陶瓷产品制造技术

本发明专利技术涉及一种陶瓷产品，其由天然和／或合成的无机－非金属原材料、至少一种粘结剂和任选地其他添加物的混合物制造。为提供可以至少在腐蚀和冲蚀方面消除现有技术中已知缺点的陶瓷产品，提出该陶瓷产品由如下混合物制造，该混合物含有ａ）至少１０重量％（基于混合物所有固体的重量）的氧化成分，ｂ）０．０５－２．７重量％（基于混合物的所有固体）的在混合物中起流体化作用的至少一种有机类粘结剂，以及ｃ）３－１０重量％（基于混合物所有固体的重量）含水的分散介质，以及该陶瓷产品在其于高于６００℃的温度下使用后具有（基于陶瓷产品的总重量）少于０．１重量％的碳。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】陶瓷产品本专利技术涉及一种陶瓷产品，其由天然和/或合成的无机-非金属原材料、至少一种粘结剂和任选地其他添加物的混合物制造。陶瓷产品具有1000°C以上的软化点并因此被广泛使用，例如作为所谓的耐火材料，用在冶金容器的内衬中，或作为连续铸造领域中的关键部件，例如浸入式水口、闸板、塞棒或流槽等。耐火产品(软化点在1500°c以上)此外在高炉领域、冶金运输容器、垃圾发电业、水泥工业以及化学工业中作为砌衬材料使用。耐火产品根据工艺分为成型材料(成型体)和未成型材料，也就是成型在使用期间进行。未成型耐火材料的领域在最近30年来获得明显的重视。它们构成耐火建筑材料总产量的几乎45%的份额，是重要的耐火陶瓷组。未成型耐火材料最重要的材料组是耐火混凝土。未成型耐火材料目前很大程度上是高品质的特定的材料，它们在质量上完全不差于成型的耐火产品。耐火材料由具有通常确定的适合于相应加工方法的颗粒分布的颗粒状耐火矿物质氧化和/或非氧化原材料(氧化物例如A1203、MgO、MgAl2O4, CaO, ZrO2, Cr2O3> CeO2, Y2O3> TiO2或含有这些成分的原材料如矾土、红柱石、白云石、耐火粘土以及非氧化物例如SiC、 Si3N4,BN,B4C)的混合物组成。因为在这种情况下这是松散的颗粒混合物，所以它们必须混以适当的粘结剂或粘结剂组合物，以保证材料在如制造、加热和使用等所有工艺过程步骤中足够的强度。所使用的粘结剂是反应性物质，它们在水、空气和/或热的共同作用下自动硬化。此外未成型耐火材料含有添加物例如流体化试剂或添加剂等。最常用的粘结剂是基于铝酸钙、矾土水泥的水泥，它们可以使耐火产品由于水合过程(水力粘结)而硬化。但如果耐火材料含有氧化钙，通常是这种情况，则由于形成不希望的相而对材料特性产生不利影响，其最终使耐火材料的特性以及使用温度变差或降低。 由于这种消极影响，出现了大量旨在减少或完全取消矾土水泥的研究。早期传统的耐火混凝土以15-20%比例的矾土水泥制造。在这种情况下，应用极限温度限定在1500°C的范围，因为由于粘结剂成分与颗粒之间的反应导致低熔融性化合物的形成。出于这种现象开发了贫水泥的耐火混凝土。在这种技术中，通过使用精细填料例如微硅粉，与流体化试剂结合可以减少水泥含量。这些贫水泥耐火混凝土由于优化了颗粒填充而特征在于更高的强度、强度最小值显著降低、高密度，结合更低并更细的孔隙度。但所开发的贫水泥耐火混凝土由于其较低的孔隙度而对干燥和加热更为敏感。作为对水力矾土水泥粘结的选择方案，近年来部分地实现使用可水合化的过渡矾土。这种粘结剂消除了氧化钙的不利影响。另一组粘结剂包括化学-无机物质。这种结合在塑性材料以及捣固料、浇注料和喷补料中使用。对于100-1000°C的使用范围经常使用基于碱金属-硅酸盐溶液的水玻璃， 以及对于直至1600°c的更高温度范围使用磷酸盐化合物，常用磷酸铝。化学结合的特征在于非常好的粘合效果和不存在强度最小值。但在这里所使用的粘结剂体系的化学机理也导致对极限应用温度不希望的不利影响。此外，在这些化学结合体系中不能消除与处于周围环境的材料通过例如磷酸盐蒸发产生的相互影响。硫化物黑液、甲基纤维素、藻酸盐、硅酸乙酯、四乙氧基硅烷以及其他大分子物质形式的耐火材料的有机结合在许多情况下也提供可接受的强度值。但在这些体系中，许多情况下也不排除由于引入的化合物而产生不希望的反应而使应用情况受到限制。在这里所引入的化合物部分地限制了应用可能性或限制了可能的粘结剂量。在许多情况下，例如在硫化物黑液和纤维素的情况下，有机结合涉及临时粘结剂，因为这种粘结剂在加热时自一定的温度范围起几乎无残留地燃尽并因此其粘结剂作用仅暂时产生效果。