專利名稱：：新型低溫硬化耐火材料的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明研制了一種新型的工業(yè)上用量很大的低溫硬化耐火材料。它主要用作熔融金屬的容器及水口，如金屬熔精煉爐、鐵水色、中間色、化鐵爐等的內(nèi)襯材料。眾秘周知，過去的內(nèi)襯用耐火材料是摻以重量比為3～10％(以下％均表示重量％)的水那樣的液體進行混合后用于施工的，所以用于實際使用前，必需經(jīng)高溫加熱干燥。為此，要消耗大量的熱能和時間。而且，加熱干燥操作容易引起內(nèi)襯結構龜裂、剝離等致命損傷的嚴重問題。所以，根據(jù)降低成本、延長施工對象的運轉時間，以及延長內(nèi)襯結構使用壽命的要求，需要確定解決上述問題的根本對策，這是本工業(yè)界長期沒有解決的課題。本發(fā)明一舉解決了上述問題，滿足了今日我國工業(yè)界，特別是鋼鐵工業(yè)界的迫切愿望。下面具體說明本發(fā)明的內(nèi)容新發(fā)明的無定形耐火材料是在通常的耐火原料中配入0.5～5％的金屬粉末作為燒結材料、配入0.5～3％的磷酸鹽玻璃作為燒結、硬化材料而制成的。它可以干粉狀態(tài)直接使用。以及除了在通常的耐火原料中配入0.5～5％的金屬粉末作為燒結材料，配入0.5～3％的磷酸鹽玻璃作為燒結、硬化材料外，再配入0.1～6％的瀝青粉末作為低溫硬化劑而制成的。它可以干粉狀態(tài)直接使用。組成本發(fā)明耐火材料的燒結材料為鋁、硅等金屬粉末，它們是作為橋接燒結材料用的。但是，它們對于燒結溫度的反應是很敏感的。在使用硅粉的情況下，兩部分材料受到相當于600℃溫差的不同熱量時，足以使其強度等物理性能產(chǎn)生顯著的差別。在物性顯著差異的交界面處會發(fā)生結構破壞性的龜裂。為了抑制這種由于對燒結溫度反應敏感的缺點、在本發(fā)明耐火材料的配方中、限定最高含量為5％是有必要的。但是如果將該金屬粉末的含量低于0.5％時，就會失去架橋燒結的效果。所以金屬粉末的配比如前所述，控制在0.5～5％。就上述情況假如配料中同時加入兩種上述金屬粉末的話，由于它們對燒結溫度敏感性不同，所以減少了由燒結時產(chǎn)生的物理性能的差別。新發(fā)明的耐火材料中所使用的燒結材料、硬化材料——磷酸鹽玻璃粉，眾所周知，是起架橋燒結作用。在250℃～300℃低溫下，組成中的玻璃熔融并起著硬化作用。當磷酸鹽玻璃在本發(fā)明耐火材料中的配比高于3％時，會產(chǎn)生下述兩種弊病。其一，由于玻璃熔融生成的液相殘留在結構的內(nèi)部，不易揮發(fā)，可將集料攪在一起，這就造成了所謂的液相收縮。這不僅會引起龜裂，而且還會降低耐火度，同時還會提高熔融金屬或爐渣的化學應活性。其二，磷酸鹽玻璃粉起架橋燒結作用與前述金屬粉末的燒結反應相比、對溫度變化反應緩慢，難以控制。也就是說，當磷酸鹽玻璃粉含量超過3％時，由于反應溫度的差別，會急劇引起結構強度差異等物理性質(zhì)不同的現(xiàn)象，在結構內(nèi)部物理性能不同的交界面上，會引起應力集中并發(fā)生龜裂崩壞。根據(jù)上述兩條理由，尤其是第一條理由，磷酸鹽玻璃的配合量應在3％以下。如果磷酸鹽玻璃含量低于0.5％，不但起下到架橋燒結的效果，而且?guī)缀鯁适Я擞不饔?。所以磷酸鹽玻璃粉末的含量限定在0.5～3％。如前所述，本發(fā)明中作為燒結材料、硬化材料的磷酸鹽玻璃粉的配入量應在0.5～3％。不僅具有燒結效果，而且還具有硬化作用。如果再配入0.1～6％的低溫硬化材料瀝青粉末時，就具有很好的低溫硬化效果了。在本發(fā)明的耐火材料中，利用了瀝青粉經(jīng)加熱軟化-→硬化(碳化)的特性。在施工時，對被允填在施工場所的干粉本發(fā)明耐火材料，用模型板或柵欄板作支撐后進行加熱，配入的瀝青就軟化熔融了，于是就將集料拉在一起，再進行加熱，此時由于瀝青的硬化，耐火集料間就站著硬化了。