CN104105677A - 用于制造耐火材料的共混物、耐火材料、制造耐火材料的方法和物质作为烧结助剂的用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于制造含烧结氧化铬的耐火材料的共混物、含烧结氧化铬的耐火材料、制造含烧结氧化铬的耐火材料的方法以及钛酸镁的用途。

Description

用于制造耐火材料的共混物、耐火材料、制造耐火材料的方法和物质作为烧结助剂的用途

本发明涉及用于制造含烧结氧化铬的耐火材料的共混物，含烧结氧化铬的耐火材料、制造含烧结氧化铬的耐火材料的方法以及钛酸镁的用途。

术语“耐火材料”在本发明中特别是指具有高于600℃的工作温度的陶瓷产品，优选是符合DIN 51060的耐火材料，即具有高于SK17的熔锥当量（Kegelfallpunkt）的材料。

耐火材料已知为成型耐火产品，例如砖，和尚未成型的耐火产品，特别是耐火水泥、耐火料和耐火泥的形式。

特别地，耐火材料由陶瓷原材料，特别是氧化物二氧化硅（SiO₂）、氧化铝（Al₂O₃）、氧化镁（MgO）、氧化钙（CaO）、二氧化锆（ZrO₂）和氧化铬（Cr₂O₃）构成。由于氧化铬（Cr₂O₃）特别具有提高耐火材料的耐蚀性（特别是对侵蚀性熔体和炉渣）的性质，如果在耐火材料中需要高耐蚀性，使用具有高氧化铬（Cr₂O₃）比例的耐火材料。

使用耐火共混物制造耐火材料。这些共混物特别包含在陶瓷烧制时形成该耐火材料的那些组分。为了制造耐火材料，通常首先将该共混物与粘合剂混合，然后烧制。如果要使用该共混物制造成型耐火产品，则在与粘合剂混合后和在烧制前，将该共混物成型。

烧制特别使该共混物的组分烧结。在烧制后，获得烧结耐火陶瓷材料。

当烧制和烧结含有一定比例氧化铬（Cr₂O₃）的共混物时，增密困难，因为根据氧分压和温度，形成具有高蒸气压的铬氧化物。因此，必须准确设定关于烧制气氛和燃烧气体的分压的烧制条件。

根据烧制时氧的分压，铬可以以氧化数（氧化态）+6、+4、+3或+2存在，以及对于金属铬，以氧化态0存在。除Cr₂O₃形式的氧化铬（其中铬具有氧化数+3）外，所有其它铬氧化物都具有高蒸气压。特别地，当烧制和烧结具有高氧化铬含量的共混物时，因此需要烧结助剂以在烧制时实现氧化铬的烧结。此外，关于烧制气氛和氧分压，必须很精确设定如上所述的烧制条件。

烧结氧化铬的助剂的已知实例是二氧化锆、二氧化钛、氧化镁或硅酸盐形式的添加剂。

但是，即使在该共混物中使用这种类型的烧结助剂，通常也极难将具有高氧化铬含量的共混物烧制成耐火材料或在烧制时将氧化铬烧结至足够的密度。特别地，难以将具有高氧化铬含量的耐火材料烧结至尽可能高的密度。

过去，为了开发以尽可能高的密度提供具有高烧结氧化铬含量的耐火材料的技术，已经作出许多尝试。EP 0 546 432 B1例如描述了这样的技术。根据该文献，混合氧化铬和氧化钛，成型并在第一烧制程序中在还原气氛中烧制，粉碎，与尚未烧制的氧化铬混合，成型并在第二烧制程序中最终还原烧制。因此，这种方法需要两个烧制程序，因此只能以巨大的花费实施。

本发明的目标是提供用于获得含烧结氧化铬的材料的技术。特别地，该技术提供烧结并增密至最大程度的陶瓷耐火材料。此外，该耐火材料应当具有尽可能高的烧结氧化铬含量。特别地，本发明的目标还在于提供用于制造这种含烧结氧化铬的耐火材料的共混物。本发明还旨在提供这种含烧结氧化铬的耐火材料。最后，在本发明的另一方面中，提供制造这种含烧结氧化铬的材料的方法。

