一种耐火砖及其组合物与制造方法技术

本发明专利技术涉及一种耐火制品的组合物，如耐火砖的组合物，其具有增强的耐化学渗透性、抗水化性以及热导率。该耐火砖组合物包括橄榄石40‑90wt％，弹性体5‑35wt％，碳化硅1‑15wt％和余量的氧化镁，以组成重量百分比为100wt％的干混合物。耐火砖的抗水化性得到显着提高，并且具有如下优点：增强的产品保质期、简单且成本有效的产品运输和物流储存。耐火砖在450‑1200℃的温度范围内的热导率约低于2.20W/mK，并且其对烧制温度不敏感。耐火砖的平均渗透率以至少73％显著低于常规耐火砖的平均渗透率。此外，本发明专利技术涉及一种生产前述组合物的耐火砖的方法。

Refractory brick and its composition and manufacturing method

The present invention relates to a composition of refractory products, such as refractory compositions, having improved chemical resistance, water permeability and thermal conductivity. The composition comprises 40 olivine refractory brick 90wt% elastomer, 5 35wt%, SiC 1 15wt% and the balance of Magnesium Oxide, to form a mixture of dry weight percentage of 100wt%. The hydration resistance of refractory bricks has been significantly improved and has the following advantages: enhanced product shelf life, simple and cost effective product transportation and logistics storage. Refractory brick thermal conductivity in the temperature range of 450 1200 DEG C within the rate of less than 2.20W/mK, and it is not sensitive to the firing temperature. The average permeability of refractory bricks is significantly lower than that of conventional refractory bricks at least 73%. In addition, the present invention relates to a method for producing refractory bricks of the aforementioned compositions.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种耐火砖及其组合物与制造方法
本专利技术涉及一种耐火制品的组合物，如耐火砖的组合物。更具体地，本专利技术涉及一种耐火制品/耐火砖组合物，所述组合物具有增强的耐化学渗透性，抗水化性和低热导率的性质。此外，本专利技术涉及一种根据本文所述的组合物生产耐火制品/耐火砖的方法。
技术介绍
耐火砖已广泛用于衬里炉、窑炉、燃烧室和壁炉。对于耐火砖的性能，其所需的性质包括具有耐高温性同时具有非常低的热导率以获得最佳能量效率；在载荷下(通常高于2000℃)具有高示温熔锥当量(PCE)；高耐热冲击性；重量轻；在宽温度范围内具有高机械强度和韧性；以及高耐化学性、高耐磨性和耐腐蚀性。多年来，已有各种研究和开发致力于追求高性能耐火砖的效益和优点，以改善耐火砖的性能。尤其是，已经进行了努力地研究以使耐火砖理想地具有或实现所有上述所需的性质。然而，实现特定性质导致损害某些其它性质。例如，可通过增加孔隙率并由此降低密度来增强、增加或改善热导率。不可避免地，由于孔隙率的增加会损害耐化学渗透性，也将增加渗透率或渗透能力。除了与所需的性能相关的性质之外，由于周围环境中的水或在储存或运输过程中和其他物流条件下在液体中形成的水，耐火砖需被保护以免于水化。本质上说，耐火砖的生产需要充足维持的储存气氛以最小化或避免水接触或水分吸收，来防止由水化现象引起的自发裂纹。