Technik_technologii_ceramicznej_311[30].Z2.04

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie

2. Wymagania wstępne

3. Cele kształcenia

4. Materiał nauczania

4.1. Badanie surowców, mas, wyrobów ogniotrwałych. Jakość surowców

plastycznych i nieplastycznych

4.1.1. Materiał nauczania

4.1.2. Pytania sprawdzające

4.1.3. Ćwiczenia

4.1.4. Sprawdzian postępów

4.2. Przygotowanie mas ogniotrwałych i wykonanie próbek

4.2.1. Materiał nauczania

4.2.2. Pytania sprawdzające

4.2.3. Ćwiczenia

4.2.4. Sprawdzian postępów

4.3. Skład chemiczny – zawartość głównego składnika i domieszek szkodliwych 19

4.3.1. Materiał nauczania

4.3.2. Pytania sprawdzające

4.3.3. Ćwiczenia

4.3.4. Sprawdzian postępów

4.4. Właściwości próbek wypalonych, oznaczenia

4.4.1. Materiał nauczania

4.4.2. Pytania sprawdzające

4.4.3. Ćwiczenia

4.4.4. Sprawdzian postępów

5. Sprawdzian osiągnięć

6. Literatura

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1. WPROWADZENIE

Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o badaniu surowców, mas

i wyrobów ogniotrwałych, a takŜe przygotowaniu mas ogniotrwałych i wykonaniu próbek.

W poradniku zamieszczono:

−

wymagania wstępne – wykaz niezbędnych wiadomości i umiejętności, które powinieneś
mieć opanowane, abyś mógł przystąpić do realizacji programu jednostki modułowej,

−

cele kształcenia – wykaz umiejętności, które ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem,

−

materiał nauczania – zawarty w rozdziale 4, który umoŜliwia samodzielne przygotowanie
się  do  wykonania  ćwiczeń  i  zaliczenia  sprawdzianów.  Obejmuje  on  równieŜ  ćwiczenia,
które zawierają wykaz materiałów, narzędzi i sprzętu, potrzebnych do realizacji ćwiczeń.
Przed  ćwiczeniami  zamieszczono  pytania  sprawdzające  wiedzę  potrzebną  do  ich
wykonania.  Po  ćwiczeniach  zamieszczony  został  sprawdzian  postępów.  Wykonując
sprawdzian  postępów  powinieneś  odpowiadać  na  pytania  tak  lub  nie,  co  oznacza,  Ŝe
opanowałeś materiał albo nie,

−

sprawdzian osiągnięć, w którym zamieszczono instrukcję dla ucznia oraz zestaw zadań
testowych sprawdzających opanowanie wiedzy i umiejętności z zakresu całej jednostki;
zamieszczona została takŜe karta odpowiedzi,

−

wykaz literatury obejmujący zakres wiadomości dotyczących tej jednostki modułowej,
która umoŜliwi Ci pogłębienie nabytych umiejętności.
JeŜeli będziesz mieć trudności ze zrozumieniem tematu lub ćwiczenia, to poproś

nauczyciela o wyjaśnienie i ewentualne sprawdzenie, czy dobrze wykonujesz daną czynność.

Bezpieczeństwo i higiena pracy

W czasie pobytu w pracowni musisz przestrzegać regulaminów, przepisów

bezpieczeństwa i higieny pracy oraz instrukcji przeciwpoŜarowych, wynikających z rodzaju
wykonywanych prac. Przepisy te poznasz podczas trwania nauki.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Badanie surowców, mas, wyrobów ogniotrwałych. Jakość

surowców plastycznych i nieplastycznych

4.1.1. Materiał nauczania

Wyroby i masy ogniotrwałe stosowane są w przemyśle ceramicznym, chemicznym,

budowy  maszyn,  w  gazownictwie  i  koksownictwie  oraz  hutnictwie  do  budowy  i  prac
remontowych  elementów  i  urządzeń  pracujących  w  wysokich  temperaturach.  Ponadto  masy
ogniotrwałe  stosowane  są  do  prac  naprawczych  i  ubijania  na  formy  odlewnicze.  Materiały
ogniotrwałe izolacyjne stosowane są w wyłoŜeniach róŜnego rodzaju pieców grzewczych.

W PN–EN–12475: 2001 podano klasyfikację zwartych formowanych wyrobów

ogniotrwałych.

Surowce ceramiczne z punktu widzenia technologii ceramicznej klasyfikuje się na

plastyczne i nieplastyczne.

Do surowców plastycznych (ilastych) zaliczamy: gliny ogniotrwałe, kaoliny oraz łupki

ogniotrwałe.

Do surowców nieplastycznych naleŜą:

–

dodatki schudzające,

–

topniki.
Surowce schudzające to: szamot, piaski kwarcytowe, łupki kwarcytowe oraz inne skały

krzemionkowe. Stosowanie tych surowców ogranicza skurcz glin (zwłaszcza tłustych), a tym
samym zmniejsza niebezpieczeństwo uszkodzenia wyrobów w czasie ich suszenia
i wypalania. Topniki stosuje się w celu obniŜenia temperatury spiekania mas. Najczęściej jako
topniki stosuje się glinokrzemiany.

Z glin ogniotrwałych z dodatkiem surowców mineralnych (w zaleŜności od rodzaju

dodatków) otrzymuje się wyroby szamotowe, krzemionkowe, magnezytowe i inne.

Surowce plastyczne

Są to skały osadowe złoŜone z mieszaniny róŜnych minerałów krzemianowych. Minerały

te są przewaŜnie krystalicznymi uwodnionymi glinokrzemianami (Al

mSiO

O).

Stosunek ilościowy poszczególnych składników moŜe być bardzo róŜny. W skałach ilastych
róŜnych rodzajów przewaŜa jeden ze składników, np.: kaolinit – w kaolinach i łupkach
ogniotrwałych. Natomiast kaolinit i illity – w glinach ogniotrwałych.

Obok podstawowych składników skały te zawierają pewne ilości zanieczyszczeń, które

czasami  w  sposób  zasadniczy  wpływają  na  właściwości  surowca.  Charakterystyczną  cechą
surowców  jest  ich  plastyczność.  Od  plastyczności  glin  zaleŜy  ich  właściwość  określana jako
zdolność  wiązania  materiałów  schudzających  (nieplastycznych).  Polega  ona  na  tym,  Ŝe  po
dodaniu  do  gliny  pewnej  ilości  surowców  nieplastycznych,  daje  się  ona  zarobić  na  spójną
i zwięzłą masę.

Określenie jakości surowców plastycznych

Surowcami plastycznymi do produkcji materiałów ogniotrwałych są gliny, ogniotrwałe

o temperaturze topnienia powyŜej 1580

C. PrzewaŜnie po wypaleniu gliny mają barwę Ŝółtą.

Charakteryzują się wysoką jednorodnością oraz duŜą zawartością cząstek drobniejszych od
0,06 mm.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Gliny moŜna sklasyfikować w zaleŜności do wartości liczbowej ogniotrwałości zwykłej

na sześć gatunków: G1–sP ≥ 175 (tj. ogniotrwałość zwykła około 1760

C), G2–sP ≥ 173

(1740

C), G3–sP ≥ 171 (1720

C), G4–sP ≥ 169 (1700

C), G5–sP ≥ 167 (1680

C),

G6–sP ≥ 165 (1660

C).

Ze względu na plastyczność i skurczliwość w czasie wysychania gliny ogniotrwałe moŜna

sklasyfikować na:
–

bardzo plastyczne – skurczliwość wysychania około 10%, ilość wody zarobowej > 38%,

–

plastyczne – skurczliwość wysychania 7%, ilość wody zarobowej > 27–38%,

–

mało plastyczne – skurczliwość wysychania 4%, ilość wody zarobowej < 27%.
Ze względu na temperaturę spiekania gliny moŜna sklasyfikować na spiekające się w:

–

temperaturze ponad 1400

–

zakresie temperatur 1250–1400

–

temperaturze poniŜej 1250

Łupki ogniotrwałe

Po wydobyciu łupki podlegają wypraŜeniu i spieczeniu. Łupki ogniotrwałe stosowane są

głównie po wypraŜeniu jako materiał schudzający iły ogniotrwałe do produkcji wyrobów
szamotowych. Łupki te powinny odpowiadać następującym wymaganiom:
–

ogniotrwałość zwykła min. 173 sP,

–

zawartość Al

+TiO

po wypraŜeniu min. 43%,

–

zawartość Fe

po wypraŜeniu max 4,5%,

–

straty przy praŜeniu max 35%.
Łupki ogniotrwałe występują wspólnie z łupkami piaszczystymi i zaŜelazionymi

w związku z czym konieczne jest sortowanie surowca.

Ogniotrwałe surowce plastyczne poddawane są badaniom na:

–

właściwości przed wypalaniem (plastyczność, skurczliwość wysychania, zawartość wody
zarobowej, zdolność wiązania),

–

właściwości w stanie wypalonym (skurczliwość, ogniotrwałość i temperatura spiekania).

Określenie jakości surowców nieplastycznych

Surowce nieplastyczne do wyrobu materiałów ogniotrwałych muszą odznaczać się

ogniotrwałością zwykłą powyŜej 1580

C. Surowce uŜywane do produkcji masowej powinny

być łatwo dostępne i tanie. MoŜna je sklasyfikować na cztery grupy:
–

surowce krzemionkowe o duŜej zawartości SiO

: kwarcyty, kwarc Ŝylny, chalcedonity,

piasek kwarcowy, łupek kwarcytowy, ziemia krzemionkowa,

–

surowce glinokrzemianowe zawierające Al

i SiO

: gliny ogniotrwałe palone, łupki

ogniotrwałe oraz surowce o duŜej zawartości Al

: elektrokorund i techniczny tlenek

glinu,

–

surowce zawierające jako główne składniki MgO i CaO: magnezyty, dolomity,
serpentynity, dunity, talk,

–

inne surowce ogniotrwałe, jak np.: rudy chromitowe, grafit, węglik krzemu.
Do najwaŜniejszych własności nieplastycznych surowców ogniotrwałych naleŜą:

ogniotrwałość zwykła, gęstość i gęstość pozorna w stanie surowym i po wypaleniu,
porowatość względna w stanie surowym i po wypaleniu, skład granulometryczny, stopień
czystości i skład chemiczny (np. strata praŜenia, zawartość głównego składnika czy zawartość
szkodliwych domieszek jak Fe

, Na

O, K

O).

Do materiałów ogniotrwałych nieplastycznych zaliczamy:

–

kwarcyty, których głównym składnikiem jest SiO

w ilości 97–99% i więcej,

–

kwarcyt mielony, którego głównym składnikiem jest SiO

w ilości większej niŜ 98%,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

–

łupek kwarcytowy mielony, którego głównym składnikiem jest SiO

w ilości większej niŜ

88% i ogniotrwałość sP 167,

–

łupki kwarcytowe, których głównym składnikiem jest SiO

w ilości większej niŜ 92%

i ogniotrwałość sP 167 lub sP169,

–

chalcedonity, których głównym składnikiem jest SiO

w ilości większej niŜ 96%,

–

gliny palone, których głównym składnikiem jest Al

w ilości większej niŜ 25–38%

i więcej i ogniotrwałość sP 165, sP169, sP 173 lub sP 175,

–

szamot mielony o ogniotrwałości sP 161, sP 165 lub sP169,

–

ziemię krzemionkową, której głównym składnikiem jest SiO

w ilości większej niŜ 80%,

–

elektrokorund szlachetny, którego głównym składnikiem jest SiO

w ilości większej niŜ

98%,

–

elektrokorund zwykły, którego głównym składnikiem jest SiO

w ilości większej niŜ

94–97%,

–

magnezyty, których głównym składnikiem jest MgO w ilości większej niŜ 46 lub 50%,

–

dolomit hutniczy spieczony, którego głównym składnikiem jest MgO w ilości większej
niŜ 28,30 lub 34%,

–

węglik krzemu zielony, którego głównym składnikiem jest SiC w ilości większej niŜ 97,5%,

–

węglik krzemu czarny, którego głównym składnikiem jest SiC w ilości większej niŜ 97%.
Głównym

materiałem

nieelastycznym

stosowanym

produkcji

materiałów

ogniotrwałych (szamotowych) jest szamot.

