CN107207355A - 一种耐火砖及其组合物与制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种耐火制品的组合物，如耐火砖的组合物，其具有增强的耐化学渗透性、抗水化性以及热导率。该耐火砖组合物包括橄榄石40‑90wt％，弹性体5‑35wt％，碳化硅1‑15wt％和余量的氧化镁，以组成重量百分比为100wt％的干混合物。耐火砖的抗水化性得到显着提高，并且具有如下优点：增强的产品保质期、简单且成本有效的产品运输和物流储存。耐火砖在450‑1200℃的温度范围内的热导率约低于2.20W/mK，并且其对烧制温度不敏感。耐火砖的平均渗透率以至少73％显著低于常规耐火砖的平均渗透率。此外，本发明涉及一种生产前述组合物的耐火砖的方法。

Description

一种耐火砖及其组合物与制造方法
技术领域
本发明涉及一种耐火制品的组合物，如耐火砖的组合物。更具体地，本发明涉及一种耐火制品/耐火砖组合物，所述组合物具有增强的耐化学渗透性，抗水化性和低热导率的性质。此外，本发明涉及一种根据本文所述的组合物生产耐火制品/耐火砖的方法。
背景技术
耐火砖已广泛用于衬里炉、窑炉、燃烧室和壁炉。对于耐火砖的性能，其所需的性质包括具有耐高温性同时具有非常低的热导率以获得最佳能量效率；在载荷下(通常高于2000℃)具有高示温熔锥当量(PCE)；高耐热冲击性；重量轻；在宽温度范围内具有高机械强度和韧性；以及高耐化学性、高耐磨性和耐腐蚀性。
多年来，已有各种研究和开发致力于追求高性能耐火砖的效益和优点，以改善耐火砖的性能。尤其是，已经进行了努力地研究以使耐火砖理想地具有或实现所有上述所需的性质。然而，实现特定性质导致损害某些其它性质。例如，可通过增加孔隙率并由此降低密度来增强、增加或改善热导率。不可避免地，由于孔隙率的增加会损害耐化学渗透性，也将增加渗透率或渗透能力。
除了与所需的性能相关的性质之外，由于周围环境中的水或在储存或运输过程中和其他物流条件下在液体中形成的水，耐火砖需被保护以免于水化。本质上说，耐火砖的生产需要充足维持的储存气氛以最小化或避免水接触或水分吸收，来防止由水化现象引起的自发裂纹。在某些情况下，完成的耐火砖产品被包装材料或片材完全覆盖并存储在木托盘上。然而，这导致在某些天气条件下耐火砖的开裂或破裂。解决这个问题的另一种方法是通过具有特定开口的包装设计，以在运输期间提供足够的通风。这种方法不可避免地增加了最终产品的额外成本，这可能降低市场竞争力。
可选的，已经提出了涂覆于耐火砖上的具有抗水化物质的涂层，其可为这个问题提供可接受的但非最佳的解决方案。例如，美国专利US3576666公开了通过耐火砖的耐火氧化物与外部施加的活性气体相在高温下反应，从而在耐火砖的表面上形成不溶性防护化合物来实现抗水化性能，这类似于在金属(如铝)的表面形成防护氧化膜以保护金属免于后续氧化。然而，这种方法相对复杂并且需要高温操作。最近，已经开发了化学涂覆试剂，以简单施加在耐火砖的表面上。尽管化学涂覆试剂具有简单施加及涂覆均匀的优点，但是产生了额外的成本。此外，化学涂覆试剂利用非水溶性介质制剂，其对涂布方法提出一些限制。
除了前述方法之外，尽管正在研究和改进耐火砖产品的各方面，目前存在用于制造具有长期可储存性的高性能的耐火砖的方法和组合物，但该耐火砖不具有能适当地解决某些操作性能方面以及物流和分配考虑的良好特性。尤其是，尽管已经进行了各种努力来开发具有更好性能的耐火砖，但是这种努力大大忽视或者增加了生产所述耐火砖产品的成本。因此，对耐火砖技术的显著贡献将来自于开发一种具有抗水化性能以增强耐火砖耐久性的新的耐火砖组合物和产品，其能同时满足操作性能和储存考虑。此外，需要以更具成本效益的方式制备、制造或制定耐火砖组合物。
发明内容
根据本发明的第一个方面，实施方式涉及一种用于耐火制品的组合物，其包括橄榄石50-70wt％、弹性体10-25wt％、碳化硅1-5wt％和余量的氧化镁，以组成重量百分比为100wt％的干混合物。
