在高温下应用的石英预制件及其生产方法技术

用于非常高的温度下，尤其是用于修建炼焦炉的ＳｉＯ↓［２］含量超过９０％（重量）的熔凝石英预制件，其特征在于它含有２０至５０％（重量）的颗粒尺寸为１至６ｍｍ的石英、２０％至４０％（重量）颗粒尺寸为０．１至１ｍｍ的石英、１５至３５％（重量）其中颗粒全都小于０．１ｍｍ的细磨石英、１至１０％（重量）的具有根据ＢＥＴ法每克大于２０ｍ↑［２］的比表面积的石英粉、１至１０％（重量）的水泥和０．１至８％（重量）的磷化合物，尤其是聚磷酸钠。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种如权利要求1所述的石英预制件以及生产该预制件的方法。从德国已公开的专利申请2947182中清楚地知道有一种用于开头提到的权利要求1中的那种炼焦炉耐火砖材料。它主要含有SiO2和一种粘合剂，它适用于模铸砖块，并尤其适用于以单件形式制成的炼焦炉壁。开头提到的那种预制件通常可用于非常高的温度。例如，在陶瓷工业上它们用于窑炉设备，在玻璃工业上则可用在不与熔融玻璃接触的区域，例如用作屏蔽砖。当开头提到的那种石英预制件用于炼焦炉时，要求其在加压下的高温蠕变尽可能低。在实际操作中，由开头提到的那种石英预制件制成的炼焦炉间壁是要从上方承受压力负荷的，其中如满载装料车的重量所给予的压力负荷。而且在预制件温度变化的情况下，其稳定性应尽可能高。在实际操作中，该炽热的间壁在每次加料时与冷湿的煤重新接触，而在出料时又受到冷空气的冲击。并且预制件的磨损应该很低。最后一点，在炼焦炉中使用预制件需要良好的热传导，即尽可能好的热导率。这些就是本专利技术欲解决的问题。考虑到上述的需求，本专利技术的目的在于进一步开发开头提到的熔凝石英预制件，要求它含有尽可能多的非晶形SiO2成分，并且生产方便而又成本低。这个目的是通过下述一种熔凝预制件达到的，其特征在于它含有20至50％(重量)的颗粒尺寸为1至6mm的石英、20％至40％(重量)颗粒尺寸为0.1至1mm的石英、15至35％(重量)其中颗粒全都小于0.1mm的细磨石英、1至10％(重量)的具有根据BET法每克大于20m2比表面积的石英粉、1至10％(重量)的水泥和0.1至8％(重量)的磷化合物，尤其是聚磷酸钠。达到这个目的的方法过程是将上述四部分石英首先与水泥和磷化合物干混，然后加入干混合物量5至10％(较好为7％)的混合用水，再混合几分钟(较好5分钟)直至均匀，然后将所得糊料装入一模具中。该磷化合物和水泥的作用是构成了一种粘合体系，四部分石英的耐火基材嵌居于其中。粘合剂部分的量有意保持较低，以便预制件具有尽可能高的SiO2含量。用于本专利技术预制件的混合物，在英语中称作“low cement castable”。这种有四部分石英的混合物产生了一种既坚固，而其中孔隙又充分填满的结构体。强度是通过尺寸范围为1至6mm的相对较大的颗粒达到的。石英粉的颗粒是高度分散，球形的，与润滑剂类似，它能使各部分石英混合得特别好。细磨石英的颗粒和尺寸在0.1至1mm范围内的石英颗粒填入粗颗粒(即尺寸为1至6mm的石英颗粒)之间的空间，结果在预制件中石英颗粒之间除了有主要是毛细的孔隙外，并无明显的孔隙。选择和调节水泥和磷化合物(较好为聚磷酸钠)粘合系统，使预制件具有足够的强度能从模具中取出、搬动以及能在施加中间砂浆层的条件下竖立间壁。然后令该预制件进入工作温度，烧结过程便开始进行，各部分石英就结合在一起，因此实际上不再需要水泥和磷化合物粘合剂。根据本专利技术生产的石英预制件具有大于1.7g/m3的松装密度，较好情况下大于1.8g/m3。开口孔隙度低于18％(体积)，较好情况下低于14％(体积)。该预制件在110℃至1500℃的整个温度范围具有超过30MPa的优良的冷抗压强度。在温度范围为1000℃至1200℃的抗压强度高于60MPa。这种石英预制件在压力作用下的蠕变行为对用于炼焦炉的间壁也是有利的。在1200℃以及0.5MPa的负载条件下，在操作的第五和第二十五小时之间没能测到蠕变的发生。磨耗是符合ASTM标准的。