在此情況，如果瀝青粉末在本發(fā)明耐火材料中的含量超過6％時，將會造成下述后果隨之軟化的內(nèi)襯結構的可塑變形，由于自身重量而引起崩壞；在瀝青的軟化-→熔融-→硬化過程中產(chǎn)生有害壞境的氣體；并會引起象含水耐材料干燥時發(fā)持龜裂的現(xiàn)象；而且，瀝青硬化(炭化)后，內(nèi)襯結構內(nèi)部多余瀝青的存在，會增加可燃性的危險，根據(jù)內(nèi)襯的使用條件，與其認為熔融金屬潤濕性下降能產(chǎn)生有利的因素，不加認為由于容量容易燃燒而引起結構強度下降所造成的負結果。但是，當瀝青含量低于0.1時，其低溫硬化作用就消失了。所以瀝青粉末含量控制在0.1～6％之間。此外，根據(jù)前述磷酸鹽玻璃粉末的含量，瀝青粉配入量可作加減，這就不必說了。如前所述，在本發(fā)明耐火材料的配方中，不管是否加入瀝青粉末，都以干粉狀使用，不必配入象水那樣的液體。根據(jù)本發(fā)明的實驗可知，在具有上述組成耐火材料的配方中含有氣化物質(zhì)時，就有揮發(fā)的可能性。在施工時以干粉狀耐火材料充填時為了保持結構強度一方面要求耐火材料具有保形性，另一方面要求一定的粒度分布以滿足緊密充填的要求。就硬化材料和燒結材料而言，可以得到必要的硬化性和燒結性。關于耐火材料的物理性質(zhì)方面，為了謀求基材和集料達到滿意的平衡，該物料中的粒度分布應為1mm以下者占50～70％，1～0.088mm者占12～22％，0.088mm以下者占20～30％。具有上述組成的耐火材料，以干粉狀使用。由于不需要象水那樣的液體配合，解決了過去不定形耐火材料存在的問題。過去不定形耐火材料是與水一起混合后用于施工的，所以在實際運轉前要進行高溫加熱干燥，這樣就要消耗大量的熱能與時間。而且由于加熱干燥，還會引起內(nèi)襯結構體龜裂，剝離等致命性損傷的重大缺點。本發(fā)明耐火材料從根本上消除了這一缺點，所以具有工業(yè)實用性。此外，本發(fā)明耐火材料由于采用了適合于各種耐火原材料的硬化材料、燒結材料，所以一般可以任意選擇所希望的耐火原料因而具有特別的實用性。下面是本發(fā)明的實例。實例1(1)組成</tables>(2)物理性質(zhì)</tables>(3)實際實用結果</tables>實例2(1)組成</tables>(2)物理性質(zhì)</tables>(3)實際使用結果</tables>權利要求新發(fā)明的無定形耐火材料是在通常的耐火原料中配入0.5～5％的金屬粉末作為燒結材料。配入0.5～3％的磷酸鹽玻璃粉作為燒結，硬化材料而制成的。它可以于粉狀態(tài)直接使用。以及除此之外，再配入0.1～6％的瀝青粉末作為低溫硬化劑而制成的，它可以干粉狀態(tài)直接使用。1、根據(jù)上述磷酸鹽玻璃粉末的含量，瀝青粉配入量可作加減。2、在本發(fā)明的耐火材料的配方中，不管是否加入瀝青粉末，都以干粉狀態(tài)使用，不必配入象水那樣的液體。3、根據(jù)本發(fā)明者的實驗可知，組成耐火材料的配方中含有氣化物質(zhì)時，就有揮化的可能性。在施工時以干粉狀耐火材料充填時為了保持結構強度，一方面要求耐火材料具有保形性，另一方面要求一定的粒度分布以滿足緊密充填的要求。就硬化材料和燒結材料而言。可以得到必要的硬化性和燒結性能。關于耐火材料的物理性質(zhì)方面，為了謀求基材和集料達到滿意的平衡，該材料中的粒度分布應為1mm以下者占50～70％，1～0.088mm者占12～22％，0.088mm以下者占20～30％。4、此外，本發(fā)明耐火材料由于采用了適合于各種耐火原料的硬化材料，燒結材料，所以一般可以任意選擇所希望的耐火材料。全文摘要新發(fā)明的無定形耐火材料是在通常的耐火原料中配入0.5～5％的金屬粉末作為燒結材料、配入0.5～3％的磷酸鹽玻璃作為燒結、硬化材料而制成的。它可以干粉狀態(tài)直接使用。以及除了在通常的耐火原料中配入0.5～5％的金屬粉末作為燒結材料，配入0.5～3％的磷酸鹽玻璃作為燒結、硬化材料外，再配入0.1～6％的瀝青粉末作為低溫硬化劑而制成的。它可以干粉狀態(tài)直接使用。文檔編號C09K21/00GK1058417SQ9110550公開日1992年2月5日申請日期1991年8月9日優(yōu)先權日1991年8月9日發(fā)明者代軍申請人:代軍