V přednášce budou uvedeny změny za posledních 30 let v sortimentu žárovzdorných materiálů určených pro výrobu surového železa a oceli v ČR, SR a Polsku a také faktory, které vedly ke změně jejich výroby a spotřeby.
Jako pracovníci ve výrobě žáruvzdorných materiálů se věnujeme všem částem „životního cyklu“ žáromateriálů a ve všech oblastech se setkáváme s absurditami, které jsou popisovány v knize Arthura Blocha Murphyho zákon, nicméně zvláště oblast výzkumu je nejabsurdnější. Příspěvek popisuje setkávání reality a Murphyho zákonů.
Náhrada fosílnych palív v energetickom priemysle sa v EU stáva čoraz populárnejšie. Presadzuje sa v energetickom aj metalurgickom priemysle. Ale veľmi rozšírené je aj v oblasti lokálneho vykurovania - kotly na drevené brikety, pelety, drevnú štiepku, piliny a iné. Rozšírené je spaľovanie dendromasy (drevnej štiepky) pri vykurovaní a príprave teplej úžitkovej vody (TUV). Moderné kotolne na drevnú biomasu využívajúci špičkové kotly, ktoré podstatne znižujú náklady na výrobu tepla a ohrev teplej úžitkovej vody, ale aj zlepšenie kvality ovzdušia v lokalite. Pokrok v technológii spaľovania ale nie je spojený s vývojom vymuroviek týchto agregátov. Produktom horenia dendromasy sú spaliny a popol s vysokým obsahom alkálií, vodnej pary, oxidov síry a prípadne aj chlóru.
Vývoj v oblasti aplikácie žiaruvzdorných výmuroviek zaostáva za technológiou spaľovania biomasy. V súčasných energetických zariadeniach na biomasu sa používajú tradičné žiaruvzdorné materiály, ktoré boli vyvíjané pre metalurgický a energetický priemysel. Pri nedodržaní technológie spaľovania a použití nevhodnej vymurovky sa životnosť žiaruvzdorných materiálov môže výrazne skrátiť. V predloženom príspevku prezentujeme degradáciu hlinito-kremičitej žiaruvzdornej vymurovky kotla spaľujúceho drevnú štiepku po cca 10 rokoch. V priebehu činnosti kotla došlo k interakciám medzi produktmi horenia a vymurovkou. Výsledkom týchto chemických reakcií je vznik nízko taviteľných fáz, ktoré na klenbe kotla vytvorili sklovitý povlak a kvaple. Na základe analýzy produktov korózie sa charakterizoval proces korózneho opotrebenia žiaruvzdornej vymurovky a návrh opatrení na jej obmedzenie.
Na uvedené téma jsme v minulých letech prezentovali celou řadu přednášek. V každé z nich byly vždy stručně referovány dosažené výsledky. Nicméně, většinou nebyl kladen hlubší důraz na hodnocení dalších relevantních dopadů, zejména enviromentálních. Z tohoto důvodu jsou v předložené přednášce shrnuty zkušenosti s izolováním klasických hutních agregátů právě ve světle rostoucích požadavků, zejména na tkz. trvale udržitelný rozvoj („sustainable growth“). Je konstatováno, že účinnější izolace přinášejí nejen bezprostřední energetické úspory, ale i další doprovodné efekty, spojené především s dopady na životní prostředí. Z těchto enviromentálních aspektů je v současnosti nejčastěji zmiňovaným termínem, tkz. karbonová stopa („carbon footprint“). Tento populární, médii hojně skloňovaný výraz, jde pochopitelně ruku v ruce s diskutovanými energetickými úsporami, protože přímo odráží úroveň průmyslových emisí. Cílem přednášky tedy není jen prezentovat dosažené energetické úspory, ale rovněž referovat o těchto významných doprovodných aspektech, na které má úroveň celkových tepelných ztrát bezprostřední vliv.
Přednáška ve stručnosti uvádí přehled několika klasických hutních aplikací pro vysokoteplotních izolace, kde se kromě tradičních výsledků podařilo získat i „nadstavbové enviromentální informace“.
