V přednášce bude popsána aktuální situace ve výrobě a spotřebě žárovzdorných materiálů v celosvětovém měřítku, zemích Evropské unie, České a Slovenské republice.

Príspevok stručne popisuje problematiku hydratácie MgO všeobecne a jej vplyv na rýchlosť tuhnutia bázických žiarobetónov viazaných MA-sól-gél väzbou. Pre testy reaktivity boli vybrané tri typy magnézie: TS — mŕtvo pálený slinok, NED — slinutá magnézia zo soľanky a FM — tavená magnézia. Testovali sa frakcie < 80 µm, 80 — 125 µm a FM 125 — 200 µm pri teplote 25 a 50 °C. Sledovala sa časová zmena pH v závislosti na type magnézie, frakcii a teplote. Pri teplote 25 °C mala najväčšiu počiatočnú rýchlosť ΔpH/s = 0.17 magnézia TS frakcie < 80 µm po 20 sekundách. Magnézie NED a FM v takom krátkom čase pH významne neovplyvnili. Magnézie boli použité pre prípravu vzoriek zmesí s prídavkom Al2(SO4)3·18H2O, resp. Al(NO3)3·9H2O a MgSO4·7H2O ako gélotvorných prísad (GP). Rýchlosť tuhnutia sa stanovovala penetračným Vicat testom. Spracovateľnosť a roztekavosť normalizovanými testami. Pilotné testy rýchlosti tuhnutia zmesí jednotlivých magnézií v kombinácií s GP ukázali na rozdiely v reológii korelujúce s ich reaktivitou a vylúčili magnéziu TS z ďalších testov. Pre ďalšie testy boli použité magnézie NED a FM s nižšou reaktivitou, no aj napriek tomu, boli rýchlosti tuhnutia bez ohľadu na typ GP vysoké (do 3 min.). Z toho dôvodu sa postupne nahrádzali jemnozrnné frakcie inertným materiálom MA—spinelom, pričom už náhrada frakcií < 125 µm predĺžila dobu tuhnutia na 10 min. a náhrada frakcií < 500 µm na 20 minút. Ukázalo sa, že použitie magnézie TS v hrubých frakciách > 500 µm neovplyvní rýchlosť tuhnutia. Vzorky telies z optimalizovanej bázickej zmesi boli testované na koróznu odolnosť a porovnané s korundovým žiarobetónom.

Silica refractories are potential candidates for high-temperature thermal energy storage (HT-TES) which is an application similar to the checkerwork in recuperators (Cowpers). In this application the storage materials are exposed to thermal cycling where the temperature can possibly fall below 600 °C and in extreme cases down to room temperature. Therefore the temperature dependence of mechanical properties is important. In this work it is shown how the impulse excitation technique (IET) can be used for monitoring Young’s modulus changes of silica refractories during heating (from room temperature to temperatures up to 300, 800 and 1300 °C, respectively) and cooling (back down to room temperature). In particular, it is shown that thermal cycling with cycle maximum temperatures (CMTs) of 300 and 800 °C leads to damage (by microcracking), whereas thermal cycling to 1300 °C can even lead to healing of microcracked samples (closure of microcracks by the glass melt). It is shown how this specific behavior can be quantified by hysteresis parameters during and damage parameters after thermal cycling.

Při vytváření monolitických izolačních žárovzdorných vyzdívek převažují tzv. hydraulicky vázané izolační žárobetony. Je to dáno tím, že vykazují celou řadu technologických a aplikačních výhod. Využití izolačních žáromonolitů s jiným typem vazby je velmi řídké. Předložený příspěvek představuje některé nově vyvinuté izolační monolity s chemickou vazbou. Popisuje jejich vlastnosti, problematiku instalace, jejich výhody i nevýhody oproti hydraulicky vázaným.
V závěru jsou popsány některé dosavadní aplikace.

