DOI: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2015.47276

Microsilica influence on the phase consTITUTION and properties of spinel-forming composition

Вікторія Вікторівна Пісчанська, Ганна Сергіївна Войтюк, Ярослав Миколайович Пітак

Abstract


Experience in using low cement alumina-magnesia castables, containing spinel-forming reagents, in monolithic ladle linings identified their significant advantages in terms of thermomechanical properties, corrosion resistance and slag resistance. A particular feature of these castables is the synthesis of «in situ» magnesium aluminate spinel at high operating temperatures, which provides increased operational lifetime of the lining.

The microsilica influence on the phase constitution of the composite mixture, containing calcium aluminate cement and spinel-forming reagents - calcined alumina and sintered periclase after firing at 17000C was investigated in the paper. It was found that as a result of the interaction of cement calcium aluminates with microsilica, fusible compounds - anorthite and helenite that, at increased microsilica content, impair physical and technical properties of the composite are formed. It was determined that the ratio of spinel-forming reagents and content of the silica-containing material in a matrix component of alumina-magnesia castables is a more important factor of the synthesis of high-melting-point crystalline phases than the microsilica content. Directed regulation of the phase constitution of the matrix component of alumina-magnesia castables by adjusting the grain-size composition of spinel-forming reagents and their optimal ratio will ensure achieving a set of the given physical and technical characteristics of concrete and increasing the operational lifetime of monolithic ladle linings.


Keywords


alumina-magnesia castable; microsilica; spinel-forming reagents; phase constitution; fusible compounds

References


Pivinskii, Yu. E. (2005). Neformovannye ogneupory. Vol. 1. Obshchie voprosy tehnologii. M.: Teploenergetik, 448.

Migal, V. P., Margashvili, A. P., Skurikhin, V. V., Rusakov, G. V., Alekseev, P. E. (2009). Neformovannye ogneupornye materialy dlya metallurgicheskoy promyshlenosti. Ogneupory i tekhnichtskaya keramika, № 4–5, 27–33.

Migal, V. P., Skurikhin, V. V., Bulin, V. V. (2011). Neformovannye ogneupory, vypuskaemye OAO «Borovchinskiy kombinat ogneuporov». Novye ogneupory, № 10, 11–14.

Tokarev, A. V., Akselerod, L. M., Korol, L. N., Shebko, P. A. (2005). Nizkotsementnye betony firmy «DALMOND» v futerovke stalerazlivochnykh kovshey. Novye ogneupory, № 6, 63–68.

Kondratev, E. A., Valiulina, M. A. (2014). Perspektivnye tekhnologii neformovannykh ogneuporov vypuskaemykh v Bogdanovichskom OAO « Ogneupory ». Novye ogneupory, 9, 14–16.

Polonskiy, M. G. (2003). Primenenie glinozemshpinelnykh i glinozemmagnezialnykh betonov v futerovkakh stalerazlivochnykh kovshey. Ogneupory i tekhnichtskaya keramika, 3, 37–42.

Ochagova, I. G. (2002). Mokroe torkretirovanie betonami nizkoy vlazhnosti – novyy sposob remonta i izgotovleniya futerovki stalerozlivochnykh kovshey. Novye ogneupory, 6, 50–53.

Shirama, N., Murakami, K., Takita, I. (2001). Monolithic refractories lining for RH degassers with wet gunning. Taikabutsu Refractories, Vol. 53, 8, 481–487.

Ko, Y. C. (2000). Influence of the characteristics of spinels on the slag resistance of Al2O3 – MgO and Al2O3 – Spinel castables. Journal of the American Ceramic Society, Vol. 83, № 9, 2333–2335. doi:10.1111/j.1151-2916.2000.tb01559.x

Braulio, M., Bittenkurt, L., Pandolfelli, V. (2011). Nanoshpineleobrazuyushchiy ogneupornyy beton. Ogneupory i tekhnichtskaya keramika, 6, 27–31.

Myhre, B. (2005). Microsilica in refractory castables. – How does microsilica quality influence perfomance. 9th Biennial Warldwide congress on refractories, 191–195.

Myhre, B., Hundere, A. M. (1997). Substitution of reactive alumina with microsilica in low cement and ultra low cement castables. Part I: Properties Related to Installation and Demoulding, 4–7, 91–100.

