耐火修补材料分批配料制作方法

黑尔格·詹森, 海因里克·格罗斯·达尔德鲁普, 克 格罗斯 达尔德鲁普, 黑尔格 詹森

2004年6月2日

2003年11月18日

2002年11月18日

耐火技术控股股份有限公司

C04B35/03GK1500763SQ200310118309

配料 耐火 修补 分批 材料

1.一种包括耐火的、尤其是颗粒状碱性电阻成分和粘合剂系统的耐火修补分批配料材料，其中粘合剂系统含有至少一种颗粒状硬沥青成分、至少一种可燃金属粉和至少一种易燃矿物油2.权利要求1所述的修补材料，其中电阻成分是MgO和/或白云石和/或Al2O3和/或MgAl2O4和/或SiO2和/或ZrO2和/或氧化铬3.权利要求1和/或2所述的修补材料，其中电阻成分的颗粒大小对应于要被修补的衬里材料的颗粒大小4.如权利要求1-3中的一项或多项权利要求所述的修补材料，该材料具有可被喷涂或者浇注或者浇铸或者是自由流动或者可被离心的稠度5.如权利要求1-4中的一项或多项权利要求所述的修补材料，该修补材料在使用温度以自燃方式反应6.如权利要求1-5中的一项或多项权利要求所述的修补材料，该修补材料在使用温度发生放热反应7.如权利要求1-6中的一项或多项权利要求所述的修补材料，该修补材料在使用温度形成碳键合8.如权利要求1-7中的一项或多项权利要求所述的修补材料，该修补材料在使用温度形成陶瓷键合9.如权利要求1-8中的一项或多项权利要求所述的修补材料，其中金属粉在约500℃燃烧10.如权利要求1-9中的一项或多项权利要求所述的修补材料，其中矿物油在使用温度燃烧并且其尤其是重油，如沥青稀释油或者废油11.如权利要求1-10中的一项或多项权利要求所述的修补材料，其中硬沥青在使用温度熔化和结焦，形成碳键合12.如权利要求1-11中的一项或多项权利要求所述的修补材料，其中金属粉发生氧化并且在电阻颗粒之间以及在电阻颗粒和衬里材料之间引发烧结反应13.如权利要求1-12中的一项或多项权利要求所述的修补材料，其中90wt％金属粉的粒子细度＜45μm14.如权利要求1-13中的一项或多项权利要求所述的修补材料，该修补材料优选以最多为6wt％的量含有至少一种另外的碳载体，特别是石墨，如片状石墨或者碳黑15.如权利要求1-14中的一项或多项权利要求所述的修补材料，该修补材料具有以下组成45-90wt％，特别是67-80wt％的电阻成分，如MgO溶渣；1.5-25wt％，特别是4-10wt％的金属粉，如Si粉；3.5-20wt％，特别是10-15wt％的硬沥青颗粒；5-10wt％，特别是6-8wt％的矿物油，如沥青稀释油16.权利要求1-15中的一项或多项权利要求所述的修补材料的生产方法，其中无水成分如电阻成分、硬沥青、金属粉以及如果使用，另外的碳载体在强制式搅拌机中被混合，然后加入矿物油17.权利要求16所述方法，其中材料进行袋包装

本发明涉及用于修补耐火衬中，特别是在冶金加热炉或者容器中如转炉中的磨损区的耐火修补材料分批配料这种类型的修补材料也已知为热补材料，因为它们被引入到热加热炉或者热容器内它们用于修补已知的预磨损(pre-worn)部位，即正在经历散裂或者剥落但还不需要完全除去和替换的耐火衬中的部位在这种应用中，根据分批配料的性质和结构，材料经过如气动喷涂或者浇注(cast)或者浇铸(pour)或者通过离心被引入喷涂对要被修补部位提供精确的和可控的应用，因此这是优选方法已知喷涂碱性热补材料，特别是包括碱性炉衬的碱性热补材料，这些材料与水配制并且通常不含有任何的碳另外，还已知含碳和无水的碱性热补材料然而这些修补材料不能被喷涂热补材料中的水导致在修补部位发生非常显著的热冲击并且因此导致对成功修补有不利影响的裂纹的形成另外，在修补材料和修补部位之间仅能达到相对低的粘合力，因此降低了修补部位的耐磨性另外，水攻击耐火衬的碱性材料，其通过水合可被破坏尽管含碳热补材料不具有上述含水热补材的缺点，但它们不能被喷涂本发明的目的是提供一种无水热补材料，该材料无毒并且没有健康和安全问题，可制成自由流动的形式或者滴流的形式，因此可被喷涂、浇注(cast)、浇铸(pour)或者离心，保证非常良好的粘合和耐磨性并且不引起任何有害的热冲击通过具有权利要求1的特征的热补材料达到这一目的本发明的有利改进在从属权利要求中被给出根据本发明，热补材料包括至少一种本身已知的耐火材料如MgO、白云石、Al2O3、MgAl2O4、SiO2、ZrO2、氧化铬形式的电阻成分这种耐火材料被选作要被修补的衬里材料，其颗粒大小优选使用与加热炉或者容器的衬里材料的颗粒大小相匹配通常自由流动的颗粒状电阻成分被包埋在含有至少一种颗粒状硬沥青成分、至少一种在使用温度可燃的金属粉和至少一种在使用温度易燃的矿物油的多官能粘合剂系统中粘合剂系统以粘合剂的方式将电阻成分颗粒粘合在一起，因此可生成具有可控稠度的可加工热补材料将稠度调整成这样的方式以使材料可以被喷涂或者浇注或者浇铸或者可自由流动或者可被离心；相应地，达到这一程度的材料是技术上普遍适用的粘合剂系统是自燃的并且最迟在其与热补部位接触时燃烧；另外，粘合剂系统反应是放热的在应用过程中，粘合剂系统在修补部位首先变粘并且通过渗透到孔穴或者凹穴内而非常成功地将自身粘附或者包埋，因此甚至是已被磨损的陡峭垂直壁或者悬空壁部位也可以被修补然而，作为沥青结焦结果，粘合剂系统形成通过本身已知的碳键合机制而粘合到电阻成分上的碳基体，在其以所需方式被应用之后，基体碳(本身同样是已知的)相对于加热炉或者容器内冶金材料减少原位修补材料的润湿能力粘合剂系统的金属粉应该在约500℃燃烧，并且引起作为能量载体并且特别是重油如沥青稀释油(flux oil)或者废油的矿物油燃烧，因此硬沥青熔化产生热状态修补材料的所需迁移率和结焦，因此获得本发明所需的上述性质优选所使用的90wt％的细度＜45μm的微细粒子金属粉被氧化，并且金属氧化物诱发修补材料的电阻颗粒之间以及修补材料的电阻颗粒与衬里材料之间的烧结反应，因此还通过陶瓷粘合产生非常好的粘结优选为沥青稀释油的矿物油既作为能量载体又粘合飞尘，因此当材料在被制造时不形成飞尘并且在修补工作过程中非常容易处理在具体应用技术中它还用于调整材料的所需稠度例如，对于要被喷涂材料比自由流动材料使用稍微多的沥青稀释油为提高材料的碳键合，优选加入至少一种其他诸如石墨的碳载体，如片状石墨或者碳黑因此本发明的修补材料以碳键合和陶瓷键合而区分并因此保证了尤其高的耐磨性通过选择电阻成分，该材料可以容易地与衬里材料相匹配以及基于稠度的选择而能被广泛应用不产生热冲击本发明的修补材料可使用标准喷涂机器喷涂根据本发明，优选使用以下热补材料的分批配料45-90wt％，特别是67-80wt％的电阻成分，如MgO溶渣；1.5-25wt％，特别是4-10wt％的金属粉，如Si粉；3.5-20wt％，特别是10-15wt％的硬沥青颗粒；5-10wt％，特别是6-8wt％的矿物油，如沥青稀释油根据本发明，首先，热补材料分批配料的无水成分如电阻成分、硬沥青、金属粉，以及如果使用，加入量最多6wt％的其他碳载体成分，在强制式搅拌机(positive mixer)中混合，然后加入矿物油然后将材料进行袋包装并运输以备加工通过实施例，含有以下组分的材料在强制式搅拌机中使用本发明方法被混合70wt％MgO溶渣；4wt％片状石墨；6wt％Si粉；13wt％硬沥青颗粒；7wt％沥青稀释油使用现有的旋转喷涂机器在钢制件部位上将修补材料喷涂在转炉的转炉嘴内将要修补的预磨损部位甚至在30批次投料变化后修补部位仍然保持完整相比之下，在这一钢制件内先前使用的已知修补材料仅承受最多15批次投料