V minulých letech jsme prezentovali seriál přednášek na téma zvyšování izolačních parametrů žárovzdorných vyzdívek primárních hutních agregátů. Zatímco v dřívějších dobách jste od nás slýchávali převážně o aplikacích v licích pánvích, mezipánvích, železových žlabech, pojízdných mísičích apod. V přednášce, prezentované v roce 2022, jsme se již primárně zaměřili na elektrické obloukové pece (EOP), mezipánve a rovněž související podpůrné technologie, především pánové a mezipánvové ohřevy. Důvodem byla pochopitelně postupující transformace ocelářské výroby ve smyslu nejnovějších trendů známých jako udržitelná ocel, zodpovědná ocel, zelená ocel apod. To, že roste tlak na celé odvětví výroby a zpracování oceli v EU, je všeobecně známým faktem, který asi není nutné na tomto místě blíže komentovat. Obsahem trendů je zejména důraz na postupné snižování uhlíkové stopy, recyklaci a vůbec celkovou optimalizaci výrobních procesů zejména ve smyslu energetické náročnosti. V tomto směru tedy i nadále roste tlak především na omezení emisí, další úspory energií a zvyšování jakosti žárovzdorných materiálů. Úspěch nastíněné transformace pak bude záviset zejména na tom, jak úspěšní budeme při zajištění těchto požadavků a v neposlední řadě, zda se klíčovým hutním firmám podaří realizovat nemalé investice, nutné pro zajištění dlouhodobě udržitelného rozvoje („sustainable growth“), což se rovněž stalo mottem pro všechny nově vznikající iniciativy, které tímto směrem pracují, např. Green Steel World, Hydrogen Tech World a další.
Firma Promat se pochopitelně snaží k tomuto úsilí tradičně přispět svými koncepty razantního snížení energetických ztrát izolováním hutních agregátů. Jak již bylo naznačeno, priority se v tomto směru postupně mění, a kromě tradičních aplikacích v licích pánví, mezipánvích a EOP v tomto směru cílí především na šachtové pece pro přípravu vysoce jakostních tavicích surovin, známé především pod označením DRI/HRI. Zkušenosti s izolováním těchto agregátů sice ještě nejsou příliš rozšířené, ale určitě se jedná o velmi sledovanou aplikaci, která se bude v nejbližších letech nepochybně bouřlivě rozvíjet.

V přednášce bude popsána nová metoda zkoušení odolnosti proti náhlým změnám teplot pro žárovzdorné materiály, které jsou vystaveny teplotním šokům při odlévání oceli. Tato metoda simuluje podmínky tepelného šoku při odlévání roztaveného kovu (oceli) do žárovzdorného materiálu a je mnohem objektivnější než stávající metody stanovení odolnosti žárovzdorné keramiky proti náhlým změnám teplot.

Článek se zabývá výzkumem možností vytvoření materiálu, který by byl
kombinace odpadů z vedlejších energetických produktů s alkalicky aktivovanými systémy, které se dnes označují jako geopolymery.
Nově vytvořený materiál lze úspěšně využít v oblasti hutnictví a slévárenství.

Odolnosť upchávkovej hmoty voči korózii vysokopecnou struskou a surovým železom je jedným zo základných predpokladov pre efektívnu a bezpečnú prevádzku vysokých pecí. V rámci našeho projektu Netvarové žárovzdorné hmoty s VŠB-TUO sme ako jednu z alternatív pre zvýšenie korozivzdornosti bezdechtovej upchávkovej hmoty využili koncept grafitizácie živičného pojiva prostredníctvom vhodne zvoleného katalyzátora. Okrem výberu katalyzátora sme skúmali aj vplyv jeho množstva a druhu živice na výsledný rozsah grafitizácie. Sklon ku grafitizácii sa sledoval pomocou röntgenovej práškovej difrakčnej analýzy RTG a ako doplnková metóda na kvalitatívne a kvantitatívne vyhodnotenie vzoriek bola zvolená Ramanova spektroskopia. Vzorka s vybraným katalyzátorom sa podrobila téglikovej koróznej skúške vysokopecnou struskou. Vzorka Fe2O3 a aditívum K boli podľa výsledkov RTG analýzy a Ramanovej spektroskopie najefektívnejšími katalyzátormi grafitizácie. Naopak, kyselina boritá H3BO3 bola identifikovaná ako najmenej účinný katalyzátor. Množstvo katalyzátora a výber živice ovplyvnili rozsah grafitizácie. Grafitizácia indukovaná prostredníctvom katalyzátora mala výrazný pozitívny vplyv na odolnosť voči korózii.

Řešení problémů týkajících se dohody „Green Deal“, zejména snižování emisí CO2, je v posledních letech velkou globální výzvou. Jednou z mnoha možností takového řešení by mohla být minerální karbonatace, jež může využívat sekundární materiály a převádět je na málo rozpustné uhličitany. Vhodné materiály pro tento způsob zpracování jsou například různé vápenato-křemičité sloučeniny, jako je dikalcium-silikát, wollastonit nebo rankinit. Příkladem může být pánvová struska ze zpracování oceli, která vykazuje pouze minimální hydraulické vlastnosti. Na druhou stranu její složky dobře reagují s CO2 a po karbobonatačním vytvrzení vzniká pevný kompaktní celek.