Göğtaş, C., Ünlü, N., Odabaşı, A., Sezer, L., Çınar, F., Güner, Ş., Göller, G., Eruslu, N. (2010, January). Preparation and characterisation of self-flowing refractory material containing 971U type microsilica. Advances in Applied Ceramics, Vol. 109, № 1, 6–11. doi:10.1179/174367609x422199

Shirama, N., Murakami, K., Shimizu, I. (2000). Development of low silica wet gunning material for steel ledie. Taikabutsu Refractories, Vol. 52, 12, 662–666.

Samanta, A. K., Satpathy, S., Ganguli, S., Goswani, J., Fdak, S. (2013). Vliyanie mikrokremnezema i alyuminatkaltsievogo tsementa na termomekhanicheskie svoystva nizkotsementnykh ogneupornykh betonov. Ogneupory i tekhnichtskaya keramika, 1–2, 66–70.

Strakhov, V. I., Korzhikov, V. V., Pavlova, E. A., Zhidkov, A. B., Denisov, D. E. (2007). Ob izmenenii fazovogo sostava matrits ogneupornykh betonov CaO – Al2O3 – SiO2 pri termicheskom vozdeystvii. Ogneupory i tekhnichtskaya keramika, 8, 3–7.

Rettore, R., Silva, S., Brittu, M., Matsura, S., Andrade, S. (2007). Vliyanie sootnosheniya «tsement/oksid magniya» na svoystva betonov sistemy Al2O3 – MgO. Ogneupory i tekhnichtskaya keramika, 8, 39–45.

Salomao, R., Pandolfelli, L., Bittenkurt R. (2011). Vliyanie gidravlicheskikh vyazhushchikh na gidratatsiyu spechenogo magnezita v ogneupornykh betonakh. Ogneupory i tekhnichtskaya keramika, 4–5, 59–63.

Karibozorg, Z., Gasemzade, M., Yuzbashizade, Kh. (2007). Vliyanie Al2O3 i MgO na svoistva ogneupornykh shpinelnykh nizkotsementnykh betonov. Ogneupory i tekhnichtskaya keramika, 3, 37–41.

Nemati, A., Nemati, E. (2010). Sravnenie vliyaniya organicheskikh i neorganicheskikh dobavok v betonakh s nizkim soderzhaniem tsementa. Ogneupory i tekhnichtskaya keramika, 6, 22–26.

Ide, K., Suzuki, T., Asano, K., Nishi, T., Isobe, T. (2005). Expansion behavior of alumina-magnesia castables. Journal of the Technical Association of Refractories, Vol. 25, 3, 202–208.

Yang, Z. X., Youn, S. H., Kim, J. J. (2005). Effects of Spinel Formation in Al2O3 – MgO Refractory Castables. UNITECR, 129–133.


GOST Style Citations


Пивинский, Ю. Е. Неформованные огнеупоры [Текст]. Т. 1. Общие вопросы технологии: справоч. в 2 т. / Ю. Е. Пивинский. – М.: Теплоенергетик, 2005. – 448 с.

Мигаль, В. П. Неформованные огнеупорные материалы для металлургической промышленности [Текст] / В. П. Мигаль, А. П. Маргашвили, В. В. Скурихин, Г. В. Русакова, П. Е. Алексеев // Огнеупоры и техническая керамика. – 2009. – № 4–5. – С. 27–33.

Мигаль, В. П. Неформованные огнеупоры, выпускаемые ОАО «Боровичский комбинат огнеупоров» [Текст] / В. П. Мигаль, В. В. Скурихин, В. В. Булин // Новые огнеупоры. – 2011. – № 10. – С. 11–14.

Токарев, А. В. Низкоцементные бетоны фирмы «DALMOND» в футеровке сталеразливочных ковшей [Текст] / А. В. Токарев, Л. М. Аксельрод, Л. Н. Король, П. А. Шебко и др. // Новые огнеупоры. – 2005. – № 6. – С. 63–68.

Кондратьев, Е. А. Перспективные технологии неформованных огнеупоров, выпускаемых в Богдановичском ОАО «Огнеупоры» [Текст] / Е. А. Кондратьев, М. А. Валиулина // Новые огнеупоры. – 2014. – № 9. – С. 14–16.

Полонский, М. Г. Применение глиноземшпинельных и глиноземмагнезиальных бетонов в футеровках сталеразливочных ковшей [Текст] / М. Г. Полонский // Огнеупоры и техническая керамика. – 2003. – № 3. – С. 33–38.

Очагова, И. Г. Мокрое торкретирование бетонами низкой влажности – новый способ ремонта и изготовления футеровки сталерозливочных ковшей [Текст] / И. Г. Очагова // Новые огнеупоры. – 2002. – № 6. – С. 50–53.