Poruchy způsobené prudkými a častými změnami teploty přestavují jednu z nejčastějších příčin destrukce žárovzdorných vyzdívek. Existuje mnoho cest, jak tuto situaci zlepšit. Jednu představuje vývoj materiálů, v našem případě žáromonolitů, se zvýšenou odolností proti změnám teploty. Druhou pak řešení vlastního designu vyzdívky. O obou pojednává tento příspěvek s vyústěním na konkrétní praktické aplikace.
Takzvaná ocelárenská hvězda představuje nezbytný prvek licích cest. V současnosti je primární technologií těchto výrobků ve firmě SEEIF Ceramic, a.s. výroba z plastiky, která vyžaduje velké zapojení lidské práce a nese s sebou několik podstatných nevýhod. Příspěvek popisuje vývoj a testování této licí tvarovky lisované z polosuchých směsí - drolenkovou technologií. Z důvodů maximální snížení ekonomických nákladů na formu je tvarovka vyráběna ze dvou dílů. Tímto způsobem byl vyvinut prototyp a otestován u zákazníka. Výroba dělené drolenkové hvězdy představuje ekonomickou alternativu k celodrolenkovým tvarovkám a v provozních zkouškách se potvrdila jako funkční a bezpečná, přičemž její vlastnosti v mnohém překračují původní výrobek. Dokáže však tento způsob výroby přesvědčit konzervativního zákazníka?
Na oceliarni v Železiarňach Podbrezová prešlo riešenie výmuroviek panvy určitými etapami, ktoré vyústilo až do súčasnej komplexnej podoby. Liaca panva (primárna metalurgia) používa šamotové tvarovky v celom priereze. Rafinačná panva (sekundárna metalurgia) používa kombináciu tehál a žiarobetónu tj. trvalá výmurovka používa šamotové tvarovky a žiarobetón, pracovná výmurovka na stenách a dne je tvorená monolitickou výmurovkou, trosková čiara je vymurovaná magnéziovouhlíkovými stavivami a pod límec panvy sa používa žiaruvzdorná hmota. Panva ďalej používa vrchnú a spodnú výlevku zo žiarobetónu a rýchlo tuhnúci tmel pre spájanie žiaruvzdorných materiálov. V súčasnosti sa na dno a steny používa žiarobetón nízkocementový. Súčasným trendom vo svete je zavádzanie pracovných výmuroviek panví s veľmi nízkym obsahom cementu, ktoré v porovnaní s nízkocementovými žiarobetónmi majú znížený obsah nízkotaviteľných zložiek a tým vyššie vysokoteplotných vlastnosti, čo v konečnom dôsledku pozitívne vplýva aj na aplikačno-prevádzkové vlastnosti. Preto pre rok 2018-19 bola prijatá na ŽP VVC vo výskumnej úlohe č. 8 Výskum a vývoj žiarupevnej hutnej keramiky - REFRACER Téma 1: Ultranízkocementové (ULCC) žiarobetóny na báze Al2O3, ktorá zahŕňa aj ULCC žiarobetóny s prídavkom Al2O3.MgO spinelu.
Při výrobě speciálních žárovzdorných materiálů se neobejdeme bez ostřiv se zvýšeným obsahem Al2O3. Cena těchto ostřiv na trhu je velmi vysoká. Vývoj a následně výroba těchto speciálních ostřiv ze surovin dostupných v České republice je jednou z možností, jak snížit surovinové náklady na výrobu žárovzdorných materiálů specifických vlastností. Experimentální práce je zaměřena na ověření možnosti výroby ostřiv se zvýšeným obsahem Al2O3 z dostupných surovin. Vstupními surovinami jsou kaolíny GP3, KN83 a DS1, a jílovec W super. Pro dosažení vyššího obsahu Al2O3 v ostřivu je využit mullitový odprach MOTIM. Za účelem zlepšení fyzikálně mechanických vlastností ostřiv jsou použity vybrané modifikační přísady, u kterých se předpokládá, že pozitivně ovlivní výslednou hutnost ostřiva při současném zachování žárových vlastností.