本发明的第二个方面，含有本文所述的组合物的耐火制品具有提高的抗水化性，热导率和耐化学渗透性中的至少一种。更具体地，根据ASTM C456-93，耐火制品组合物的抗水化性的等级在1-4之间。根据本发明的实施方式，耐火制品在200-1200℃的温度范围内具有低于3.00W/mK的热导率和/或耐火制品的平均渗透率为3-7cD。
本发明的第三个方面提供了一种制造耐火制品的方法，包括提供预定量的橄榄石、弹性体、氧化镁和碳化硅；混合上述提供的橄榄石、弹性体、氧化镁和碳化硅；模制混合的组合物以形成最终耐火制品(如耐火砖或其他形式的耐火物件)；以及在预定温度下烧制所述耐火制品；其中所述最终耐火制品包括橄榄石50-70wt％、弹性体10-25wt％、碳化硅1-5wt％和余量的氧化镁，以组成重量百分比为100wt％的干混合物；并且所述最终耐火制品的特征是，其抗水化性，热导率和耐化学渗透性中的至少一个得到提高。
附图说明
在下文中参考附图描述本发明的实施方式，其中：
图1是根据本发明的一实施例用于制备、制造、生产或获得耐火制品的一种代表性的方法的流程图；
图2是在下述的代表性实施例中测试的耐火制品的水化等级图；
图3是根据本发明的耐火砖组合物和其它常规耐火砖组合物的耐火制品的热导率和温度之间的关系图；以及
图4是本发明的耐火砖样品的扫描电子显微镜照片和X射线能谱图。
具体实施方式
本发明的实施例涉及耐火制品组合物，例如耐火砖组合物，其中碳化硅(SiC)主要用作抗水化剂，同时增强其它与耐火制品/耐火砖性能相关的性质，包括低热导率和高化学渗透性，以及有助于或简化与耐火制品/耐火砖相关的物流，例如耐火制品/耐火砖的存储和运输。
其中，术语“耐火砖组合物”，“耐火组合物”，“耐火系统”，“耐火样品”，“耐火样本”，“耐火制品”，“耐火商品”，“耐火物件”以及“耐火产品”对应或指代或表示根据本发明的实施例的耐火物件、或耐火砖组合物、或耐火物件或耐火砖的一个或多个部分。此外，除非另有说明，所有百分比(％)均是重量百分比，其也可以表示为wt％，％(w/w)或仅为％。术语“干混合物”是指从水和其他任何液态试剂分离的干组合物的成分或组分的相对百分比，或者在(有意)加入水和任何液态试剂之前的干组合物的组成或组分的相对百分比。除非另有说明，本文所述的重量百分比以干混合物的重量计算。本领域的普通技术人员应理解湿混合物和干混合物的重量百分比之间的相关联的或可转化的原则。
在本发明的上下文中，除非另有说明，在图中或相关文本中使用“/”被理解为表示“和/或”。本文中特定数值或数值范围的叙述被理解为包括或是大约数值或数值值范围的叙述(例如，+/-20％，+/-15％，+/-10％，+/--5％，+/-2％或+/-0％)。
耐火制品/耐火砖组合物
在各种实施例中，根据本发明的耐火制品/耐火砖组合物包括(在干混合物中)：(1)橄榄石40-90wt％，(2)尖晶石5-35wt％，(3)碳化硅1-15wt％，(4)氧化镁，总量为100wt％。
本发明的实施例采用天然的未加工的橄榄石物质，[例如具有式(Mg+2,Fe+2)2SiO4的硅酸镁]，其在市场上可商购获得，具有从细颗粒至粗颗粒的特定粒度。在各种实施例中，用于耐火砖组合物中的橄榄石物质具有高斯粒度分布。相关领域的普通技术人员需理解的是，合成橄榄石也可以单独使用或与天然的未加工的橄榄石组合使用。通常，可在配制耐火砖组合物时指定或选择橄榄石的两种端基，即：镁橄榄石(Mg-端基：Mg2SiO4)和铁橄榄石(Fe-端基：Fe2SiO4)。例如，可选择75％或100％的镁橄榄石，其余为25％或0％的铁橄榄石。少量的杂质是可接受的，包括顽火辉石，钙镁橄榄石和/或镁硅钙石。在多个实施例中，根据本发明的耐火砖组合物具有量为40-90％的橄榄石，或更具体地在几个实施例中量为45-80％的橄榄石。在代表性实施例中，本发明公开的橄榄石含量选择为50-70％。
