用于制造耐火产品的批料、制造耐火产品的方法、耐火产品以及合成原材料的用途技术

本发明专利技术涉及用于制造耐火产品的批料、制造耐火产品的方法、耐火产品以及合成原材料的用途。

Batch materials for refractory products, methods for refractory products, refractory products and use of synthetic raw materials

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造耐火产品的批料、制造耐火产品的方法、耐火产品以及合成原材料的用途本专利技术涉及用于制造耐火产品的批料、制造耐火产品的方法、耐火产品以及合成原材料的用途。术语“耐火产品”在本专利技术的意义上既是指耐火陶瓷（即烧结）产品，也是指具有碳结合的耐火产品，其特别是在每种情况下具有大于600℃的使用温度，优选根据DIN51060:2000-6的耐火材料，即具有大于SK17的测温锥当量（Kegelfallpunkt）的材料。特别可根据DINEN993-12:1997-06进行测温锥当量的测定。众所周知，“批料”是指可通过温度处理，例如通过用于制造烧结耐火产品的陶瓷烧制而制造耐火产品的由一种或多种组分或原材料形成的组合物。类似于所有陶瓷产品，耐火产品，特别是耐火陶瓷产品通常也具有高脆性。但是，耐火材料的高脆性会导致该产品的耐火性质变差，特别是例如降低的抗温度变化性。因此由现有技术已知降低耐火产品的脆性以由此改进其抗温度变化性的技术。例如，已知借助并入产品基质中的所谓的增弹剂来降低耐火产品的脆性，并由此改进该产品的抗温度变化性。这些增弹剂的作用模式归因于它们具有与耐火产品的基础组分不同的热膨胀行为，以使得在该产品的陶瓷烧制及其随后冷却的过程中，在增弹剂与基础组分之间出现应力。由此导致在该产品中形成微裂纹，这在产品上受到机械应力时补偿一部分断裂能，由此可降低产品脆性断裂的风险。但是，使用已知增弹剂的缺点在于，由此通常无法将耐火产品的脆性降低到所需程度。另一缺点在于，特别由于增弹剂的给定热膨胀行为，一方面基础组分与另一方面增弹剂之间的热膨胀行为差异是预定的，并因此通常无法将对于形成微裂纹所必需的在增弹剂与基础组分之间的应力调节到所需程度。本专利技术的一个目的是提供可用于制造具有低脆性或具有高抗温度变化性的耐火产品的批料。本专利技术的另一目的是提供具有增弹剂的这种批料，借助所述增弹剂可以降低可由所述批料制成的耐火产品的脆性或可以提高其抗温度变化性。此外，本专利技术的一个目的是提供具有这种增弹剂的这种批料，借助所述增弹剂可以将可由所述批料制成的耐火产品的脆性降低到所需程度或可以将其抗温度变化性提高到所需程度。本专利技术的另一目的是提供具有低脆性或高抗温度变化性的耐火产品。本专利技术的另一目的是提供制造这种耐火产品的方法。根据本专利技术，通过提供用于制造耐火产品的批料来实现该目的，所述批料包含下列组分：由至少一种耐火陶瓷原材料形成的基础组分；和至少一种合成原材料，其具有下列特征：所述合成原材料由实体（Körper）构成，其中所述实体具有下列特征：所述实体由烧结在一起的由至少一种耐火陶瓷原材料形成的晶粒（Korn）构成，其中所述实体具有基于所述实体的总质量计小于10质量%的粘土矿物比例；所述实体具有(1):(≥1且≤长度):(≥3)的(厚度):(宽度):(长度)比。令人惊讶地，根据本专利技术已经发现，由烧结在一起的晶粒形成的这种实体在耐火产品中充当增弹剂，借此可以显著降低由这种批料制成的耐火产品中的脆性。耐火产品的脆性的这种降低或其抗温度变化性的改进特别体现为这种产品的显著降低的弹性模量（E-模量）。因此，由包含根据本专利技术的由烧结实体形成的合成原材料的批料制成的耐火产品，与由相应批料（但不含由烧结实体形成的这种合成原材料）制成的这种耐火产品相比，具有显著降低的E-模量。尚未最终弄清该实体作为增弹剂的确切作用模式。本专利技术人推测，由于该实体的个体化几何构造和组成，在包含这种实体的批料的烧制过程中，在实体周围建立局部应力场，这导致由此制成的耐火产品中的微裂纹，这降低产品的脆性。在这一背景下，产生根据本专利技术的批料的进一步的基本优点。例如，可以通过实体的微结构和几何构造的个体化调节来调节在耐火产品中由该实体形成的微裂纹的程度。不同于现有技术（其中增弹剂通常由具有预定热膨胀行为的材料形成），因此可以通过该实体的几何构造和/或组成来个体化调节该实体在由根据本专利技术的批料制成的产品中作为增弹剂的作用程度。但是，根据本专利技术还发现，由包含烧结实体的批料制成的耐火产品的耐火性质可能变差，特别是这种产品的高耐火强度可能变差。例如，特别已经发现，当存在该实体的组成以使得它们在产品的相对低使用温度下就已形成熔融相时，这种产品的荷重软化点的值变差。在这方面，根据本专利技术已发现，该实体应应具有小于10质量%的粘土矿物比例，以使该实体在相对低温度下，即特别在低于1400℃，再更优选1450℃的温度下就已不形成任何量的不利地影响温度耐受性的低熔点相。在本文中，粘土矿物被理解为特别是铝硅酸盐，尤其是高岭土族的粘土矿物，尤其是高岭石。为了使由根据本专利技术的批料制成的耐火产品的耐火性质不在其荷重软化点方面变差，在这方面提出，该实体具有小于10质量%的粘土矿物比例，特别优选具有尽可能接近0质量%比例的粘土矿物比例，即更优选小于9，再更优选小于5质量%，再更优选小于3质量%，再更优选小于2，再更优选小于1质量%的粘土矿物比例，在每种情况下基于该实体的总质量计。根据本专利技术，已经发现，特别是当该实体含有一定比例的粘土矿物莫来石时，由根据本专利技术的批料制成的耐火产品的耐火性质在其荷重软化点方面变差。根据本专利技术，因此优选提出，该实体具有小于7质量%，更优选小于3质量%，再更优选小于1质量%的莫来石比例，在每种情况下基于该实体的总质量计。也为了使可能在该实体中形成的熔融相的比例保持尽可能低，可以提出，该实体具有基于该实体的总质量计小于30质量%，更优选小于20，再更优选小于10质量%，再更优选小于5质量%，再更优选小于3质量%，再更优选1质量%的SiO2比例。也为了使该实体中的熔融相比例保持尽可能低，可以提出，该实体具有基于该实体的总质量计小于10质量%，再更优选小于5质量%，再更优选小于3质量%，再更优选小于2，再更优选1质量%的玻璃相比例。最后，也为了使该实体中的熔融相比例保持尽可能低，可以提出，该实体具有基于该实体的总质量计小于3质量%，再更优选小于2，再更优选小于1质量%的碱总质量，特别是Na2O、K2O和Li2O的总质量。根据本专利技术的批料的实体由烧结在一起的由至少一种耐火陶瓷原材料形成的晶粒构成。各个实体因此代表独立的烧结实体，其各自由烧结在一起的由一种或多种耐火陶瓷原材料形成的晶粒形成。这些烧结实体代表合成原材料，其包含在根据本专利技术的批料中以降低由其制成的耐火产品的脆性。基本上，该实体可以由烧结在一起的由至少一种任意耐火陶瓷原材料形成的晶粒形成。优选地，该实体包含烧结在一起的由至少一种下列耐火陶瓷原材料形成的晶粒：氧化镁、尖晶石、刚玉、氧化锆、镁橄榄石、铬矿石、锆刚玉、锆莫来石、钛酸铝、钛酸镁或钛酸钙。根据一个实施方案，该实体包含至少90质量%，更优选至少95%或100质量%的烧结在一起的由上文提到的耐火陶瓷原材料形成的晶粒，在每种情况下基于该实体的总质量计。氧化镁（MgO）可以至少一种下列原材料的形式存在于该实体中：烧结氧化镁或熔融氧化镁。“尖晶石”是选自尖晶石类的至少一种矿物。特别地，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于制造耐火产品的批料，其包含下列组分：/n1.1 由至少一种耐火陶瓷原材料形成的基础组分；和/n1.2 至少一种合成原材料，其具有下列特征：/n1.2.1 所述合成原材料由实体构成，其中所述实体具有下列特征：/n1.2.1.1 所述实体由烧结在一起的由至少一种耐火陶瓷原材料形成的晶粒构成，其中/n1.2.1.2. 所述实体具有基于所述实体的总质量计小于10质量%的粘土矿物比例；/n1.2.2 所述实体具有(1):(≥ 1且≤长度):(≥ 3)的(厚度):(宽度):(长度)比。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171004 EP 17194673.41.用于制造耐火产品的批料，其包含下列组分：
1.1由至少一种耐火陶瓷原材料形成的基础组分；和
1.2至少一种合成原材料，其具有下列特征：
1.2.1所述合成原材料由实体构成，其中所述实体具有下列特征：
1.2.1.1所述实体由烧结在一起的由至少一种耐火陶瓷原材料形成的晶粒构成，其中
1.2.1.2.所述实体具有基于所述实体的总质量计小于10质量%的粘土矿物比例；
1.2.2所述实体具有(1):(≥1且≤长度):(≥3)的(厚度):(宽度):(长度)比。