借助用于制造含烧结氧化铬的耐火材料的共混物实现这些目的，所述共混物包含下列组分：

氧化铬；

钛酸镁；以及

任选地，其它组分。

本发明特别基于钛酸镁充当烧结氧化铬的助剂的认识。特别地，本发明的发明人已经发现，钛酸镁可用作烧结助剂以助于在用于制造耐火陶瓷材料的含氧化铬的共混物的烧制过程中烧结氧化铬。在本发明中，已经观察到，钛酸镁在含氧化铬的共混物中发挥作用以在该共混物烧制时，氧化铬以优异的方式烧结并在氧化铬烧制和烧结后，钛酸镁在含氧化铬的共混物中的存在特别可以产生高密度耐火陶瓷材料。

本发明人推断，钛酸镁作为烧结氧化铬的助剂的作用基于钛酸镁抑制挥发性铬氧化物，即在高温下具有高蒸气压的铬氧化物的形成的事实。

如果钛酸镁以镁钛矿（MgTiO₃）形式用在本发明的共混物中，烧制时钛酸镁与氧化铬之间的化学反应可以如下：

。

如果钛酸镁例如以Qandilite（Mg₂TiO₄）形式用在本发明的共混物中，烧制时钛酸镁与氧化铬之间的化学反应可以如下：

。

烧制时“原位”形成的反应产物Ti₂O₃看起来抑制挥发性铬氧化物类型的形成，例如根据下列反应：

。

作为中间体形成的铬酸镁转化成在整个温度范围内稳定的相亚铬酸镁和氧化镁。

根据氧化镁（MgO）与二氧化钛（TiO₂）的摩尔比，钛酸镁可作为具有1:1的MgO/TiO₂摩尔比的镁钛矿（MgTiO₃）或以具有2:1至1:1的MgO/TiO₂摩尔比的Qandilite（Mg₂TiO₄）的形式存在。在1:2至1:1的MgO/TiO₂摩尔比下，钛酸镁为Karrooite（MgTiO₅）的形式。理论上，钛酸镁中的MgO/TiO₂摩尔比可以为1:10至10:1。优选地，根据本发明使用的钛酸镁中的MgO/TiO₂比为1:2至2:1。优选地，本发明的共混物中的钛酸镁因此以镁钛矿、Qandilite、Karrooite或这些钛酸镁材料的混合物的形式存在。

钛酸镁优选作为纯至高纯钛酸镁组分存在于本发明的共混物中。例如，钛酸镁可以以大于95%的纯度，也例如以大于98%或大于99%的纯度存在于钛酸镁组分中（相对于钛酸镁组分的质量）。

特别地，钛酸镁可以以特别可由纯MgO和TiO₂形成的合成钛酸镁组分的形式存在。

根据本发明，至少一部分钛酸镁可被至少一种下列物质替代：钛酸锰、钛酸钴、钛酸锌、钛酸镍或钛酸铁。由此，至少一部分钛酸镁可被可合并到尖晶石中的金属的一种或多种钛酸盐替代。

根据本发明，已经确定，当钛酸镁组分在该共混物中具有极小粒度时，钛酸镁充当烧结氧化铬的助剂的作用特别有利。优选地，钛酸镁组分的D₉₀粒度小于20微米，例如D₉₀粒度小于19微米、小于18微米或甚至小于15微米。

钛酸镁优选以使得在烧制时该钛酸镁完全或至少基本与该共混物中的氧化铬反应的比例存在于本发明的共混物中。钛酸镁优选以最多20重量%的比例存在于该共混物中，也例如以最多16重量%、14重量%、12重量%、10重量%、8重量%、7重量%或6重量%的比例。此外，本发明的共混物中的钛酸镁可以以至少1重量%的比例，也例如以至少2重量%或2.5重量%或3重量%或3.5重量%或4重量%的比例存在。

除非另行指明，关于本发明的共混物中或本发明的耐火材料中的相和组分的比例的所有信息作为每次相对于本发明的共混物的总质量或相对于本发明的耐火材料的总质量的重量%比例给出。

