[发明专利]新型低温硬化耐火材料

说明书

本发明研制了一种新型的工业上用量很大的低温硬化耐火材料。它主要用作熔融金属的容器及水口，如金属熔精炼炉、铁水色、中间色、化铁炉等的内衬材料。

众秘周知，过去的内衬用耐火材料是掺以重量比为3～10％(以下％均表示重量％)的水那样的液体进行混合后用于施工的，所以用于实际使用前，必需经高温加热干燥。为此，要消耗大量的热能和时间。而且，加热干燥操作容易引起内衬结构龟裂、剥离等致命损伤的严重问题。所以，根据降低成本、延长施工对象的运转时间，以及延长内衬结构使用寿命的要求，需要确定解决上述问题的根本对策，这是本工业界长期没有解决的课题。

本发明一举解决了上述问题，满足了今日我国工业界，特别是钢铁工业界的迫切愿望。

下面具体说明本发明的内容

新发明的无定形耐火材料是在通常的耐火原料中配入0.5～5％的金属粉末作为烧结材料、配入0.5～3％的磷酸盐玻璃作为烧结、硬化材料而制成的。它可以干粉状态直接使用。以及除了在通常的耐火原料中配入0.5～5％的金属粉末作为烧结材料，配入0.5～3％的磷酸盐玻璃作为烧结、硬化材料外，再配入0.1～6％的沥青粉末作为低温硬化剂而制成的。它可以干粉状态直接使用。

组成本发明耐火材料的烧结材料为铝、硅等金属粉末，它们是作为桥接烧结材料用的。但是，它们对于烧结温度的反应是很敏感的。在使用硅粉的情况下，两部分材料受到相当于600℃温差的不同热量时，足以使其强度等物理性能产生显著的差别。在物性显著差异的交界面处会发生结构破坏性的龟裂。为了抑制这种由于对烧结温度反应敏感的缺点、在本发明耐火材料的配方中、限定最高含量为5％是有必要的。但是如果将该金属粉末的含量低于0.5％时，就会失去架桥烧结的效果。所以金属粉末的配比如前所述，控制在0.5～5％。

就上述情况：假如配料中同时加入两种上述金属粉末的话，由于它们对烧结温度敏感性不同，所以减少了由烧结时产生的物理性能的差别。

新发明的耐火材料中所使用的烧结材料、硬化材料——磷酸盐玻璃粉，众所周知，是起架桥烧结作用。在250℃～300℃低温下，组成中的玻璃熔融并起着硬化作用。

当磷酸盐玻璃在本发明耐火材料中的配比高于3％时，会产生下述两种弊病。其一，由于玻璃熔融生成的液相残留在结构的内部，不易挥发，可将集料搅在一起，这就造成了所谓的液相收缩。这不仅会引起龟裂，而且还会降低耐火度，同时还会提高熔融金属或炉渣的化学应活性。其二，磷酸盐玻璃粉起架桥烧结作用与前述金属粉末的烧结反应相比、对温度变化反应缓慢，难以控制。也就是说，当磷酸盐玻璃粉含量超过3％时，由于反应温度的差别，会急剧引起结构强度差异等物理性质不同的现象，在结构内部物理性能不同的交界面上，会引起应力集中并发生龟裂崩坏。

根据上述两条理由，尤其是第一条理由，磷酸盐玻璃的配合量应在3％以下。

如果磷酸盐玻璃含量低于0.5％，不但起下到架桥烧结的效果，而且几乎丧失了硬化作用。所以磷酸盐玻璃粉末的含量限定在0.5～3％。

如前所述，本发明中作为烧结材料、硬化材料的磷酸盐玻璃粉的配入量应在0.5～3％。不仅具有烧结效果，而且还具有硬化作用。如果再配入0.1～6％的低温硬化材料沥青粉末时，就具有很好的低温硬化效果了。

在本发明的耐火材料中，利用了沥青粉经加热软化-→硬化(碳化)的特性。在施工时，对被允填在施工场所的干粉本发明耐火材料，用模型板或栅栏板作支撑后进行加热，配入的沥青就软化熔融了，于是就将集料拉在一起，再进行加热，此时由于沥青的硬化，耐火集料间就站着硬化了。

在此情况，如果沥青粉末在本发明耐火材料中的含量超过6％时，将会造成下述后果：随之软化的内衬结构的可塑变形，由于自身重量而引起崩坏；在沥青的软化-→熔融-→硬化过程中产生有害坏境的气体；并会引起象含水耐材料干燥时发持龟裂的现象；而且，沥青硬化(炭化)后，内衬结构内部多余沥青的存在，会增加可燃性的危险，根据内衬的使用条件，与其认为熔融金属润湿性下降能产生有利的因素，不加认为由于容量容易燃烧而引起结构强度下降所造成的负结果。

但是，当沥青含量低于0.1时，其低温硬化作用就消失了。

所以沥青粉末含量控制在0.1～6％之间。

此外，根据前述磷酸盐玻璃粉末的含量，沥青粉配入量可作加减，这就不必说了。如前所述，在本发明耐火材料的配方中，不管是否加入沥青粉末，都以干粉状使用，不必配入象水那样的液体。