耐火批料、由该批料制备未成型耐火陶瓷产品的方法和通过该方法获得的未成型耐火陶瓷产品技术

本发明专利技术涉及耐火批料、由所述批料制备未成型耐火陶瓷产品的方法和通过所述方法获得的未成型耐火陶瓷产品。

Refractory batch, method for preparing unformed refractory ceramic products from the batch and unformed refractory ceramic products obtained by the method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】耐火批料、由该批料制备未成型耐火陶瓷产品的方法和通过该方法获得的未成型耐火陶瓷产品本专利技术涉及耐火批料、由该批料制备未成型耐火陶瓷产品的方法和通过该方法获得的未成型耐火陶瓷产品。术语“耐火陶瓷产品”在本专利技术的意义上特别是指具有大于600℃的工作温度的耐火产品，且优选是指根据DIN51060:2000-6的耐火材料，即测温锥当量>SK17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，“耐火批料”是指可用于借助温度处理，即特别借助烧制而制备耐火陶瓷产品的一种或多种组分或原材料的组合物。根据本专利技术的方法用于由根据本专利技术的批料制备未成型耐火陶瓷产品。相应地，根据本专利技术的批料用作所谓的“耐火物料”，特别是用作耐火碱性浇注物料。通过根据本专利技术的方法获得的根据本专利技术的耐火陶瓷产品因此作为未成型耐火陶瓷产品存在，即作为通过在耐火陶瓷产品的使用位置以未成型形式引入（特别是浇注）根据本专利技术的批料并随后在此处将其烧制以形成未成型耐火产品而获得的产品。耐火碱性浇注物料通常以化学或水硬粘合的浇注物料的形式存在。这样的物料具有由一种或多种基于氧化镁的原材料，特别是烧结氧化镁或熔融氧化镁形成的基础组分。在化学粘合的碱性浇注物料的情况下，基础组分例如借助磷酸盐粘合剂化学粘合。在水硬粘合的碱性浇注物料的情况下，借助水硬性粘合剂，例如高铝水泥进行粘合。与化学或水硬粘合相比，陶瓷粘合具有显著优点，特别是例如通常更高的耐火性和耐腐蚀性，特别是还有改进的热弯曲强度和改进的耐炉渣渗入性。在EP825968B2中公开了用于制备陶瓷粘合的碱性浇注物料的批料。这一批料包含烧结氧化镁形式的基础组分、石墨形式的碳组分和水。原则上，这样的批料已被证实可用于制备陶瓷粘合的耐火碱性浇注物料。但是，不可能将铝形式的抗氧化剂加入到该批料中以抑制碳组分的氧化。在这方面已知的是通过所谓的抗氧化剂的存在而抑制含碳批料中的碳被空气中的氧气氧化。抗氧化剂尤其已知为铝、硅、镁和它们的合金的粉末。在物料被施以温度的过程中，这些粉末与批料的碳反应以形成碳化物，以及与空气中的氧气反应，由此减少碳的氧化。形成的碳化物在此可能也对所得经烧制的产品的强度具有正面影响。铝粉末优选用作抗氧化剂，因为由于热力学原因，铝是比硅和镁更有效的抗氧化剂。但是，在根据EP825968B2的批料中，铝已被证实极难作为抗氧化剂使用，尤其是在碱性环境中，因为铝在以碱性方式反应的基础组分存在下会与水反应并立即形成氢，这会造成浇注物料或由其烧制的未成型耐火陶瓷产品中的显著损坏（尤其是形成裂纹）。此外，铝的上述反应会使浇注物料变热，这会使其可浇注性变差。在这方面，虽然也可以使用树脂或柏油代替水作为粘合剂。但是，已知的是，它们具有在该批料被施以温度时挥发并且有气味或甚至有毒的成分。本专利技术的目的是提供用于制备未成型耐火碱性陶瓷产品的含碳耐火批料，其中可使用铝作为抗氧化剂和同时使用水性粘合剂。本专利技术的另一目的是提供可以浇注物料的形式使用的如上述设计的批料。本专利技术的另一目的是提供其中铝不与水性粘合剂的水部分反应以形成氢气或至少在很大程度上抑制这样的反应的如上述设计的批料。另一目的是提供可用于制备具有良好的耐炉渣渗入性，特别是具有比由化学或水硬粘合的浇注物料制成的产品更好的耐炉渣渗入性的未成型耐火碱性陶瓷产品的如上述设计的批料。最后，另一目的是提供可用于制备具有高热弯曲强度，特别是具有比由化学或水硬粘合的浇注物料制成的产品更好的热弯曲强度的未成型耐火碱性陶瓷产品的如上述设计的批料。根据本专利技术，为了解决这一目的，提供包含下列组分的耐火批料：包含一种或多种基于氧化镁的原材料的基础组分；包含一种或多种碳载体的碳组分；包含一种或多种金属铝载体的铝组分；水性粘合剂；和一种或多种具有至少15克/100克水的溶解度的硫酸盐。令人惊讶地，根据本专利技术发现，在用于制备基于氧化镁的未成型耐火产品的耐火批料中存在一种或多种具有至少15克/100克水的溶解度的硫酸盐（下文也仅称为“水溶性硫酸盐）的情况下，可与水性粘合剂一起使用铝作为抗氧化剂。因此根据本专利技术，令人惊讶地发现，在这样的批料中存在一种或多种这样的水溶性硫酸盐的情况下，可以完全或至少在很大程度上抑制铝与粘合剂的水部分的反应。在这一背景下，根据本专利技术设置，提供用于制备基于氧化镁的未成型耐火陶瓷产品的耐火批料，其除基于氧化镁的基础组分、碳组分、作为抗氧化剂的铝和水性粘合剂外还包含水溶性硫酸盐形式的组分。根据本专利技术发现，水溶性硫酸盐可在通用批料中有效发挥它们如上所述的有利性质，如果它们以至少0.05质量%的比例存在于该批料中。在这方面优选设置，水溶性硫酸盐以至少0.05质量%的比例存在于所述批料中。从0.1质量%的比例开始，水溶性硫酸盐可以还更有效地发挥它们的有利性质，因此优选设置，硫酸盐以至少0.1质量%的比例存在于所述批料中，再更优选以至少0.15质量%的比例，且再更优选以至少0.2质量%的比例。上述以质量%计的数据各自相对于批料的总质量计。进一步发现，如果水溶性硫酸盐以大于1.0质量%的比例存在于所述批料中，可能不利地影响可由该批料制成的未成型耐火陶瓷产品的耐火性质。在这方面特别发现，随着水溶性硫酸盐的质量比例提高，所述批料更快变硬，并在大于1.0质量%的水溶性硫酸盐比例下如此快地变硬，以致该批料的加工和使用（特别是作为浇注物料）几乎不再可能。从大约0.5质量%的水溶性硫酸盐比例开始，可观察到这样的变硬，因此可有针对性地通过0.5至1.0质量%的水溶性硫酸盐的质量比例来调节该批料的变硬。在这方面，根据一个实施方案可以设置，水溶性硫酸盐以最多1.0质量%的比例存在于该批料中；如果也应通过水溶性硫酸盐来调节该批料的变硬，特别可选择这一上限。在这方面，根据一个替代性实施方案，可以设置，水溶性硫酸盐以最多0.5质量%的比例存在于该批料中；如果不应通过水溶性硫酸盐来使该批料变硬，特别可选择这一上限。在这方面，水溶性硫酸盐可优选以0.05至1.0质量%的比例存在于该批料中，再更优选以0.1至1.0质量%的比例，且再更优选以0.2至1.0质量%的比例。如果不应通过水溶性硫酸盐来使该批料变硬，它们优选以0.05至0.5质量%的比例存在于该批料中，且再更优选以0.1至0.5质量%的比例。如果不应通过水溶性硫酸盐来有针对性地使该批料变硬，它们优选以0.5至1.0质量%的比例存在于该批料中。上述以质量%计的数据各自相对于批料的总质量计。根据本专利技术发现，各自的水溶性硫酸盐在水中的溶解度越高，该水溶性硫酸盐越有效地抑制铝与粘合剂的水部分的反应。在这方面，根据一个优选实施方案，可以设置，该批料包含一种或多种具有不仅至少15克/100克水的溶解度，还具有至少20克/100克水的溶解度，再更优选具有至少25克/100克水的溶解度，再更优选具有至少30克/100克水的溶解度，且再更优选具有至少35克/100克水的溶解度的硫酸盐。例如，硫酸盐硫酸钠（Na2SO4，即根据IUPAC命名法的“硫酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.耐火批料，其包含下列组分：/n1.1 包含一种或多种基于氧化镁的原材料的基础组分；/n1.2 包含一种或多种碳载体的碳组分；/n1.3 包含一种或多种金属铝载体的铝组分；/n1.4 水性粘合剂；/n1.5 一种或多种具有至少15克/100克水的溶解度的硫酸盐。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171219 EP 17208542.51.耐火批料，其包含下列组分：
1.1包含一种或多种基于氧化镁的原材料的基础组分；
1.2包含一种或多种碳载体的碳组分；
1.3包含一种或多种金属铝载体的铝组分；
1.4水性粘合剂；
1.5一种或多种具有至少15克/100克水的溶解度的硫酸盐。


2.根据权利要求1的批料，其中所述硫酸盐是一种或多种下列硫酸盐：硫酸钠、硫酸铁、硫酸锂、硫酸镁或硫酸铝。


3.根据前述权利要求的至少一项的批料，其中所述基础组分由至少90质量%的氧化镁构成。


4.根据前述权利要求的至少一项的批料，其中所述基础组分由一种或多种下列基于氧化镁的原材料构成：烧结氧化镁或熔融氧化镁。


5.根据前述权利要求的至少一项的批料，其中所述基础组分以至少75质量%的比例存在。


6.根据前述权利要求的至少一项的批料，其中所述铝组分由一种或多种下列金属铝载体构成：金属铝或至少一种含铝的金属合金。


7.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：S海德，R尼利卡，
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