本发明的共混物中的氧化铬为氧化铬组分的形式，其例如可包含一种或多种基本纯至高纯的氧化铬组分和/或例如一种或多种不纯氧化铬组分，其中在后者中，氧化铬例如与其它物质混合或结合，特别是作为与其它氧化物，例如与一种或多种下列氧化物的混合氧化物：氧化铝（Al₂O₃）、二氧化硅（SiO₂）、氧化铁（Fe₂O₃）、二氧化钛（TiO₂）、氧化钙（CaO）、氧化镁（MgO）或二氧化锆（ZrO₂）。例如，不纯氧化铬组分中的氧化铬也可以存在于多种这样的混合氧化物的混合物中。由上述氧化物形成的混合氧化物可以例如是一种或多种下列混合氧化物：氧化铝-氧化铬、氧化铝-氧化铬-氧化锆、氧化铬-氧化锆、氧化铬-氧化铝-氧化硅（例如氧化铬-莫来石）或氧化镁-氧化铬，例如为铬铁矿或镁铬矿的形式。

如果本发明的共混物中的氧化铬例如作为不纯氧化铬组分存在，其可以例如也以含氧化铬的再循环材料的形式存在，所述材料例如使用本领域中已知的粉碎和制备技术制成并以此形式存在于该共混物中。

除非另行指明，如本发明中所用的术语“氧化铬”是指Cr₂O₃形式的氧化铬。

如果本发明的共混物中的氧化铬作为基本纯至高纯的氧化铬组分存在，其特别例如可作为绿铬矿，例如以高于90重量%的纯度，也例如以高于92重量%、95重量%、96重量%、98重量%、99重量%的纯度存在，分别就绿铬矿中的氧化铬（Cr₂O₃）的含量而言。根据一个优选实施方案，该共混物中的氧化铬唯一地或至少95重量%（基于氧化铬组分）作为高纯合成氧化铬组分，特别为绿铬矿形式存在。该氧化铬组分优选可以以烧结形式或由熔体制备形式存在，就该氧化铬组分中的氧化铬含量而言，例如具有高于95重量%的纯度（以Cr₂O₃表示）。

该氧化铬组分的至少大部分或全部优选具有≤45微米的D₉₀粒度。优选地，该纯至高纯氧化铬组分和/或不纯氧化铬组分的最大颗粒在本发明的共混物中在这一粒度范围内。此外，根据本发明，该纯至高纯氧化铬组分和/或不纯氧化铬组分的最大颗粒特别不超过0.2毫米或0.3毫米的粒度。

优选地，该共混物中的纯氧化铬组分的颗粒比不纯氧化铬组分更细。例如，不纯氧化铬组分的D₉₀值比纯氧化铬组分的D₉₀值大至少3或5或7或甚至8倍。明显较粗的不纯氧化铬组分的一个优点例如在于：其中可能存在的对氧化铬组分的烧结具有有害影响的物质在该共混物烧结时以较低程度从颗粒中扩散出来并且有害地影响烧结。

根据一个特别优选的实施方案，本发明的共混物中的氧化铬组分的颗粒比钛酸镁组分更粗。例如，氧化铬组分的D₉₀值比钛酸镁组分的D₉₀值大至少1.5或2或2.5或甚至3倍。

钛酸镁组分也可以以与氧化铬组分类似或更粗的粒度存在于该共混物中。但是，在这种情况下的特定缺点在于可能抑制烧结过程所需的扩散过程。除由此类共混物制成的材料的较差烧结外，其结果还可能在于，该钛酸镁组分在该共混物中可能不那样有效和/或可能需要更大的量。

如上所述，本发明的共混物包含特别具有极细粒度的氧化铬，即D₉₀粒度≤45微米且最大颗粒不大于0.2毫米或0.3毫米。除这种细粒度外，该共混物还可包含具有较粗粒度，特别是至少0.3毫米的粒度的组分，在下文中被称作“粗组分”。这种粗组分特别可以以0.3毫米至6.0毫米或至4.0毫米的粒度存在于该共混物中。