V rámci rozšíření produkce vysocejakostních ocelí na konvertorové ocelárně v TŽ, a.s. bylo uvedeno do provozu zařízení na odsíření surového železa v nálevací pánvi. Tato nová technologie přispěla ke zvýšení sortimentu vyráběných jakostí avšak zároveň přispěla ke snížení životnosti vyzdívky nálevací pánve. Vyvstal úkol najít vhodné řešení pro zvýšení životnosti vyzdívky nálevací pánve a její provozní spolehlivosti. Konstrukční a materiálová optimalizace pracovní vyzdívky nálevací pánve v podmínkách TŽ,a.s. je hlavním tématem tohoto příspěvku.
Fluke Process Instruments uvedl dvě nové řady bezkontaktních teploměrů a nové stacionární termokamery.
ThermAlert 4.0 pro měření teploty od -40°C do 2250 °C jsou moderní měřicí přístroje, které plně využívají aktuální možnosti senzoriky a elektroniky a které jsou navrženy pro nasazení v nejnáročnějších provozních podmínkách. Využití technologie Plug & Play a výkonný systémový program DataTemp Multidrop plně zabezpečují potřeby sledování teploty výrobních procesů.
Endurance jsou bezkontaktní teploměry s širokým teplotním rozsahem od 50 °C do 3200 °C a s vynikajícím optickým rozlišením až 300: 1. V kompaktním provedení nebo s optickým kabelem jsou odolné okolní teplotě do 315°C v nejtvrdších výrobních prostředích. Jsou vybaveny analogovým výstupem, rozhraním RS485 a ethernetovým připojením. Systémový program Endurance podporuje jejich snadnou konfiguraci a provozní nasazení.
ThermoView 40 jsou nové systémové termokamery, které vynikají technickými parametry a vysokou odolností a jsou tak určeny pro použití v náročných průmyslových podmínkách. S měřicím rozsahem od -10°C do 1200°C, rozlišením až 640 x 480 pixelů a s využitím technologie IR-Fusion lze kontrolovat rozložení teploty, monitorovat teplotní trendy a hlídat hraniční teploty důležitých výrobních technologií. S podporou výkonným analytickým programem ThermoView tyto termokamery plně zajišťují teplotní monitorování výrobních procesů a technologických zařízení.
Pred niekoľkými rokmi sa objavila možnosť substituovať cementové pojivá v žiarobetónoch novým druhom pojív. Jedná sa o roztoky koloidnej siliky, tzv. sol-gel systémy.
Prínos uplatnenia tohto druhu pojív spočíva najmä v absencii prítomnosti chemicky viazanej vody v systéme žiaruvzdorného betónu. Táto skutočnosť umožňuje výrazne skrátiť periódu sušenia betónu za súčasne podstatného zvýšenia bezpečnosti tohto procesu.
Spoločnosť IPC Refractories sa v spolupráci s VŠB Ostrava venovala dôslednému vývoju tohoto druhu betónov, rovnako ako vývoju vlastných sol-gelových systémov.Tento vývoj viedol ku uvedeniu novej generácie bauxitových žiarobetónov na trh.
Porovnanie vlastností novej generácie žiarobetónov a ich porovnanie s vlastnosťami klasických nízkocementových žiarobetónov ukazuje na porovnateľné výsledky alebo dokonca na očakávateľné zlepšenia týchto vlastností pri priemyselnom využití sol -gel betónov.
Příspěvek se zabývá problematikou stanovení porozity objemové keramiky s velikostí pórů v širokém rozmezí, která se pohybuje od stovek nanometrů až po jednotky milimetrů. Pro tento účel byly vybrány metody Archimedovské a rtuťové porozimetrie. Výsledky měření prokázaly, že rtuťová porozimetrie dosahuje nejvyšší přesnosti, ale s rostoucí velikostí pórů a zmenšujícími se rozměry vzorků se i přesnost této metody snižuje. Podobná závislost přesnosti na velikosti pórů vykazovala rovněž Archimedova metoda, kde základní nepřesnost vznikala ztrátou sytící kapaliny v průběhu měření. Nepřesnost metody měření rtuťové porozimetrie byla u objemových žárovzdorných výrobků s širokou velikostní distribucí pórů stanovena na 3 % a u Archimedovy metody pak na 5 %. Metoda rtuťové porozimetrie umožnila, kromě objemové porozity, stanovit i distribuci velikosti pórů zkušebních vzorků připravených ze žárovzdorných výrobků.
