[发明专利]表面上形成粘附耐火层的方法和混合物

说明书

本发明涉及表面上形成粘附耐火材料层的方法，其中向该表面同时喷氧及耐火颗粒与可燃颗粒的混合物，与氧进行放热反应而在燃烧热作用下形成上述耐火层。本发明还涉及表面上喷混合物和氧而形成粘附耐火层的工艺所用混合物，其中包括耐火颗粒和可燃颗粒，能与氧进行放热反应以放出足量热而在该燃烧热作用下形成上述耐火层。

若希望表面上就地形成耐火层，则已知可选两种主要办法。

第一种，有时也称作“ceramic welding”，见于GB1330894(Glaverbel)和GB2170191(Glaverbel)，其中在氧存在下向表面喷耐火颗粒和可燃颗粒混合物而形成耐火层。可燃颗粒的组成和粒度可使其与氧发生放热反应而同时形成耐火氧化物并释放足量热使喷入的耐火颗粒至少表面熔融，如用铝和硅。适当地讲，已知硅可称为半熔融，但因为的表现类似于某些金属(能大量放热氧化而形成耐火氧化物)，这些可燃元素简称为可燃金属物。一般建议高浓度氧存在下喷颗粒，如用工业级氧作主体载体，因此可使形成的粘附耐火层粘附到喷颗粒表面上。由于极高温度可进行陶瓷熔接反应，所以可使陶瓷穿透被处理耐火物表面上可能存在的渣而使表面软化或熔融。从而使被处理表面和所形成的耐火层之间达到很好的结合。

可应用这些已知的陶瓷熔接法形成耐火制品，如特型体，但更广泛用于形成涂层或制砖或壁并且尤其用于修复或增强现有耐火结构，如修复壁或对耐火设备，如制造玻璃的炉壁或焦炉进行涂层。

该操作一般在耐火基体受热时进行，这可修复受侵蚀耐火表面，而设备们能基本保持其工作温度并在某些情况下甚至还可同时操作。

第二种已知在表面上形成耐火层的方法称为“flamespraying process”，其中包括将火焰引向待形成耐火层的位置并将耐火粉喷过该火焰，该火焰可用气态燃料或液体或甚至焦炭送入。很显然，有效利用该火焰喷射技术要求燃烧完全燃烧而产生尽可能热的火焰并达到最高热效率。火焰喷射法达到的火焰温度一般没有陶瓷熔接技术达到的温度高，结果使形成的耐火层也不好，并且由于新耐火材料层和耐火基体表面间结合是在低温下达到的，所以也不牢固。此外，这种火焰与陶瓷熔接反应比起来，不太宜于穿透被处理耐火表面可能存在的渣。

陶瓷熔接法所用混合物组成一般应使获得的修复层化学组成类似于或接近于基体的耐火材料组成，这可保证新材料和其基体材料间达到相容性和粘附性。

但我们发现若希望修复某些耐火结构就会出现问题，并且即使耐火层化学组成类似于基体耐火材料组成也如此。

例如，用主要含碳硅粒子以及金属可燃物颗粒，如铝和硅粒子的混合物修复碳化硅基耐火表面结构时就会使耐火层并不总是能显示足够的与基体耐火材料的粘附性。

碳化硅基耐火材料用于某些冶金设备，尤其是用于钢铁工业或锌蒸馏塔的高炉。在设备操作过程中，耐火结构的某些部分最低操作温度相当低，如700℃左右，并可能另外经受足量的室温变化。已观察到已知方法在耐火结构这些部分产生的耐火层也并不总量显示出与基体耐火材料的足够粘附性，并且某些情况下，尤其是修复温度低的预制件或耐火壁时，新耐火层与基体耐火材料完全分离并在设备操作中自行脱落。

若想修复高密度二氧化硅基质(如此称呼，为的是使其与常见低密度二氧化硅耐火材料有所区别)制成的某些炼焦炉耐火结构也呈现类似问题，即使可形成化学组成上与基体耐火材料类似的耐火层，新材料也并不总是具有足够的粘附性并且在炉运转中甚至与基体耐火材料层迅速脱离。

WO90103848(Willet／Willard)公开了一种炉衬修复方法，其中惰性载气和耐火氧化物颗粒及可燃氧化性物料送入火焰喷射装置，其中高压氧吸收并加速载气／颗粒混合物。Willard用该法修复铜冶炼转化炉中的耐火板／砖或修复碳化硅接料塔，例如将含79％碳化硅，16．25％硅，4％铝和0．75镁喷射通过双层之面里空气氧体系而达到碳化硅接料塔。

但该法中用镁金属粉不利，至少是因为金属镁很易挥发，形成的耐火涂层组成极不稳定。

本发明目的的一是解决上述问题。