本发明的实施例还包括量为5-35wt％的弹性体。弹性体选自尖晶石族矿物、镁铝尖晶石、铁铝尖晶石或镁铬尖晶石。更优选地，具有化学式MgAl2O4的镁尖晶石或尖晶石(以下统称为“尖晶石”)的掺入量为5-35％，或更具体地在各种实施例中量为10-25％，以形成本发明所述的耐火砖组合物。在代表性实施例中，本发明所述的尖晶石含量选择为18％。
本发明的实施例也包括碳化硅(SiC)或金刚砂。本发明所述的耐火砖组合物可采用市售的碳化硅作为合成的碳化硅，其可具有不同的粒度(例如，10μm-5mm)、粒度分布(例如高斯分布)、纯度(例如，≥90％的碳化硅，铁[Fe]作为允许的杂质)和/或一种或多种形式(例如粉末状/粉状)。根据实施例的详细说明，本发明的的各种实施例中的耐火砖组合物中的碳化硅的量被确定为1-15％，或3-10％，或更具体地3-5％。
将氧化镁(MgO)与前述的橄榄石、尖晶石和碳化硅结合以将重量份数补足至耐火砖组合物的100wt％。更优选地，在本发明中使用的氧化镁可包括或者是高铁的氧化镁。在氧化镁中可接受的杂质包括硅酸盐和/或铁氧化物。本发明中使用的氧化镁可为粉状或粉末状形式、熔融氧化镁和/或烧结氧化镁、合成死烧或苛性氧化镁。
一种制备或生产耐火制品/耐火砖组合物的方法
图1是根据本发明的一实施例用于制备、制造、生产或获得耐火制品(如耐火砖)的一个代表性的方法100的流程图；
根据本发明的一实施例用于制备、制造、生产或获得耐火制品的方法100通常以间歇方式进行。在第一工艺部分110中，提供或引入预定体积的各种成分，即橄榄石、尖晶石、氧化镁和碳化硅。
可选地或典型地，在第二工艺部分120中，根据橄榄石、尖晶石、氧化镁和/或碳化硅的来源、性质或特性，可以将每种或一些或全部成分粉碎成目标粒度和/或粒度分布，例如在10μm-5mm的范围内。可对每种组分进行筛选(例如通过筛子)并进行预处理以获得所需的或预期的粒度、粒度分布和/或水分含量。
每种成分的比例或重量百分比可被确定、指定或选择，并在第三工艺部分130中进行混合步骤。球磨机可用于制备细颗粒，而颚式压碎机或颚式破碎机可用于制备粗颗粒或颗粒剂。
在均匀混合时，可将所得的混合物进行模制、压制或成型为目标形状，以在第四工艺部分140中形成耐火砖、耐火制品或耐火产品。
在第五工艺部分150中，通过进入包含空气干燥技术的干燥器内，将压制或成型的耐火制品进行干燥。
在第六工艺部分160中，耐火制品在950-1450℃的温度下焙烧。在几个实施例中，耐火制品在1000-1400℃的温度下焙烧。在具体实施例中，耐火制品在1200-1350℃的温度下焙烧。在烧制完成后，获得最终的耐火制品、耐火商品、耐火物件或耐火产品，并且进行包装和储存以进行分配。还应注意的是，具有本发明所述的组合物的耐火制品可由模制或未模制的批料制备或获得。
下文以代表性实施例1至3描述了实验，该实验显示了对应于或为本发明的实施例的组合物的效果、功能和/或性能。本领域的普通技术人员需理解的是，本发明的保护范围并不仅限于以下代表性实施例。
代表性实施例
实施例1
抗水化性能试验：包含在耐火砖中的碳化硅含量的影响
进行实验以评价、测量和确定含有有本发明实施例中所述的组合物的耐火砖的抗水化性或特性。根据ASTM C456-93:“Standard Test Method for Hydration Resistanceof Basic Bricks and Shapes(基本砖和型材的抗水化性能的标准)”，通过利用压力和热量作为水化反应的促进剂来测试抗水化性能。简而言之，ASTM C456-93描述了基本砖和型材的抗水化性的测量。
在实施例1中，制备了尺寸为1×1×1英寸的六种耐火砖组合物，即耐火砖组合物(A)、(B)、(C)、(D)、(E)和(F)。在实施例1中试验的每种耐火砖组合物具有恒定重量百分比的橄榄石和尖晶石，而碳化硅的量在0-15wt％变化，因而采用氧化镁含量的微小差异使总组合物的重量达到100wt％。耐火砖组合物(A)-(F)的详细说明如下：
耐火砖组合物(A)
耐火砖组合物(A)包括约60wt％的橄榄石，30wt％的氧化镁，10wt％的尖晶石和0wt％的碳化硅。
