199760. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vékonyfalú, rétegelt tűzálló idomok előállítására
1 HU 199760 A 2 és legalább 2000 cm2/g fajlagos felületű szemcsés tűzállóanyag jelenlétében való hidrolízisével állítjuk elő. A találmány lényege tehát az, hogy az etilszilikátot magában a szakaszolban hidrolizáljuk, melyhez hozzáadtuk a szemcsés tűzállóanyag legalább egy részét. A kívánt eredmény szempontjából döntő jelentőségű, hogy a szemcsés tűzállóanyag fajlagos felületének legalább 2000 cm2/g-nak kell lennie. Ezt a feltételt a szokásos tűzállóanyagok akkor elégítik ki, ha 63 pm-nél kisebb szemcsék alakjában használjuk őket. Tűzállóanyagként használhatunk alumínium-szilikátokat, például samottot, szilimanitot vagy mullitot, cirkónium-szilikátot (cirkont) vagy olvasztott vagy kristályos kvarcot. Ezeket az említett szemcseméretre őröljük felhasználás előtt, hogy fajlagos felületük a fent meghatározott kritikus értéket meghaladja. A gyakorlatban célszerűen mintegy 3000-6000 cm2/g fajlagos felületű tűzállóanyag őrleményt használunk. A találmány szerinti eljárást előnyösen úgy hajtjuk végre, hogy a szokásos, kereskedelmi vizes közegű 2-3 pH értékű szilikaszolhoz, amely 5-40 tömeg % Si02-ot tartalmaz, hozzákeverjük a bevonóiszap készítéséhez szükséges szemcsés tűzállóanyag 10-90 %- át, előnyösen 60-80 %-át. Az így kapott szuszpenzióhoz hozzáadjuk az etilszilikátot. Etilszilikátként szintén a szokásos kereskedelmi minőségű, 29-44 tömeg % SiC>2-ot tartalmazó terméket használjuk. Ezt célszerűen olyan mennyiségben keverjük hozzá a tűzállóanyag szuszpenzióhoz, amely az így kialakuló keverék összes Si02-tartalma 10-50 %-ának felel meg, míg a fennmaradó rész a szakaszolból származik. A kapott szuszpenziót legalább 20 percig, előnyösen 30-60 percig keverjük. Ezalatt végbemegy az etilszilikát hidrolízise. Ekkor hozzáadjuk a tűzállóanyag még hátralevő részét, és homogenizálás után felhasználásra kész bevonóiszapot kapunk. Természetesen eljárhatunk úgy is, hogy a komponenseket az előbbiektől eltérő sorrendben keverjük össze. így például a szilikaszolt előbb híg savba, célszerűen sósavba öntjük, majd hozzákeverjük az etilszilikát egy részét vagy egészét, és a kapott elegyhez adjuk hozzá a tűzállóanyag egy részét vagy teljes mennyiségét. Mindenképpen ügyelnünk kell azonban arra, hogy az etilszilikát hidrolízise a szilikaszolban, savas közegben, előnyösen mintegy 2-3 pH értéknél és a tűzállóanyag legalább egy részének jelenlétében folyjon le. Ebből következik, hogy ha a tűzállóanyagot az etilszilkát bekeverése után adagoljuk, ezt mindenképpen a technológiai szempontból lehető legrövidebb időn belül kell megtennünk. A bevonóiszapot rétegenként felvisszük a minta felületére. Célszerűen úgy járunk el, hogy a mintát a bevonóiszapba bemártjuk, azután durvább, általában 100 (tm-nél nagyobb méretű beszórószemcsével beszórjuk és megszárítjuk. Ugyanígy járunk el a következő réteg felvitelekor is, azzal az eltéréssel, hogy kívánt esetben más, nagyobb szemcseméretű beszórószemcsét használunk, és annak szemcsenagyságát rétegenként egyre növeljük. A legfelső réteg képzéséhez használt beszórószemcse mérete elérheti az 1-2 mm-t is. A rétegek számát