Szamotem nazywamy wypalone i zmielone surowce ogniotrwałe, jak glina i łupek.

Wyroby szamotowe w zaleŜności od składu chemicznego i parametrów technicznych
klasyfikujemy na trzy gatunki:
–

E, A, B, C – formowane z mas plastycznych,

–

Es, As, Bs, Cs – formowane z mas półsuchych i półplastycznych,

–

Ew, Aw, Bw – formowane z mas wieloszamotowych.
Parametry techniczne i wymagania stawiane wyrobom szamotowym określono w normie

PN–H–12030 – 1976.

Masy szamotowe charakteryzują się duŜą skurczliwością, podczas wysychania

i wypalania. Skurcz wyrobów produkowanych z mas plastycznych i sypkich ograniczono
w wyrobach wieloszamotowych (gdzie zastosowano mało surowej gliny, od 5 do 20%).

Często naleŜy określić skład ziarnowy szamotu o najmniejszej porowatości czyli ustalić

maksymalny cięŜar objętościowy mieszanin wąskich frakcji ziarnowych.

Do produkcji materiałów ogniotrwałych wykorzystuje się takŜe złom wyrobów

ogniotrwałych, który naleŜy posortować i oczyścić.

Bezpieczeństwo i higiena pracy podczas badań

Podstawowym wymogiem podczas badań laboratoryjnych jest zachowanie higieny

osobistej. W celu ochrony ubrania, naleŜy uŜywać fartuchów białych lub kolorowych, a nawet
ubrań ochronnych. Dobór środków ochrony osobistej podczas badań jest określony w kartach
charakterystyk substancji niebezpiecznych.

NaleŜy pamiętać, Ŝe przy rozcieńczaniu kwasów wlewa się zawsze kwas do wody, a nie

na odwrót.

Korzystanie z urządzeń elektrycznych wymaga odpowiedniego przeszkolenia

pracowników, gdyŜ nieumiejętne uŜytkowanie instalacji elektrycznej moŜe być przyczyną
groźnych wypadków. Podstawowym wymogiem jest, aby były one dobrze uziemione. Przy
korzystaniu z urządzeń elektrycznych naleŜy pamiętać, Ŝe muszą być one suche. W przypadku
wybuchu poŜaru urządzenia elektrycznego naleŜy pamiętać, Ŝe do gaszenia uŜywa się suchego
piasku, gaśnic śniegowych, itp.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

UŜytkowanie urządzeń gazowych wymaga zachowania ostroŜności dla uniknięcia

wybuchu  i  poŜaru.  W  przypadku  wyczucia  zapachu  gazu  w  pomieszczeniu,  naleŜy  je
przewietrzyć  i  nie  wchodzić  do  niego  z  otwartym  ogniem.  W  razie  stwierdzenia  zgaśnięcia
płomienia gazowego w suszarce lub piecu nie wolno zapalać gazu ponownie. NaleŜy zakręcić
kurki gazowe i dokładnie przewietrzyć pomieszczenie. Palniki moŜna zapalić po upewnieniu
się, Ŝe w przewodach urządzeń nie ma gazu.

Wszelkie ruchome elementy urządzeń mechanicznych (np. bębny wirujące) powinny być

zabezpieczone specjalnymi osłonami.

Instrukcje o udzielaniu pierwszej pomocy powinny być wywieszone w pomieszczeniach

do przeprowadzania badań.

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Jak klasyfikujemy wyroby ogniotrwałe ze względu na zastosowanie?
2.  Jakie surowce do produkcji materiałów ogniotrwałych nazywamy plastycznymi?
3.  Jak klasyfikujemy surowce plastyczne?
4.  Jakie surowce do produkcji materiałów ogniotrwałych nazywamy nieplastycznymi?
5.  Jakie są rodzaje materiałów ogniotrwałych nieplastycznych?
6.  Według jakich kryteriów klasyfikujemy materiały nieplastyczne?
7.  Jak otrzymujemy szamot?
8.  Jakie przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy obowiązują podczas wykonywania badań?

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dokonaj klasyfikacji surowców nieplastycznych do wyrobu materiałów ogniotrwałych

z uwzględnieniem informacji dotyczących najistotniejszych właściwości jak: ogniotrwałość,
gęstość, porowatość, skład granulometryczny, skład chemiczny. Informacje do wykonania
ć

wiczenia odszukaj w normie, którą otrzymasz od nauczyciela.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przeanalizować wiadomości dotyczące określania jakości surowców nieplastycznych,
2)  przeanalizować normę otrzymaną od nauczyciela,
3)  wypisać na kartce surowce nieplastyczne,
4)  wypisać  odszukane  w  normie  informacje  dotyczące  najistotniejszych  właściwości

surowców,

5) wykonać planszę,
6) zaprezentować wykonane ćwiczenie.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

przybory do pisania,

−

normy przygotowane przez nauczyciela,

−

zeszyt,

−

arkusz papieru,

−

literatura zgodna z punktem 6 Poradnika dla ucznia.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 2

Otrzymasz od nauczyciela zestaw samoprzylepnych kartek, na których wypisano nazwy

surowców do produkcji materiałów ogniotrwałych. Pogrupuj je na plastyczne i nieplastyczne,
przyklej na tablicy i określ ich właściwości.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować wiadomości dotyczące określania jakości surowców,
2) przeanalizować informacje dotyczące właściwości surowców do produkcji materiałów

ogniotrwałych,

3)  pogrupować kartki z nazwami surowców na plastyczne i nieplastyczne,
4)  przykleić kartki na tablicy,
5)  określić właściwości surowców, których nazwy są przyklejone do tablicy.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

zestaw samoprzylepnych kartek z wypisanymi nazwami, surowców do produkcji
materiałów ogniotrwałych,

−

literatura zgodna z punktem 6 Poradnika dla ucznia.

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

sklasyfikować materiały ogniotrwałe ze względu na zastosowanie?

określić surowce plastyczne do produkcji materiałów ogniotrwałych?

określić jakość surowców plastycznych?

określić właściwości nieplastycznych surowców ogniotrwałych?

określić jakość surowców nieplastycznych?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2. Przygotowanie mas ogniotrwałych i wykonanie próbek

4.2.1. Materiał nauczania

Przygotowanie mas

Zmielone i rozfrakcjonowane surowce ogniotrwałe nie nadają się bezpośrednio do

sporządzania z nich mas. PoniewaŜ masa przeznaczona do formowania jest mieszaniną wielu
składników  (w  najprostszym  przypadku  dwóch:  mieliwa  ogniotrwałego  oraz  wody),  które
muszą być dozowane w odpowiednich proporcjach, wymieszane do pełnego ujednorodnienia
(czasem nawet dołowane). Cały ten proces wielu czynności nazywa się przygotowaniem mas.
Dozowanie  składników  polega  na  odmierzaniu  objętościowym  (mniej  dokładnym  i  dzisiaj
rzadko  stosowanym)  lub  wagowym  (dokładniejszym  z  zastosowaniem urządzeń wagowych).
Odmierzone składniki poddawane są mieszaniu, którego celem jest osiągnięcie jednorodności
masy w zakresie składu, uziarnienia i zawartości wody (lub lepiszcza organicznego). Procesy
mieszania surowców sypkich mogą przebiegać róŜnymi metodami. Najczęściej w technologii
materiałów ogniotrwałych mieszanie polega na przemieszczaniu ziaren za pomocą ruchomych
części  mechanizmów,  takich  jak:  łopatki,  ślimak,  koła  bieŜne  i  zgarniacze.  O  wyborze  typu
urządzenia  przy  mieszaniu  mas  ogniotrwałych  decydują  względy  technologiczne,  wydajność
i zuŜycie energii.

Urządzeniami, które spełniają wymagania nowoczesnej technologii materiałów

ogniotrwałych w zakresie mieszania (homogenizacji) wszelkich typów mas ceramicznych, są
nowoczesne tak zwane intensywne mieszadła, które w optymalnych proporcjach realizują
makro- i mikromieszanie.

W takich urządzeniach około 90% energii napędu jest zuŜyta na intensywne mieszanie

masy znajdującej się w zasięgu szybkoobrotowego wirnika, obracającego się w kierunku
przeciwnym do kierunku obrotu misy mieszadła. Takie rozwiązanie umoŜliwia pełną
homogenizację masy suchej nawet w ciągu 60 sekund.

Jakość mieszaniny moŜe być oceniona na podstawie dwóch kryteriów:

–

oceny rozkładu poszczególnych komponentów masy, zdeterminowanego rozkładem
cząstek masy pod względem uziarnienia jak i jednorodnością składu chemicznego w całej
proporcji mieszaniny,

–

na podstawie pośredniej oceny jednorodności, np. cięŜaru objętościowego, podatności do
formowania czy teŜ gęstości masy.
Spośród zabiegów specjalnych do niedawna waŜną rolę w przygotowaniu plastycznych

mas  szamotowych  odgrywał  zabieg  dołowania.  Przez  długotrwałe  przechowywanie
nawilŜonej  masy  osiągano  jej  lepszą  plastyczność.  Z  uwagi  na  czasochłonność  dołowania
obecnie do produkcji stosuje się masy sypkie.

Przygotowując masy ogniotrwałe sypkie zwłaszcza wieloszamotowe naleŜy z części gliny

sporządzić  gęstwę  poprzez  upłynnienie  w  mieszadłach  śmigłowych.  W  masach
krzemionkowych  konieczne  jest  przygotowanie  mleka  wapiennego,  co  wymaga  osobnego
oddziału produkcyjnego z szeregiem instalacji. Dopiero wapno, odpowiednio zgaszone moŜe
być  uŜyte  jako  mineralizator  wprowadzony  do  właściwej  masy  w  toku  mieszania.  Wśród
zabiegów  specjalnych  moŜna  takŜe  wymienić  dodatkowy  wspólny  przemiał  gliny  z  drobną
frakcją,  zalecany  między  innymi  przy  sporządzaniu  mas  na  wyroby  wieloszamotowe
i wysokoglinowe.

Masy do produkcji wyrobów ogniotrwałych ze względu na konsystencję moŜna

sklasyfikować na:
–

lejne, zawierające od 15% do 35% wody,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

–

plastyczne, zawierające od 15% do 22% wody,

–

sypkie (określane takŜe jako półsuche lub suche), zawierające do 12% wody (zwykle
poniŜej 8%).
Do przygotowania niektórych mas zamiast wody stosuje się plastyfikatory organiczne,

uzyskując podobne właściwości masy. Przykładem mas zarobionych bezwodną smołą lub
pakiem mogą być masy dolomitowe.

Przygotowanie szamotu ze złomu polega na rozdrobnieniu i rozsianiu złomu na frakcje.

Uziarnienie szamotu określa się parametrami technologicznymi masy, zaleŜnie od Ŝądanych
właściwości wyrobów gotowych.

PoniewaŜ uziarnienie szamotu ma decydujący wpływ na właściwości masy i gotowego

wyrobu, dlatego naleŜy jego skład granulometryczny odpowiednio dostosować do kaŜdego
rodzaju masy. Szamot najczęściej przesiewa się na trzy frakcje: 2–4 mm, 0,5–2 mm i poniŜej
0,5 mm, stosując przesiewacze bębnowe, wahadłowe lub wibracyjne.

Dobieranie składników mas

ZaleŜnie od przeznaczenia wyrobu naleŜy dokonać odpowiedniego doboru składu masy.

Znając właściwości technologiczne surowców ustala się:
–

ilość gliny, która ma związać materiały schudzające,

–

ilość materiału schudzającego (szamotu),

–

uziarnienie surowców,

–

ilość wody zarobowej,

–

ilość innych dodatków, jak np. ilość elektrolitu w masach lejnych, itp.
Eksperymentalnie naleŜy ustalić ilość gliny plastycznej oraz dodatek materiału

schudzającego, przy którym masa ma jeszcze dostateczną plastyczność, a skurczliwość jest za
mała (w praktyce skurczliwość nie większa niŜ 12%).