Článek popisuje experimentální práce zabývající se aplikací metody sol-gel při výrobě bezcementového žárobetonu na bázi andalusitu. Při použití pojivové vazby bez vápenatých iontů se zvyšuje žárovzdornost materiálů a je možné rychlejší vysoušení.
Bylo testováno pět koloidních roztoků od firmy CWK Bad Köstritz na bázi SiO2, které se lišily jednak koncentrací a velikostí částic, ale také hodnotou pH.
Byl zjišťován vliv křemičitých solů na konzistenci žárobetonu, počátek tuhnutí a dobu tuhnutí a také byl zjišťován vliv na základní parametry po výpalu - objemová hmotnost, pórovitost, pevnost v ohybu a tlaku.
Problematika odpadních plastů a také hledání alternativních zdrojů energie jsou v současnosti důležitá celosvětově diskutovaná témata jak v rámci legislativních opatření, tak na poli vývoje a výzkumu. Proces pyrolýzy představuje jednu z možností, jak lze spojit nakládání s odpadními produkty spolu se ziskem surovin pro energetické nebo chemické využití. Jde o tepelný rozklad bez přístupu vzduchu, při němž dochází ke štěpení polymerů na menší fragmenty. V závislosti na typu pyrolyzovaného materiálu může jít o kyslíkaté látky, uhlovodíky podobné ropným frakcím, polycyklické aromatické uhlovodíky atd. Obsah heteroatomů jako jsou kyslík, dusík, chlór, bróm nebo síra, často snižují další využitelnost produktů pyrolýzy, a zároveň také způsobují významné procesní komplikace ve formě koroze, repolymerace (stárnutí) produktů apod. Přestože koroze byla v minulosti shledána jako významný faktor při tomto procesu, je jen velmi málo studií zabývající se touto problematikou. V rámci našeho výzkumu byly naplánovány pokusy pro sledování koroze ve vyhřívané peci, do které jsou napuštěny plyny z procesu pyrolýzy. Testovány jsou komerční materiály na bázi šamotu a karbidu křemíku spolu s vyvíjenými geopolymery.
The thermal devices applied nowadays in several industries require high quality refractory and insulating products resistant against the stresses and impacts coming from all the thermal, mechanical and chemical processes being in these devices. Growing demand for these products obliges manufacturers to continued development and improvement. This article aims to present the experience and capabilities of PCO ŻARÓW Sp. z o.o. in manufacturing and supplying of refractory materials.
Žárovzdorná vyzdívka v pecních agregátech spalující či slaňující biomasu je degradována chemickou korozí hlavně alkáliemi a eutektickými taveninami, ale i dalšími vlivy jako je abraze. Současně používané žáromateriály jsou šamotové materiály, které díky nízkému obsahu oxidu hlinitého vykazují nízkou odolnost vůči taveninám, naopak vysoce-hlinité žáromateriály mají nízkou odolnost vůči alkalické korozi. V rámci projektu byly navržené nové žáromateriály vhodné pro spalování biomasy, které mají jednak vysokou odolnost vůči korozi, ale i abrazi. V příspěvku jsou uvedené nejen základní žárové vlastnosti nových prototypů, ale i doplňující materiálové vlastnosti.
Zařízení pro plynulé odlévání oceli se skládá z několika hlavních agregátů, přičemž jeden z nejdůležitějších je mezipánev. K hlavním úkolům mezipánve patří zajištění stabilního a rovnoměrného toku tekuté oceli do licích proudů, a separace nečistot do rafinační strusky. Vzhledem k funkcím mezipánve je kladen důraz nejen na její rozměry a tvar, ale především na kvalitu žáruvzdorné vyzdívky. Vyzdívka mezipánve je tvořena izolační, trvalou a pracovní částí. Použití různých materiálů v jednotlivých vrstvách, ale i jejich aplikace má vliv na kvalitu vyráběné oceli, ale i na efektivitu provozování mezipánví s ohledem na životnosti jednotlivých vrstev vyzdívky.
Zkoušení jednotlivých vlastností žárovzdorných výrobků se dnes provádí ve většině případů podle evropských (EN) nebo mezinárodních (ISO) norem. Jejich aplikace tak umožňuje mezinárodně porovnatelný způsob posuzování jejich vlastností. Zavedené zkušební normy dnes pokrývají zkoušení žárovzdorných výrobků tvarových, různých druhů výrobků netvarových, ale i výrobků vláknitých. Obsahem prezentace je výčet platných normových zkoušek, jejich stručný popis a význam zkouškami zjištěných údajů.