a kívánt falvastagság szabja meg. A rétegelt nyers termék kialakítása után a mintát eltávolítjuk, és a nyers terméket kiizzítjuk. Ha a terméket hőtechnikai berendezésbe építjük be, a kiizzítás elhagyható. Ily módon szilárd, hőhatásnak és mechanikai hatásoknak jól ellenálló rétegelt idomot kapunk. A találmány előnye, hogy egyszerű, az ipari gyakorlatban könnyen kivitelezhető eljárást biztosít vékonyfalú rétegelt tűzálló idomok előállítására. Az általa előállított idomok szilárdságuk, hőállóságuk és hőlökésállóságuk szempontjából maradéktalanul kielégítik az ilyen idomokkal szemben támasztott felhasználói követelményeket. A találmányt az alábbi példákkal szemléltetjük. 1. példa Indukciós hőkezelő kemencék kerámia béléstesieinek előállításához összekeverünk 35 tömegrész 28 t% Si02-tartalmú, vizes közegű, 2,8 pH-ju szilikaszolt 47 tömegrész vízzel és 18 tömegrész 40 t% SÍO2- tartalmú etilszilikáttal. Az így kapott folyadékhoz azonnal hozzákeverünk 30 tömegrész amorfkvarcőrleményt, amelynek fajlagos felülete 4500 cm2/g, és a keverést 1260/perc fordulatszámú, propelleres keverőben 30 percig folytatjuk. Ezután hozzáadunk még 250 tömegrész 0 és 60 mikron közötti szemcseméretű mullitőrleményt, és a keverést további 5 percig folytatjuk. A kerámia béléstestek belső méretének megfelelő nagyságú mintákat bevonjuk az iszappal. A felületre tapadt iszapréteget 0,5-1 mm szemcsenagyságú, olvasztott mullitból készült őrleménnyel beszórjuk. A kialakított réteget 25 °C-on, 40-60 % relatív nedvesség-tartalmú, ventillátorral áramoltatott levegőben 3 óra hosszat szárítjuk, majd ezt a műveletsort ötször megismételjük. A mintákat a rétegelt tűzálló idomokból eltávolítjuk, és a termékeket 950 “C-on 1 órás hőntartással kiizzítjuk. 2. példa Precíziós öntőformákat állítunk elő ismert módon készült viaszminták felhasználásával. A kötőfolyadékot és a bevonóiszapot egy lépésben készítjük el az alábbiak szerint: 30 tf.% 29,7 t% SiC>2-tartalmú, 10,8 pH-ju vizes közegű szilikaszolhoz folyamatos keverés közben 55 tf.% vizet, 1 tf.% technikai koncentrált sósavat és 15 tf.% 39,8 t% SÍO2- tartalmú etilszilikátot adagolunk, majd haladéktalanul belekeverünk a folyadék minden literébe 1820 g 8000 cm2/g fajlagos felületű, 63 mikronnál finomabb szemcseméretű kvarclisztet. Az iszapot 0,5 óra hosszat keverjük propelleres keberőben 1800/perc fordulatszámmal, azután literenként 780 g kvarclisztet adunk hozzá, és a keverést még 0,5 órán át folytatjuk. A viaszmintákat törökvörösolaj 5 %-os vizes oldatába, majd az előkészített iszapba mártjuk, ezután 0,2-0,3 mm szemnagyságú kvarchomokkal beszórjuk. A réteget 50-60 % relatív nedvesség tartalmú, 3-4 m/sec sebességgel áramoltatott levegőben 1,5 óra hosszat szárítjuk. A rétegképzés felsorolt műveleteit még háromszor megismételjük azzal az eltéréssel, hogy a második réteget 0,3-0,4, a harmadik és a negyedik réteget pedig 0,7-1 mm szemcsenagyságú homokkal szórjuk be, a szárítás időtartamát pedig rendre 2,3 és 4 órára növeljük. A kapott nyers formát 900 °C-on 1,5 óra alatt kiizzítjuk. Az így előállított formákkal párhuzamosan készített, 20 mm széles próbatesteken 30 mm fesztávon 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