ZaleŜnie od rodzaju gliny, jej właściwości dodatek schudzający powinien wynosić

35–70% (gliny o większej plastyczności mają większe dodatki szamotu).

Ilość wody w masach szamotowych przeznaczonych do formowania plastycznego

powinna wynosić 16–25%.

Skład granulometryczny szamotu (stosunek gliny do szamotu w masie) róŜnie wpływa na

właściwości  techniczne  wyrobów  gotowych.  W  masach,  w  których  zawartość  gliny  jest
mniejsza  niŜ  35%  (65%  szamotu),  uziarnienie  szamotu  ma  duŜy  wpływ  na  wytrzymałość
mechaniczną,  odporność  na  korodujące  działanie  ŜuŜla,  odporność  na  wstrząsy  cieplne,
przepuszczalność  gazów  i  inne  właściwości  wyrobów  szamotowych.  Natomiast  w  masach
o zawartości  szamotu  powyŜej  70%  uziarnienie  szamotu  ma  bardzo  duŜy  wpływ  na
porowatość wyrobów.

Przy ustalaniu składu masy szamotowej do formowania metodą prasowania półsuchego

naleŜy uwzględnić właściwości gliny, szamotu oraz wymagania stawiane gotowemu
wyrobowi. Zbyt mała ilość frakcji drobnej poniŜej 0,5 mm powoduje pęknięcia na wyrobach
formowanych metodą prasowania półsuchego.

Przy ustalaniu ilości wody naleŜy wziąć pod uwagę nasiąkliwość szamotu, jego ilość

w masie, a takŜe ciśnienie stosowane podczas prasowania.

NaleŜy pamiętać, Ŝe ilość wilgoci w masie decyduje o właściwościach surówki

i gotowego wyrobu, dlatego musi być dokładnie oznaczona w odniesieniu do kaŜdego rodzaju
masy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Dobieranie uziarnienia mas

Maksymalną gęstość ułoŜenia ziaren moŜna uzyskać poprzez takie dobranie

poszczególnych frakcji, aby przestrzenie między ziarnami były maksymalnie wypełnione.

W praktyce technologicznej stosuje się trzy frakcje: drobną, średnią i grubą. Diagram

upakowania trzech frakcji przedstawiono na rysunku 1.

Rys. 1. Wykres porowatości mieszaniny ziaren trzech frakcji [5, s. 220]

Z diagramu wynika, Ŝe maksimum upakowania odpowiada przewadze grubej frakcji nad

drobną, niewielkim udziałem frakcji średniej.

Do przygotowania próbnych mas ogniotrwałych i wykonania próbek niezbędne są

następujące surowce:
–

gliny ogniotrwałe, szamot, łupek ogniotrwały, złom wyrobów ogniotrwałych,

–

sprzęt:
–

laboratoryjny dezintegrator,

–

laboratoryjny łamacz szczękowy,

–

laboratoryjna prasa ślimakowa,

–

mieszadło zetowe lub dwuwałowe,

–

zestaw sit,

–

stół obity blachą.

Przygotowanie próbnych mas i wykonanie próbek

Wykonanie próbnych mas ogniotrwałych składa się z następujących czynności:

–

ustalenia składu masy (ilości: gliny wiąŜącej, materiałów nieplastycznych, wody
zarobowej),

–

rozdrobnienia surowców plastycznych (surowce plastyczne przed rozdrobnieniem
powinny być wysuszone do stanu powietrzno-suchego),

–

rozdrobnienia surowców nieplastycznych (przy zastosowaniu łamacza szczękowego
i dezintegratora oraz rozdzielenie za pomocą sit na frakcje),

–

odwaŜenia zestawu,

–

wymieszania na sucho w mieszadle zetowym,

–

dodania odpowiedniej ilości wody i wymieszania zestawu w mieszadle zetowym,

–

ujednorodnienia masy (przepuszczenie masy przez laboratoryjną prasę ślimakową
i wybijanie na stole obitym blachą),

–

homogenizacja masy (umieszczenie mas w hermetycznych pojemnikach lub workach
z folii w celu uzyskania jednolitej wilgotności w całej objętości masy).
Z tak przygotowanych mas wykonuje się próbki o wymiarach 100 x 50 x 20 do oznaczeń

wytrzymałości na zginanie i złamanie. Próbki wykonuje się w formach przedstawionych na
rysunku 2.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 2

Foremka stalowa do formowania cegiełek dla oznaczenia skurczliwości mas: a) ramka, b) podstawka,
c) wypychacz [5, s. 362]

Formę naleŜy posmarować naftą lub mieszaniną nafty i oleju maszynowego. Następnie

wypełnić ją masą i ugniatać palcami. Po czym przykryć ściereczką płócienną i ubijać dziesięć
razy ubijaczem. Nadmiar masy usunąć noŜem i wyrównać gładzikiem. Na powierzchni próbki
odcisnąć znaki identyfikujące literowe i cyfrowe oraz znak długości do oznaczenia
skurczliwości.

Najprostszą metodą otrzymania masy szamotowej o maksymalnej gęstości jest uŜycie

trzech składników w ilościach:
–

30–40% szamotu grubego (3–0,5 mm),

–

45–55% szamotu drobnego (poniŜej 0,2 mm),

–

10–15% gliny.

Suszenie próbek

Próbki z mas ogniotrwałych suszy się początkowo w temperaturze pokojowej przez

cztery  dni.  Dla  uzyskania  równomiernego  wysychania  i  zmniejszenia  moŜliwości
zniekształcenia  próbek  naleŜy  je  ostroŜnie  obracać,  nie  więcej  jednak  niŜ  dwa  razy  na dobę.
W pobliŜu próbek powinien znajdować się termometr i psychrometr dla prowadzenia kontroli
temperatury  i wilgotności  powietrza.  W  warunkach  pokojowych  próbki  pozostają  do
uzyskania stanu powietrzno-suchego (zawartość wilgoci w próbkach wynosi 3–10%). Po tym
okresie próbki naleŜy poddać oględzinom w celu stwierdzenia, czy nie uległy one deformacji
lub  pęknięciom  oraz  zanotować  rodzaj  uszkodzeń.  Następnie  próbki  suszy  się  w suszarce
laboratoryjnej  w temperaturze  105–110

C do stałej masy. W zaleŜności od wielkości próbek

suszenie trwa od 2 do 4 godzin. Po upływie tego czasu próbki naleŜy wyjąć z suszarki i po
ostygnięciu zwaŜyć i poddać oględzinom. Zaobserwowane deformacje i pęknięcia notuje się.
Badanie właściwości wysuszonych próbek w Poradniku dla ucznia 311[30].Z2.02 „Badanie
właściwości technologicznych mas ceramicznych”.

Wypalanie próbek

Do wypalania próbek potrzebny jest:

–

piec laboratoryjny elektryczny o temperaturze wypalania co najmniej 1400

–

stoŜki pirometryczne (komplet),

–

pirometr.
Próbki wysuszone umieszcza się w piecu laboratoryjnym. Podczas ustawiania próbek

naleŜy zwrócić uwagę, aby nie spiekły się one z trzonem pieca lub między sobą. W tym celu
naleŜy stosować podsypkę np. z piasku kwarcowego pod pierwszą warstwę oraz przesypywać
kolejne warstwy. Szczeliny pomiędzy próbkami powinny wynosić 5–10 mm, co ułatwi
cyrkulację powietrza. Wypalanie próbek przeprowadza się w temperaturze spiekania. Jeśli nie
znamy temperatury spiekania wypalanie powtarza się kolejno w temperaturach 1100

1200

C, 1300

C i 1400

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Przyrost temperatury na piecu od osiągnięcia 500

C powinien wynosić 100

C na godzinę,

a następnie 400

C na godzinę. Końcową temperaturę naleŜy utrzymać przez godzinę. Podczas

wypalania naleŜy prowadzić dokładne notatki oraz wykonywać wykres zmian temperatury
w czasie wypalania, tak zwaną krzywą wypalania.

Dla celów szkolnych podczas wypalania powinno się prowadzić pomiary temperatury

z uŜyciem: termoelementów, pirometru i stoŜków pirometrycznych.

Dokładny opis pomiarów parametrów wypalania opisano w Poradniku dla ucznia

311[30].Z2.02 „Badanie właściwości technologicznych mas ceramicznych”.

4.2.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  W jaki sposób przygotowuje się masy ogniotrwałe?
2.  W jaki sposób dobiera się składniki mas szamotowych?
3.  W jaki sposób dobiera się uziarnienie mas?
4.  W jaki sposób odbywa się mieszanie składników mas?
5.  Jakie surowce są niezbędne do przygotowania próbnych mas ogniotrwałych i wykonania

próbek?

6. Jaki sprzęt jest niezbędny do przygotowania próbnych mas ogniotrwałych i wykonania

próbek?

7.  Z jakich czynności składa się wykonanie próbnych mas ogniotrwałych?
8.  Jakie wymiary powinna mieć próbka do oznaczeń wytrzymałości na zginanie i złamanie?
9.  Jaka jest najprostsza metoda otrzymania masy szamotowej o maksymalnej gęstości?
10.  W jaki sposób wykonuje się suszenie i badanie własności próbek?
11.  W jaki sposób przeprowadza się wypalanie próbek?

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Przygotuj masę ogniotrwałą i wykonaj 3 próbki do badań.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować wiadomości dotyczące przygotowania mas i wykonania próbek,
2) przygotować stanowisko laboratoryjne do wykonania ćwiczenia zgodnie z warunkami

bezpieczeństwa i higieny pracy,

3)  zaplanować kolejne czynności,
4)  dobrać surowce do wykonania masy,
5)  dobrać sprzęt do przygotowania masy i wykonania próbek,
6)  wykonać masę ogniotrwałą,
7)  wykonać trzy próbki do badań,
8)  uprzątnąć stanowisko pracy,
9)  zaprezentować wykonane ćwiczenie.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

gliny ogniotrwałe,

−

szamot,

−

złom wyrobów ogniotrwałych,

−

łupek ogniotrwały,

−

młotek,

−

laboratoryjny dezintegrator,

−

łamacz laboratoryjny szczękowy,

−

waga laboratoryjna,

–

zestaw sit,

–

mieszadło zetowe lub dwuwałowe,

–

stół obity blachą,

−

laboratoryjna prasa ślimakowa,

−

pojemniki hermetyczne lub worki z folii,

−

literatura zgodna z punktem 6 Poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 2

Weź udział w wycieczce do laboratorium badawczego zakładu ceramicznego, gdzie

wykonywane  jest  suszenie  i  badanie  właściwości próbek po wysuszeniu. Zaobserwuj sposób
suszenia  i  badania  właściwości  próbek.  Zasięgnij  informacji  o  suszeniu  próbek  i  rodzajach
badań właściwości próbek po wysuszeniu.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przeanalizować wiadomości dotyczące suszenia i badania właściwości próbek po wysuszeniu,
2)  wziąć udział w wycieczce do laboratorium,
3)  wykonać obserwacje i zasięgnąć informacji, zgodnie z zaleceniami nauczyciela,
4)  sporządzić notatki z obserwacji,
5)  zaprezentować wykonane ćwiczenie.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

przybory do pisania,

–

wyposaŜenie stanowiska pracy w laboratorium, w którym wykonywane jest suszenie
i badanie właściwości próbek po wysuszeniu,

–

zeszyt,

–

literatura zgodna z punktem 6 Poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 3

Wykonaj wypalanie próbek z mas ogniotrwałych.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przeanalizować wiadomości dotyczące wypalania próbek,
2)  przygotować wysuszone próbki (3 sztuki),
3)  umieścić  wysuszone  próbki  w  piecu  laboratoryjnym  stosując  podsypkę  z  piasku

kwarcowego,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4) ogrzewać piec do uzyskania temperatury spiekania, stosując zasadę powolnego wzrostu

temperatury,

5)  zapisywać dokładne notatki podczas wypalania,
6)  uprzątnąć stanowisko pracy,
7)  zaprezentować wykonane ćwiczenie.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

przybory do pisania,

−

3 wysuszone próbki,

−

piec laboratoryjny,

−

stoŜki pirometryczne (komplet),

−

pirometr,

−

zeszyt,

−

literatura zgodna z punktem 6 Poradnika dla ucznia.