就此而言，本发明的共混物随之优选具有在45微米至0.3毫米粒度范围内的明显的粒度缺口。特别地，就此而言，该共混物的最多10重量%，也例如最多9重量%、8重量%、7重量%、6重量%、5重量%、4重量%、3重量%或2重量%的组分可具有45微米至0.3毫米的粒度。

粗组分可以是下列组分的至少一种：由纯氧化铬形成的组分、含氧化铬的组分或无氧化铬的组分。

如果粗组分包含纯氧化铬，其可以例如作为绿铬矿，例如以上文列举的纯度存在。

如果粗组分作为含氧化铬的组分存在，该组分例如氧化铬可以以与其它物质的混合物或化合物，例如以一种或多种由氧化铬与其它氧化物形成的上列混合氧化物的形式存在。

如果粗组分包含无氧化铬的组分，其原则上可以以任何耐火材料的形式，例如以由一种或多种下列组分形成的耐火材料的形式存在：二氧化硅、氧化铝、氧化镁、氧化钙、二氧化锆、氧化铁或二氧化钛。无氧化铬的粗组分特别优选例如以至少一种下列耐火材料的形式存在：锆莫来石、锆刚玉或刚玉。

如果该共混物包含适当的粗组分，该共混物的具有小于45微米粒度的组分特别在陶瓷烧制时烧结以形成基质，或它们形成粘合基质；该共混物的较粗粒度组分，特别是具有0.3毫米和更高粒度的粗组分嵌在其中。

如果该共混物具有粗组分，即粒度为至少0.3毫米的颗粒，则根据本发明，特别地，该共混物以最多85重量%的比例，例如以最多80重量%、70重量%、60重量%、50重量%、40重量%、30重量%、20重量%或10重量%的比例包含这种粗组分。相应地，如果其包含这种粗组分，该共混物可具有至少15重量%的粒度小于45微米的氧化铬组分的比例，也例如至少20重量%、30重量%、40重量%、50重量%、60重量%、70重量%、80重量%或90重量%的比例；根据本发明，已经表明，包含更少量的粒度小于45微米的氧化铬组分的共混物无法始终形成足以在陶瓷烧制时粘合粗组分的量的粘合基质。

当对共混物组分给出关于这些组分的D₉₀值的说明时，相关的粒度分布曲线特别对应于本领域中组分的通常已知的粒度分布曲线，特别是来自这些组分的现有技术中已知的制造和分级方法的对这些组分给出的粒度分布曲线。

原则上，在本发明的共混物中可以使用任何比例的氧化铬。特别地，氧化铬在该共混物中的比例特别取决于所使用的氧化铬组分和粗组分的类型和组成。在一个实施方案中，氧化铬在该共混物中的比例为至少80重量%，也例如为至少82重量%、84重量%、86重量%、88重量%、90重量%、92重量%、94重量%、96重量%以及98重量%。特别地，如果氧化铬在该共混物中的比例超过90重量%，则如果氧化铬至少主要以纯或高纯氧化铬组分的形式存在于该共混物中，特别可以实现这一点。

特别可通过有针对性地混合一定量的纯和不纯氧化铬组分调节氧化铬在该共混物中的比例。

利用本发明的共混物，可以制造具有高比例的烧结氧化铬，特别是具有高于80重量%或甚至高于90重量%的氧化铬含量的极致密的烧结耐火陶瓷材料。借助已知的现有技术，迄今几乎不可能制造具有这样高的氧化铬比例的极致密的烧结耐火材料。

如果氧化铬至少部分以一种或多种由混合氧化物形成的氧化铬组分的形式存在于本发明的共混物中和/或如果粗组分包含不由纯氧化铬形成的组分或甚至不含任何氧化铬，该共混物中的氧化铬含量也可以明显低于80重量%，例如仅为至少8重量%，以及例如仅为至少20重量%、40重量%、60重量%或70重量%。