Recyklace a upcyklace materiálů hraje klíčovou roli v otázce zavádění udržitelného provozu a principů “low-carbon economy” v celém sektoru výroby žárovzdorných produktů. Cílem je snížit závislost výroby na primárních surovinách, minimalizovat množství odpadů a uhlíkovou stopu výroby nových žárovzdorných produktů. Zavádění aditivních technologií do výroby představuje významnou inovaci, které se zatím využívá spíše v oblasti průmyslového designu, architektury či umění. Kombinace recyklace a 3D tisku je jedna z možných cest vedoucí k více udržitelné a nízkouhlíkové ekonomice výrobního procesu. V této práci byly testovány dva druhy „žárorecyklátů“ připravených z odpadních tvarovek, které byly použity jako vstupní suroviny pro tisk metodou „Direct Ink Writing“ (DIW). Recykláty byly smíchány s jílovým materiálem a homogenizovány do konzistence optimální pro tisk. Směsi byly studovány z hlediska optimálního rozložení velikosti částic, fázového složení a vysokoteplotního chování. Vytištěné vzorky o rozměrech (10×10×10) mm byly tepelně upraveny při 1100, 1200 a 1300 °C a dále studovány z pohledu mikrostruktury, porozity a mechanických vlastností. Výsledné vlastnosti tištěných vzorků byly porovnány se vzorky připravené standartní licí technikou.

Dnešná doba kladie mimoriadne nároky na zníženie nákladov výroby ocele a na ekologizáciu celého výrobného procesu. K naplneniu týchto požiadaviek je možné pristúpiť aj implementáciou nových technológií a inovácií do priemyselnej praxe. Jedným zo žiadúcich prístupov je aj aplikácia nanotechnológií do oblasti žiaruvzdorných materiálov. V našom prípade sa jedná o bezcementové žiarobetóny využívajúce väzobnú technológiu sol-gel.
Tento prístup prináša mnohé výhody pre zákazníkov, ktoré sú potvrdené priemyselnou praxou. Tento príspevok zhŕňa naše skúsenosti s aplikáciou tohto typu materiálu v priemyselnej praxi u našich zákazníkov pri aplikácii sol-gel žiarobetónu na monolitickú vymurovku medzipanvi.

Praxe ukládání tepelné energie sahá až do starověkých civilizací od forem, jako je skladování ledových bloků pohřbených v pilinách a slámě, až po použití zahřátých kamenů pro vaření a teplo v chladnějších klimatech. Naproti tomu moderní akumulace tepelné energie nabyla mnohem sofistikovanějších forem v domácích i komerčních prostředích, které se staly hlavními pilíři návrhů energetických systémů po celém světě. I když je koncept zjednodušený, nuance v aplikaci a designu zplodily širokou škálu možností jak ukládat tepelnou energii. Příspěvek shrnuje obecně možnosti akumulace elektrické energie se zaměřením především na vysokoteplotní zásobníky tepla pracující na principu ukládání citelného tepla (entalpie).

The thermal conductivity of silica refractories and its temperature dependence up to 800 °C is reported (during heating and cooling) and compared with the corresponding results for silicite. Experimental data for silica refractories and silicite determined by the laser-flash technique are compared with theoretical bounds, analytical predictions and numerical simulations based on the knowledge of phase composition and porosity. It is shown that for silica refractories with porosity 21 % the experimentally measured thermal conductivity (1.2-1.6 W/mK) is significantly lower than the analytical and numerical predictions (3.1-4.7 W/mK). Also for silicite with porosity below 2 % the experimentally measured thermal conductivity (5.9 W/mK) is lower than the analytical and numerical predictions (7.6-7.7 W/mK). These findings indicate the influence of microcracks. The thermal conductivity obtained via the laser-flash technique is also compared to experimental results obtained via plane source techniques. The influence of the sample thickness on the laser-flash results is discussed as well. The anomaly in the temperature dependence of the thermal conductivity of silica refractories below ~200 °C can be attributed to the phase transitions of cristobalite and tridymite, but above this temperature the thermal conductivity remains almost constant (~1.4 W/mK) between 200 and 800 °C. On the other hand, the temperature dependence of the thermal conductivity of silicite with porosity below 2 % exhibits a hyperbolic decrease, which is typical for crystalline quartz, from ~5.9 W/mK at room temperature to ~2 W/mK at 800 °C and <5 W/mK after cooling back to room temperature.

Bude doplněn později.