在某些情况下，完成的耐火砖产品被包装材料或片材完全覆盖并存储在木托盘上。然而，这导致在某些天气条件下耐火砖的开裂或破裂。解决这个问题的另一种方法是通过具有特定开口的包装设计，以在运输期间提供足够的通风。这种方法不可避免地增加了最终产品的额外成本，这可能降低市场竞争力。可选的，已经提出了涂覆于耐火砖上的具有抗水化物质的涂层，其可为这个问题提供可接受的但非最佳的解决方案。例如，美国专利US3576666公开了通过耐火砖的耐火氧化物与外部施加的活性气体相在高温下反应，从而在耐火砖的表面上形成不溶性防护化合物来实现抗水化性能，这类似于在金属(如铝)的表面形成防护氧化膜以保护金属免于后续氧化。然而，这种方法相对复杂并且需要高温操作。最近，已经开发了化学涂覆试剂，以简单施加在耐火砖的表面上。尽管化学涂覆试剂具有简单施加及涂覆均匀的优点，但是产生了额外的成本。此外，化学涂覆试剂利用非水溶性介质制剂，其对涂布方法提出一些限制。除了前述方法之外，尽管正在研究和改进耐火砖产品的各方面，目前存在用于制造具有长期可储存性的高性能的耐火砖的方法和组合物，但该耐火砖不具有能适当地解决某些操作性能方面以及物流和分配考虑的良好特性。尤其是，尽管已经进行了各种努力来开发具有更好性能的耐火砖，但是这种努力大大忽视或者增加了生产所述耐火砖产品的成本。因此，对耐火砖技术的显著贡献将来自于开发一种具有抗水化性能以增强耐火砖耐久性的新的耐火砖组合物和产品，其能同时满足操作性能和储存考虑。此外，需要以更具成本效益的方式制备、制造或制定耐火砖组合物。
技术实现思路
根据本专利技术的第一个方面，实施方式涉及一种用于耐火制品的组合物，其包括橄榄石50-70wt％、弹性体10-25wt％、碳化硅1-5wt％和余量的氧化镁，以组成重量百分比为100wt％的干混合物。本专利技术的第二个方面，含有本文所述的组合物的耐火制品具有提高的抗水化性，热导率和耐化学渗透性中的至少一种。更具体地，根据ASTMC456-93，耐火制品组合物的抗水化性的等级在1-4之间。根据本专利技术的实施方式，耐火制品在200-1200℃的温度范围内具有低于3.00W/mK的热导率和/或耐火制品的平均渗透率为3-7cD。本专利技术的第三个方面提供了一种制造耐火制品的方法，包括提供预定量的橄榄石、弹性体、氧化镁和碳化硅；混合上述提供的橄榄石、弹性体、氧化镁和碳化硅；模制混合的组合物以形成最终耐火制品(如耐火砖或其他形式的耐火物件)；以及在预定温度下烧制所述耐火制品；其中所述最终耐火制品包括橄榄石50-70wt％、弹性体10-25wt％、碳化硅1-5wt％和余量的氧化镁，以组成重量百分比为100wt％的干混合物；并且所述最终耐火制品的特征是，其抗水化性，热导率和耐化学渗透性中的至少一个得到提高。附图说明在下文中参考附图描述本专利技术的实施方式，其中：图1是根据本专利技术的一实施例用于制备、制造、生产或获得耐火制品的一种代表性的方法的流程图；图2是在下述的代表性实施例中测试的耐火制品的水化等级图；图3是根据本专利技术的耐火砖组合物和其它常规耐火砖组合物的耐火制品的热导率和温度之间的关系图；以及图4是本专利技术的耐火砖样品的扫描电子显微镜照片和X射线能谱图。具体实施方式本专利技术的实施例涉及耐火制品组合物，例如耐火砖组合物，其中碳化硅(SiC)主要用作抗水化剂，同时增强其它与耐火制品/耐火砖性能相关的性质，包括低热导率和高化学渗透性，以及有助于或简化与耐火制品/耐火砖相关的物流，例如耐火制品/耐火砖的存储和运输。其中，术语“耐火砖组合物”，“耐火组合物”，“耐火系统”，“耐火样品”，“耐火样本”，“耐火制品”，“耐火商品”，“耐火物件”以及“耐火产品”对应或指代或表示根据本专利技术的实施例的耐火物件、或耐火砖组合物、或耐火物件或耐火砖的一个或多个部分。此外，除非另有说明，所有百分比(％)均是重量百分比，其也可以表示为wt％，％(w/w)或仅为％。术语“干混合物”是指从水和其他任何液态试剂分离的干组合物的成分或组分的相对百分比，或者在(有意)加入水和任何液态试剂之前的干组合物的组成或组分的相对百分比。除非另有说明，本文所述的重量百分比以干混合物的重量计算。本领域的普通技术人员应理解湿混合物和干混合物的重量百分比之间的相关联的或可转化的原则。在本专利技术的上下文中，除非另有说明，在图中或相关文本中使用“/”被理解为表示“和/或”。本文中特定数值或数值范围的叙述被理解为包括或是大约数值或数值值范围的叙述(例如，+/-20％，+/-15％，+/-10％，+/--5％，+/-2％或+/-0％)。