本发明的共混物中的氧化铬含量在每种情况下以Cr₂O₃在整个共混物中的重量比例表示。

除上文提到的本发明的共混物的组分，即特别是含氧化铬和钛酸镁的组分外，该共混物还可含有其它组分，特别是在用于制造耐火材料的共混物中常用的其它组分，即例如耐火氧化物或非氧化物材料，例如由一种或多种下列组分形成的材料：二氧化硅、氧化铝、氧化镁、氧化钙、二氧化锆、氧化铁或二氧化钛。特别地，这些其它组分可作为粗组分存在于该共混物中。

特别地，根据本发明，本发明的共混物不包括或仅少量包括那些抑制或阻碍由本发明的共混物制造含烧结的（特别是致密烧结的）氧化铬的耐火材料的特定组分。在本发明中，已经特别表明，碱金属、过渡金属或含有此类组分的物质会损害本发明的共混物的烧结性质。根据本发明，碱金属、过渡金属或其化合物，特别是其氧化物，例如Na₂O、K₂O或二氧化钒随之各自以小于2重量%的比例，特别是以小于1重量%，小于0.5重量%或甚至小于0.1重量%的比例存在于该共混物中。此外，甚至SiO₂也对本发明的共混物的烧结性质具有有害作用，因此可以使SiO-₂以小于4重量%或3重量%或2重量%或1重量%的比例存在于该共混物中。由于SiO-₂在本发明的共混物中的有害作用特别取决于含SiO-₂的组分的粒度，则如果含SiO-₂的组分以D₉₀值低于300微米的粒度存在，SiO-₂在该共混物中的比例可以小于2重量%或甚至小于1重量%；如果含SiO-₂的组分以更粗粒度（即特别具有超过300微米的D₉₀值）存在，SiO-₂在该共混物中的比例可高达5重量%或4重量%或3重量%。

本发明还提供通过烧制如本文所述的本发明的共混物而获得或制成的含烧结氧化铬的耐火材料。通过本发明的共混物的陶瓷烧制获得含烧结氧化铬的耐火材料。由此，本发明的共混物的组分，特别是该共混物的含氧化铬的一种或多种组分烧结。然后，获得含烧结氧化铬的耐火材料。

此外，本发明提供特别可通过烧制如本文所述的本发明的共混物制成的耐火材料，其包含：

烧结氧化铬；

亚铬酸镁；

二氧化钛；以及

任选地，其它组分。

根据上文给出的反应方程式，钛酸镁和氧化铬在本发明的共混物的陶瓷烧制中反应形成氧化铬、亚铬酸镁（MgCr₂O₄）和二氧化钛（TiO₂）。由本发明的共混物通过陶瓷烧制制成的耐火材料因此包含一定比例的氧化铬（特别是烧结氧化铬）、亚铬酸镁以及二氧化钛。

特别地，如果它们在该共混物中具有小粒度，特别是小于0.3毫米的粒度，特别是如果它们以小于0.3毫米的粒度和≤45微米的D₉₀粒度存在，或它们在该共混物中完全具有小于45微米的粒度，钛酸镁和氧化铬在本发明的共混物的陶瓷烧制中一起反应形成氧化铬、亚铬酸镁和二氧化钛。氧化铬或含氧化铬的组分的较粗级分，特别包括粗组分，在较低程度上与该共混物的钛酸镁反应。如果除该混合物中的具有上述小粒度的组分外还存在粗组分，具有小粒度的组分形成粘合基质，具有0.3毫米和更高粒度的粗组分嵌在该粘合基质中。

如果由不含粗组分的共混物制造本发明的耐火材料，氧化铬可以以例如至少60重量%或70重量%的比例存在于本发明的耐火材料中。氧化铬在本发明的耐火材料中的比例特别优选为至少80重量%，也例如为至少82重量%、84重量%、86重量%或88重量%。此外，氧化铬在该耐火材料中的比例可以例如为最多94重量%，也例如为最多92重量%、90重量%或88重量%。

