專利名稱：耐火修補材料分批配料的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于修補耐火襯中，特別是在冶金加熱爐或者容器中如轉爐中的磨損區的耐火修補材料分批配料。
這種類型的修補材料也已知為熱補材料，因為它們被引入到熱加熱爐或者熱容器內。它們用于修補已知的預磨損(pre-worn)部位，即正在經歷散裂或者剝落但還不需要完全除去和替換的耐火襯中的部位。在這種應用中，根據分批配料的性質和結構，材料經過如氣動噴涂或者澆注(cast)或者澆鑄(pour)或者通過離心被引入。噴涂對要被修補部位提供精確的和可控的應用，因此這是優選方法。
已知噴涂堿性熱補材料，特別是包括堿性爐襯的堿性熱補材料，這些材料與水配制并且通常不含有任何的碳。另外，還已知含碳和無水的堿性熱補材料。然而這些修補材料不能被噴涂。
熱補材料中的水導致在修補部位發生非常顯著的熱沖擊并且因此導致對成功修補有不利影響的裂紋的形成。另外，在修補材料和修補部位之間僅能達到相對低的粘合力，因此降低了修補部位的耐磨性。另外，水攻擊耐火襯的堿性材料，其通過水合可被破壞。
盡管含碳熱補材料不具有上述含水熱補材的缺點，但它們不能被噴涂。
本發明的目的是提供一種無水熱補材料，該材料無毒并且沒有健康和安全問題，可制成自由流動的形式或者滴流的形式，因此可被噴涂、澆注(cast)、澆鑄(pour)或者離心，保證非常良好的粘合和耐磨性并且不引起任何有害的熱沖擊。
通過具有權利要求1的特征的熱補材料達到這一目的。本發明的有利改進在從屬權利要求中被給出。
根據本發明，熱補材料包括至少一種本身已知的耐火材料如MgO、白云石、Al2O3、MgAl2O4、SiO2、ZrO2、氧化鉻形式的電阻成分。這種耐火材料被選作要被修補的襯里材料，其顆粒大小優選使用與加熱爐或者容器的襯里材料的顆粒大小相匹配。
通常自由流動的顆粒狀電阻成分被包埋在含有至少一種顆粒狀硬瀝青成分、至少一種在使用溫度可燃的金屬粉和至少一種在使用溫度易燃的礦物油的多官能粘合劑系統中。
粘合劑系統以粘合劑的方式將電阻成分顆粒粘合在一起，因此可生成具有可控稠度的可加工熱補材料。將稠度調整成這樣的方式以使材料可以被噴涂或者澆注或者澆鑄或者可自由流動或者可被離心；相應地，達到這一程度的材料是技術上普遍適用的。
粘合劑系統是自燃的并且最遲在其與熱補部位接觸時燃燒；另外，粘合劑系統反應是放熱的。在應用過程中，粘合劑系統在修補部位首先變粘并且通過滲透到孔穴或者凹穴內而非常成功地將自身粘附或者包埋，因此甚至是已被磨損的陡峭垂直壁或者懸空壁部位也可以被修補。
然而，作為瀝青結焦結果，粘合劑系統形成通過本身已知的碳鍵合機制而粘合到電阻成分上的碳基體，在其以所需方式被應用之后，基體碳(本身同樣是已知的)相對于加熱爐或者容器內冶金材料減少原位修補材料的潤濕能力。
粘合劑系統的金屬粉應該在約500℃燃燒，并且引起作為能量載體并且特別是重油如瀝青稀釋油(flux oil)或者廢油的礦物油燃燒，因此硬瀝青熔化產生熱狀態修補材料的所需遷移率和結焦，因此獲得本發明所需的上述性質。
優選所使用的90wt％的細度＜45μm的微細粒子金屬粉被氧化，并且金屬氧化物誘發修補材料的電阻顆粒之間以及修補材料的電阻顆粒與襯里材料之間的燒結反應，因此還通過陶瓷粘合產生非常好的粘結。
優選為瀝青稀釋油的礦物油既作為能量載體又粘合飛塵，因此當材料在被制造時不形成飛塵并且在修補工作過程中非常容易處理。在具體應用技術中它還用于調整材料的所需稠度。
例如，對于要被噴涂材料比自由流動材料使用稍微多的瀝青稀釋油。
為提高材料的碳鍵合，優選加入至少一種其他諸如石墨的碳載體，如片狀石墨或者碳黑。
因此本發明的修補材料以碳鍵合和陶瓷鍵合而區分并因此保證了尤其高的耐磨性。通過選擇電阻成分，該材料可以容易地與襯里材料相匹配以及基于稠度的選擇而能被廣泛應用。不產生熱沖擊。本發明的修補材料可使用標準噴涂機器噴涂。
根據本發明，優選使用以下熱補材料的分批配料45-90wt％，特別是67-80wt％的電阻成分，如MgO溶渣；1.5-25wt％，特別是4-10wt％的金屬粉，如Si粉；3.5-20wt％，特別是10-15wt％的硬瀝青顆粒；5-10wt％，特別是6-8wt％的礦物油，如瀝青稀釋油。
根據本發明，首先，熱補材料分批配料的無水成分如電阻成分、硬瀝青、金屬粉，以及如果使用，加入量最多6wt％的其他碳載體成分，在強制式攪拌機(positive mixer)中混合，然后加入礦物油。然后將材料進行袋包裝并運輸以備加工。
通過實施例，含有以下組分的材料在強制式攪拌機中使用本發明方法被混合70wt％MgO溶渣；4wt％片狀石墨；6wt％Si粉；13wt％硬瀝青顆粒；7wt％瀝青稀釋油。
使用現有的旋轉噴涂機器在鋼制件部位上將修補材料噴涂在轉爐的轉爐嘴內將要修補的預磨損部位。甚至在30批次投料變化后修補部位仍然保持完整。相比之下，在這一鋼制件內先前使用的已知修補材料僅承受最多15批次投料。
權利要求
1.一種包括耐火的、尤其是顆粒狀堿性電阻成分和粘合劑系統的耐火修補分批配料材料，其中粘合劑系統含有至少一種顆粒狀硬瀝青成分、至少一種可燃金屬粉和至少一種易燃礦物油。
2.權利要求1所述的修補材料，其中電阻成分是MgO和/或白云石和/或Al2O3和/或MgAl2O4和/或SiO2和/或ZrO2和/或氧化鉻。
3.權利要求1和/或2所述的修補材料，其中電阻成分的顆粒大小對應于要被修補的襯里材料的顆粒大小。
4.如權利要求1-3中的一項或多項權利要求所述的修補材料，該材料具有可被噴涂或者澆注或者澆鑄或者是自由流動或者可被離心的稠度。
5.如權利要求1-4中的一項或多項權利要求所述的修補材料，該修補材料在使用溫度以自燃方式反應。
6.如權利要求1-5中的一項或多項權利要求所述的修補材料，該修補材料在使用溫度發生放熱反應。
7.如權利要求1-6中的一項或多項權利要求所述的修補材料，該修補材料在使用溫度形成碳鍵合。
8.如權利要求1-7中的一項或多項權利要求所述的修補材料，該修補材料在使用溫度形成陶瓷鍵合。
9.如權利要求1-8中的一項或多項權利要求所述的修補材料，其中金屬粉在約500℃燃燒。
10.如權利要求1-9中的一項或多項權利要求所述的修補材料，其中礦物油在使用溫度燃燒并且其尤其是重油，如瀝青稀釋油或者廢油。
11.如權利要求1-10中的一項或多項權利要求所述的修補材料，其中硬瀝青在使用溫度熔化和結焦，形成碳鍵合。
12.如權利要求1-11中的一項或多項權利要求所述的修補材料，其中金屬粉發生氧化并且在電阻顆粒之間以及在電阻顆粒和襯里材料之間引發燒結反應。
13.如權利要求1-12中的一項或多項權利要求所述的修補材料，其中90wt％金屬粉的粒子細度＜45μm。
14.如權利要求1-13中的一項或多項權利要求所述的修補材料，該修補材料優選以最多為6wt％的量含有至少一種另外的碳載體，特別是石墨，如片狀石墨或者碳黑。
15.如權利要求1-14中的一項或多項權利要求所述的修補材料，該修補材料具有以下組成45-90wt％，特別是67-80wt％的電阻成分，如MgO溶渣；1.5-25wt％，特別是4-10wt％的金屬粉，如Si粉；3.5-20wt％，特別是10-15wt％的硬瀝青顆粒；5-10wt％，特別是6-8wt％的礦物油，如瀝青稀釋油。
16.權利要求1-15中的一項或多項權利要求所述的修補材料的生產方法，其中無水成分如電阻成分、硬瀝青、金屬粉以及如果使用，另外的碳載體在強制式攪拌機中被混合，然后加入礦物油。
17.權利要求16所述方法，其中材料進行袋包裝。
全文摘要
本發明涉及一種耐火修補分批配料材料，該材料包括一種耐火的、尤其是顆粒狀堿性電阻成分和一種粘合劑系統，該粘合劑系統含有至少一種顆粒狀硬瀝青成分、至少一種可燃金屬粉和至少一種易燃礦物油。
文檔編號C04B35/03GK1500763SQ200310118309
公開日2004年6月2日 申請日期2003年11月18日 優先權日2002年11月18日
發明者黑爾格·詹森, 海因里克·格羅斯·達爾德魯普, 克 格羅斯 達爾德魯普, 黑爾格 詹森 申請人:耐火技術控股股份有限公司