Shirama, N. Monolithic refractories lining for RH degassers with wet gunning [Text] / N. Shirama, K. Murakami, I. Takita // Taikabutsu Refractories. – 2001. – Vol. 53, № 8. – P. 481–487.

Ko, Y. C. Influence of the characteristics of spinels on the slag resistance of Al2O3 – MgO and Al2O3 – Spinel castables [Text] / Y. C. Ko // Journal of the American Ceramic Society. – 2000. – Vol. 83, № 9. – Р. 2333–2335. doi:10.1111/j.1151-2916.2000.tb01559.x

Браулио, М. Наношпинелеобразующий огнеупорный бетон [Текст] / М. Браулио, Л. Биттенкурт, В. Пандолфелли // Огнеупоры и техническая керамика. – 2011. – № 6. – С. 27–31.

Myhre, B. Microsilica in refractory castables. – How does microsilica quality influence perfomance [Text] / B. Myhre // 9th Biennial Warldwide congress on refractories. – 2005. – P. 191–195.

Myhre, B. Substitution of reactive alumina with microsilica in low cement and ultra low cement castables [Text] / B. Myhre, A. M. Hundere // Part I: Properties Related to Installation and Demoulding. – 1997. – № 4–7. – Р. 91–100.

Göğtaş, C. Preparation and characterisation of self-flowing refractory material containing 971U type microsilica [Text] / C. Göğtaş, N. Ünlü, A. Odabaşı, L. Sezer, F. Çınar, Ş. Güner, G. Göller, N. Eruslu // Advances in Applied Ceramics. – 2010. – Vol. 109, № 1. – P. 6–11. doi:10.1179/174367609x422199

Shirama, N. Development of low silica wet gunning material for steel ledie [Text] / N. Shirama, K. Murakami, I. Shimizu // Taikabutsu Refractories. – 2000. – Vol. 52, № 12. – P. 662–666.

Саманта, А. К. Влияние микрокремнезема и алюминаткальциевого цемента на термомеханические свойства низкоцементных огнеупорных бетонов [Текст] / А. К. Саманта, С. Сатпафи, С. Гангули, Ж. Госвани, С. Адак // Огнеупоры и техническая керамика. – 2013. – № 1–2. – С. 66–70.

Страхов, В. И. Об изменении фазового состава матриц огнеупорных бетонов CaO – Al2O3 – SiO2 при термическом воздействии [Текст] / В. И. Страхов, В. В. Коржиков, Е. А. Павлова, А. Б. Жидков, Д. Е. Денисов // Огнеупоры и техническая керамика. – 2007 – № 8 – С. 3–7.

Ретторе, Р. Влияние соотношения «цемент/оксид магния» на свойства бетонов системы Al2O3 – MgO [Текст] / Р. Ретторе, С. Силва, М. Бриту, С. Мацура, С. Андраде // Огнеупоры и техническая керамика. – 2007. – № 8. – С. 39–45.

Саломао, Р. Влияние гидравлических вяжущих на гидратацию спеченного магнезита в огнеупорных бетонах [Текст] / Р. Саломао, В. К. Пандолфелли, Л. Р. Биттенкурт // Огнеупоры и техническая керамика. – 2011. – № 4–5. – С. 59–63.

Карибозорг, З. Влияние Al2O3 и MgO на свойства огнеупорных шпинельных низкоцементных бетонов [Текст] / З. Карибозорг, М. Гасемзаде, Х. Юзбаши-заде // Огнеупоры и техническая керамика. – 2007. – № 3. – С. 37–41.

Немати, А. Сравнение влияния органических и неорганических добавок в бетонах с низким содержанием цемента [Текст] / А. Немати, Э. Немати // Огнеупоры и техническая керамика. – 2010. – № 6. – С. 22–26.

Ide, K. Expansion behavior of alumina-magnesia castables [Text] / K. Ide, T. Suzuki, K. Asano et al. // Journal of the Technical Association of Refractories. – Japan, 2005. – Vol. 25, № 3. – P. 202–208.

Yang, Z. X. Effects of Spinel Formation in Al2O3 – MgO Refractory Castables [Text] / Z. X. Yang, S. H. Youn, J. J. Kim et al. // UNITECR. – 2005. – Р. 129–133.







Copyright (c) 2015 Вікторія Вікторівна Пісчанська, Ганна Сергіївна Войтюк, Ярослав Миколайович Пітак

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

ISSN (print) 1729-3774, ISSN (on-line) 1729-4061