[发明专利]通过加入碳酸钙而富含钙的耐火材料

说明书

背景技术

本发明涉及用于施涂于耐火结构的耐火材料，以及将耐火材料施涂于 耐火结构或内衬的方法。更具体地说，本发明涉及保存或保持耐火结构或 内衬免受机械侵蚀和/或腐蚀性材料侵蚀，所述腐蚀性材料例如为在金属或 金属合金的制造过程中产生的那些，包括酸性和碱性炉渣。耐火衬里也暴 露于热冲击，这会导致耐火材料的过早失效。

发明内容

本发明涉及耐火材料组合物以及涂覆耐火结构、特别是使用耐火材料 的热耐火结构的方法。耐火材料可以施涂于耐火结构如容器或钢包。施涂 于耐火结构的耐火材料组合物包含约20至约95重量％的氧化镁基耐火材 料，约2.0至约10重量％的碳酸钙和约0.1至约5重量％的粘结剂如有机酸、 碱性硅酸盐或碱性磷酸盐。

来自与耐火结构上的耐火材料接触的炉或容器的热量通过向耐火材料 传热以形成耐火材料的高密度基体而加速本发明的耐火材料的硬化和固 化。施涂的耐火材料从塑性状态转变成其最终形式的非塑性的或基本上硬 的且不可弯的状态，在该最终形式中存在上述高密度基体。耐火材料中的 碳酸钙经过来自炉或容器的传热而在原位煅烧，其在施涂了耐火材料的耐 火结构中经受处理。因此在耐火材料不再处于塑性状态后产生二氧化碳气 体。耐火材料形成高密度基体，该基体抵制炉渣和熔融金属的渗透。

在本发明中，碳酸钙原位煅烧，这在耐火物质基体中留下氧化钙高反 应性源。在本发明中，最粗粒的碳酸钙可以是ATF-20，其具有从0.85mm 以下开始的颗粒尺寸分布。本发明的很细的碳酸钙可以是15-15石 灰石产品，其具有从15微米(0.015mm)以下开始的颗粒尺寸分布。在本 发明中，加入细的碳酸钙以便可以与氧化镁颗粒和任何渗入的炉渣反应， 而不是作为用于耐热冲击的粗颗粒尺寸分布。

在另一实施方案中，耐火材料组合物的氧化镁基耐火材料以约20至约 95重量％的量存在。

在另一实施方案中，耐火材料组合物的氧化镁基耐火材料以约60至约 88重量％的量存在。

在另一实施方案中，耐火材料组合物的碳酸钙以至少两种不同的颗粒 尺寸分布存在。精细形式的碳酸钙以约3.5至约4.5重量％的量存在，较粗 形式的碳酸钙以约3.5至约4.5重量％的量存在。

在另一实施方案中，耐火材料组合物的碳酸钙以至少两种不同的颗粒 尺寸分布存在。精细形式的碳酸钙以约2.5至约3.5重量％的量存在，较粗 形式的碳酸钙以约2.5至约3.5重量％的量存在。

在另一实施方案中，耐火材料组合物还包含约0.2至约8重量％的氢氧 化钙。

在另一实施方案中，耐火材料组合物还包含约0.1至约2.0重量％的增 塑剂，如膨润土。

在另一实施方案中，耐火材料组合物还包含约0.1至1.0重量％的分散 剂，如柠檬酸。

该耐火材料可以通过喷补(gunning)系统进行施涂。

在耐火材料的高密度基体形成后，一层耐火材料保护该耐火材料所施 涂的耐火结构抵制腐蚀性材料如熔融炉渣和熔融金属的侵蚀，尤其是抵制 酸性或碱性炉渣以及钢的侵蚀。

在本发明方法中，可以在使衬里暴露于腐蚀性材料之前以及暴露于腐 蚀性材料之后施涂耐火材料，以提供厚度为约1英寸至约12英寸的耐火材 料层。理想地，耐火材料的施涂可以在耐火衬里最初暴露于腐蚀性材料之 前进行，并可以在该衬里每次暴露于那些腐蚀性材料之后重复进行。根据 腐蚀性材料向所施涂的耐火材料中的侵蚀、腐蚀或渗透程度，本发明的耐 火材料不必在腐蚀性材料与耐火材料的每次接触之后均进行再施涂。

耐火材料的施涂可以在耐火材料处于约32°F至约2500°F的温度时进 行。

具体实施方式

现在将通过以下说明和非限制性实施例对本发明进行详细说明。除非 另外指明，所有的百分数均基于重量，并且所有的温度均为华氏度。

施涂于耐火结构的组合物包含约20至约95重量％的氧化镁基耐火材料 例如氧化镁，约2.0至约10重量％的碳酸钙，以及约0.1至约5.0重量％的 粘结剂例如有机酸、碱性硅酸盐或碱性磷酸盐。