2.根据权利要求1的批料，其中所述实体包含烧结在一起的由至少一种下列耐火陶瓷原材料形成的晶粒：氧化镁、尖晶石、刚玉、氧化锆、镁橄榄石、铬矿石、锆刚玉、锆莫来石、钛酸铝、钛酸镁或钛酸钙。


3.根据前述权利要求中至少一项的批料，其中所述实体具有1至30mm的长度。


4.根据前述权利要求中至少一项的批料，其中所述基础组分的所述至少一种耐火陶瓷原材料以晶粒形式存在，并且其中所述实体具有至少与所述基础组分的最大晶粒的平均晶粒直径的长度相等的长度。


5.根据前述权利要求中至少一项的批料，其中所述实体以基于所述批料的总体积计0.5至30体积%的体积存在于批料中。


6.根据前述权利要求中至少一项的批料，其中所述基础组分以基于所述批料的总体积计70至99.5体积%的体积比例存在于批料中。


7.根据前述权利要求中至少一项的批料，其中所述基础组分包含至少一种下列耐火陶瓷原材料：氧化镁、白云石熟料、尖晶石、刚玉、镁橄榄石、铬铁矿或莫来石。


8.根据前述权利要求中至少一项的批料，其中所述基础组分以及所述实体以这样的方式存在于批料中，以使得在由所述批料通过陶瓷烧制制成的耐火产品中，一方面由所述基础组分形成的产品区域和另一方面由所述实体形成的产品区域在它们各自的微结构方面不同。


9.制造耐火产品的方法，其包含下列特征：
9.1提供根据前述权利要求中至少一项的批料；
9.2将所述批料烧制成耐火产品。


10.耐火产品，其包含...

【专利技术属性】
技术研发人员：C马吉塞诺维奇，M盖特，R尼利卡，J尼福尔，
申请(专利权)人：里弗雷克特里知识产权两合公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT