专利名称：耐火材料体的制作方法一般实践中，在高温环境下通常都使用耐高温材料，因为它们在受热时一般都能保持它们的本身物理强度，并且它们还具有高度的贮热特性。在大多数的工艺过程环境下，它们不会受到来自该工艺过程产生的化学物质的那种不容接受程度的腐蚀。然而，在燃煤或焦炭并产生熔渣的场合下就存在有特殊情况。另外这种情况存在于使用耐火材料作为玻璃熔炉的炉衬的场合，因该处存在有硅质化合物。这些所产生的物质，如熔渣或硅质化合物能渗入和侵蚀大部分的耐火材料体。在这种环境下被开发使用的耐火材料之一，包括有共熔氧化铬氧化铝，如FRASER的专利号为4，544，643的专利中所描述的。另一篇MORTL的专利号为4，366，256的专利描述了使用结合有氧化镁的亚铬酸镁作为耐火材料。这种类型的耐火材料有某些缺点，尤其是它们易被硅质材料侵蚀。同样，HARTLINE的专利号为4，435，514的专利教导使用通过在就地形成的氧化铬-氧化镁键而连结的共熔氧化铬-氧化镁颗粒，而WASHBURN的专利号为4，483，932的专利描述了使用亚铬酸镁颗粒和氧化铬和氧化镁键合来保护煤熔渣环境中的热电偶。现有技术的这种耐火材料，当与硅酸材料接触时，由于沥滤浸析或化学反应，而会变质恶化。现有技术的耐火材料所遇到的这些和其他困难可通过本发明的新方法来排除。因此，本发明的显著目的是提供一种耐火材料体它在熔融硅质材料存在下不会严重地受到侵蚀破坏。本发明的另一目的是提供一种耐火材料它能用于高温有二氧化硅存在场合下的熔炉中。本发明的又一目的是提供一种耐火材料体，实际上它很简单且制造成本低，使用寿命长。总的来说，本发明包括一种耐火材料体，它可用于对常用耐火材料有侵蚀作用的硅质耐火材料和其他材料存在场合下的环境中。该物体由熔融氧化铬-氧化镁致密充填压实颗粒所组成。该种致密充填压实是通过采用3.5-80网目的较理想的颗粒大小范围并且在整个范围内采用预定的颗粒大小分布。适当的分布要求其上限至少为30网目。此分布(粒度分布)得自计算机模拟法，根据在1982年4月12日-14日的细颗粒学会(FineParticleSociety)上由阿尔弗莱特大学(AlfredUniversity)DingerFunk博士所提出的信息资料。其中，推出了一个有用的方程式，这是有关二种主要颗粒的充填理论。此方程式称为阿尔弗莱特分布公式(AlfredDistribution)，并且公式如下(CPFT)/100 ＝ (Dn-Dns)/(Dnl-Dns)这里CPFT＝比某物细的累积百分数(cunulativepercentfinerthan)DS＝在粒度分布中的最小颗粒尺寸DL＝在粒度分布中的最大颗粒尺寸D＝粒度分布中在DS和DL间的任一颗粒尺寸n＝在Andreasson和Alferd理论中的分布模数这里计算机模拟法确定，当分布模数n为0.37时，能产生最适宜的连续阿尔弗莱特(Alfred)分布颗粒的充填。作为本发明中使用的最佳颗粒充填来说，氧化铬-氧化镁颗粒它们所体现出的分布模数，是采用0.5-0.33之间。实际上，本发明创立了一种氧化铬-氧化镁体，它通过颗粒充填而致密地堆积填密，以达到78%或更好的理论密度，并且所产生的空隙度为小于16%。气孔小而均匀，在100-0.4微米范围内，具有较理想的平均孔径为2.5微米。键合的介质，它开始是细于325网目，是由3微米平均粒径的氧化铬组成。该种细的氧化铬烧结而形成的熔合体能抗硅质(硅酸)环境的侵蚀。