[发明专利]用于具有高的钙长石份额的轻质耐火砖的组合物

说明书

技术领域

本发明涉及用于制造轻质耐火砖的组合物，所述组合物包括至少一种铝硅酸盐和/或至少一种钙-铝硅酸盐以及至少一种无机粘合剂。此外，本发明涉及轻质耐火砖、所述轻质耐火砖的应用以及用于制造所述轻质耐火砖的方法。

背景技术

这样的组合物由现有技术所公开。例如在DE 41 35 441 A1中介绍了由包含15-25％的粘土或粘土矿物、20-50％的耐火泥和20-50％造孔剂(Porosiermittel)的混合物制成的原料，该原料经历造型过程和接下来的干燥过程，随后经历缓慢的加热过程和陶瓷烧制过程。在此，在大约700℃和大约1000℃之间的温度范围内遵守最大每小时250K的缓慢的升温率。这样所获得的轻质耐火砖仅具有适度的隔绝作用。此外，缓慢的升温率不利地影响到生产速度。

此外，由EP 059543 A1介绍了用于制造轻质耐火砖的组合物，该组合物包含：55-95重量％的粘土矿物；以及相应地0-45重量％的石英、长石及云母，其中，所述组合物的5重量％由云母和/或长石组成。在制造时，之前所提及的原料在贮水器中均质化，按照该方式获得的混合物连同有机泡沫一起被调整到预先规定的升重量，并且随后浇铸到铸型模具中。接下来，将按照该方式制造的坯件加以干燥、烧制并且最后裁切成所需要的尺寸。这样的砖虽然具有低的导热率进而还有良好的隔绝特性，但是其具有低的抗压强度以及对抗温度变换荷载的低抵抗能力，这在一些应用领域中随之带来缺点。

此外，由WO 03/008357公知了一种具有取向性孔隙结构的泡沫陶瓷，该泡沫陶瓷由氧化铝基/硅酸盐基和/或碳化物基和/或氧化锆基和/或羟基磷灰石基的陶瓷物料构成。在由这些材料制造轻质耐火砖时，以如下方式来执行，即，获得取向性的、打开的或者闭合的孔隙结构。该制造方法是昂贵而且复杂的，从而至今未公知该方法的实践中的执行方案。

最后，由US 3,297,801公知如下的隔绝性的轻质耐火砖，所述轻质耐火砖由粘土、石膏、锯屑以及耐火泥的混合物所组成。在制造时，这些成分(石膏除外)首先与水一起加工为浇铸浆状物，接下来向该浇铸浆状物添加石膏，然后在模具中加以铸型和硬化。这种砖的缺点是其高石英份额，特别是方英石份额，方英石被归入为潜在的致癌物质。这些物质可能在裁切时被释放并且在操作人员吸入时引发健康损害。

此外，除了前述的缺点外，这些防火砖的收缩特性一部分是不令人满意的。这一点这样可以察觉：这些砖堆砌在炉子中后，在砖之间的接缝处可能出现裂缝，这些裂缝会妨害整个防火内衬的隔绝特性。此外，经常具有高腐蚀电位的燃气通过这样的裂缝到达炉子材料。

发明内容

本发明的任务在于，完成用于轻质耐火砖的、不具有前面所述缺点的组合物。特别地，凭借所述组合物应实现所述轻质耐火砖的制造，这些轻质耐火砖一方面具有良好的隔绝作用和对抗温度变换载荷的高抵抗力，并且在此，另一方面具有高抗压强度。此外，该砖应该能被容易地加工，特别是具有低收缩率。此外，该砖的制造能够以低花费在生产时间同时很短的情况下来进行。

该任务在开头提及的组合物的情况下以如下方式得以解决，即，该组合物具有的钙硅酸盐含量占干燥组合物的5至25重量％。

本发明基于如下的认识，即，在由所述组合物制造的轻质耐火砖时，在制造期间在烧制砖时调整出很高的钙长石含量，其中，含量至少为75重量％。在此认为：钙长石的高含量表现出依据本发明的轻质耐火砖的良好的特性，特别是这种轻质耐火砖在抗压强度和温度变换载荷同时很高时很低的导热能力。

同时，所获得的砖的特征是石英和方英石的很低的总含量，该总的含量特别是少于10重量％。

钙硅酸盐在本发明的意义中理解为这样的化合物，所述化合物大致仅由元素钙、硅和氧构成。也就是说，这种化合物特别所具有外来金属离子(例如铝或者镁)含量处在少于6重量％、优选少于3重量％的范围内。特别适合用在之前所提及的根据本发明的组合物中的钙硅酸盐选自硬硅钙石、托勃莫来石(雪硅钙石)、水化硅酸钙(CSH)-相、硅灰石或者这些物质的混合物。CSH-相理解为如下的矿物或者普遍的物质，这些物质具有通式为x CaO y SiO₂ z H₂O的复杂组合物。这些物质也被称为钙硅酸盐水合物。

在本发明的范畴内，用作铝硅酸盐或者钙-铝硅酸盐的是粘土、膨润土、蓝晶石、长石、层状硅酸盐—特别是云母。这些物质通常以细粒的形式来使用，通常颗粒尺寸处在μm-范围内。这样所使用的粘土、蓝晶石和钙硅酸盐的粒径优选为100μm或更小。蓝晶石优选以最大为500μm的粒径使用。