[发明专利]浇注体、可浇注组合物和它们的生产方法

说明书

发明领域

本发明涉及具有降低的基体含量的可浇注组合物，例如用于给意图容纳液体金属、玻璃等的容器和熔炉内壁加衬里的耐火组合物。其还涉及由这些组合物和方法生产的浇注体。

发明背景

已知许多用于生产冶金容器内壁上的衬里的方法。因此，根据现有技术已知这样的方法，在该方法中，将能够固着的包含无机颗粒(任选含有纤维)以及有机和/或无机粘合剂的含水糊状混合物用抹刀、气送管或其它抛射装置通过模塑、捣固或抛射来施加到冶金容器例如浇铸中间包的内部。颗粒混合物与液体金属接触时烧结，这确保了衬里的粘着性。

根据现有技术，还已知这样的方法，根据该方法，将至少两层不同的组合物施加到冶金容器的内部，各自通过抛射上述类型的能够固着的含水糊状混合物进行施加。

这些含水糊状混合物的流动性(促进它们的施涂)与存在的润湿水的量成比例。必须通过干燥除去用于形成含水混合物的润湿水，这涉及固定化(immobilization)时间和能量消耗，这两者均不可忽视。

还已知存在这样的方法，根据该方法，将模板置于冶金容器内部，将由耐火颗粒和由可热固粘合剂构成的材料通过气动作用抛射到模板和容器内壁之间，然后施加加热并同时维持模板在原位以使粘合剂固着，最后除去模板。浇注材料包含含有结晶水的无机化合物。结晶水是与晶体化学结合的水，对于维持晶态性能是必需的，然而能够通过充分加热除去。

还已知的是，可通过湿混凝土的振动浇注，或者通过具有自流动 稠度的混凝土的无振动浇注，由耐火混凝土的浇注制造耐火体。在两种方法中，所有混凝土材料需要均匀混合和润湿。通常，将基体和粗材料一起配混。然后加入水以产生流动性并且引发形成理想形状的最终产品的反应。为此，材料的大部分是细粒基体材料。该材料具有高的表面积，这使其本身在不利条件例如大多数耐火应用中易于遭受侵蚀。较大比例的水改善了混合物的流动性，然而促进了所形成的产品中孔隙的形成。可浇注物中高的混合水含量意味着非常长的变干燥时间和差的机械强度。较小比例的水抑制孔隙形成，然而产生易于开裂、破碎和散裂的产品部件。在极端情形中，使用小比例水的配制剂不能够形成粘着的部件。

为提高抗热震性，在振动浇注材料中和在自流动材料中使用纤维材料。纤维材料的使用提高了对高水平的混合水的需要并且使浇注更为困难。由于它们的高密度而对抗渣性有益的非常粗的材料仅可一定程度地加以使用，这是因为具有非常高的粗材料含量的混凝土的浇注非常困难。

还使用渗透法来生产含有粗颗粒且混合有以浆料形式引入的较细颗粒的物品。例如，可以用可具有约1-60mm尺寸的干燥粗颗粒填充模具以形成成形的干物体。然后用由粘合剂、水和颗粒尺寸分布为0.0001-3mm的细填充材料构成的浆料渗透所述成形干物体。根据该方法的渗透是耗时过程。通过该方法生产厚部件的困难随着部件厚度而增加，除非使用较大的骨料。

本发明的目的是克服已知组合物的缺点，并且生产其中混合水的量得以最小化、基体材料的量得以最小化、成形干物体的孔隙率得以最小化、成形干物体的密度得到提高的产品，以及生产具有提高的断裂模量和冷压碎强度值的产品。

发明概述

已发现某些组成特征单独地或组合地产生可浇注材料，该材料在与现有技术的组合物相比时，能够以减少量的水进行配制并且表现出 提高的密度和降低的孔隙率。这些特征包括：

1)最粗的耐火粒度级(grain fraction)占干组合物的50重量％或更大；该粒度级与较小粒度级通过最小颗粒直径与最大颗粒直径之比为至少 或至少2的间隔(gap)分隔开。例如，最粗的耐火粒度级可由直径大于500、800或1000微米的颗粒构成，并且可以是具有最大颗粒尺寸例如1000、2000或4000微米的封闭粒度级。

2)该组合物含有至少4个粒度级，其中由颗粒直径比为至少 的间隔或者由颗粒直径比为至少2的间隔分隔开的3个邻近粒度级具有的剩余重量百分数(该粒度级中的颗粒关于该粒度级中的所有颗粒加上所有较小颗粒的重量的重量百分数)相对于各自紧邻较大的颗粒尺寸粒度级并且按递减的颗粒尺寸顺序为较小值、较大值和较小值。这种配置(较大、较小、较大和较小的粒度级)命名为“交替剩余重量百分数”组合物。