Effect study of an amount of active alumina addition on the properties of alumina refractories with a complex additive of chromium oxide and zirconium dioxide

  • I. G. Shulik JSC "URIR named after A. S. Berezhnoy", Kharkov, Ukraine
  • T. G. Galchenko JSC "URIR named after A. S. Berezhnoy", Kharkov, Ukraine
  • E. B. Protsak JSC "URIR named after A. S. Berezhnoy", Kharkov, Ukraine
  • L. V. Belik JSC "URIR named after A. S. Berezhnoy", Kharkov, Ukraine
Keywords: alumina refractories, chromium oxide, zirconium dioxide, production reactors of carbon black.

Abstract

An effect of active alumina amount introduced into a batch (7.5 - 22.0 %) on the properties of alumina samples containing a complex additive of chromium oxide (10 %) and zirconium dioxide (3 %) was studied. The optimal amount of introduced active alumina (12.5 %) was established, which ensures the production of samples fired at a temperature of 1580 ºС, with the lowest open porosity (18.2 %), the highest apparent density (3.25 g/cm3) and the highest cold crushing strength (117 N/mm2), refractoriness under a load of 0.2 N/mm2 > 1700 ºС, thermal shock resistance (in the mode of 1300 ºС — water) not less than 7 thermal cycles.The results of carried out studies were used in the development of production technology of domestic refractory products based on fused corundum, α-form alumina, active alumina, containing the complex addition of chromium oxide and zirconium dioxide, by semi-dry pressing method. These refractory products characterized by high properties and intended for service at a temperature of 1850 ºС in the combustion chamber of carbon black production reactors.The use of these refractories in the lining of above mentioned high-temperature industrial units will allow to increase a duration of their operation due to an increase in the refractory durability in service, as well as to save material and energy resources associated with a relining of the reactors.

References

Устиченко В. А., Золотухина Л. Н., Ковалев А. Б., Гринева Н. И. Вибролитые особосложные корундовые огнеупоры для реакторов производства технического углерода. Зб. наук. пр. ВАТ «УкрНДІвогнетривів ім. А. С. Бережного». Харьков : Каравелла, 2006. № 106. С. 16—22.

Ustichenko V. A., Zolotukhina L. N., Kovalev A. B., Grineva N. I. Vibrolitye osoboslozhnye korundovye ogneupory dlya reaktorov proizvodstva tekhnicheskogo ugleroda [Vibrocast especially complex corundum refractories for the production reactors of technical carbon]. Zb. nauk. pr. VAT "UkrNDIVognetryviv imeni A. S. Berezhnogo" [Coll. Sci. Proc. of OJSC "The Ukrainian research institute of refractories named after A. S. Berezhnoy"]. Kharkov, Karavela Publ., 2006, no. 106, pp. 16—22 (in Russian).

Устиченко В. А., Ковалев А. Б., Гринева Н. И. О службе вибролитых особосложных корундовых блоков в реакторах производства технического углерода. Технология и применение огнеупоров и технической керамики в промышленности : междунар. науч.-техн. конф., Харьков, 25—26 апр. 2007 г. : тез. докл. Харьков : Каравелла, 2007. С. 9—10.

Ustichenko V. A., Kovalev A. B., Grineva N. I. O sluzhbe vibrolitykh osoboslozhnykh korundovykh blokov v reaktorakh proizvodstva tekhnicheskogo ugleroda [On the service of especially complex vibrocast corundum blocks in the production reactors of technical carbon]. Tekhnologiya i primeneniye ogneuporov i tekhnicheskoy keramiki v promyshlennosti. Tezisy dokladov mezhdunarodnoy nauchno-teknicheskoy konferencii (25—26 Apr. 2007, Kharkov) [Technology and application refractories and technical ceramics in industry. Abstracts of Int. Sci.-Techn. Conf. (25—26 Apr. 2007, Kharkov)]. Kharkov, Karavela Publ., 2007, pp. 9—10 (in Russian).

Электронно-микроскопические исследования вибролитых корундовых огнеупоров после службы в камере горения реакторов производства технического углерода / Э. Л. Карякина и др. Зб. наук. пр. ВАТ «УкрНДІвогнетривів ім. А. С. Бережного». Харьков : Каравелла, 2008. № 108. С. 60—64.

