletről viszonylag rövid idő alatt 900—1100°C hőmérsékletű térbe kerülnek, majd jutnak vissza újra a környezeti hőmérsékletre. Az alagútkocsik rakodó felülete tűzálló borításának igénybevételét ezeken a fűtés-hűtés ciklusokon túlmenően fokozza, hogy a kocsi felett jelentkezik az 1000°C körüli kemence hőmérséklet, alatta pedig alig magasabb a hőmérséklet, mint a külső környezetben. így a tűzálló borításban magában, ill. az alagútkocsi egyéb szerkezeti elemeiben mintegy 1000°C a hőmérsékletgradiens. Mindez a kemény igénybevétel érthetővé teszi a kocsik tűzállóborításának viszonylag rövid élettartamát, cseréjének gyakori igényét. A jelenlegi technika állása szerint a kocsik rakodófelületének a kiégetendő anyaggal érintkező borítását részben tűzállótéglagyárakban előre elkészített téglával rakják ki, részben e gyárak által előkészített komponensekből maguk keverik össze, formázzák és égetik ki alagútkemencéjükben, — előzetes szárítás után —, a kocsit egy ciklusban üresen átbocsátva. E tűzállóanyagnak viselnie kell a ciklusos hőlökéseket, jó szigetelőnek kell lennie a jelentkező nagy hőmérsékletgradiens elviselésére és az energiaveszteség megakadályozására és mindezek mellett térfogatállóságúnak kell lennie. Ellenkező esetben a váltakozó hőmérséklet^raciiens a szétrepedezésig deformálná, a hűtés-fűtés ciklusok következtében definiálásán rések keletkeznének. Mindezen hőhatások mellett a kiégetésre kerülő termék tömegének nyomását is el kell viselnie a kocsiknak a fűtés hőmérsékletén, kb. 1000°C- on, ami legalább 1 MPa tömegnyomást jelent. A találmány célul tűzte ki olyan közepes hőállóságú anyag előállítását, amely olcsón, kevés energiával és élőmunkával, viszonylag kevésbé drága, sok előkészítést nem igénylő alapanyagból gyártható. Azt tapasztaltuk, hogy ha kb. 1.20—1.55 t/m3 térfogattömegű piroklasztikus kőzetből mintegy 1 MPa nyomószilárdságú, lágy, s így pl. fűrészeléssel könnyen vágható, 50—70% Si02-t tartalmazó, semleges és/vagy savanyú, 2 5 10 15 20 215 30 36 40 4í 50 5b 6C 66