已有技术的耐火材料体所具有的熔合体是由细小的氧化铬-氧化镁形成，有时在就地形成(Hartine的4，435，514号专利)。氧化镁在高温时对氧化硅、氧化铝、和氧化钙具有化学亲和性。氧化镁在暴露于此种热的腐蚀环境中时从细微氧化铬-氧化镁颗粒中所造成的沥滤浸析作用会使这种熔合体削弱。所以人们由于氧化镁的破坏熔合体的作用而不使用氧化镁，而提供氧化铬熔合体。本发明的耐火材料体可用水力压制成型，在新方法中，它有助于降低制造成本，该耐火材料物体可在模型内振动压铸。该模型可以是吸水类型的，或者是不吸水类型的。此耐火材料体典型的制造方法是，由约3.5-80网目(美国标准筛系列)颗粒大小分布的共熔氧化铬-氧化镁，在冷压(或振动压铸)成型和烧成后，得到一高密度的氧化铬-氧化镁(约3.88克/厘米3)。最好，该耐火材料体是由约18-23%(重量)的颗粒大小为通过3.5网目而不通过6网目的氧化铬-氧化镁;约25-30%(重量)的颗粒大小为通过6网目但不通过45目的氧化铬-氧化镁;约12-17%(重量)的颗粒大小为通过45目且但不通过80网目的氧化铬-氧化镁;以及氧化铬的含量约等于29%(重量)的条件下所制成的。
在本发明的第一个较理想的实施例中，该组合物被冷压然后烧成，其配方如下成分重量百分比(%)氧化铬-氧化镁(-3.5，+6)23
氧化铬-氧化镁(-6，+45)30氧化铬-氧化镁(-45，+80)17氧化铝1氧化铬(J5130)29Swift胶体(动物胶)4氧化铝为品级A15SG，由美国铝公司制造，并且被列入“高级领域”。
氧化铝(J5310)是极细的粉粒(小于800网目)。
由此制成的耐火材料体的性质测定如下英制单位密度MOERTMOR2462°FMOR冷却破碎强度((磅／英尺3))/242.2 ((磅／英尺2))/(13×106) ((磅／英尺2))/2,900 ((磅／英尺2))/2,407 ((磅／英尺2))/12,000公制单位密度MOE RTMOR 1450°FMOR 冷却破碎强度(克／厘米3)(109帕斯卡)(106帕斯卡)(106帕斯卡)(106帕斯卡)3.88 90 2016.682.7(3.85) (60)(9) (40)在上面表格中MOE代表“弹性模量”，RTMOR代表“室温断裂模量”。冷却破裂强度与压缩强度相似。括弧内的数字表示常用的商业上可得到的耐火材料的比较值，该耐火材料以RADEX牌号销售，并且含有在氧化铬-氧化镁粘合剂中的氧化铬-氧化镁粒子。
本发明的一种改进的形式适用于振动压铸法成型，包括较困难形状的成型。振动压铸法的配方如下成分重量百分比(%)
氧化铬-氧化镁(-3.5，+6)18.00氧化铬-氧化镁(-6，+45)25.00氧化铬-氧化镁(-45，+80)12.00氧化铬-氧化镁(-80)15.00氧化铬(J5310)30.00Darvan811-D(胶体稳定剂)0.15水4.30在振动压铸前调节混合物的pH值对10-11。氧化铬(J5310)为极细的粉粒(小于800网目)。Darvan牌号的胶体稳定剂为由R.T.Vanderbilt有限公司销售的钠的“丙烯酸盐共聚物”。上述的混合物较理想地适合于振动压铸法的复杂耐火材料体制造，因为它能形成一种在振动下自由流动的触变性混合物。