4.2.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) dobrać surowce niezbędne do przygotowania mas ogniotrwałych

i wykonania próbek?

2) dobrać

sprzęt

niezbędny

przygotowania

mas

ogniotrwałych

i wykonania próbek?

3) określić wymiary próbek do oznaczeń wytrzymałości na zginanie

i złamanie?

4)  pobrać próbki do badań surowców i mas ogniotrwałych?
5)  określić suszenie i badanie właściwości próbek po wysuszeniu?
6)  scharakteryzować metody wypalania próbek ognioodpornych?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3. Skład chemiczny – zawartość głównego składnika i domieszek

szkodliwych

4.3.1. Materiał nauczania

Bardzo waŜną cechą materiałów ogniotrwałych jest ich charakter chemiczny. Przyjmując

to kryterium moŜna wyróŜnić sześć grup wyrobów ogniotrwałych: krzemionkowe,
glinokrzemianowe, zasadowe, karborundowe, węglowe i cyrkonowe.

Wyroby krzemionkowe i szamotowe mają charakter chemiczny kwaśny (w temperaturze

około 1670

C reagują z CaO, a nie reagują z SiO

), dolomitowe i magnezytowe mają

charakter zasadowy (w temperaturze około 1670

C reagują z SiO

, a nie reagują z CaO),

a węglowe i chromitowe mają charakter obojętny (w temperaturze około 1670

C nie reagują

ani z CaO, ani z SiO

Oznaczenie charakteru chemicznego materiałów ogniotrwałych według J. Konarzewskiego

i M. Raczyńskiego.

Z badanego wyrobu przygotowuje się 2 próbki w kształcie walca o średnicy i wysokości

równej 50 mm lub prostopadłościanu. Na górnej powierzchni kaŜdej z próbek szlifuje się
zagłębienie w kształcie menisku. Na jednej próbce ustawia się pastylkę (średnica 20 mm,
wysokość 15 mm) z drobno zmielonego piasku kwarcowego (SiO

), zaś na drugiej identyczną

pastylkę z wapna palonego (CaO). Próbki ogrzewa się w piecu elektrycznym do temperatury
około 1670°C. Po ostygnięciu przeprowadza się obserwacje wyglądu próbek:
–

jeŜeli próbka wyrobu reaguje z pastylką z CaO, zaś nie reaguje z pastylką SiO

, jej

charakter chemiczny określa się jako kwaśny,

–

jeŜeli próbka wyrobu reaguje z pastylką z SiO

, zaś nie reaguje z pastylką z CaO, jej

charakter chemiczny określa się jako zasadowy,

–

jeŜeli próbka wyrobu nie reaguje z pastylką z SiO

i nie reaguje z pastylką z CaO, jej

charakter chemiczny określa się jako obojętny.
Charakter chemiczny niektórych materiałów ogniotrwałych przedstawia tabela 1.

Tabela 1.

Charakter chemiczny niektórych materiałów ogniotrwałych [5, s. 357]

Reakcja

Materiał ogniotrwały

PrzybliŜone

zawartości

głównych

składników

w %

z CaO

z SiO

Charakter
chemiczny

−−−−

krzemionkowy

SiO

–

kwaśny

−−−−

kwarcowo-szamotowy

–

kwaśny

−−−−

szamotowy

–

kwaśny

−−−−

szamotowy o zwiększonej zawartość Al

+
+
+

–

kwaśny
kwaśny
kwaśny

−−−−

chromitowy

MgO 17

–

obojętny

−−−−

chromitowo-magnezytowy

MgO 40

–

obojętny

−−−−

węglowy (koksowy)

C 92

–

obojętny

−−−−

z węglika krzemu (karborundowy)

SiC 90

MgO 86

–

obojętny

−−−−

magnezytowy

MgO 77

–

zasadowy

−−−−

magnezytowo-forsterytowy

MgO 62

–

zasadowy

−−−−

forsterytowy

MgO 61

–

zasadowy

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−−−−

magnezytowo-dolomitowy

CaO 23
MgO 40

–

zasadowy

−−−−

dolomitowy stabilizowany

CaO 40
MgO 30

–

zasadowy

−−−−

dolomitowy niestabilizowany

CaO 57

–

zasadowy

Analiza chemiczna materiałów ogniotrwałych obejmuje najczęściej pięć tlenków: SiO

(oznaczany zwykle jako suma z TiO

), Fe

, CaO i MgO. W wielu przypadkach

uzupełnia się ten podstawowy zestaw składników oznaczeniami: Na

, K

O, Cr O

, rzadziej

, MnO, ZrO

, B

Znajomość zawartości wymienionych tlenków stanowi podstawę do oceny składu

tworzywa ogniotrwałego, a ilości procentowe niektórych waŜnych składników (nie niŜsze lub
nie wyŜsze od określonych w normach lub warunkach technicznych, są najistotniejszą pozycją
odbioru  jakościowego  wyrobów  ogniotrwałych.  Często  decydują  o  ich  zaszeregowaniu  do
określonego  gatunku.  Rolę  taką  odgrywa  na  przykład  krzemionka  i  tlenek  glinowy
w wyrobach  krzemionkowych,  Al

w glinokrzemianowych, MgO, Cr

, CaO, SiO

w zasadowych,  itd.  Obecnie  w  ceramice  ogniotrwałej  coraz  bardziej  na  znaczeniu  zyskują
nowoczesne  metody  badań  składu  chemicznego:  spektrograficzne,  polarograficzne,
rentgenowska  analiza  fluorescencyjna.  Jednak,  nawet  najdoskonalsze  osiągnięcia  w  tej
dziedzinie  nie  na  wiele  się  zdadzą,  jeśli  analizowana  próbka  nie  będzie  reprezentatywna  dla
całej  rozpatrywanej  partii.  Dlatego  bardzo  waŜne  jest  prawidłowe  przygotowanie  próbek,
zwłaszcza  jeśli  uwzględnimy  niejednorodność  wytwarzanych  przemysłowo  materiałów
ogniotrwałych.

F. Nadachowski zaproponował orientacyjne zakresy składu chemicznego waŜniejszych

typów wyrobów ogniotrwałych, które zestawiono w tabeli 2.

Tabela 2. Zakresy składu chemicznego waŜniejszych typów wyrobów ogniotrwałych

Typ wyrobów

SiO

CaO

MgO

Alkalia

Inne

szamotowe

52–65

30–45

0,2–4

0,2–1

0,2–0,5

0,5–3

kwarcowo-szamotowe

60–80

15–30

0,2–2

0,1–0,5

0,5–2

krzemionkowe

93–98

0,2–2,2

0,3–3

1–3

0–1

0–0,5

wysokoglinowe

0–47

50–100

0–2

0–0,5

0–1

magnezjowe

0,2–5

0,2–8

0,5–4

85–98

chromomagnezjowe

2–8

4–20

6–18

0,5–2

10–80

8–35

dolomitowe

1–3

0,5–2

0,3–4

55–60

35–41

karborundowe

1–40

0–20

0,5–2

35–98

SiC

cyrkonowe

30–35

0,4–3

1–2

0,1–2

0,5–1

55–65

ZrO

10.

topione

0–20

70–100

0–2

0–5

Samodzielne fazy tlenkowe występują w duŜych ilościach w materiałach ogniotrwałych,

szczególnie tych, które opierają się na jednym składniku głównym, liczbowo jednak
zawartość tych faz rzadko dorównuje zawartości tlenku wykazanej przez skład chemiczny.

W materiałach ogniotrwałych moŜna wyróŜnić składniki główne i domieszki

(akcesoryczne zanieczyszczenia surowca) występujące w ilościach kilkuprocentowych. Na
przykład w tworzywach krzemionkowych występuje jeden składnik główny – SiO

w glinokrzemianowych – dwa: SiO

i Al

. W materiałach zasadowych moŜna stwierdzić, Ŝe

ze względów technologicznych liczy się jako składnik główny jeden tlenek – MgO.

Znając zawartości poszczególnych domieszek oraz ich rolę w konkretnych procesach

technologicznych, naleŜy wyodrębnić te, które wywierają największy wpływ na powstawanie

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

fazy ciekłej. Analizując wyroby krzemionkowe naleŜy wziąć pod uwagę, obok składnika
głównego, dwie najwaŜniejsze domieszki: CaO i Al

, w wyrobach zasadowych – SiO

i CaO

, w glinokrzemianowych, w układzie z dwoma składnikami głównymi, tylko jedną

domieszkę – najczęściej będzie to K

Badanie składu chemicznego

Przez oddziaływanie chemiczne określonymi dla poszczególnych typów surowców

ogniotrwałych odczynnikami wykonuje się reakcje, których produkty są dokładnie waŜone
i na tej podstawie określa się skład chemiczny badanych materiałów. MoŜliwe jest równieŜ
wykonanie analizy składu chemicznego przy pomocy spektrografu.

Nowoczesne metody badań
Metody badania materiałów ogniotrwałych pod mikroskopem

Badania materiałów ogniotrwałych pod mikroskopem obejmują metody:

–

cienkich szlifów,

–

szlifów polerowanych,

–

polerowanych cienkich szlifów,

–

proszkową.
Oprócz badań mikroskopowych w temperaturze pokojowej stosuje się takŜe róŜne typy

mikroskopów z ogrzewanym stolikiem, pozwalające na przeprowadzanie obserwacji
w wysokich temperaturach.

Obserwacje takie dostarczają informacji o strukturze materiałów w wysokich

temperaturach, jak równieŜ o zmianach struktury w czasie ogrzewania.

Do badań struktury oprócz mikroskopów optycznych wykorzystuje się teŜ mikroskopy

elektronowe, gdzie przygotowanie materiału do badań wymaga stosowania specjalnej
techniki. Niektóre typy mikroskopów elektronowych pozwalają na przeprowadzanie
obserwacji w wysokich temperaturach.

Badania rentgenowskie pozwalają przeprowadzić identyfikację krystalicznych faz

w materiale, jak równieŜ określić ilościowe zaleŜności między nimi. Oprócz badań
strukturalnych za pomocą promieni rentgenowskich moŜna takŜe określić wymiary
kryształów. Stosuje się równieŜ kamery wysokotemperaturowe do badań struktury materiałów
ogniotrwałych przy wysokich temperaturach.

4.3.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Jak klasyfikujemy wyroby ogniotrwałe ze względu na charakter chemiczny?
2.  Które wyroby ogniotrwałe mają charakter chemiczny kwaśny?
3.  Które wyroby ogniotrwałe mają charakter chemiczny zasadowy?
4.  Które wyroby ogniotrwałe mają charakter chemiczny obojętny?
5.  W jaki sposób wykonuje się znaczenie charakteru chemicznego materiałów ogniotrwałych?
6.  Co jest głównym składnikiem wyrobów glinokrzemianowych?
7.  Co jest głównym składnikiem wyrobów szamotowych?
8.  Co jest głównym składnikiem wyrobów wysokoglinowych?
9.  Jakie szkodliwe domieszki występują w materiałach ogniotrwałych?
10.  Jakie są nowoczesne metody badań materiałów ogniotrwałych?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wykonaj badanie straty praŜenia materiału ogniotrwałego zgodnie z zaleceniami

otrzymanymi od nauczyciela oraz PN-H-04 156/00 – 1981 i PN-H-04 156/01 – 1981.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przeanalizować otrzymane od nauczyciela zalecenia w formie pisemnej,
2)  wykonać ćwiczenie zgodnie z zaleceniami,
3)  przeanalizować normy: PN-H-04 156/00 – 1981 i PN-H-04 156/01 – 1981,
4)  obliczyć straty praŜenia dla badanego materiału ogniotrwałego,
5)  sporządzić sprawozdanie z ćwiczenia w zeszycie,
6)  zaprezentować efekty pracy.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

przybory do pisania,

−

zalecenia do ćwiczenia w formie pisemnej,

−

normy: PN-H-04 156/00 – 1981 i PN-H-04 156/01 – 1981,

−

próbki materiału ogniotrwałego,

−

tygiel,

−

waga analityczna,

−

piec muflowy,

−

zeszyt.