Energetická a zpracovatelská zařízení jsou často vystavena extrémním podmínkám, jako jsou vysoké teploty, mechanické opotřebení a korozivní prostředí. Zajištění jejich dlouhodobé spolehlivosti a efektivního provozu vyžaduje inovativní přístupy k ochraně povrchů. Jednou z klíčových metod, jak prodloužit životnost těchto zařízení, je použití pokročilých keramických nátěrových systémů nebo nátěrů s keramickým plnivem.
V energetickém průmyslu, například ve spalovacích komorách klasických i fluidních kotlů, tepelných výměníků a kouřovodech, lze využít vysokoteplotní keramikcé nátěrové systémy, které poskytují ochranu před extrémními teplotami, oxidací, vysokoteplotní korozí, chemickými vlivy a zabraňují tvorbě nálepů, nápeků a jiných usazenin. Tyto nátěry umožňují zlepšení provozní spolehlivosti a snížení údržbových intervalů a nákladů.
V dalších průmyslových aplikacích se nátěrové systémy zaměřují na ochranu proti otěru, korozi v agresivním prostředí a erozi. Tyto speciální nátěry jsou navrženy tak, aby odolávaly abrazivním látkám, chemickým sloučeninám a dynamickému namáhání, což výrazně prodlužuje životnost zařízení ve zpracovatelském průmyslu.
Prezentace se zaměří na moderní materiály keramických nátěrových systémů nebo systémů s keramickým plnivem, jejich vlastnosti a přínosy pro různá průmyslová odvětví. Představeny budou konkrétní příklady aplikací a výsledky dlouhodobých testů v praxi.

Cílem předkládaného příspěvku je výpočet tepelných ztrát prostupem tepla a akumulace tepelné energie do modelové obvodové vícevrstvé rovinné stěny pro tři základní materiálové varianty tepelně technického provedení a jejich kombinace s materiálem s fázovou změnou. Provedené výpočty můžou být v další fázi rozšířeny a využity při návrhu vhodné koncepce budovy z pohledu tepelně technických parametrů, návrhu zdroje tepla a otopné soustavy pro vytápění. Na základě optimální volby technických zařízení je také dále možné vyhodnotit investiční a provozní náklady na instalaci jednotlivých koncepcí vytápění. Vzhledem k současnému významnému celosvětovému zvyšování cen energií a rostoucím nákladům na provoz budov je předkládané téma velice aktuální.

Hybridní plazmové stříkání umožňuje depozici heterogenních nástřiků díky současné depozici nástřiku ze suchého prášku a kapaliny (suspenze nebo roztoku). V tomto příspěvku je ilustrována metodika přípravy termální bariéry s takovouto kompozitní keramickou vrstvou deponovanou z práškového yttriem stabilizovaného oxidu zirkoničitého Y2O3-ZrO2 (YSZ) a dizirkoničitanu digadolinitého Gd2Zr2O7 (GZO) rozptýleného v suspenzi. Bylo zjištěno, že výsledná mikrostruktura nástřiku silně závisí na použité stříkací vzdálenosti, přičemž s její klesající hodnotou se měnil charakter pórovitosti (rostla kompaktnost vrstvy) a rostl podíl sekundární fáze GZO. Schopnost připravených vrstev vést teplo se nijak zásadně neměnila, avšak klesala odolnost proti teplotním šokům. Získané poznatky je možné použít pro řízení mikrostruktury hybridních YSZ-GZO vrstev v případech, kdy je potřeba nalézt kompromis mezi obsahem sekundární fáze a dobrými tepelnými vlastnostmi deponovaných vrstev.

Cieľom práce je vypracovanie receptúry a štúdium vlastností bezcementového žiaruvzdorného betónu s vysokou odolnosťou voči častým zmenám teplôt. Základom pre nový betón je bezcementový sol-gélový žiarobetón, ktorý sa dobre osvedčil v metalurgii, v ktorom bolo bauxitové plnivo nahradené cordieritom.

Příspěvek analyzuje možnosti ukládání elektrické energie prostřednictvím její přeměny na tepelnou energii s vysokým potenciálem její zpětné transformace, a to opět na energii elektrickou. Je popsáno využití keramických materiálů pro akumulaci tepla v zařízeních označovaných jako tepelné baterie. Článek se zaměřuje na technické problémy spojené s návrhem vysokopotenciálních tepelných baterií, včetně volby vhodných materiálů, termomechanických vlastností a způsobů přeměny akumulovaného tepla zpět na elektřinu. Dále článek zmiňuje výzvy, které představuje vysoká investiční náročnost těchto zařízení, a zdůrazňuje nutnost dalšího výzkumu v oblasti akumulace tepla.