如果由不含粗组分的共混物制造本发明的耐火材料，亚铬酸镁可以例如以至少3重量%的比例，也例如以至少5重量%、7重量%、10重量%或12重量%的比例存在于本发明的耐火材料中。此外，亚铬酸镁在该耐火材料中的比例可以为最多30重量%，也例如为最多27重量%、25重量%、22重量%、20重量%、17重量%、15重量%或12重量%。

如果由不含粗组分的共混物制造本发明的耐火材料，二氧化钛可以例如以至少1重量%的比例，也例如以至少2重量%、3重量%或4重量%的比例存在于本发明的耐火材料中。此外，二氧化钛在该耐火材料中的比例可以例如为最多10重量%，也例如为最多8重量%、6重量%、4重量%、3重量%或2重量%。

如果由包含粗组分的共混物制造本发明的耐火材料，上文给出的关于氧化铬、亚铬酸镁和二氧化钛的比例的信息适用于粘合基质，粗组分在陶瓷烧制后嵌在该粘合基质中。关于粗组分在该耐火产品中的重量比例和组成，相应地适用关于该粗组分在共混物中的重量比例和组成的相应实施方案，因为这些在陶瓷烧制过程中几乎不变。

除氧化铬、亚铬酸镁和二氧化钛和任选粗组分外，本发明的耐火材料可包含其它组分，特别是例如用于制造耐火材料的共混物通常可能含有的一种或多种上文提到的其它组分或物质，以及这些组分或物质的混合物或反应产物。

再一方面，本发明提供制造含烧结氧化铬的耐火材料的方法，其具有下列步骤：

提供如本文所述的本发明的共混物；

烧制所述共混物以形成耐火材料。

向所提供的本发明的共混物可以补充粘合剂。基本上，可以使用用于含氧化铬的共混物或富含氧化铬的共混物的任何现有技术已知粘合剂，例如至少一种有机的，特别是临时有机的粘合剂，如聚乙烯醇、甲基纤维素或糊精。该粘合剂可以以1重量%至15重量%的含量存在于该共混物中，其中该比例特别取决于该共混物的进一步处理，特别是例如成型类型。

可以混合特别带有粘合剂的共混物以使该共混物的组分与粘合剂尽可能均匀地混合在一起。

特别在混合后，可以将该共混物成型以通过该方法制造成型耐火产品，即特别是耐火砖。特别地，该混合物可通过压制成型以形成成型产品。通过成型获得的未烧制的成型体（生坯）在烧制前可以然后例如在干燥器中干燥。

在该共混物任选在上述的一个或多个方法步骤中处理后，将其烧制形成耐火材料。在这种陶瓷烧制过程中，特别烧结该共混物的氧化铬以使烧制后获得的耐火材料含有烧结氧化铬。

特别优选地，烧制是还原烧制，即在还原气氛中的烧制。为了进行还原烧制，根据本发明，特别地，该共混物在煤存在下，特别在底煤（Kohlgries）存在下烧制。根据一个特别优选的实施方案，在底煤上进行烧制，此时建立用于共混物烧制的高度有利的还原条件。

特别地，根据本发明，该共混物在1600℃至1800℃的温度下，特别优选在1630℃至1670℃的温度下烧制。特别地，如果在上示温度范围内进行烧制，烧制时间（在烧结温度下的保持时间）可以为3至9小时，特别优选4至8小时或5至7小时。

本发明的耐火材料通常以典型的微结构为特征。通常，该耐火材料的微结构是亚铬酸镁嵌在其中的氧化铬基质。氧化铬基质基本由烧结在一起的氧化铬颗粒形成。亚铬酸镁通常为颗粒形式，即嵌在氧化铬基质中的独立“岛”形式。通常，该微结构以非常均匀的孔隙结构为特征。该耐火材料的孔隙通常具有非常规则的孔径，其通常明显低于氧化铬的颗粒的粒度。二氧化钛细分布在氧化铬微结构中，而在亚铬酸镁颗粒中，测得比周围氧化铬颗粒中较少的二氧化钛含量。任选地，在该耐火材料中可能存在金属铬残留；但是，该量通常小于1重量%。如果在该材料中存在这种金属铬，这通常在亚铬酸镁颗粒的边缘区域中。

