[发明专利]可喷涂的耐火材料组合物

说明书

本发明涉及实质上无碱的耐火材料组合物，该组合物优先与水混合，并且喷到哓口盘的永久炉衬上形成随即易处理的炉衬。浇口盘和铸勺是加工金属和金属合金中使用的中间密闭容器。这些容器包括耐热性高的永久耐火炉衬材料。一种材料如50～70%Al₂O₃砖经常被用于形成永久耐火炉衬。虽然永久炉衬材料的耐热性高，但是，在熔融金属加工期间与熔融金属接触，以及多次的冷热循环会腐蚀永久炉衬，需要频繁的更换永久炉衬。因此，根据浇口盘的永久炉衬或其它熔融金属加工装置的永久炉衬制成干燥可振动的，可抹平的、可喷射或可喷涂的耐火材料制成的易处理的炉衬。

该易处理的炉衬用作为热的或化学阻挡层，该阻挡层保护永久炉衬，同时保持熔融金属的温度。在浇口盘或铸勺经多次循环使用之后，更换易处理的炉衬。由于与永久炉衬相比，易处理炉衬具有不同的热膨胀系数，“脱渣壳desklling或除去易处理炉衬应该是容易完成的。但是，过去使用的形成这类易处理炉衬的耐火材料组合物常常包括碱性氧化物，如，Na₂O和K₂O。浇口盘和铸勺的热渗透能引起易处理炉衬和永久炉衬的界面发生反应。在这个界面上，该氧化物可与永久炉衬发生反应，由此造成两个炉衬的熔化。因此，易处理炉衬的脱渣壳变得困难，在这操作期间，熔化到易处理炉衬中的部分永久炉衬可被除去。而且，永久炉衬的污染增加了靠近易处理炉衬层的热膨胀系数。该层和剩余的永久炉衬之间不同的膨胀能使永久炉衬的薄层剥落，因而导致过早的损坏。

碱性耐火材料通常用作为易处理炉衬材料。术语“碱性”是指这些材料的化学特性，而不是指其组合物的组成。碱性耐火材料包括氧化镁，煅烧白云石，橄榄石，氧化钙或其混合物。

除了耐火骨料之外，这类传统的耐火材料组合物还可包含各种粘结剂，降低密度的物质和增塑剂。此外，为了便于抹平，喷涂或喷射之用，通常向组合物中加入水。

可喷耐火材料一般含约20～30%重量的水，于是，能将它们通过皮带管泵送，并且当它们与喷枪中的压缩空气混合时可喷雾。可喷雾的炉衬很适用于浇铸容器如热顶，铸勺、浇口盘，槽和管子。

至今，人们已经观察到可喷的耐火材料具有坍塌的缺点，即目前所使用的耐火材料缺少必要的粘附，以保持固定到被其施用的表面上。

因此，很有必要提供一种有利于用作为易处理炉衬的可喷雾耐火材料，而该炉料具有令人满意的热绝缘性，容易从永久炉衬上除去，并且它提供了没有明显的湿材料塌落的均匀层，更有必要提供一种可喷雾材料，该材料具有以上的优点，同时其密度还不超过100磅/英尺³（“P.C.F.”），并且允许喷枪的停留时间高达约30～40分钟而不堵塞。此外，如果这些材料基本上没有碱性氧化物存在，那么可以减轻永久炉衬的污染和/或过早损坏的问题。

按照本发明，提供了一种实质上无碱性氧化物的耐火材料，该材料能被用作为易处理的耐火炉衬，该炉衬具有令人满意的耐化学和耐高温性并且在冷却后能容易的除去。

更具体地说，本发明提供了一种低密度，实质上无碱性氧化物的耐火材料组合物，其组合物含有不超过0.1%重量的碱性氧化物。而且，该组合物在喷雾使用时能防止塌落，同时具有的停留时间高达约30～40分钟，而喷雾装置没有堵塞。该组合物的干基密度低于100P.C.F，一般约80～95P.C.F。另外，该组合物的碱性组分总含量不超过组合物总量的0.1%。因此，由本发明的耐火材料组合物制成的易处理炉衬有助于延长浇铸装置内的永久炉衬的使用寿命。

包含硬化剂，缓凝剂，一种或多种降低密度的物质，增塑剂，低温粘结剂和耐火骨料的耐火材料组合物获得了上述的优点。此外，可以按预定的重量比加入硬化剂和缓凝剂，以便在组合物的喷涂使用期间达到最佳性能。

在下文的描述中，所有的百分率或%除另有说明外均为重量百分比。

本发明涉及耐火材料组合物，该组合物包含作为主要组分的各种耐火骨料的任何一种，耐火骨料如氧化镁，煅烧白云石，橄榄石，氧化钙、氧化铝，氧化硅和其结合物。对于易处理的浇铸容器或浇口盘衬里，优选的耐火骨料应该是碱性耐火材料，更优选的，为以氧化镁或其它MgO源为基的耐火材料。

氧化镁骨料应该含有至少约50～95%    MgO，于是，可以选择任何具有水溶性颗粒的耐火颗粒的MgO源，如僵烧氧化镁，海水氧化镁，方镁石或类似物质。在无碱性氧化物组合物的配方中，耐火骨料的剩余百分率应该不含有任何明显量的碱性氧化物组分。