Vývoj a aplikace chemické pojivo na křemičito-hlinité bázi je předmětem tohoto příspěvku. Kromě způsobu výroby, sledování změny vlastností s teplotou, bylo nově připravené pojivo také testováno v bauxitovém žárobetonu. Pojivo bylo charakterizováno z hlediska chemického a fázového složení, měrného povrchu, množství a velikosti pórů, apod. U podstatných vlastností byl studován jejich vývoj s teplotou. Funkčnost pojiva pak byla ověřena implementací do původně nízkocementového bauxitového žárobetonu, kde byl právě cement nahrazen nově vyvinutým pojivem. Aby bylo možné srovnání s komerčně běžně dostupnými žárobetony tohoto typu, byly na vzorcích žárobetonu nejprve stanoveny základní vlastnosti, jako je zdánlivá pórovitost, pevnost a zajímavé bylo sledovat také chování pojiva při přípravě žárobetonové směsi.
Pro experimenty byly použity metody RTG fluorescence (chemické složení), RTG difrakce (fázové složení), BET metoda (měrný povrch a velikost a množství pórů), vodní metoda sycení vzorku (zdánlivá pórovitost a objemová hmotnost). Jako dodatečné vlastnosti byly stanoveny například hustota, pH pojiva, hodnocena reaktivita a funkčnost pojiva za odlišných podmínek.
Výsledkem je chemicky čisté a homogenní pojivo, které lze snadno připravit a které přináší celou řadu výhod pro konečný žáruvzdorný materiál, mezi něž patří zjednodušení fáze sušení, snížení potřebné teploty výpalu pro tvorbu keramické vazby, apod.
Příspěvek vznikl za podpory projektů VŠB-TUO SP 2019/74 a SP 2019/43.
Žárovzdorné materiály ať už tvarové nebo netvarové jsou dlouhodobě používány v metalurgickém průmyslu jako vyzdívky tavících agregátů, pánví, ale také jako izolace do pecních agregátů. Současně jsou však vybrané typy žárovzdorných materiálů uplatňovány ve slévárenství pro tvorbu licích cest pro odlitky. Zájmem je používat co nejkvalitnější materiály, s očekávanou životnosti licího cyklu a zároveň však cenově dostupné. Z tohoto důvodu dochází k neustálému vývoji žárovzdorných materiálů, určené pro licí cesty, právě ve slévárenských procesech. Tento článek popisuje výzkum a vývoj organicko keramických trubic jako náhrada tradičních žárovzdorných materiálů. Experimentální i praktická část popisuje penetraci vláknitých struktur papírových trubic penetračními směsmi. Následně ověřit funkčnost takto upravených papírových trubic jako vtokovou soustavu a porovnat tyto vlastnosti s již osvědčenými používanými žárovzdornými materiály ve slévárenství.
Každý průmyslový podnik se snaží co možná nejefektivněji využívat svých druhotných zdrojů energie, kterými by zefektivnil výrobu své produkce. Proto při provozu energetických zařízeních může ve vhodných poměrech spalovat několik druhů paliv, která lze zaměňovat podle různých parametrů, jako je rychlost hoření, stabilita plamene, dokonalost spalování, výhřevnost, teplota spalování, množství a složení spalin. Složení směsi plynů musí být řízeno podle vhodně stanovených kritérií, zejména výhřevnosti paliva, Wobbeho čísla atd. Na příkladu je ukázán praktický dopad zaměnitelnosti plynných paliv na provoz tunelové pece pro výpal keramických produktů. Omezená dostupnost koksárenského plynu byla v průběhu sledovaného období kompenzována nárůstem poměru zemního plynu. Přestože byla zachována stejná výhřevnost nové směsi plynů, změna směšovacího poměru vedla ke zvýšení spotřeby plynu. V článku je analyzován vliv na účinnost pece a zvýšení spotřeby plynu, kde hlavní příčiny byly zjištěny v poklesu Wobbeho čísla, snížení výroby a změny teploty spalin a chemického složení.