[发明专利]用于制造耐火产品的颗粒、此类颗粒的用途、耐火产品、制造耐火产品的方法以及由其制造的耐火产品

说明书

本发明涉及用于制造耐火产品的颗粒、此类颗粒的用途、耐火产品、制造耐火产品的方法以及由其制造的耐火产品。

本发明涉及用于制造耐火产品的颗粒、此类颗粒的用途、耐火产品、制造耐火产品的方法以及由其制造的耐火产品。

术语“耐火产品”在本发明的意义上特别地是指耐火陶瓷产品，其特别具有超过600℃的使用温度，优选根据DIN 51060:2000-6的耐火材料，即具有熔锥值（Kegelfallpunkt）> SK 17的材料。熔锥值的测定可以特别地根据DIN EN 993-12:1997-06进行。

耐火产品经常基于氧化物Al₂O₃、MgO、Cr₂O₃、SiO₂、CaO或ZrO₂的至少一种。

如果应提供具有高耐腐蚀性和磨损强度的耐火产品，这些产品经常具有一定含量的ZrO₂（二氧化锆）。就此而言，包含ZrO₂的耐火产品的优选使用领域例如是连续铸钢，其中包含ZrO₂的耐火产品例如用作滑板（Schieberplatte）、整体塞棒（Monoblockstopfen）、浸管（Tauchrohr）或浸入式水口（Eintauchausguss）。通常在此，并非整个耐火产品，而是只有必须设计为特别耐腐蚀和/或耐磨损的区域是基于ZrO₂形成的。特别地，这些区域可以是耐火产品的如下区域，其在使用中布置在炉渣区域中、或在其上钢熔体具有相对高的流动速度。

原则上，ZrO₂已被证明作为这样的耐火产品中的耐腐蚀材料是有利的。然而，当ZrO₂用于耐火材料时，必须始终考虑已知的情况，即ZrO₂以三种变体出现。因此，在室温和最高大约1173℃的温度下，纯ZrO₂以单斜低温相存在，其在高于此温度时转变为四方或立方高温相。在高于大约2370℃的温度时，ZrO₂仅以立方变体存在。这些相转变是可逆的，其中向单斜低温变体的逆向转变向较低温度偏移，并且自大约920℃起才发生。

由于ZrO₂的单斜低温相具有比四方和立方高温相大大约5％的体积，在超过或低于单斜低温相向四方或立方高温的转变温度时，分别出现ZrO₂的相应的收缩或膨胀。由于此体积变化，在包含纯ZrO₂的耐火产品中会导致产品中的裂纹形成。

为了避免在低于该转变温度时ZrO₂的体积突跃，已知通过添加特定氧化物来将该高温变体稳定化，以使得该高温变体在室温下也保持亚稳定。已知作为起相应稳定化作用的氧化物是例如MgO、CaO、Y₂O₃或稀土氧化物。例如，通过向ZrO₂加入至少16摩尔％的CaO、至少16摩尔％的MgO或至少8摩尔％的Y₂O₃，所述立方变体可以直至室温保持亚稳定。这样完全地稳定化的ZrO₂也被称为完全稳定化ZrO₂（FSZ，“完全稳定的氧化锆”）。如果ZrO₂通过加入仅仅如下含量的起稳定化作用的氧化物而稳定化，以致所述立方变体仅仅部分地直至室温保持亚稳定，则也称为部分稳定化ZrO₂（PSZ，“部分稳定的氧化锆”）。

完全稳定化ZrO₂具有线性热膨胀，而当超过或低于转变温度时，部分稳定化ZrO₂依赖于仍为单斜的ZrO₂含量仅具有或多或少程度明显的体积突跃。相应地完全或部分稳定化ZrO₂因此适合作为用于耐火产品的材料。