耐火砖组合物(B)
耐火砖组合物(B)包括约60wt％的橄榄石，29wt％的氧化镁，10wt％的尖晶石和1wt％的碳化硅。
耐火砖组合物(C)
耐火砖组合物(C)包括约60wt％的橄榄石，27wt％的氧化镁，10wt％的尖晶石和3wt％的碳化硅。
耐火砖组合物(D)
耐火砖组合物(D)包括约60wt％的橄榄石，25wt％的氧化镁，10wt％的尖晶石和5wt％的碳化硅。
耐火砖组合物(E)
耐火砖组合物(E)包括约60wt％的橄榄石，20wt％的氧化镁，10wt％的尖晶石和10wt％的碳化硅。
耐火砖组合物(F)
耐火砖组合物(F)包括约60wt％的橄榄石，15wt％的氧化镁，10wt％的尖晶石和15wt％的碳化硅。
在制备每种耐火砖组合物之后，根据前述方法100，使用上述配方，更具体地，在三种不同的烧制温度，即1200、1300和1400℃，以及在三个烧制间隔或持续时间下，即60、180或300分钟，生产耐火砖。仔细考虑选择从每个生产的耐火砖切割测试样品的位置，以使误差最小化。更具体地，根据下述表示，选择位置编号3、4、9、10、15、16、21和22用于测试。
将试验样品置于压力为80psi(552kPa)和温度为324F(162℃)的高压釜室中，并配备压力和温度测量装置、通风孔和安全装置。更具体地，测试方案开始于在压力释放阀打开的情况下加热高压釜；通过阀门获得稳定的蒸汽流之后，继续吹扫3分钟以除去所有空气，关闭阀门，使高压釜在总时间为1小时内达到80psi(552kPa)和324F(162℃)，将高压釜在324±4F(162±2℃)下保持在80±5psi(552±50kPa)5小时，在安全阀关闭的情况下允许充分冷却以将高压釜降低至20至30psi(138-207kPa)，然后在总时间为30至60分钟之内小心地打开安全阀以降低高压釜的压力至大气压。相关领域的普通技术人员已知含有高压釜室的测试方案的更多细节。在达到预定或预期的测试持续时间时，收集测试样品，观察水化等级，并立即拍照。水化等级如下评定为1-4：
1＝未受影响(即，没有水化现象)
2＝表面水化(即，在试验样品的表面发生水化)
3＝开裂或破碎
3.1＝表面裂纹
3.2＝试验样品各侧的深度裂纹
3.3＝在拐角区域破裂成碎片
3.4＝裂成碎片，无法保持立方体形状
4＝崩解(分解成粉末或颗粒)
结果
如下述表1和图2所示，当在测试的烧制温度和烧制持续时间内，碳化硅的含量增加时，耐火砖样品的水化等级较低。例如，在1300℃的烧制温度和60分钟的烧制时间间隔下，在耐火砖中不存在碳化硅时的水化等级为3.4，并且当碳化硅的含量从1-15％增加时，水化等级持续降低(即随着碳化硅的含量分别从0、1、3、5、10至15％升高，水化等级分别从3.4降低到3.3、2、1、1和1)。
可观察到，将烧制温度从1200℃升至1400℃不会显着影响水化等级。进一步观察可得，将烧制时间间隔从60分钟增加到180分钟易于增加在每个烧制温度和每个碳化硅含量下的水化程度。
表1：水化等级的评定
结论
将含有本发明实施例所述的组合物的耐火制品或耐火砖掺入预定量的碳化硅可提供、促进、实现和/或提高抗水化性能，如通过水化评级得分的数值减少和/或者以另一种方式指示，例如，通过来自收集的样品的代表性照片。
实施例2
热导率性质的评价：温度和不同组成的影响
实施例2中的实验用于评价含有本发明所述的组合物的耐火砖或砖结构的热导率。热导率是指材料传导热的性质，并且可预测通过材料的能量损失速率。理想的是选择具有最小的、低的或基本上低的热导率的耐火砖，以最小化或防止热传递或能量损失并实现更好的热绝缘性能。
通过将热电偶和定位试验样品放置在基于常规导线方法(例如，使用具有电源单元的热导率测试仪、控制器和罩式炉)的热导率测试仪中来研究热导率。
将三种耐火砖组合物，即耐火砖组合物(A)、(B)和(C)，制备成尺寸为230×115×64mm的标准形状。耐火砖组合物(A)和(B)的详细组成列举如下：
耐火砖组合物(A)