Ćwiczenie 2

W ogniotrwałym wyrobie magnezytowym, sklasyfikowanym jako M-92, w celu

sprawdzenia jego jakości, oznaczono zawartość magnezu. W 100 mg analizowanej próbki
zawartość czystego magnezu wynosi 54 mg. Dokonaj stosownych obliczeń i sprawdź, czy
wyrób spełnia wymagania dotyczące jego klasyfikacji. Zaprezentuj wykonane ćwiczenie.

Sposób wykonania ćwiczenia:

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przeanalizować wiadomości dotyczące klasyfikacji wyrobów magnezytowych,
2)  obliczyć, ile tlenku magnezu znajdowało się w analizowanej próbce,
3)  obliczyć, jaki procent stanowi tlenek magnezu w próbce badanego wyrobu,
4)  dokonać  porównania  wyniku  analizy  z  zawartością  teoretyczną  tlenku  magnezu

wynikającą z klasyfikacji wyrobów magnezytowych,

5) zapisać rozwiązanie zadania i wnioski w zeszycie,
6) zaprezentować efekty pracy.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

przybory do pisania,

−

literatura zgodna z punktem 6 Poradnika dla ucznia,

−

kalkulator,

−

zeszyt.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 3

Określ, jakimi cechami charakteryzują się wyroby ogniotrwałe oraz jakie wymagania są

im stawiane.

Sposób wykonania ćwiczenia:

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  wyszukać w Internecie strony dotyczące cech wyrobów ogniotrwałych,
2)  przeanalizować zebrany materiał,
3)  określ cechy wyrobów ogniotrwałych,
4)  zapisać spostrzeŜenia w zeszycie,
5)  zaprezentować efekty swojej pracy.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

przybory do pisania,

−

komputer z dostępem do Internetu,

−

zeszyt.

Ćwiczenie 4

Weź udział w wycieczce do Laboratorium Badań Materiałów Ogniotrwałych. Zasięgnij

od pracowników informacji na temat przeprowadzanych badań i stosowanych norm. Napisz
sprawozdanie z badań przeprowadzanych w laboratorium i stosowanych norm.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  wziąć udział w wycieczce do Laboratorium Badań Materiałów Ogniotrwałych,
2)  zapoznać się ze specyfiką pracy laboratorium,
3)  zapoznać  się  z  rodzajami badań wykonywanych w laboratorium, i według których norm

są wykonywane,

4) sporządzić sprawozdanie z wycieczki w zeszycie,
5) zaprezentować efekty pracy.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

przybory do pisania,

−

materiały informacyjne dotyczące działalności Laboratorium Badań Materiałów
Ogniotrwałych,

−

zeszyt.

4.3.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

sklasyfikować wyroby ogniotrwałe ze względu na charakter chemiczny?

określić charakter chemiczny wyrobów ogniotrwałych?

określić główny składnik róŜnych wyrobów ogniotrwałych?

scharakteryzować dolomit i magnezyt?

określić domieszki szkodliwe magnezytowe i dolomitowe?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.4. Właściwości próbek wypalonych, oznaczenia

4.4.1. Materiał nauczania

Po wypaleniu próbki materiałów ogniotrwałych poddawane są badaniom właściwości

fizycznych i termicznych.

Do pomiarów właściwości fizycznych zaliczamy:

–

skurczliwość wypalania i skurczliwość całkowitą,

–

wytrzymałość na ściskanie,

–

porowatość względną,

–

gęstość i gęstość pozorną,

–

gazoprzepuszczalność.
W niniejszym opracowaniu opisano jedynie z tej grupy badań przepuszczalność gazów

i wytrzymałość na ściskanie.

Przepuszczalność gazów

Oznaczenie przepuszczalności gazów przez wyroby ogniotrwałe (podobnie jak

porowatość),  słuŜy  do  oceny  zawartości  tekstury  wyrobów  ogniotrwałych.  Przepuszczalność
gazów  określa  rozmiary  oraz  sposób  wzajemnego  połączenia  porów.  Zbyt  duŜa
przepuszczalność gazów materiałów prowadzi do duŜych strat ciepła.

Zasada oznaczenia polega na pomiarze ilości gazu przepływającego przy określonym

ciśnieniu przez jednostkę powierzchni wyrobu o kreślonej grubości w jednostce czasu.
Na rysunku 3 przedstawiono schemat urządzenia do badania przepuszczalności gazów.

Rys. 3. Schemat urządzenia do oznaczenia przepuszczalności gazów: 1 – badana próbka uszczelniona parafiną,

2 – podkładki gumowe, 3 – korek gumowy do sprawdzenia szczelności urządzenia, 4 – pręty
z nakrętkami, 5 – manometr, 6 – butla z wodą, 7 – naczynie miarowe [5, s. 380]

Badanie polega na określeniu czasu potrzebnego do wypłynięcia jednego litra wody

z butli z wodą (6).

Badanie wytrzymałości na ściskanie

Wytrzymałością na ściskanie nazywa się napręŜenie, przy którym badana próbka ulega

zniszczeniu pod działaniem sił ściskających. WyraŜa się ją w MPa. Badanie przeprowadza się
w prasie, na próbkach w kształcie sześcianu. Próbki do badań powinny odpowiadać
następującym warunkom:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

–

obie powierzchnie, na które wywierany będzie nacisk, powinny być gładkie i równoległe;
w przeciwnym razie próbki naleŜy doszlifować,

–

przeciwległe krawędzie powinny mieć równe długości; odchyłki nie powinny przekraczać
3 mm,

–

naroŜa między obrobionymi powierzchniami powinny mieć kąt prosty.
Próbki wysuszone mierzy się z dokładnością do 0,1 mm.
Ś

ciskanie próbek odpowiadających wymienionym wymaganiom przeprowadza się po

sprawdzeniu  czystości  płyt  prasy,  między  którymi  płytka  jest  ściskana.  ZaleŜnie  od  rodzaju
materiału i wymiarów próbki, ustawia się odpowiednio ramę dynamometru i w razie potrzeby
zakłada  się  cięŜar  oraz  właściwą  skalę  na  manometr.  Włącza  się  silnik  prasy  hydraulicznej.
Badaną próbkę ustawia się na środku dolnej płyty prasy. Następnie za pomocą ręcznej korby
opuszcza  się  górną  płytę,  aŜ  do  zetknięcia  się  z  próbką,  tak  aby  nie  uległa  ona  przesunięciu
i uszkodzeniu.  Otwiera  się  zawór  i  śledzi  na  skali  szybkość  wzrastania  obciąŜenia.  Wzrost
obciąŜenia  powinien  zachodzić  płynnie.  Badanie  kończy  się  w  chwili,  gdy  próbka  ulegnie
zniszczeniu,  a  główna  wskazówka  dynamometru  –  po  krótkim  zatrzymaniu  się  –  zacznie
wracać  do  pierwotnego  połoŜenia,  wskazując  obciąŜenie  mniejsze  o  około  ¼  od
maksymalnego.  Gdy  ruchoma  wskazówka  skali  dojdzie  do  połoŜenia  zerowego  wyłącza  się
silnik.  Pomocnicza  wskazówka  pozostaje  w  połoŜeniu  maksymalnego  przesunięcia  na  skali
wskazując  największą  wartość  obciąŜenia  próbki,  czyli  obciąŜenie  niszczące.  Za  pomocą
korby  ręcznej  podnosi  się  górną  płytę,  oczyszcza  się  prasę  i  przygotowuje  się  ją  do
ponownego  badania.  Zniszczona  próbka  powinna  przypominać  dwa  złączone  ostrosłupy
ś

cięte. Wyniki badań odnotowuje się w dzienniku badań. Wytrzymałość na ściskanie oznacza

się symbolem R

i oblicza wg wzoru:

[

]

MPa

gdzie:

F – siła ściskająca, powodująca zniszczenie próbki,
A – powierzchnia przekroju próbki.

Pełzanie przy ściskaniu

Pełzanie przy ściskaniu określa odkształcenie próbki w ciągu długiego czasu (najczęściej

15  lub  25  godzin)  przy  niezmiennym  obciąŜeniu  0,2  MPa  i  w  stałej  temperaturze.  Badanie
pełzania  nawiązuje  do  oznaczenia  ogniotrwałości  od  obciąŜeniem  na  zasadzie  pomiaru
odkształceń. Cechą odróŜniającą jest tu zmienność parametru czasu i ogólnie znacznie niŜsze
temperatury  rejestrowania  deformacji,  dającej  się  ujawnić  dzięki  długotrwałości  próby.
Mechanizm  procesu  pełzania  jest  skomplikowany,  a  jego  interpretacja  dla  materiałów
ceramicznych jest nieco inna niŜ dla metali.

Pełzanie przy ściskaniu daje moŜliwość ustalenia najbardziej przybliŜonej wartości

bezpiecznej temperatury stosowania danego materiału ogniotrwałego.

Charakterystyka pełzania wyrobów ogniotrwałych dostarcza informacji o ich zachowaniu

się  w  podwyŜszonej  temperaturze,  nie  wynikających  na  ogół  z  badania    ogniotrwałości  pod
obciąŜeniem.  Dotyczy  to  zwłaszcza  określenia  właściwości  masy  szklistej  w  tworzywie
(największe znaczenie dla materiałów z grupy glinokrzemianowych).

W zakresie niskich, typowych napręŜeń poniŜej 10 MPa deformacja w wyniku pełzania

jest proporcjonalna do wartości napręŜenia. Odstępstwo od tej zasady wykazują materiały
o znacznym udziale fazy szklistej.

NajwyŜszą odporność na pełzanie mają tworzywa zbudowane z jednakowych, duŜych

kryształów z minimalną zawartością drobnokrystalicznej osnowy. Porowatość wpływa bardzo

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

niekorzystnie na szybkość deformacji. Szczególnie szybki spadek odporności na pełzanie
obserwuje się przy porowatości materiału powyŜej 20%.

Niska szybkość deformacji cechuje jedynie materiały bardzo czyste pod względem składu

chemicznego. Związane jest to z silnym wpływem domieszek na stopień zdefektowania
struktury kryształów i zmniejszenie lepkości faz szklistych.

Do pomiarów właściwości termicznych materiałów ogniotrwałych zaliczamy:

–

ogniotrwałość zwykłą i pod obciąŜeniem,

–

skurczliwość lub rozszerzalność wtórną lub liniową,

–

odporność na nagłe zmiany temperatur,

–

odporność na działanie ŜuŜli,

–

współczynnik przewodnictwa cieplnego.

Badanie ogniotrwałości zwykłej i pod obciąŜeniem

Do wykonania badania ogniotrwałości niezbędny jest następujący sprzęt i materiały:

–

wiertło z koronką diamentową,

–

piec kryptolowy do oznaczenia ogniotrwałości zwykłej,

–

forma do wykonania stoŜków laboratoryjnych,

–

piec kryptolowy do oznaczenia ogniotrwałości pod obciąŜeniem z aparatem Endela,

–

komplet stoŜków pirometrycznych,

–

pirometr optyczny,

–

termoelement ze wskaźnikiem,

–

masa ogniotrwała do przyklejania stoŜków,

–

podstawki korundowe do ustawiania stoŜków.
Oznaczenie ogniotrwałości zwykłej polega na obserwowaniu zachowania się podczas

ogrzewania stoŜków z badanego materiału i stoŜków pirometrycznych o znanej temperaturze
podania. Wymiary obu stoŜków muszą mieć takie same wymiary.

