200145. lajstromszámú szabadalom • Eljárás aktív kötőanyag előállítására, különösen tűzálló idomok gyártására
] HU 200145 B 2 A találmány tárgya eljárás aktív kötőanyag előállítására különösen tűzálló idomok gyártására kolloid timföld és/vagy timföld tartalmú anyag felhasználásával. A tűzállóanyag-ipar, a kerámiaipar folytonos törekvése, hogy az egyre intenzivebbé váló, magas hőmérsékleten dolgozó ipari technológiák hótechnikai berendezései számára egyre nagyobb szilárdságú, hó- és korrózióállóságú, egyre magasabb hőlökéseknek ellenálló termékeket állítson elő. A tűzálló anyagú idomok hagyományos előállítása Borán a természetben található vagy szintetikus úton előállított 0,1-5 mm szemcseméretű szemcsés anyagokat - samottőrlemény, olvasztott kerund, magnezit, krómmagnezit, mullit, kianit stb. - különböző kötőanyagokkal összekeverik, majd a keverékből préseléssel, döngöléssel betonozással vagy egyéb más hasonló eljárásokkal különböző alakos szerkezeteket és idomokat állítanak elő. A tűzálló anyagú idomok előállítása során alkalmazott kötőanyagok bedolgozási, formázási módtól és a felhasználási területtől függően változnak, de általában nagy finomságú - 2-40 mkm - tűzálló anyagú kaolinok. Kaolintartalmú kötőanyagok alkalmazása esetén kerámiai kötésű anyagokról beszélünk. Az alkalmazott kötőanyag lehet valamilyen vegyi úton előállított vagy valamilyen reakció folytán megszilárduló anyag mint pl. vízüveg, foszforsav, monoaluminium-foszfát stb. ebben az esetben vegyi kötésű tűzállóanyagról beszélünk. A hidraulikus kötőanyagok általában az aluminát cementek, melyek vízzel történő hidrolízisük folytán szilárdulnak meg. Az ilyen anyagokat általában tűzálló bevonatokként alkalmazzák. Ilyen tűzálló cement előállítását ismerteti az 1 479 260 lajstromszámú GB szabadalmi leírás is. A tűzálló anyagok előállítása során egyre inkább előtérbe kerülnek a kerámiai kötésű anyagok, mivel ezen anyagok minimális nedvességtartalom mellett - 3,5% - is megfelelően képlékenyek és belőlük egyszerű szárítással is megfelelő szilárdságú termék állítható elő. Ezek az anyagok még azzal az előnnyel is járnak, hogy alacsony nedvességtartalmuk folytán a későbbi égetési műveletek során kevésbé roncsolják a tűzálló szerkezetet. Az így előállított anyagok jó hólökésállósággal és nagy tömörséggel rendelkeznek. A kerámiai kötésű tűzálló anyagok és tűzálló kerámiák alkalmazásának azonban hatért szabnak az előállításuk során alkalmazott anyagok, a kaolinok alkália tartalmából adódó korlátozott tűzállóság. Ezt a problémát úgy próbálják megoldani, hogy kerámiai kötőanyagként, a tűzálló szemcsés anyag tovább őrölt frakcióját alkalmazzák. Az így előállított termék tűzállósága lényeges mértékben javítható és tűzállósága lényegében megegyezik az előállítás során alkalmazott tűzálló anyagéval. Az ilyen ismert eljárás hátránya azonban, hogy a finomőrlés költségei igen magasak, és így késztermék előállítása is drága, és másik igen nagy hátránya, hogy akár szintetikus úton előállított, akár a természetben található tűzálló anyag őrléséről van bzó, a tűzálló keverék képlékenysége nem megfelelő és így az eredmény is kétségessé válik. Ismert, hogy a képlékenységet az agyagásványok szemcséit körülvevő hidrátburok okozza, amelynek vastagsága alapvetően a szemcse fajlagos felületétől függ. Nitrogén monomolekuláriB rétegét feltételezve B.E.T. szerinti fajlagos felületük ezen anyagoknak 8-200 mVgrammtömeg, míg a tűzálló szemcsés anyagoké 0,5-2 mVgrammtömeg közötti. Igen hosszadalmas és költséges továbbórlés (0,5 mkm) esetén íb csak legfeljebb 2,3-4 mVgrammtömeg fajlagos felület nyerhető. Ilyen értékek mellett a megfelelő képlékenység csak bonyolult adalékrendszerekkel és igen nagy nehézségekkel biztosítható, amely csak tovább növeli az előállítás költségeit. Történtek kísérletek szintetikus úton, hosszadalmas vegyi folyamatokkal történő nagyfinomságú, mikronizált szemcsék előállítására is. A vegyületek megbontásával gyártott ún. gél jellegű anyagok eleget tesznek a fentiekben vázolt követelményeknek, hátrányuk - az alkalmazott technológiákból adódóan - hogy igen drágák. Ismertek olyan megoldások is, ahol adalékanyagként különféle hulladékanyagot alkalmaznak, melyet hagyományos módon kalcinálnak. Ilyen adalékanyagot ismertet a C.A. 102 29150 y referátum. Jelen találmány célkitűzése olyan aktív kötőanyag előállítása, amely messzemenően kielégíti a vele szemben támasztott követelményeket és olcBÓn előállítható, valamint hulladékanyagok kolloid timföldhidrát tartalmú anyagok felhasználását teszi lehetővé, A találmány azon a felismerésen alapszik, hogy különféle timfóldhidrát tartalmú anyagoknak normál Bayer eljárással készült timfőldhidráttal történő összekeverésével és további feldolgozáséval igen kedvező tulajdonságokkal rendelkező kötőanyag állítható elő. Az ilyen keveréknek különféle hőmérsékleten történő szárítása és égetése Borán megállapítottuk, hogy pl. 260 °C-on történő szárítás után az anyag fajlagos felülete 20- -50 mVgrammtömeg ami a képlékenység biztosítására jó, azonban az agglomerált kristályok szerkezete laza, így megfelelő tömörséget nem biztosítanak. A kísérletek hasonló tulajdonságot mutattak 1200 °C hőmérsékletig kiégetett anyagon, míg ezen hőmérséklet felett a fajlagos felület rohamosan lecsökken 5-7 mVgrammtömeg alá. Kísérleteink Borán 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6C 65 3
