Przewidywalność długoterminowej ogniotrwałości wysokoglinowych betonów ogniotrwałych w warunkach dużego obciążenia cieplnego, ze szczególnym uwzględnieniem zanieczyszczeń pochodzących z materiału z recyklingu

Tytuł projektu

Nazwa Beneficjenta/Beneficjentów

Stowarzyszenie Producentów Materiałów Ogniotrwałych
Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych
Forschungsgemeinschaft Feuerfest e.V.
Hochschule Koblenz

Nazwa programu

Programy międzynarodowe

Konkurs

CORNET 29

Wartość projektu

2 134 271,23 PLN

Wartość dofinansowania

1 135 936,28 PLN

Okres realizacji projektu

od 02.01.2021 r. do 30.04.2023 r.

Zobacz efekt naszej pracy

Kierownik zespołu realizatorów badań z Łukasiewicz ICIMB dr hab. J. Podwórny prezentuje wyniki projektu na „ XX Międzynarodowej Konferencji Materiały ogniotrwałe: wytwarzanie, metody badań, stosowanie” w Wiśle (24-26.05.2023) w czasie specjalnej sesji „Materiały monolityczne – współpraca międzynarodowa”. Przedstawiciele realizatorów projektu wygłosili referaty pod jednym wspólnym tytułem: An insight into the impact of impurities, typical in secondary raw materials on the behaviour of high alumina castables

Kierownik projektu dr inż. Jerzy Czechowski prezentujący referat The refractory industry in the EU - as it stands and in view of future expectations na sesji 9 International Congress on Ceramics w czasie Konferencji “Ceramics in Europe 2022” w Krakowie 10 – 14.07.2022 (przedstawiono m.in. znaczenie recyklingu i projekt RefraPredict).

Powyżej informacja o projekcie zamieszczona w wydanym przez Unię Ceramiczną „Research and innowation project inventory” w 2022 r.

Jaki problem rozwiązuje nasz projekt?

Ogniotrwałe materiały monolityczne, tj. takie, które nie są formowane i wypalane przed zainstalowaniem w urządzeniu grzewczym lecz mają formę mas i betonów o składzie zapewniającym odporność wysokotemperaturową, są przedmiotem coraz większego zainteresowania producentów i użytkowników. Istotną ich zaletą jest to, że ich własności wytrzymałościowe i odpornościowe kształtowane są bezpośrednio w wyłożeniu u użytkownika w procesie wygrzewania, a ich jednolita forma bez fug obecnych w wyłożeniach z formowanych materiałów ogniotrwałych zwiększa ich odporność na korozję przez czynniki niszczące ( składniki stopów, atmosferę). Celem producentów materiałów ogniotrwałych jest dostarczenie użytkownikom materiałów zapewniających odpowiednią trwałość w warunkach eksploatacji. Osiągnięcie tego celu wymaga zastosowania odpowiedniej jakości surowców. W UE, w tym w Polsce, wysokiej jakości surowce dostarczane są głównie z Chin i ich dostępność staje się coraz trudniejsza. Równocześnie dążeniem jest gospodarka w cyklu zamkniętym. Skłania to do wzrostu zastosowania surowców wtórnych. Surowce te wnoszą zanieczyszczenia, które mogą wpływać na pogorszenie własności termomechanicznym materiałów ogniotrwałych. Realizacja projektu miała na celu lepsze zrozumienie związku pomiędzy składem surowców, udziałem i charakterem zanieczyszczeń w osnowie i własnościami termomechanicznymi monolitycznych materiałów korundowych i dostarczyć producentom wskazówek dotyczących kształtowania składu wyjściowego betonów w celu zapewnienia oczekiwanych własności. Zakres badań przedstawiono poniżej:

Wybrane w badaniach kombinacje zanieczyszczeń stanowiły najbardziej niekorzystne przypadki pod względem wpływu na własności termomechaniczne ze względu na tworzenie się fazy ciekłej. Jednak uzyskane wyniki wykazały, że możliwe jest ustalenie proporcji wprowadzonych zanieczyszczeń nie skutkujących pogorszeniem własności termomechanicznych w sposób krytyczny. Uzyskane rezultaty rzucają nowe światło na możliwość świadomego użycia surowców wtórnych w technologii ogniotrwałych materiałów monolitycznych. Możliwe jest utrzymanie własności betonów korundowych na satysfakcjonującym poziomie z punktu widzenia procesów przemysłowych, w których mogą mieć zastosowanie.

Ponadto stwierdzono, że proces wzrostu ziarn w osnowie materiałów z aktywnym wiązaniem z tlenku glinu, który zwiększa wytrzymałość mechaniczną badanych materiałów, nie nadąża za efektami wywołanymi stosowanym obciążeniem. Jest to cenna wskazówka dla producentów i użytkowników , że materiały tego typu , tj. z aktywnym wiązaniem z tlenku glinu, nie powinny być stosowane tam gdzie występują duże obciążenia mechaniczne w czasie wygrzewania zainstalowanego wyłożenia.

Kto skorzysta z wyników projektu?

Z wyników zrealizowanego projektu skorzystają producenci materiałów ogniotrwałych, a w szczególności małe i średnie przedsiębiorstwa, które nie produkują materiałów wypalanych, a ich produkcja koncentruje się na masach i betonach ogniotrwałych. Wskazówki zawarte we wnioskach pozwolą na opracowanie receptur betonów korundowych z zastosowaniem surowców wtórnych zapewniając uzyskanie własności spełniające oczekiwania użytkowników. Wszyscy członkowie SPMO otrzymali sprawozdania z projektu . Ponadto, wyniki badań były przedmiotem publikacji ( „Open Ceramics”) i referatów na konferencjach krajowych i zagranicznych („International Colloquium on RefractoriesI CR 2022”, „Ceramics in Europe 2022”, „ XIX i XX Międzynarodowa Konferencja Materiały ogniotrwałe: wytwarzanie, metody badań, stosowanie” 2022 i 2023, Unified International Technical Conference on Refractories (UNITECR 2023) 18th Biennial Worldwide Congress on Refractories, Frankfurt, Germany).

Wnioski z przeprowadzonych badań wykorzystane będą też przez dostawców ogniotrwałych surowców wtórnych, a także przez użytkowników materiałów ogniotrwałych w zakresie dotyczącym wskazówek dotyczących wygrzewania wyłożeń.