Ogniotrwałością zwykłą nazywa się temperaturę, w której stoŜek pirometryczny

wykonany z badanego materiału zgina się, dotykając wierzchołkiem podstawki.

StoŜki do badania przygotowuje się z materiału zmielonego tak, aby całkowicie

przechodził  przez  sito  0,2  mm.  Następnie  zarabia  się  próbkę  z  materiałów  plastycznych,
np. glinę  wodą  destylowaną,  a  próbkę  z  materiałów  nieplastycznych  wodą  destylowaną
z dekstryną i formuje się stoŜki (w ilości 3–5) o kształcie i wymiarach zgodnych ze stoŜkami
pirometrycznymi  laboratoryjnymi.  Foremki  do  kształtowania  stoŜków  przedstawione  są  na
rysunku 4.

Rys. 4. Foremki do kształtowania stoŜków [5, s. 368]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Próbne stoŜki (w ilości 6 sztuk) ustawia się na podstawkach przedstawionych na rysunku 5.

StoŜki przyklejane są do podstawek mieszaniną złoŜoną z elektrokorundu, gliny ogniotrwałej
lub kaolinu oraz z wody.

Oznaczenie ogniotrwałości wykonuje się w piecu kryptolowym. Badane stoŜki naleŜy

obserwować  w  lusterku  umieszczonym  nad  piecem.  Gdy  stoŜek  zegnie  się,  dotykając
wierzchołkiem  podstawki,  naleŜy  wyjąć  z  pieca  wszystkie  stoŜki.  Gdy  badany  stoŜek  nie
ulegnie  zgięciu,  oznaczenie  naleŜy  powtórzyć,  zmieniając  stoŜki  wzorcowe  na  kolejne.
Wyniki  oznaczenia  ogniotrwałości  naleŜy  wyrazić  numerem  odpowiedniego  stoŜka
pirometrycznego.

Kontrola ogniotrwałości zwykłej umoŜliwia w prosty i tani sposób wykrycie obecności

zanieczyszczeń, które mogą obniŜyć Ŝywotność wyłoŜenia. UŜycie przez producentó
surowców o zbyt wysokim dla danego gatunku wyrobów poziomie zawartości zanieczyszczeń
(alkalii, tlenków Ŝelaza i innych związków o charakterze topników) daje się łatwo stwierdzić
na drodze oznaczenia ogniotrwałości zwykłej. Nie moŜna na jej podstawie określić
maksymalnej temperatury stosowania materiałów ogniotrwałych.

Rys. 5. Sposób ustawienia stoŜków pirometrycznych na podstawce [5, s. 368]

Oznaczenie ogniotrwałości pod obciąŜeniem polega na rejestracji zmian wysokości stale

obciąŜonej próbki pod wpływem równomiernie wzrastającej temperatury.

Ogniotrwałość pod obciąŜeniem to temperatura, przy której próbka badanego materiału,

poddana równomiernie wzrastającej temperaturze, przy stałym obciąŜeniu 0,2 MPa, zaczyna
mięknąć.

Pomiar wykonuje się na próbce w kształcie walca o średnicy i wysokości 50 mm

w elektrycznym, pionowym piecu rurowym wyposaŜonym w urządzenie do obciąŜenia próbki
stałym naciskiem i rejestracji zmian jej wymiarów i temperatury. Na rys.6 przedstawiono piec
elektryczny kryptolowy do ogrzewania próbki.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 6. Piec kryptolowy do oznaczenia ogniotrwałości pod obciąŜeniem: 1 – rurka pirometryczna, 2 – pręt

grafitowy dociskowy, 3 – rura ogniotrwała korundowa, 4 – górna elektroda, 5 – kryptol, 6 – pierścień
korundowy, 7 – obmurze szamotowe, 8 – pręt grafitowy wspornikowy, 9 – badana próbka, 10 – dolna
elektroda [5, s. 370]

Pomiar polega na rejestracji temperatury, przy której nastąpił zgniot próbki o 0,6% jej

pierwotnej wysokości. Ten punkt jest uznawany za początek mięknięcia i oznaczony
symbolem t

lub T

0,6

. Następnie dokonuje się pomiary temperatury, przy której wysokość

próbki zmniejsza się o 4% (oznaczenie t

lub T

) oraz o 40% (oznaczenie t

lub T

W praktyce podaje się dwie temperatury, a mianowicie T

0,6

i T

Na podstawie przeprowadzonego pomiaru sporządza się wykres, na którym odczytuje się

trzy temperatury charakterystyczne:
–

– temperaturę początku mięknięcia, w której próbka zostaje zgnieciona o 0,3 mm,

–

– temperaturę, w której próbka zostaje zgnieciona o 4% początkowej wysokości,

–

– temperaturę, w której próbka zostaje zgnieciona o 40% początkowej wysokości.

Sposób odczytania temperatur charakterystycznych: t

, t

z wykresu podano na

rysunku 7.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 7. Wykres odkształceń próbki (zmian wysokości) przy badaniu ogniotrwałości pod obciąŜeniem [5, s. 371]

W pierwszej fazie pomiaru następuje rozszerzalność próbki (przebieg liniowy), aŜ do

momentu początku mięknięcia, kiedy krzywe opadają bardziej lub mniej łagodnie. Przygięcie
krzywych  wynosi  nawet  200°C.  Na  przebieg  deformacji  w  warunkach  oznaczenia
ogniotrwałości pod obciąŜeniem mają wpływ: skład fazowy i porowatość tworzywa. To samo
tworzywo  pod  względem  składu  fazowego  ma  znacznie  wyŜszą  ogniotrwałość  pod
obciąŜeniem  w  wersji  charakteryzującej  się  niską  porowatością,  niŜ  taki  sam  materiał,  ale
o wyŜszej porowatości.

Ogniotrwałość pod obciąŜeniem określaną temperaturą początku mięknięcia t

róŜnych

materiałów ogniotrwałych przedstawia niŜej zamieszczona tabela 3.

Tabela 3. Temperatura początku mięknięcia róŜnych materiałów ogniotrwałych

Nazwa wyrobu

Temperatura początku mięknięcia t

[°C]

szamotowe

1300 do 1500

wysokoglinowe

1600 do 1700

korundowe

powyŜej 1750

krzemionkowe

powyŜej 1660

magnezytowe

powyŜej 1700

dolomitowe

powyŜej 1700

chromitowo-magnezytowe

powyŜej 1700

cyrkonowe

1600 do 1700

z węglika krzemu

powyŜej 1650

węglowe

nie miękną

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Oznaczenie wtórnej liniowej skurczliwości lub rozszerzalności

Do oznaczenia potrzebny jest następujący sprzęt: piec do ogrzewania próbek, naczynie do

nasycania próbek przez gotowanie, waga techniczna, suszarka laboratoryjna.

Wtórna liniowa skurczliwość lub rozszerzalność materiałów ogniotrwałych jest to

nieodwracalna zmiana ich liniowych wymiarów w wyniku ogrzewania w zakresie wysokich
temperatur.

Próbki do badania powinny być wykonane w postaci walca, sześcianu lub bryły

o podobnym kształcie. Przed ogrzaniem naleŜy oznaczyć objętość próbek metodą
hydrostatyczną.

Przygotowane próbki ogrzewa się w piecu w strefie równomiernej temperatury. Końcowe

temperatury nagrzewania próbek róŜnych materiałów ogniotrwałych wynoszą 1250–1650°C
(w zaleŜności od gatunku wyrobu). Po ogrzaniu próbek studzi się je w piecu i oznacza znowu
ich objętość. Z przyrostu objętości oblicza się rozszerzalność lub skurczliwość według wzoru:

100

⋅

−

∆

100

⋅

∆

gdzie:

∆

V – objętościowa rozszerzalność lub skurczliwość wtórna, [%],

∆

L– liniowa rozszerzalność lub skurczliwość wtórna, [%],

– objętość próbki przed ogrzaniem,

– objętość próbki po ogrzaniu.

Jako wynik oznaczenia wtórnej skurczliwości lub rozszerzalności naleŜy przyjąć średnią

arytmetyczną z dwóch równoległych oznaczeń.

Odporność na nagłe zmiany temperatury przeprowadza się na próbkach wielkości kształtek

normalnych. Do oznaczenia potrzebny jest następujący sprzęt: piec, naczynie na wodę,
dmuchawa powietrzna, płytki szamotowe i szczypce stalowe.

Odporność wyrobów ogniotrwałych na nagłe zmiany temperatury wyraŜa się liczbą

zmian, które wytrzymują wyroby do chwili, kiedy strata ich pierwotnej masy wynosi 20%
(jedną zmianę rozumie się jako ogrzewanie do 950°C i jedno następujące po nim chłodzenie
w zimnej wodzie lub strumieniu zimnego powietrza).

Próbkę wstawia się na 40 minut do pieca laboratoryjnego nagrzanego do temperatury

950°C, w ten sposób, aby 1/3 jej objętości znajdowała się wewnątrz pieca (rys. 8).

Rys. 8. Piec do oznaczania odporności materiałów ogniotrwałych na nagłe zmiany temperatury:

1 – termoelement, 2 – badana cegła szamotowa, 3 – ścianka pieca laboratoryjnego [5, s. 375]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Następnie kształtkę wkłada się do wody na 3 minuty (jeśli jest to wyrób szamotowy) lub

studzi się w strumieniu powietrza przez 5 minut (wyroby magnezytowe). Kolejne ogrzewania
i studzenia powtarza się dotąd, aŜ straty masy próbki wyniosą 20%. Miarą odporności na
nagłe zmiany temperatury jest liczba kolejnych ogrzewań i studzeń, które wytrzymuje wyrób
ogniotrwały do momentu wystąpienia straty 20% masy próbki.

MoŜna takŜe stosować szybką metodę oznaczania odporności na nagłe zmiany

temperatury. Przygotowane małe próbki (o wymiarach 75 x 50 x 50 mm, lub średnicy 50 mm)
powodują skrócenie czasu ogrzewania i studzenia. Badanie przeprowadza się do momentu,
gdy próbka sama pęka lub pod lekkim naciskiem szczypiec. Tą metodą moŜna oznaczać
wyroby krzemionkowe.

Oznaczenie odporności na działania ŜuŜla przeprowadza się w próbce wielkości połowy

prostki normalnej, o wymiarach 123 x 123 x 65 mm i głębokości 30 mm.

Miarą odporności na działanie ŜuŜla jest stopień zanieczyszczenia badanego materiału

przy działaniu na niego ŜuŜla.

Do oznaczenia odporności próbki potrzebny jest następujący sprzęt: piec laboratoryjny,

wiertło z koronką diamentową, formy do wykonania kształtek z mas ogniotrwałych, piła
tarczowa do cięcia próbek.

Do otworu wsypuje się 50–100 gram zmielonego ŜuŜla i ogrzewa się próbkę do

temperatury  topnienia  ŜuŜla  (lub  temperatury  jego  działania)  w  piecu  przemysłowym,
a następnie utrzymuje się tę temperaturę przez okres 4 godzin. Po wyjęciu z pieca i ostudzeniu
próbkę  przecina  się  wzdłuŜ  średnicy  otworu.  Odporność  na  działanie  ŜuŜla  ocenia  się  na
podstawie  wyglądu  przekroju  próbki.  Kształt  przekroju  przerysowuje  się  na  kalce
milimetrowej, zaznaczając pierwotny zarys przekroju, ubytki materiału oraz strefę przenikania
Ŝ

uŜla (rys. 9).

Rys. 9. Próbki po oznaczeniu odporności na działanie ŜuŜla: a) brak reakcji (rzadki przypadek), b) brak reakcji

z wyraźnie zaznaczoną strefą dyfuzji ŜuŜla, c) wyraźna reakcja oraz strefa dyfuzji [5, s. 376]

Na podstawie tak wykonanego rysunku moŜna obliczyć ubytek objętości badanego

wyrobu i ocenić stopień przenikania ŜuŜla. Wyniki badania powinny być ujęte w opisie na
rysunkach lub fotografiach przekrojów próbek oraz zawierać opis przebiegu temperatury
podczas badania, czasu ogrzewania, atmosfery panującej w piecu podczas ogrzewania, a takŜe
określenie składu chemicznego i właściwości fizykochemicznych badanego materiału i ŜuŜla.