当其由不含粗组分的共混物制成时，适用上文给出的关于本发明的材料的微结构的说明。如果由包含粗组分的共混物制造本发明的耐火材料，粘合基质（粗组分的颗粒嵌在其中）具有上述微结构。粗组分的颗粒作为大的“岛”嵌在这种微结构中。

本发明的耐火材料以具有高烧结氧化铬含量的耐火材料的相对较高密度为特征。例如，本发明的耐火材料的堆积密度可以为4.3至4.9克/立方厘米，也例如为4.5至4.8克/立方厘米或4.55至4.75克/立方厘米。特别可根据DIN EN 993-1:1995测定堆积密度。

此外，本发明的耐火材料可以以具有高烧结氧化铬含量的耐火材料的相对较低孔隙率为特征。例如，本发明的耐火材料的开孔率可以为该耐火材料体积的1体积%至20体积%，也例如为2体积%至15体积%，或2体积%至10体积%。特别可根据DIN EN 993-1:1995测定开孔率。

本发明的耐火材料基本上可以是任何耐火材料并成型为任何产品。例如，本发明的耐火材料可以是成型耐火产品或尚未成型的耐火产品。优选地，本发明的耐火材料是成型耐火产品，即特别是例如耐火砖。因此，本发明的共混物特别适用于制造这种耐火材料并相应地构造。

再一方面，本发明涉及钛酸镁作为烧结助剂以助于烧制含氧化铬的共混物时的氧化铬烧结的用途。钛酸镁因此可根据本文所述的本发明的技术使用。

如果需要高度耐蚀的耐火材料，即例如在钢铁工业、有色金属工业、玻璃工业、煤气化或废物焚化中，特别可以使用本发明的耐火材料和可使用本发明的共混物制成的耐火材料。

无粗组分的本发明的共混物的第一示例性实施方案如下：该共混物具有大约96重量%的氧化铬组分的比例和大约4重量%的钛酸镁组分的比例。氧化铬组分中的氧化铬比例为大约95重量%（相对于该氧化铬组分），由此该共混物中的氧化铬含量为大约91重量%。该氧化铬组分还含有一定量的氧化物：氧化铝、二氧化硅、氧化铁、氧化钙、氧化镁和二氧化锆，其中这些氧化物中的一些，特别是二氧化硅，仅以痕量存在。钛酸镁以高纯合成钛酸镁组分的形式以高于99重量%的钛酸镁纯度（相对于该钛酸镁组分）存在。钛酸镁在该共混物中的含量因此为大约4重量%。氧化铬组分作为D₉₀粒度为45微米的颗粒形式存在，钛酸镁组分也以D₉₀粒度为20微米的颗粒形式存在。

含粗组分的本发明的共混物的第二示例性实施方案如下：该共混物具有45重量%的第一较细粒度级（具有根据上述第一示例性实施方案的组成）的比例。此外，该共混物具有55重量%的粗组分比例。该粗组分由纯氧化铬组分、含氧化铬的组分和无氧化铬的组分构成。该粗组分分别具有下列比例的下列组分（各自相对于该共混物的总质量）：纯氧化铬，25重量%，具有1.0至3.0毫米的粒度；比例为20重量%且粒度为0.3至2.0毫米的氧化铝-氧化铬形式和比例为6重量%且粒度为0.3至3.0毫米的氧化铬-氧化锆形式的含氧化铬的组分；锆莫来石形式的无氧化铬的组分，比例为4重量%且粒度为1.6至3.2毫米。

基于不含粗组分的共混物的本发明的耐火材料的一个示例性实施方案如下：该耐火材料具有大约80重量%的氧化铬比例、大约12重量%的亚铬酸镁比例、大约3重量%的二氧化钛比例和大约5重量%的其它组分的比例。所述其它组分是氧化物：氧化铝、二氧化硅、氧化铁、氧化钙、氧化镁和二氧化锆或由这些氧化物形成的混合氧化物，其中这些氧化物（特别是二氧化硅）和混合氧化物可以部分仅以痕量存在于该材料中。

本发明的方法的一个示例性实例如下：首先，提供根据上述第一示例性实例的共混物。将聚乙烯醇形式的粘合剂（聚乙烯醇浓度为该粘合剂的11重量%的水溶液形式）添加到该共混物中。该粘合剂以共混物重量的5%的量添加到该共混物中。混合补充了粘合剂的共混物，然后通过压制成型成生坯。接着，该生坯以120℃/小时的加热速率加热至1650℃的烧制温度并在此温度下烧制6小时。在还原条件下进行烧制，其中在封闭炉中将该生坯置于底煤上并烧制。接着，将烧制的产品冷却，并获得成型耐火产品形式的耐火材料。

从专利权利要求书、附图和附图描述中可看出本发明的其它特征。

本发明的全部特征可以单独或组合地任意相互组合。

附图显示以无粗组分的共混物为基础制成的本发明的耐火材料的示例性实例的抛光片的表面的显微图像。

以800倍放大率记录图像。图像下部区域中的白色条代表20微米的长度。

使用根据上述示例性实例的方法制造图1的耐火材料。

氧化铬颗粒(1)已基本烧结在一起以使颗粒边界几乎不可辨识。图1显示氧化铬颗粒(1)的明亮纵切表面。亚铬酸镁(2)嵌在氧化铬(1)的烧结颗粒中。此外，可以看见孔隙(3)。

不同于该示例性实例中所述的共混物、材料和方法，在图2中所示的示例性实例中，使用该共混物中的钛酸镁比例为6重量%的共混物制造该材料。

不同于图1的耐火材料，氧化铬(1)的烧结颗粒明显更大。此外，氧化铬颗粒之间保留的空隙（孔隙）明显比图1的示例性实例中更大更稀疏。亚铬酸镁(2)以独立颗粒形式存在于氧化铬的颗粒(1)之间。在由亚铬酸镁(2)形成的颗粒的边缘区域中，可以看见少量金属铬(3)。标号(4)是指抛光剖面产生的杂质（来自所用抛光剂的铅）。

在附图中无法光学识别二氧化钛。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.用于制造含烧结氧化铬的耐火材料的共混物，其包含下列组分：

1.1 至少20重量%的氧化铬；

1.2 钛酸镁；

1.3 任选地，其它组分。

2.如权利要求1中所述的共混物，其中氧化铬含量为至少80重量%。

3.如前述权利要求至少一项中所述的共混物，其中钛酸镁含量为最多20重量%。

4.含有烧结氧化铬的耐火材料，其通过烧制如权利要求1至3至少一项中所述的共混物获得。

5.耐火材料，其包含：

5.1 烧结氧化铬；

5.2 亚铬酸镁；

5.3 二氧化钛；

5.4 任选地，其它组分。

6.制造含烧结氧化铬的耐火材料的方法，其具有下列步骤：

6.1 提供如权利要求1至3至少一项中所述的共混物；

6.2 烧制所述共混物以形成耐火材料。

7.钛酸镁作为烧结助剂以助于在烧制含氧化铬的共混物时的氧化铬烧结的用途。

Claims (7)

1.用于制造含烧结氧化铬的耐火材料的共混物，其包含下列组分：

1.1 氧化铬；

1.2 钛酸镁；

1.3 任选地，其它组分。

2.如权利要求1中所述的共混物，其中氧化铬含量为至少80重量%。

3.如前述权利要求至少一项中所述的共混物，其中钛酸镁含量为最多20重量%。

4.含有烧结氧化铬的耐火材料，其通过烧制如权利要求1至3至少一项中所述的共混物获得。

5.耐火材料，其包含：

5.1 烧结氧化铬；

5.2 亚铬酸镁；

5.3 二氧化钛；

5.4 任选地，其它组分。

6.制造含烧结氧化铬的耐火材料的方法，其具有下列步骤：

6.1 提供如权利要求1至3至少一项中所述的共混物；

6.2 烧制所述共混物以形成耐火材料。

7.钛酸镁作为烧结助剂以助于在烧制含氧化铬的共混物时的氧化铬烧结的用途。