Karyakina E. L., Primachenko V. V., Ustichenko V. A., Chaplyanko S. V., Grineva N. I. Elektronno-mikroskopicheskie issledovaniya vibrolitykh korundovykh ogneuporov posle sluzhby v kamere goreniya reaktorov proizvodstva tekhnicheskogo ugleroda [Electronic-microscopic researches of the vibrocast corundum refractories after service in the burning chamber of production reactors of technical carbon]. Zb. nauk. pr. VAT "UkrNDIVognetryviv imeni A. S. Berezhnogo" [Coll. Sci. Proc. of OJSC "The Ukrainian research institute of refractories named after A. S. Berezhnoy"]. Kharkov, Karavela Publ., 2008, no. 108, pp. 60—64 (in Russian).

Unshaped and Shaped Refractories for Carbon Black Production Reactors Lining / V. V. Primachenko et al. Proc. of the Sixth Int. Symposium on Refractories, Zhengzhou, China, 18—21 Oct. 2012. Zhengzhou, 2012. P. 272—275.

Primachenko V. V., Martynenko V. V., Shulik I. G., Gal'chenko T. G., Grineva N. I. Unshaped and Shaped Refractories for Carbon Black Production Reactors Lining. Proc. of the Sixth Int. Symposium on Refractories (18—21 Oct. 2012, Zhengzhou, China). Zhengzhou, 2012, pp. 272—275.

Корундовые огнеупоры с добавкой оксида хрома для службы в реакторах производства техуглерода / В. В. Примаченко и др. Технология и применение огнеупоров и технической керамики в промышленности : междунар. науч.-техн. конф., Харьков, 28—29 апр. 2009 г. : тез. докл. Харьков : Каравелла, 2009. С. 5—6.

Primachenko V. V., Shulik I. G., Gal'chenko T. G., Grineva N. I. Korundovye ogneupory s dobavkoy oksida khroma dlya sluzhby v reaktorakh proizvodstva tekhugleroda [Corundum refractories with addition of chromium oxide for service in the production reactors of technical carbon]. Tekhnologiya i primeneniye ogneuporov i tekhnicheskoy keramiki v promyshlennosti. Tezisy dokladov mezhdunarodnoy nauchno-teknicheskoy konferencii (28—29 Apr. 2009, Kharkov) [Technology and application refractories and technical ceramics in industry. Abstracts of Int. Sci.-Techn. Conf. (28—29 Apr. 2009, Kharkov]. Kharkov, Karavela Publ., 2009, pp. 5—6 (in Russian).

Корундохромоксидные огнеупоры и низкоцементный хромсодержащий корундовый бетон для службы в реакторах производства техуглерода / В. В. Примаченко и др. Новые огнеупоры. 2009. № 4. С. 44.

Primachenko V. V., Martynenko V. V., Shulik I. G., Gal'chenko T. G., Shlyakhova T. M., Grineva N. I. Korundokhromoksidnye ogneupory i nizkotsementnyy khromsoderzhashchiy korundovyy beton dlya sluzhby v reaktorakh proizvodstva tekhugleroda [Alumina-chromia refractories and low cement chromium-containing corundum castable for service in the production reactors of technical carbon]. Novye ogneupory New refractories. 2009, no. 4, p. 44 (in Russian).

Зависимость свойств корундовых огнеупоров для реакторов производства технического углерода от количества добавки оксида хрома / В. В. Примаченко и др. Физико-химические проблемы в технологии тугоплавких неметаллических и силикатных материалов : междунар. науч.-техн. конф., Харьков, 20—23 сент. 2010 г. : тез. докл. Харьков : Каравелла, 2010. С. 53—54.

Primachenko V. V., Martynenko V. V., Shulik I. G., Gal'chenko T. G., Grineva N. I., Privalova N. G. Zavisimost' svoystv korundovykh ogneuporov dlya reaktorov proizvodstva tekhnicheskogo ugleroda ot kolichestva dobavki oksida khroma [Properties dependence of alumina refractories for production reactors of carbon black on the amount of chromium oxide additive]. Fiziko-khimicheskie problemy v tekhnologii tugoplavkikh nemetallicheskikh i silikatnykh materialov. Tezisy dokladov mezhdunarodnoy nauchno-teknicheskoy konferencii (20—23 Sent. 2010, Kharkov) [Physicochemical problems in the technology of refractory non-metallic and silicate materials. Abstracts of Int. Sci.-Techn. Conf. (20—23 Sept. 2010, Kharkov)]. Kharkov, Karavela Publ., 2010, pp. 53—54 (in Russian).