Ocena dokładności wymiarów materiałów ogniotrwałych

Sprawdzenia dokładności wymiarów wykonuje się przymiarem z dokładnością do

+1,0 mm, lub przy uŜyciu odpowiednich szablonów. Dopuszczalne odchyłki są uzaleŜnione od
grupy i wymiarów wyrobów.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Sprawdzenie stanu powierzchni, wyglądu zewnętrznego, uszkodzeń krawędzi i naroŜy
oraz pomiar wichrowatości

Sprawdzenie stanu powierzchni przeprowadza się przez oględziny zewnętrzne, a natępnie

przymiarem mierzenie średnicy wytopów i długości rys z dokładnością do 1,0 mm. W przypadku
sprawdzania stanu powierzchni wyrobów pracujących w bardzo odpowiedzialnych warunkach
zaleca się posługiwanie szkłem powiększającym z wmontowaną podziałką.

Pomiary głębokości uszkodzeń naroŜy i krawędzi dokonuje się za pomocą kątownika,

który przykłada się do wyrobu, oraz suwmiarki.

Pomiar wichrowatości wyrobów przeprowadza się szczelinomierzem o oznaczonej

grubości, umieszczanym w szczelinie powstałej pomiędzy wyrobem a płytą, na której wyrób
spoczywa. W sposób uproszczony wichrowatość mierzy się przez przyłoŜenie linijki stalowej
i pomiar szczeliny za pomocą suwmiarki (dla ścian wklęsłych wyrobów).

Nowoczesna aparatura pomiarowa
Kontrola wizualna

SłuŜy do wykrywania defektów na powierzchni przedmiotu. Większe defekty mogą być

dostrzegane w sposób prosty i szybki. Oprócz starannego badania całego przedmiotu przez
oględziny krytyczne fragmenty części są poddawane badaniu mikroskopem, zaś trudno
dostępne miejsca oraz powierzchnie wewnętrzne endoskopem. We wszystkich przypadkach są
stawiane duŜe wymagania czystości powierzchni.

Kontrola penetracyjna

Pozwala wykrywać wąskie, powierzchniowo otwarte pęknięcia, które podczas prostej

kontroli  wizualnej  nie  są  rozpoznawalne.  Stosuje  się  w  tym  celu  ciekły,  barwny  środek
penetrujący  z  małym  napięciem  powierzchniowym  i  duŜą  zwilŜalnością,  który  dzięki  siłom
kapilarnym wnika w istniejące defekty. Musi być wówczas spełniony warunek, iŜ defekt jest
wolny  od  zanieczyszczeń,  a  tym  samym  dostępny  dla  środka  penetrującego.  Po  procesie
wnikania powierzchnię poddaje się międzyoczyszczaniu. Z kolei następuje jej osuszanie, zaś
na  znajdującą  się  w  defektach  ciecz  jest  nanoszony  albo  wywoływacz,  albo  fluorescencyjny
barwnik,  wykrywany  w  świetle  nadfioletowym.  Kontrola  penetracyjna  jest  właściwą  metodą
do  ujawniania  typowych  defektów  powierzchniowych,  jak  pęknięcia,  pory,  fałdy,  defekty
lepiszcza,  itp.  Dobrze  metodą  tą  wykrywalna  jest  długość  powierzchniowo  otwartych
defektów, zaś nie daje się ocenić ich głębokości.

Dla wielu wyrobów ceramicznych ze względu na ich funkcję jakość wybranych

powierzchni jest oceniana chropowatością.

Metody stykowe pomiaru chropowatości

Polegają na wyznaczeniu liczbowych wartości parametrów profilu chropowatości lub

odwzorowaniu go w postaci profilogramu o znanym powiększeniu. W tym celu wykorzystuje
się igłę przesuwającą się po powierzchni ze stałą prędkością, zaś pionowe jej przemieszczenia
są  przekształcane  w  sygnał.  Wzmocniony  sygnał  moŜe  być  rejestrowany  w  postaci
profilogramu  lub  po  odfiltrowaniu  falistości,  przetwarzany  na  wartości  liczbowe  Ŝądanych
parametrów chropowatości.

Igły pomiarowe są wykonywane z diamentu w postaci stoŜków lub piramid

zakończonych czaszą kulistą o promieniu r = l do 12,5 µn.

Prędkości jej przesuwu są bardzo małe, wahające się zwykle od dziesiątych części do

kilku milimetrów na sekundę, w celu zapewnienia ciągłego styku igły pomiarowej z badana
powierzchnią o złoŜonej geometrii.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Metody optyczne pomiaru chropowatości:

–

„światła białego”, stanowiąca rozwinięcie metody kontrastu plamkowego,

–

reflektometryczną (stosowane są czujniki, oparte na pomiarze reflektometrycznym
natęŜenia światła rozproszonego),

–

interferencyjną (wykorzystuje się zjawisko interferencji światła odbitego od powierzchni
mierzonej i powierzchni odniesienia).

Zasada działania mikrointerferometru

Wychodząca ze źródła światła wiązka światła spójnego pada przez rozdzielacz wiązki

z jednej  strony  na  zwierciadło,  z  drugiej  zaś  na  mierzoną  powierzchnię  przedmiotu.  Fale
odbite od zwierciadła i przedmiotu dochodzą do powierzchni obserwacji, w której moŜe być
obserwowane  ich  interferencyjne  nakładanie  się  w  postaci  tzw.  prąŜków  interferencyjnych.
JeŜeli  róŜnice  dróg  optycznych  obu  promieni  są  równe  nieparzystej  wielokrotności  połowy
długości fali świetlnej, to następuje całkowite ich wygaszanie (prąŜek czarny), natomiast gdy
są równe jej wielokrotności, wówczas następuje ich wzmocnienie (prąŜek jasny). Równoległe
prąŜki  oznaczają  lustrzaną  powierzchnię  przedmiotu.  Nierówności  powierzchni  mierzonej
powodują zaburzenia czoła fali świetlnej odbijanej od tej powierzchni i są widoczne w postaci
pofalowania  prąŜków  interferencyjnych.  Miarą  maksymalnej  wysokości  chropowatości  jest
stosunek deformacji prąŜka do średniej odległości między sąsiednimi prąŜkami.

Badanie porowatości względnej i ewentualnie wytrzymałości na ściskanie polega na

pomiarze czasu przejścia fal ultradźwiękowych i ich drogi oraz na wyliczeniu prędkości.
KaŜdej wartości prędkości ultradźwięków podporządkowana jest pewna wartość porowatości
względnej (wytrzymałości na ściskanie) dla danego rodzaju materiału ogniotrwałego.

Dla kaŜdego rodzaju materiału ogniotrwałego przygotowuje się odpowiednią krzywą, na

której podstawie odczytuje się następnie wyniki porowatości względnej badanych wyrobów.

Metoda odbiciowa do oceny jakości przedmiotu wykorzystuje zjawisko odbicia w nim

impulsów

ultradźwiękowych.

Głowica

oscylacyjna

postaci

przetwornika,

np. piezoelektrycznego  pracuje  jako  nadajnik  oraz  jako  odbiornik.  Fala  dźwiękowa  wnika
w materiał  do  momentu,  aŜ natrafi na powierzchnię graniczną, na której zachodzi częściowe
lub  zupełne  jej  odbicie.  JeŜeli  powierzchnia  odbijająca  jest  usytuowana  prostopadle  do
kierunku  propagacji,  to  fala  dźwiękowa  zostaje  odbita  w  jej  pierwotnym  kierunku  i  po
pewnym  czasie  przelotu  napotyka  znowu  oscylator  oraz  zostaje  z  powrotem  zamieniona
w impuls  elektryczny.  Niecała  jednak  powracająca  energia  zostaje  ponownie  przekształcona
w energię elektryczną na powierzchni, bowiem na granicy oscylator – powierzchnia materiału
zachodzi  częściowe  odbicie:  część  dźwięku  przebiega  po  raz  drugi  przez  przedmiot.  W  ten
sposób powstaje ciąg ech, który moŜe odbijać się nie tylko od przeciwnej ściany przedmiotu,
ale  takŜe  od  kaŜdej  innej,  wewnętrznej  powierzchni  odbijającej,  którą  stanowi  defekt.
PoniewaŜ  czas  przebiegu  impulsu  moŜna  zmierzyć  i  prędkość  dźwięku  dla  większości
materiałów jest znana, daje się tą metodą określić odległość powierzchni odbijającej (defektu)
od  oscylatora.  Z  kolei  na  podstawie  kształtu  odbieranego  echa  moŜna  wnioskować
o charakterze powierzchni odbijającej.

Kontrola rezonansowa opiera się na rezonansowej spektroskopii ultradźwiękowej. SłuŜy

ona  do  niezawodnego  i  szybkiego  wykrywania  pęknięć,  porów,  wykruszeń  i  odchyłek
wymiarowych  w  częściach  z  materiałów  twardych  (włącznie  z  ceramiką  techniczną),
poddanych  drganiom  rezonansowym,  oraz  moŜe  być  stosowana  do  wyznaczania  takich
właściwości mechanicznych, jak moduł spręŜystości wzdłuŜnej (Younga), moduł spręŜystości
poprzecznej, moduł odkształcenia objętościowego.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Metoda polega na tym, Ŝe próbka ciała stałego podlega rezonansowi po przyłoŜeniu

wzbudzenia w postaci drgań o częstotliwości dostosowanej do jednej z częstotliwości
własnych próbki.

Mikroskopia ultradźwiękowa słuŜy do wykrywania z duŜą rozdzielczością małych

defektów usytuowanych na powierzchni przedmiotu lub w jej pobliŜu.

Do badania materiałów ceramicznych wykorzystuje się przede wszystkim:

–

skanujący laserowy mikroskop akustyczny – SLAM,

–

skanujący soczewkowy mikroskop akustyczny – SAM.

4.4.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Jakim badaniom poddawane są próbki materiałów ogniotrwałych po wypaleniu?
2.  Jakie pomiary próbek zaliczamy do badań fizycznych?
3.  W jaki sposób przeprowadza się oznaczenie przepuszczalności gazów?
4.  W jaki sposób oznacza się ogniotrwałość zwykłą i pod obciąŜeniem?
5.  W jaki sposób oznacza się skurczliwość lub rozszerzalność wtórną?
6.  W jaki sposób oznacza się odporność na nagłe zmiany temperatur?
7.  W jaki sposób oznacza się odporność na działanie ŜuŜli?
8.  W  jaki  sposób  sprawdza  się  stan  powierzchni,  wyglądu  zewnętrznego  i  uszkodzeń

krawędzi?

9. Jakie badania przeprowadza się nowoczesną aparaturą?

4.4.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Oznacz wytrzymałość na ściskanie dwóch próbek z mas ogniotrwałych otrzymanych od

nauczyciela. Zanotuj wyniki badań.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przygotować stanowisko do wykonania ćwiczenia zgodnie z warunkami bezpieczeństwa

i higieny pracy,

2)  dobrać dwie próbki w kształcie sześcianu,
3)  zmierzyć próbki,
4)  ustawić próbki w prasie hydraulicznej,
5)  opuścić górną płytę prasy,
6)  zaobserwować moment zniszczenia próbki,
7)  wyłączyć prasę po wykonaniu badania,
8)  podnieść górną płytę prasy,
9)  zanotować wyniki badań,
10)  uporządkować stanowisko pracy,
11)  zaprezentować wykonane ćwiczenie.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

przybory do pisania,

–

prasa hydrauliczna,

−

dynamometr,

−

manometr,

−

przymiar,

−

dwie próbki w kształcie sześcianu,

−

zeszyt.

Ćwiczenie 2

Wykonaj badanie ogniotrwałości zwykłej surowców nieplastycznych. Zapisz w zeszycie

wyniki badań.

Sposób wykonania ćwiczenia.

