[发明专利]用于生产耐火材料的制品

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于生产耐火材料的制品以及它的产品。本发明进一 步涉及通过该制品获得的生坯。本发明更进一步涉及利用该制品或生坯制 备耐火材料的方法。

背景技术

耐火材料是陶瓷产品，其可用于在各种工厂中防高温。耐火材料的主 要服务对象是钢铁、玻璃、水泥和有色金属工业。根据产品和使用的工艺， 耐火材料可以分为定形和不定形产品。

为了生产定形产品(例如砖)，对具有不同粒子大小的原材料进行加工以 生产挤压组合物，并将该挤压组合物沿轴向地或等静压地挤压，有时要在 合适的挤压模具中于非常高的挤压压力下挤压。随后，将加工完的压紧物 转到下一个工序(例如干燥和焙烧)。

生产成形组分的另一种技术是将已经加工好的用于生产泥釉(slip)的原 材料浇铸。将泥釉引入适当的浇铸模具并使其在模具中固结以形成固体。 从模具分离后，生坯可以转到下一步工序(例如干燥和焙烧)。

就不定型耐火产品而言，将原材料加工以达到期望的密实度，并在工 地作为生产耐火层(衬层)的可浇铸的、喷射的或捣打组合物。

在耐火原材料的加工过程中，可以使用各种添加剂和助剂。粘合剂在 这里非常重要。

就定形产品而言，粘合剂确保生坯具有足够的强度以使它们可以被装 卸并传送到后续工序。

同样地，在不定型耐火材料中，适当的粘合剂起着重要作用。它们在 固化后赋予初始组合物所需的强度，从而使得耐火衬层的无损伤安装成为 可能。

常规的有机粘合剂例如纤维素衍生物、亚硫酸盐废液、焦油、沥青、 树脂，特别是酚醛树脂，在温度高于约250℃时会分解或挥发并由此增加气 孔率和腐蚀敏感性。此外，这导致在＜1000℃的温度存在“强度缺口” (strength gap)。在这个温度范围中，材料具有很小的机械强度，如果有的话。

当使用常规的无机粘合剂例如磷酸、盐的水溶液、水玻璃和硅溶胶时， 杂质的引入会导致熔化或焙烧生产的产品(例如与耐火材料接触的钢铁)中 有不期望有的污染物。此外，也会发生耐火材料耐腐蚀性和热机械性能的 退化。

就水硬性粘合剂(例如水泥，特别是基于铝酸钙和水合氧化铝的耐火水 泥)而言，缺点是它们在＜1000℃的范围内会分解，由此导致机械强度大大 地减少(发生强度缺口)。在材料微观结构中杂质CaO的引入会导致耐腐蚀 性和热机械性能的退化。

发明内容

本发明的目的是提供一种制品，这种制品不会出现生产耐火材料的现 有技术中的上述缺点。因此，特别地，该制品使得减少传统粘合剂的用量 或完全省却这些粘合剂成为可能。

本发明提供一种用于生产耐火材料的制品，其包含一种或多种粒状耐 火成分和一种或多种粘合剂，其中

-所述粒状耐火成分的平均粒径＞0.3μm和

-所述粘合剂选自：

-0.05-50重量％的平均粒径为10nm-0.3μm的极细的粒状粘合 剂，该粘合剂选自由氧化铝、二氧化钛、二氧化锆和/或上述氧 化物的混合氧化物组成的组，

-0-20重量％的无机粘合剂，

-0-20重量％的水硬性凝结粘合剂，

-0-15重量％的有机无硅粘合剂，并且

-所述制品还包含0-35重量％的水，其中

-所述粒状耐火成分的比例等于100，并且所述制品中其它原料的百分 比以所述粒状成分为基准。

表述“粒状耐火成分的比例等于100，并且制品中其它原料的百分比以 粒状组分为基准”可以理解为组合物中各成分的比例不是以所述组合物本 身为基准，而是以粒状耐火成分的比例为基准，该比例设为100。例如：粒 状耐火成分在组合物中的量是150g，极细粒状粘合剂的量是30wt，相当于 45g。

根据本发明的制品中粒状成分和极细的粒状粘合剂的和优选为至少70 重量％，特别优选为至少85重量％，以制品的总量为基准。

本发明的制品中极细的粒状粘合剂的平均粒径为10nm-0.3μm。就粗 料而言，在添加相同量时可达到生坯强度极大的降低。已经发现在未来的 耐火材料中极小直径是非常有利的。平均粒径为40-300nm的颗粒被认为是 非常适合的。如果颗粒呈现出聚集形态，所述平均粒径是平均聚集直径。 平均粒径或平均聚集直径可以借助于例如动力学光散射的手段测定。