Исследование влияния количества добавки Cr2O3 на свойства корундовых огнеупоров для футеровки реакторов производства техуглерода / В. В. Примаченко и др. Зб. наук. пр. ВАТ «УкрНДІвогнетривів ім. А. С. Бережного». Харьков : Каравелла, 2010. № 110. С. 149—160.

Primachenko V. V., Martynenko V. V., Shulik I. G., Gal'chenko T. G., Grineva N. I., Privalova N. G. Issledovanie vliyaniya kolichestva dobavki Cr2O3 na svoystva korundovykh ogneuporov dlya futerovki reaktorov proizvodstva tekhugleroda [Research of amount influence of Cr2O3 addition on properties of corundum refractories for the lining of production reactors of technical carbon]. Zb. nauk. pr. VAT "UkrNDIVognetryviv imeni A. S. Berezhnogo" [Coll. Sci. Proc. of OJSC "The Ukrainian research institute of refractories named after A. S. Berezhnoy"]. Kharkov, Karavela Publ., 2010, no. 110, pp. 149—160 (in Russian).

Шихта для виготовлення корундових вогнетривких виробів : пат. 98854 Україна : МПК С04В 35/101, С04В 35/66, С04В 35/105 / Примаченко В. В., Шулик І. Г., Гальченко Т. Г., Грицюк Л. В., Гриньова Н. І.; заявник та патентовласник ПАТ «УКРНДІВ ІМЕНІ А. С. БЕРЕЖНОГО». № а 201012200; заявл. 15.10.2010; опубл. 25.04.2012, Бюл. № 8.

PAT "UKRNDIV IMENI A. S. BEREZHNOHO" [PJSC "THE UKRAINIAN RESEARCH INSTITUTE OF REFRACTORIES NAMED AFTER A. S. BEREZHNOY"]. Shykhta dlya vyhotovlennya korundovykh vohnetryvkykh vyrobiv [Batch for manufacturing of corundum refractory products]. Inventors: Prymachenko V. V., Shulyk I. H., Hal'chenko T. H., Hrytsyuk L. V., Hryn'ova N. I. Appl: 2010-10-15, no. а 201012200; publ: 2012-04-25, Bull. no. 8. IPC С04 В 35/101, С04 В 35/66, С04 В 35/105. Patent Ukraine no. 98854 (in Ukrainian).

Исследование влияния комплексной добавки оксида хрома, диоксида циркония и вида технологической связки на свойства корундовых огнеупоров / В. В. Мартыненко и др. Научные исследования по огнеупорам и технической керамике : сб. науч. тр. Харьков : АТ «УкрНДІВ імені А. С. Бережного», 2019. № 119. С. 3—14. https://doi.org/10.35857/2663-3566.119.01.

Martynenko V. V., Primachenko V. V., Shulik I. G., Gal'chenko T. G., Protsak E. B. Issledovanie vliyaniya kompleksnoy dobavki oksida khroma, dioksida tsirkoniya i vida tekhnologicheskoy svyazki na svoystva korundovykh ogneuporov [Effect investigation of a complex additive of chromium oxide, zirconia and a technological binder type on the properties of corundum refractories]. Nauchnye issledovaniya po ogneuporam i tekhnicheskoy keramike: sb. nauch. tr. [Scientific Researches on Refractories and Technical Ceramics : Coll. Sci. Proc.]. Kharkov, AT "UkrNDIV imeni A. S. Berezhnoho" Publ., 2019, no. 119, pp. 3—14. https://doi.org/10.35857/2663-3566.119.01 (in Russian).

Published
2020-12-30
How to Cite
Shulik, I. G., Galchenko, T. G., Protsak, E. B., & Belik, L. V. (2020). Effect study of an amount of active alumina addition on the properties of alumina refractories with a complex additive of chromium oxide and zirconium dioxide. Scientific Research on Refractories and Technical Ceramics, 120, 3-11. https://doi.org/10.35857/2663-3566.120.01