耐火制品/耐火砖组合物在各种实施例中，根据本专利技术的耐火制品/耐火砖组合物包括(在干混合物中)：(1)橄榄石40-90wt％，(2)尖晶石5-35wt％，(3)碳化硅1-15wt％，(4)氧化镁，总量为100wt％。本专利技术的实施例采用天然的未加工的橄榄石物质，[例如具有式(Mg+2,Fe+2)2SiO4的硅酸镁]，其在市场上可商购获得，具有从细颗粒至粗颗粒的特定粒度。在各种实施例中，用于耐火砖组合物中的橄榄石物质具有高斯粒度分布。相关领域的普通技术人员需理解的是，合成橄榄石也可以单独使用或与天然的未加工的橄榄石组合使用。通常，可在配制耐火砖组合物时指定或选择橄榄石的两种端基，即：镁橄榄石(Mg-端基：Mg2SiO4)和铁橄榄石(Fe-端基：Fe2SiO4)。例如，可选择75％或100％的镁橄榄石，其余为25％或0％的铁橄榄石。少量的杂质是可接受的，包括顽火辉石，钙镁橄榄石和/或镁硅钙石。在多个实施例中，根据本专利技术的耐火砖组合物具有量为40-90％的橄榄石，或更具体地在几个实施例中量为45-80％的橄榄石。在代表性实施例中，本专利技术公开的橄榄石含量选择为50-70％。本专利技术的实施例还包括量为5-35wt％的弹性体。弹性体选自尖晶石族矿物、镁铝尖晶石、铁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于耐火制品的组合物，包括：‑橄榄石40‑90wt％；‑弹性体5‑35wt％；‑碳化硅1‑15wt％；以及‑余量的氧化镁，以组成重量百分比为100wt％的干混合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于耐火制品的组合物，包括：-橄榄石40-90wt％；-弹性体5-35wt％；-碳化硅1-15wt％；以及-余量的氧化镁，以组成重量百分比为100wt％的干混合物。2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述橄榄石的重量百分比为50-70wt％。3.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述弹性体选自尖晶石族矿物、镁铝尖晶石、铁铝尖晶石或镁铬尖晶石中的至少一种。4.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述尖晶石的重量百分比为10-25wt％。5.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述碳化硅的重量百分比为1-10wt％。6.根据权利要求1或5所述的组合物，其特征在于，所述碳化硅的重量百分比为1-5wt％。7.根据权利要求1、5或6中任一项所述的组合物，其特征在于，所述碳化硅的粒径为10μm-5mm。8.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述碳化硅在微观上位于或驻留在氧化镁结构上。9.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述耐火制品的形式为模制或非模制批料。10.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述耐火制品具有提高的抗水化性、热导率和耐化学渗透性中的至少一种。11.根据权利要求1或10所述的组合物，其特征在于，根据ASTMC456-93，所述耐火制品组合物的抗水化性的等级在1-4之间。12.根据权利要求1或10所述的组合物，其特征在于，所述耐火制品在200-1200℃的温度范围内的热导率低于3.00W/mK。13.根据权利要求1、10或12中任一项所述的组合物，其特征在于，所述耐火制品在450-1200℃的温度范围内的热导率低于2.20W/mK。14.根据权利要求1、10～13中任一项所述的组合物，其特征在于，所述耐火制品在450-1200℃的温度范围内的热导率低于2.20W/mK，并且其对整个所述的温度范围内的烧制温度不敏感。15.根据权利要求1或10所述的组合物，其特征在于，所述耐火制品的平均渗透率为3-7cD。16.根据权利要求1或15所述的组合物，其特征在于，所述耐火制品的平均渗透率以至少50...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋凯特·舒博萨威尔衮，尼查帕特·帕查拉伦朗，查维特·查渊衮，谭纳蓬·帕瑟福尔，帕拉克里特·丁娜功，
申请(专利权)人：暹罗耐火工业有限公司，
类型：发明
国别省市：泰国,TH