根据本专利技术的熔凝石英预制件具有纯熔凝石英的质量，然而由于添加了粘合剂，其生产更经济而且显著加快。该种预制件基本上是热中性的，因此几乎没有热膨胀，尤其是在1000℃区域其热膨胀可忽略不计。在预制件的生产中，必须注意将杂质污染减至最小程度。杂质会使耐火质量下降，而且也影响物理性能。使用了质量尽可能高的水泥，尤其是一种铝酸钙，其典型成分为含有80％(重量)的Al2O3和20％(重量)的CaO。根据本专利技术，预制件可如同专利申请P42 44 547.7那样进行生产。根据本专利技术的预制件可以化学地表征如下SiO292至99.5％Al2O30.1至8.0％Fe2O3最高值0.2％P2O50.01至1.0％CaO 0.1至2.0％所有数值均为重量百分数。权利要求1.用于非常高的温度下，尤其是用于修建炼焦炉的SiO2含量超过90％(重量)的熔凝石英预制件，其特征在于它含有20至50％(重量)的颗粒尺寸为1至6mm的石英、20％至40％(重量)颗粒尺寸为0.1至1mm的石英、15至35％(重量)其中颗粒全都小于0.1mm的细磨石英、1至10％(重量)的具有根据BET法每克大于20m2的比表面积的石英粉、1至10％(重量)的水泥和0.1至8％(重量)的磷化合物，尤其是聚磷酸钠。2.如权利要求1所述的熔凝石英预制件，其特征在于它含有25至45％(重量)的颗粒尺寸为1至6mm的石英、25％至30％(重量)颗粒尺寸为0.1至1mm的石英、20至30％(重量)其中颗粒全都小于0.1mm的细磨石英、1至8％(重量)的具有根据BET法每克大于20m2的比表面积的石英粉、1至8％(重量)的水泥和0.1至5％(重量)的磷化合物，尤其是聚磷酸钠。3.如权利要求1或2所述的熔凝石英预制件，其特征在于它包括30至44％(重量)的颗粒尺寸为1至6mm的石英、28％至32％(重量)颗粒尺寸为0.1至1mm的石英、22至36％(重量)其中颗粒全都小于0.1mm的细磨石英、3至6％(重量)的具有根据BET法每克大于20m2的比表面积的石英粉、2至6％(重量)的水泥和0.1至3％(重量)的磷化合物，尤其是聚磷酸钠。4.如权利要求1至3中任何一项所述的熔凝石英预制件，其特征在于其干密度大于1.7g/m3，较好为大于1.8g/cm3。5.如权利要求1至4中任何一项所述的熔凝石英预制件，其特征在于其开口孔隙度低于18％(体积)，较好情况下低于14％(体积)。6.如权利要求1至5中任何一项所述的熔凝石英预制件，其特征在于在110℃至1500℃的温度范围具有超过30MPa的冷抗压强度，具体在温度范围为1000℃至1200℃时则高于60MPa。7.如权利要求1至6中任何一项所述的熔凝石英预制件，其特征在于其中所用的水泥是用铝酸钙，它较好的是含有80％(重量)的Al2O3和20％(重量)的CaO。8.用于生产如权利要求1至7中任何一项所述的熔凝石英预制件的方法，其特征在于首先干混四部分石英、水泥和磷化合物，然后加入干混合物量的5至10％(较好为7％)的混合用水，再混合几分钟(较好为5分钟)直至均匀，然后将所得糊料装入一模具中。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于模制是通过振动压实进行的。10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于装有糊料的模具在400℃干燥若干小时，较好为12至24小时，给定的干燥时间则参照模具温度为400℃时的时间长短。11.如权利要求10所述的方法，其特征在于模具加热至给定温度应缓慢，使得在水分散逸之前表面的孔不封闭，这样制成的预制件毛细孔是开口通向表面的。全文摘要用于非常高的温度下，尤其是用于修建炼焦炉的SiO文档编号F27D1/00GK1116423SQ94190918公开日1996年2月7日 申请日期1994年1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：J·M·德尔克洛伊，J·M·勒鲁瓦，E·戈尔伦茨，
申请(专利权)人：里申堡·夫尔法斯脱有限公司，
类型：发明
国别省市：