但在某些情况下，例如硅酸乙酯的情况下，一部分粘结剂体系可以保留，在所提及的实例中二氧化硅可以保留，并因此还具有粘结作用。在未成型的产品的情况下，特别是在水力结合材料中，干燥以及加热是问题频繁的方法步骤，因为必须从相对致密的组织中去除相对高的残湿。这视形成整体的砌衬或所制造的部件大小而定导致非常长的干燥时间并暗含干裂的风险并因此衬壁或预制件提前损坏。在整体产品第一次加热时，此外需要注意的是，这些产品通常具有300-900°C范围的强度最小值。该最小值处于水合相的脱水与形成材料的陶瓷结合之间的温度范围内。在此， 粘结剂相的脱水引起结合强度的损失。由于烧结过程自约1000°C起，因此在陶瓷结合开始形成的情况下，强度才开始上升。未成型耐火材料的加工或成型和热处理大多在使用地或使用温度下进行。通常直接在供货状态下或在添加必要的液体量后进行加工。这些材料通过拨、捣打或喷补等利用振动、无振动的浇注(自流性材料)装填。材料的结合和硬化大多无加热地进行。在用耐火材料砌衬后产生内衬，其与砌砖相比具有整体的，也就是无接缝的外观。成型耐火材料的制造以这种方式进行，即将原材料填充到例如用于制造耐火管或砖的成型用形成物内、将其脱模并在约200-700°C数天的干燥过程中除水。该过程非常漫长，原因是要求大量的水具有足够的流动能力，这进而导致相应长的干燥过程。但如果加热过程加速，则导致成品内的干裂和剥落。由EP 0 577 733B1已知由氧化镁、氧化钙、氧化铝、氧化铝硅酸盐、氧化镁_、氧化铝尖晶石和它们的混合物制造的耐火材料，作为硬化剂含有5-10重量％的特殊液态甲阶酚醛树脂酯可硬化的树脂和酯。但在这些材料中，在制造期间由于高粘度而出现不勻性。 此外，视应用而定，材料内保留很高的残余碳。这种残余碳(正如也在含石墨的混合物中那样)在耐火材料的使用期间会从材料中烧出，从而导致耐火产品更高的孔隙度。然后在与例如铁水的接触下，铁水会进入孔内，最终导致降低耐火产品的使用寿命。此外，烧尽的碳被铁水吸收，导致所要制造的钢，特别是不锈钢质量下降。此外由EP 0 530 943B1已知一种用于制造耐火材料的方法，其中含有烧硬或死烧氧化镁的材料的情况下，硬化的减缓通过使用至少3重量％可硬化的酚醛树脂和提供含有天冬氨酸根阴离子、氟化物阴离子、双氟化物阴离子、苹果酸根阴离子、酒石酸根阴离子、 柠檬酸根阴离子、磷酸根阴离子的化合物以及特殊的四烷氧基硅烷而实现。但结果表明，所列出的组成导致制造期间出现高粘度。这种高粘度在加工技术上不利，因为成型用周围环境没有完全填满。JP 07330451-A,JP 05070246-A 和 JP 2008-0249 中也提到了耐火材料，其含有矿物成分、作为粘结剂的合成树脂和其他有机添加物。由此使特性受到各种不同的影响。本专利技术现在的目的在于，提供陶瓷产品，其可以至少在腐蚀和冲蚀方面消除现有技术中已知的缺点。该目的根据本专利技术由此得以实现，即陶瓷产品由天然和/或合成的无机-非金属原材料、至少一种粘结剂和任选地其他添加物的混合物制造，其中该混合物含有a)至少10重量％ (基于混合物的所有固体)的氧化成分，b)0. 05-2. 7重量％ (基于混合物的所有固体)的在混合物中起流体化作用的至少一种有机类粘结剂，以及c) 3-10重量％ (基于混合物的所有固体)的含水分散介质，以及该陶瓷产品在其于高于600°C的温度下使用后具有(基于陶瓷产品的总重量)少于0. 1重量％的碳。令人意外地同样本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．陶瓷产品，由天然和／或合成的无机－非金属原材料、至少一种粘结剂和任选地其他添加物的混合物制造，其中该混合物含有ａ）至少１０重量％（基于混合物的所有固体）的氧化成分，ｂ）０．０５－２．７重量％（基于混合物的所有固体）的在混合物中起流体化作用的至少一种有机类粘结剂，以及ｃ）３－１０重量％（基于混合物的所有固体）的含水分散介质，以及该陶瓷产品在其于高于６００℃的温度下使用后具有少于０．１重量％（基于陶瓷产品的总重量）的碳。

【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：J·苏伦，
申请(专利权)人：迈图特种化工有限公司，
类型：发明
国别省市：DE