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować wiadomości dotyczące badań ogniotrwałości zwykłej,
2) przygotować stanowisko do wykonania ćwiczenia zgodnie z przepisami bezpieczeństwa

i higieny pracy,

3)  przygotować sprzęt do wykonania ćwiczenia,
4)  przygotować stoŜki do badania z surowców nieplastycznych,
5)  zarobić próbkę wodą destylowaną,
6)  uformować 3 stoŜki o kształcie i wymiarach zgodnych ze stoŜkami pirometrycznymi,
7)  ustawić stoŜki na podstawkach i umocować je,
8)  wykonać badanie ogniotrwałości w piecu kryptolowym,
9)  zaobserwować w lusterku umieszczonym nad piecem badane stoŜki,
10)  zaobserwować moment zgięcia stoŜka,
11)  zapisać w zeszycie wyniki oznaczenia numerem stoŜka pirometrycznego,
12)  zaprezentować efekty swojej pracy.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

podstawka ze stoŜkami pirometrycznymi,

−

moździerz stalowy lub agatowy,

−

surowce nieplastyczne,

−

woda destylowana,

−

foremki do kształtowania stoŜków,

−

glina ogniotrwała lub kaolin,

−

piec kryptolowy,

−

tabela wartości liczbowych ogniotrwałości zwykłej,

−

przybory do pisania,

−

zeszyt.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 3

Wykonaj oznaczenie wtórnej skurczliwości na cegiełkach z masy plastycznej ogniotrwałej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować wiadomości dotyczące wykonania oznaczenia wtórnej skurczliwości

materiałów ogniotrwałych,

2)  przygotować cegiełki (min. 3 szt.) i oznakować je,
3)  zwaŜyć próbki w wodzie,
4)  nasycić próbki wodą,
5)  ponownie zwaŜyć nasycone próbki,
6)  obliczyć z róŜnicy mas objętości próbek,
7)  suszyć  cegiełki  w  suszarce  do  osiągnięcia  końcowej  temperatury  nagrzewania,

kontrolując zakres wzrostu temperatury od 1000°C pamiętając, Ŝe wygrzewanie
w końcowej temperaturze powinno trwać 2 godziny.

8)  wystudzić cegiełki w eksykatorze – 20 minut,
9)  zwaŜyć wystudzone próbki,
10)  obliczyć objętości cegiełek,
11)  obliczyć wtórną skurczliwość stosując wzór,
12)  zaprezentować wykonane ćwiczenie.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

–

literatura zgodna z punktem 6 Poradnika dla ucznia,

–

próbki do badania przygotowane przez nauczyciela,

–

woda destylowana,

–

waga hydrostatyczna lub techniczna przystosowana do waŜenia hydrostatycznego,

–

eksykator,

–

piec laboratoryjny,

−

przybory do pisania,

–

zeszyt,

–

kalkulator.

Ćwiczenie 4

Wykonaj oznaczenie nasiąkliwości próbek wypalonych metodą moczenia, na gotowych

próbkach ogniotrwałych. Zinterpretuj wyniki oraz porównaj z wynikami normowymi.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przeanalizować wiadomości dotyczące oznaczenia nasiąkliwości próbek wypalonych

metodą moczenia,

2)  przygotować stanowisko pracy zgodnie z przepisami bezpieczeństwa i higieny pracy,
3)  dobrać potrzebny do wykonania oznaczenia sprzęt,
4)  umieścić próbki w eksykatorze,
5)  zwaŜyć próbki z dokładnością do 0,01 g,
6)  umieścić próbki w wannie na 15 minut, zalewając je do połowy wodą,
7)  zalać próbki całkowicie wodą po upływie 2 godzin i pozostawić w wodzie przez 2 do 3

godzin,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

8)  wyjąć próbki z wody i wytrzeć szmatką,
9)  zwaŜyć próbki na wadze technicznej z dokładnością do 0,01 g,
10)  wykonać w zeszycie obliczenie nasiąkliwości badanych próbek,
11)  zinterpretować wyniki,
12)  zlikwidować i uporządkować stanowisko pracy,
13)  zaprezentować efekty swojej pracy.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

–

suszarka,

–

wanna do badania nasiąkliwości,

–

eksykator z chlorkiem wapniowym,

–

waga techniczna o dokładności waŜenia do 0,01 g z kompletem odwaŜników,

–

naczynie do gotowania próbek,

–

palnik, trójnóg,

−

przybory do pisania,

–

zeszyt,

–

literatura zgodna z punktem 6 Poradnika dla ucznia.

Ćwiczenie 5

Wybierz normę dotyczącą badań ogniotrwałości zwykłej, pod obciąŜeniem i pełzania.

Przeanalizuj otrzymane od nauczyciela wykresy i wyniki badań ogniotrwałości zwykłej, pod
obciąŜeniem i pełzania próbek z mas plastycznych ogniotrwałych. Porównaj wyniki
otrzymanych badań z wynikami określonymi w normie.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  wybrać normę dotyczącą badań ogniotrwałości zwykłej, pod obciąŜeniem i pełzania,
2)  przeanalizować normę,
3)  przeanalizować  wykresy  krzywych  deformacji  wyrobów  ogniotrwałych  otrzymane  od

nauczyciela,

4) przeanalizować zmiany wymiarów liniowych materiału ogniotrwałego w czasie badań

pełzania przedstawione na wykresie,

5) dokonać analizy wyników badań ogniotrwałości zwykłej, pod obciąŜeniem i pełzania

próbek z mas plastycznych ogniotrwałych,

6)  porównać wyniki badań z wynikami z normy,
7)  zapisać spostrzeŜenia w zeszycie,
8)  zaprezentować efekty swojej pracy,
9)  dokonać samooceny ćwiczenia.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

–

zestaw Polskich Norm dotyczących badań materiałów ogniotrwałych,

–

arkusz z wynikami badań ogniotrwałości zwykłej, pod obciąŜeniem i pełzania próbek

z mas plastycznych ogniotrwałych,

−

przybory do pisania,

–

zeszyt.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 6

Weź udział w wycieczce do laboratorium badawczego zakładu materiałów ogniotrwałych.

Przeanalizuj wyniki badań materiałów ogniotrwałych uzyskanych przy uŜyciu nowoczesnej
aparatury pomiarowej. Zapisz w zeszycie wyniki badań oraz wykorzystaną aparaturę pomiarową
podczas badania. Scharakteryzuj w formie pisemnej nowoczesne metody badań.

Sposób wykonania ćwiczenia.

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  wziąć udział w wycieczce do laboratorium badawczego zakładu materiałów ogniotrwałych,
2)  przeanalizować wyniki badań materiałów ogniotrwałych wskazane przez nauczyciela,
3)  zapisać  w zeszycie  wyniki  badań  oraz  wykorzystaną  aparaturę  pomiarową  podczas

badania,

4) scharakteryzować nowoczesne metody badań,
5) zaprezentować efekty swojej pracy.

WyposaŜenie stanowiska pracy:

−

przybory do pisania,

−

wyposaŜenie stanowiska pracy w zakładzie produkcji materiałów ogniotrwałych, na
którym przeprowadzane są badania,

−

arkusze z wynikami badań materiałów ogniotrwałych,

−

zeszyt.

4.4.4.

Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) określić badania właściwości fizycznych próbek po wypaleniu?

2) określić badania właściwości termicznych próbek po wypaleniu?

3) scharakteryzować właściwości próbek wypalonych?

4) zbadać ogniotrwałość zwykłą i pod obciąŜeniem próbek wypalonych?

5) oznaczyć wtórną liniową skurczliwość i rozszerzalność próbek

wypalonych?

6) zbadać odporność materiałów na nagłe zmiany temperatury?

7) sprawdzić wymiary zewnętrzne, wielkość skrzywień i odchylenia

powierzchni bocznych od kata prostego?

8) dobrać aparaturę badawczą do wykonania róŜnych badań właściwości

próbek wypalonych?

9) zastosować zasady wykonywania badań?

10) określić badania materiałów ogniotrwałych nowoczesną aparaturą

pomiarową?

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

INSTRUKCJA DLA UCZNIA

1.  Przeczytaj uwaŜnie instrukcję.
2.  Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3.  Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4.  Test zawiera 20 zadań o róŜnym stopniu trudności. Są to zadania wielokrotnego wyboru.
5.  Za kaŜdą poprawną odpowiedź moŜesz uzyskać 1 punkt.
6.  Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi. Dla kaŜdego zadania podane

są cztery moŜliwe odpowiedzi: a, b, c, d. Tylko jedna odpowiedź jest poprawna; wybierz
ją i zaznacz kratkę z odpowiadającą jej literą, znakiem X.

Staraj się wyraźnie zaznaczać odpowiedzi. JeŜeli się pomylisz i błędnie zaznaczysz

odpowiedź, otocz ją kółkiem i zaznacz ponownie odpowiedź, którą uwaŜasz za poprawną.

8. Test zawiera zadania z poziomu podstawowego oraz zadania z poziomu

ponadpodstawowego, które mogą przysporzyć Ci trudności, gdyŜ są one na poziomie
wyŜszym niŜ pozostałe (dotyczy to pytań

od 17 do 20).

9. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
10. Kiedy udzielenie odpowiedzi będzie sprawiało Ci trudność, wtedy odłóŜ rozwiązanie

zadania na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci czas wolny.

11. Po rozwiązaniu testu sprawdź, czy zaznaczyłeś wszystkie odpowiedzi na KARCIE

ODPOWIEDZI.

12. Na rozwiązanie testu masz 45 minut.

Powodzenia!

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Ogniotrwałymi nazywamy materiały, których ogniotrwałość zwykła jest większa lub

równa
a) 1320

b) 1450

c) 1580

d) 1660

2. Wyroby krzemionkowe i szamotowe mają charakter chemiczny

a)  kwaśny.
b)  obojętny.
c)  zasadowy.
d)  alkaliczny.

3. Ogniotrwałe surowce plastyczne poddawane są badaniom: na własności przed

wypalaniem i w stanie wypalonym oraz
a)  składu chemicznego.
b)  oznaczenia lepkości.
c)  odporności na działanie ługów.
d)  współczynnika przeświecalności czerepu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4. Do surowców schudzających nieplastycznych zaliczamy

a)  kalcyt.
b)  szamot.
c)  wapień.
d)  grys z otoczaków.

5. Wypalone i zmielone surowce ogniotrwałe, jak glina i łupek nazywamy

a)  spiekami.
b)  szamotem.
c)  topnikami.
d)  porcelitami.

6. Stosowanie surowców schudzających

a)  ogranicza skurcz glin.
b)  zwiększa twardość wyrobów.
c)  przyspiesza suszenie wyrobów.
d)  powoduje podwyŜszenie temperatury wypalania.

7. Podczas przygotowania próbnych mas ogniotrwałych jedną z czynności jest wykonanie

homogenizacji masy, która ma na celu uzyskanie
a)  jednorodnej masy w całej objętości.
b)  jednakowej wielkości ziaren w całej objętości.
c)  jednakowej wilgotności w całej objętości masy.
d)  jednorodnej kolorystyki w całej objętości masy.

8. Zawartość topników Na

O, K

O, Fe

w wyrobach szamotowych nie powinna

przekraczać
a)  1%.
b)  6%.
c)  10%.
d)  15%.

9. Na rysunku przedstawiono schemat urządzenia do oznaczenia przepuszczalności gazów.

Cyfrą 1 oznaczono
a)  pręty z nakrętkami.
b)  podkładki gumowe.
c)  badaną próbkę uszczelnioną parafiną.
d)  korek  gumowy  do  sprawdzenia  szczelności

urządzenia.

10. StoŜki pirometryczne są stosowane do oznaczenia

a)  ogniotrwałości zwykłej
b)  odporności na działanie ŜuŜla.
c)  wtórnej liniowej rozszerzalności.
d)  odporności na zmiany temperatury.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko ................................................................................................

Badanie surowców, mas i wyrobów ogniotrwałych

Zakreśl poprawną odpowiedź.

zadania

Odpowiedź

Punkty

Razem: