适于高温应用的陶瓷制品制造技术

技术编号:4447625 阅读:152 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种的适于高温应用的陶瓷制品,其中高温意指高于1000℃的应用温度。适于高温应用的陶瓷制品例如是工业炉的内衬所需的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】适于高温应用的陶资制品 本专利技术涉及一种适于高温应用的陶瓷制品,其中所述高温意指高于1000。C的应用温度。适于高温应用的陶资制品是例如工业炉的内衬所需的。该工业炉可 以是用于制备、处理或用于输送冶金熔体的炉,但也可以是用于煅烧某 些制品如煅烧(Calzinieren)石灰石或烧制(Brennen )水泥熟料的炉。 下面对现有技术和本专利技术的教导均按用于水泥回转窑(Drehrohr6fen) 的内衬的陶乾制品来描述,但本专利技术并不限于此。特别是在高热负荷区(如有加料侧和排料侧过渡区的烧制区或炉出 料口 ),大多衬砌(内衬)有碱性耐火建筑材料。虽然纯的MgO制品 具有高的耐火性,但特别脆。在转炉中这恰恰是缺点。因此提出通过尖 晶石添加剂来提高结构弹性(DE4403869 )。在评价磨损特性时热力学应力仅是一个方面。特别在使用烧制成形的耐火制品时,会导致在烧制水泥熟料时形成 的熔融液相的渗入。"stahl und eisen Special", 2006年11月中包括Dr. Peter Bartha的论 文"A MgO誦C material type for application heavily loaded with alkali"。其 中描述了碳添加剂阻止熔体的渗入(抗润湿效应)。其还描迷,由粗粒 MgO-原料(粒度(Korngr6卩)达5 mm )制成的制品比具有较小的MgO 粒度(达1.2mm)的相应制品具有更低的强度。其中解释道,通过提高 液态合成树脂(粘合剂成分)的比例和更均匀的结构实现了强度的改进。在"stahl und eisen"中已知的MgO-C制品含呈片状石墨形式的碳。 该石墨在其层平面方向具有优良的导热性。在(单轴向)压制时,该层 平面垂直于压制力排列。在安装砖结构后该方向对应于水泥回转窑的径 向,因此对应于热流方向。由此在回转窑的径向的导热性比其垂直向的 导热性高4艮多。这就导致在炉衬(Ausmauerung)的外围区内即炉的外 钢壳区内有较高的温度。这是不利的。本专利技术的目的在于提供一种特别适于在水泥回转窑中的高温应用 的前述陶瓷制品,其除优良机械特性外还尽可能满足下列准则耐熔体 和气体腐蚀、尽可能各向同性的导热性、有利的结构灵活性。在系统实验中,研究了原料、其粒度、质量比例、粘合剂等的影响。结果表明,如果该碳-成分以粒度d5o、有利地d95〈125 pm存在, 则该碳成分对陶瓷制品的抗渗入性很重要,而对制品的导热性无不利影 响。以此方式明显减少或避免了石墨层沿特定层平面的取向。细碎碳的 应用导致该碳尽可能的各向同性分布,并由此导致该相关制品尽可能的 各向同性的导热性。根据本专利技术,用于制备该陶瓷制品的配料中的氧化物成分的粒度 d50、按一个实施方案d95< 125 pm。在本专利技术的实施方案中,本专利技术涉及一种适于高温应用的陶瓷制 品,其30-100重量%按如下构成-至少一种选自烧结氧化镁、熔融氧化镁、白云石烧结体 (Dolomasinter)、溶融白云石(Schmelzdoloma)的含MgO的成分,隱其粒度级分(Komfraktion ) d50<125jim,-其质量比例为70-93%,-至少一种选自石墨、炭黑、煅烧无烟煤、电极碎片的含碳成分, -其粒度d5Q〈 125 pm, -其质量比例为7-30%,-任选地至少一种其它的固体成分,其质量比例<10%, -通过100质量°/。的该固体成分与至少一种临时性的粘合剂一起造 粒接着经压制而制得。该制粒包括相关的混合法和压实法如压块、挤压。如下适用于造粒 该含MgO的成分可以是源自天然原料的氧化镁烧结体、合成的烧 结氧化镁,但也可以是源自天然原料的白云石烧结体或熔融白云石。作 为Fe203计算的铁含量按100质量。/。的含MgO的成分计通常应< 1质量 %,按实施方案其低于0.6或0.3质量%。这可避免在高温区应用时发生 Fe203还原成金属铁,并由此可氧化碳及降低碳含量。其它的固体成分是任选的,例如包括金属粉末,如基于硅、铝、镁 或其合金的粉末。在制品中该金属粉末可满足多种功能。其确保小的氧分 压并由此阻止碳的过早烧掉。该金属粉末也形成碳化物如碳化铝-AUC3或 碳化硅-SiC,其也对陶瓷体系的粘合起有利作用。按一个实施方案,该其 它的固体成分的粒度级分也为d5o< 125 nm, 4要一种方案d95< 125 |iim。 用于从固体成分如氧化镁、白云石、石墨加工成颗粒的粘合剂可以是含碳粘合剂如合成树脂、煤焦油沥青、煤焦油或沥青制品。粘合剂的 具体实例是酚醛树脂,其可呈水溶液形式(可熔酚醛塑胶)或非水溶液 (盼醛清漆树脂)使用。将配料成分加工成颗粒可用通常的造粒工艺制成< 5 mm或< 3 mm, 特别是〈lmm的粒度。如果粒度d5o〈lmm,那么是有利的。按一个实施 方案d95〈lmm。借助于制粒将细碎的配料成分和粘合剂均匀混合。接着 例如用水压机制成成型件如砖,该成型件例如在90-150。C下通常经预先干 燥(硬化)。该制品可由完全或部分是由所述颗粒组成的配料制备。按一个实施方案,颗粒中含MgO的成分的质量比例大于80%,按 另一个实施方案,颗粒中的含碳的成分的质量比例大于10%。含MgO的颗粒成分的粒度可降到dso或d95<50 nm的值。这也可 选择性或累积性适用于含碳的成分以及其它固体成分。该颗粒也可作为不含造粒的成分的配料的组分应用。该颗粒比例^30质 量%,按一些实施方式>40质量%, 〉60质量%, 〉85质量°/。, 295质量%。未造粒的配料份仅仅或主要由在高温应用时起耐火作用的成分组 成,特别是呈通常粒度(达6mm)的含MgO的成分,但也可完全或部 分呈细i争形状(<250 (im)。下面用不同的实施例详述本专利技术。表1示出直径d95 < 1 mm的颗粒的组成,该果贞4立接着经压制成成型 件。该成型件未经烧制而应用。该制品的耐火特性是在引入例如水泥回 转窑中后才形成的。本专利技术的制品可经烧制和未经烧制。虽然含相对高比例的细碎(d80<3 pm-碳(10质量%或更高),该 制品可经压制。这主要归因于制粒。同时基本上避免由单一的或相接触 的石墨微粒形成连贯的如呈垂直于压制方向的层平面排列的石墨层。由 于碳的细分散性(Feinteiligkeit)有利于产生该制品的各向同性的导热 性。与通常的镁碳制品相比的结果表明在相同组成下,本专利技术的制品 的导热性比具有各向异性的导热性的通常的镁碳砖的导热性的最大值 小。其原因为在通常工艺制备的镁碳砖情况下,仅在粗颗粒间的基质 体积可用于碳载体(特别是石墨)的分布。由此产生各石墨微粒的大量 相互接触。这增加了导热性。相反,在本专利技术的制品中,该碳载体以细 分散和均匀分散在匀质的制品(比例)中。碳载体的微粒接触明显稀少, 并且导热性较小。这对除所述颗粒外还含其它用作耐火成分的制品特别适用。这些成分可以是含MgO成分如烧结氧化镁或熔融氧化镁、烧结 白云石等。其它的配料成分和制品成分可呈粗粒使用。相比于颗粒组分, 在本专利技术中粗粒意指大于125 ^im或d50〉0.5 mm,如1-4 mm。在制品 中至少本文档来自技高网...

【技术保护点】
适于高温应用的陶瓷制品,其30-100重量%按如下构成: 1.1.1至少一种选自烧结氧化镁、熔融氧化镁、白云石烧结体、熔融白云石的含MgO的成分, 1.1.2粒度级分d↓[50]<125μm, 1.1.3质量比例为70-9 3%, 1.2.1至少一种选自石墨、炭黑、电极碎片、煅烧无烟煤的含碳成分, 1.2.2粒度d↓[50]<125μm, 1.2.3质量比例为7-30%, 1.3任选地:一种或多种其它的固体成分,其质量比例<10%,   1.4通过100质量%的所述固体成分1.1-1.3与至少一种临时性的粘合剂一起造粒并接着经压制而制得。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:H哈穆思B杜里西克
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:AT[奥地利]

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