将本发明耐火材料体较好实施方案的第一个液压压制试样在1559℃下用人造的西部出产的类型的熔渣使其经受6小时的滴熔渣试验。其测试结果是二氧化硅渗透深度达3/16英寸(4.76毫米)，并且没有表面腐蚀现象。无表面腐蚀现象的原因是该氧化铬熔合体具有相当大化学惰性，所以它不会与熔渣的组分结合。
作为比较例，制作一耐火材料体，其组成是熔融氧化铝的全部颗粒的70%(重量)(其颗粒大小为50%的10F;10%的90F;和10%的325F);其结合剂是全部颗粒的20%(重量)的细氧化铝(颗粒大小A17SG)和全部颗粒的10%(重量)的细氧化铬，将该耐火材料体使其经受1550℃下同样熔渣的滴熔渣试验6小时，结果产生的表面腐蚀为宽1英寸(25.4毫米)×长41/4英寸(108毫米)，并且深度为1/16英寸(1.6毫米)。自腐蚀表面的二氧化硅渗透为渗透入另外附加的5/16英寸(7.9毫米)。
在开始成形耐火材料体时，采用相当均匀分布的约3.5-80网目的共熔氧化铬-氧化镁颗粒，可得到高密度的充填。最终产品具有3.7-4.2克/厘米3的密度。因此其孔隙空间非常小和少。最终产品大于或等于理论密度的84%，具有约13%的开口孔和约3%的闭合孔。更具体地说，平均孔径必须为9微米或更小些，并且全部气孔体积的不大于10%的体积可具有大于20微米的直径。举例来说，在较理想的实施方案中，平均孔径为5.0微米，其上限直径为100微米。
已经发现，由比较均匀颗粒大小分布的氧化铬-氧化镁制成的耐火材料体，能导致具有很小气孔的耐火材料体。小尺寸的气孔可限制腐蚀性的环境化合物进入本体并引起分解的能力。在某些情况下它足以能保护本体。
然而，已经发现，在许多情况下，腐蚀性化合物依然会产生破坏耐火材料体的情况，该耐火材料体是用普通的氧化铬-氧化镁颗粒通过氧化铬和氧化镁形成的结合剂而结合的。
已经发现，通过减少非常细(小于100网目)的氧化铬-氧化镁颗粒，并且采用实际上完全非常细(小于400网目，最好小于800网目)的氧化铬作为熔合材料，可达到大大增加抗腐蚀性(保留本身物理强度和抗破坏性)。
非常细的氧化铬具有充分足够反应活性，它本身(无共结合剂如氧化镁)能起结合剂作用。此纯氧化铬熔合体是相当能抗腐蚀的，此种在熔合体上所增加的抗腐蚀性大大地增加了耐火材料体本身的整体抗腐蚀性。
最后，特意避免细于约100网目的氧化铬-氧化镁颗粒，可增加对本体的附加抗腐蚀能力。氧化铬-氧化镁颗粒的最小尺寸与氧化铬颗粒尺寸之间存在的较大间隙可带来二个有利的作用。第一，100网目以下的氧化铬-氧化镁的减少抗腐蚀性的作用造成若它们存在于本体结构中则会减少本体的抗腐蚀性能。因此应该避免它们的存在。第二，100网目以上的氧化铬-氧化镁的反应活性非常低，相对于非常细的氧化铬来说，氧化铬-氧化镁颗粒为结合过程的惰态组分。因此比较纯的氧化铬的结合方式和熔合体的抗腐蚀性在所形成的耐火材料体中保持着。
然而可以明白，这里揭示的本发明所说明的具体方案是经适当计算来达到原先叙述的目的和优越性的，可以理解，本发明在附加权项的精神和范围内可以有变化，改进和改变。


本发明公开了一种耐火材料体，适用于存在硅质化合物的腐蚀环境，该耐火材料体的形成方式是在大体上纯的氧化铬结合基材中结合熔融氧铬-氧化镁颗粒。氧化铬-氧化镁的存在量约为全部总量的70％(重量)，氧化铬的存在量为全部总量的30％(重量)左右。原始提供的氧化铬-氧化镁是由许多经选择的颗粒大小级别配成，以制成非常致密的间隙充填，因此在体内可形成高密度的氧化铬-氧化镁，并且有很低的孔隙度。