专利名称：耐火物料和制备耐火内衬的方法
技术领域：
本发明涉及一种耐火物料以及制备耐火内衬的方法。
电炉的炉床是反复用干炉床物料砌衬的。除了基于烧结白云石的物料外，主要是用基于MgO-烧结物料。
现有技术中，在物料加工和其可压缩性方面粒度分布具有重要的意义。
在用新物料砌衬的炉的(氧化)运行中，很快发生物料的陶瓷化。因此，例如只要添加废铁，该内衬最大程度地变坚固。
EP 0 214 882 B1描述了一种耐火的炉内衬，其由多层构成，其中接触金属熔体的层在运行中应完全烧结，而处于后面的各层，特别是靠炉壁的层最多只应部分熔结，以在内衬磨损后能容易地拆卸。
所述耐火物料由嵌入粘结剂中的耐火无机颗粒组成。各层不同的熔结性能通过耐火无机材料的粒度进行调节。
本发明提供耐火陶瓷物料，特别是炉床物料，其烧结行为是明确可调节的，以可例如制得一种炉床内衬，该炉床内衬在其厚度上具有不同的烧结性能。
令人惊奇地发现，对此所述的物料基本上只需包含两种组分(成分)，即MgO-烧结物和还原剂。
粘合剂的应用在本发明中是过量的。确定的粒度或确定的粒度分布的选择仅仅是次要的。
对此，在最通常的实施方式中，本发明涉及不含粘合剂的耐火物料，其含有MgO-烧结物和至多5重量％的至少一种还原剂，所述还原剂选自金属、含碳物质。
如上所述，只由MgO-烧结物和还原剂，例如元素碳形成的物料满足要求。除了MgO-烧结物外，需要时所述耐火基体材料也可包含其它耐火氧化物如Al2O3、TiO2、Fe2O3、CaO等；同样可采用焙烧过的白云石。
通过(炉床)物料中的还原剂物料含量可针对性地调节(炉床)物料的烧结行为。通过加入碳(特别是作为石墨、炭黑、石油焦炭)使在MgO-烧结物中的二-铁酸钙发生还原，并生成CaO和FeO。FeO扩散到方镁石(MgO-烧结物)中，形成铁酸镁(Magnesiowüstit)。
通过增加碳的加入量可不断地减小烧结行为。
加入纯的金属如Si或A1同样促进所述的还原过程，其中消耗氧并延迟物料烧结。其它的还原剂，特别是其它的C-载体如树脂(例如酚醛树脂)、沥青或糖至少是可以按比例加入。
基本上作为还原剂起作用的添加剂是可加入的，只要由此产生的相关反应产物不产生有碍本发明的影响。这类负面影响是促进物料的烧结或减小其耐火性能(例如通过形成熔体相)。例如硫酸钠作为还原剂会产生不希望的分解产物氧化钠。
下表表明由MgO-烧结物(粒度最高达8mm)和以石墨形式的不同碳含量的上述炉床物料，经1,300℃的氧化预煅烧，并在1,600℃还原煅烧后用N/mm2表示的冷抗压强度。
与EP 0 214 882 B1的所述相反，有目的地省去了粘合剂的加入。所述效果与所选择的MgO-烧结物的粒度无关。其甚至可以＜5mm。换言之，由一种或相同的基质物料(MgO-烧结物)，仅仅通过选择和调节所加的还原剂的量就可制备具有不同烧结行为的炉床物料。
由这种方式可以以多层砌衬耐火衬里，其中依次应用上述类型的物料，但各层含有含量不断降低的还原剂含量。例如当第一层由含有5重量％碳的物料组成时，施加到第一层或随后几层上的其它层的碳含量降低到例如最后一层为0.5％，本应用中该最后一层为与金属熔体相邻的层。
当在炉子开始运转，具有最少碳含量的最后敷层的(在火焰一侧)碳经烧掉数厘米深，以使该层中达到了几乎完全烧结，如常规的炉床物料一样时，而其后面的各层(碳含量不断增加)的熔结程度越来越小，使例如与炉子金属壳层相邻的外层在较长的应用时间后也保持脆性，并且仅被稍微烧结，这有利于在维修或更换的情况下拆卸下内衬。
可以应用不同的MgO烧结物。由于所述的化学机理，至今只可受限应用的具有较高铁含量(化学分析)的MgO烧结物也特别适合。
因此，按照一种实施方案，建议用具有Fe2O3含量＞1.5重量％或＞3重量％的MgO烧结物。按照另一实施方案，建议用具有Fe2O3含量＞5重量％的MgO烧结物。
作为共生矿物，这相当于C2F-含量为约4重量％或6重量％。
碳可以石墨、炭黑等加入。在各种情况下应与烧结物颗粒均匀混合。碳的粒度可以＜200μm，按照一种实施方案＜100μm。
权利要求
1.一种不含粘合剂的耐火物料，它含有MgO-烧结物和至多5重量％的至少一种选自金属、含碳物质的还原剂。
2.按照权利要求1的物料，其中的还原剂是元素碳。
3.按照权利要求1的物料，其中的还原剂选自树脂、沥青、焦油、有机添加剂。
4.按照权利要求1的物料，它只由MgO-烧结物和还原剂组成。
5.按照权利要求1的物料，其中的MgO-烧结物含有＞1.5重量％的Fe2O3。
6.按照权利要求1的物料，其中的MgO-烧结物含有＞3重量％的Fe2O3。
7.按照权利要求1的物料，其中的MgO-烧结物含有＞5重量％的Fe2O3。
8.一种制备用于冶金熔融容器的以多层重叠的耐火内衬的方法，其中先后敷以权利要求1的物料，但各层的还原剂含量不断降低。
全文摘要
本发明涉及一种耐火物料和制备耐火内衬的方法。所述耐火物料含有MgO烧结物和至多5重量％的一种选自含碳物质的还原剂。所述内衬具有其还原剂含量不断降低的多层。
文档编号F27B3/10GK1471498SQ01817695
公开日2004年1月28日 申请日期2001年10月17日 优先权日2000年10月21日
发明者F·布西鲍姆, W·埃克斯泰恩, F 布西鲍姆, 怂固┒ 申请人:里弗雷克特里知识产权两合公司