耐火砖组合物(A)包括约60wt％的橄榄石，27wt％的氧化镁，10wt％的尖晶石和3wt％的碳化硅。
耐火砖组合物(B)
耐火砖组合物(B)包括约80wt％的氧化镁和20wt％的尖晶石。
基于所考虑的所有砖密度，每一耐火砖组合物的三个样品根据以下样品结构制备和排列：
样品的详细描述如下：
耐火砖1被凿成两个榫眼。第一榫眼在砖的中间形成，而第二榫眼形成为如下图所示的三角形：
耐火砖2号在中间被榫住，如下图所示：
耐火砖3号以标准尺寸制备。
以与前述相同的方式制备耐火砖1和耐火砖2的样品，而耐火砖3具体为陶瓷纤维或绝缘砖。
在制备每个耐火砖样品之后，将耐火砖1放置在氧化铝框架上，随后调节热导线和热电偶位置，以将其插入或嵌入所制备的榫眼中。所述榫眼由平板状氧化铝浆料或熔融尖晶石浆料填充以覆盖榫眼。然后将耐火砖2放在耐火砖1上，将参考热电偶放在形成的榫眼中，随后以类似于耐火砖1的方式填充榫眼。最后，将耐火砖3铺设到耐火砖2上，然后将样品装入对应于热导率测试仪的室中。
确定输入到热导率测试仪中的输入数据和/或参数，选择或规定如下：
在输入所有参数之后，允许测试仪运行并获得热导率值。
结果
图3示出了含有本发明实施例所述的组合物的耐火砖的热导率和在200-1200℃范围内变化的温度的关系图。耐火砖组合物(A)的热导率在200-400℃范围内随着温度的升高而略微降低，而耐火砖的导热率在450-1200℃范围内相对恒定在2.00W/mK。当随着试验温度升高时，耐火砖组合物(B)的热导率大大降低。换句话说，不同于耐火砖组合物(B)，耐火砖组合物(A)的热导率对于烧制期间采用的温度不敏感或基本不敏感。
比较耐火砖组合物(A)和耐火砖组合物(B)之间的热导率，观察到耐火砖组合物(A)的热导率大大地、显着地或大幅度地且惊人地低于常规耐火砖组合物(B)
结论
本发明提供的含有3％的氮化硅的耐火砖(耐火砖组合物(A))的热导率显著低于氧化镁尖晶石砖(耐火砖组合物B)。此外，还表明根据本发明的几个实施例制备的耐火砖具有对高的操作温度不敏感的低导热率，和/或具有高的绝热性能。也就是说，根据本发明实施例提供的或生产的耐火砖可具有更宽的温度范围，以用于具有更好的、增强的、改善的或优良的绝缘性能的应用(例如，与常规耐火砖组合物相比)，与常规耐火砖相比，其导致更少的能量损失。
实施例3
渗透性能评估
实施例3中的实验用于确定含有根据本发明公开的组合物的耐火砖的渗透率。渗透率反映了材料的耐化学渗透性质。理想的是对于耐久性和在其应用或使用时的相关操作成本来说，选择具有低渗透率的耐火砖。
通过使用透气性测试仪(例如PROLIFIC透气度测试仪)测量流过耐火材料样品的空气体积来研究渗透率。根据ASTM标准，更具体地，根据ASTM C577-96耐火材料渗透率的标准测试方法进行渗透率测试。本发明的代表性实施例所述的耐火砖样品包括或由橄榄石60wt％，氧化镁27wt％，尖晶石10wt％和碳化硅为3wt％。简言之，通过切割机制备尺寸为51×51×51±1mm的耐火砖样品，并在特定侧面上鉴定如下：
A表示压缩面；B表示侧面；C表示热/冷面
将PROLIFIC透气度测试仪中的减压(以“P”记录和表示的值)设定为32.00±0.05kPa，然后测量所得的空气流速。通过将减压(P)改变为18.70±0.05和9.30±0.05kPa重复实验。
渗透率通过如下计算获得：
渗透率(厘达西，cD)＝9.76×60×F/P
其中F＝空气流量(升/分钟)和P＝减压(kPa)
表2：耐火砖的渗透率
结果
如表2所示，含有橄榄石60wt％，氧化镁27wt％，尖晶石10wt％和碳化硅3wt％的耐火砖的平均渗透率为5.27cD。通常情况下，相关领域普通技术人员很容易理解的是，不含有碳化硅的传统耐火砖的平均渗透率为20-30cD。因此，与传统耐火砖组合物相比，本发明所述的耐火砖组合物可大幅度地或显著地且惊人地以73.7-82.4％降低渗透率。
结论
本发明实施例所述的耐火砖组合物表明了渗透率的显著减少。因此，与传统耐火砖相比，其表明，本发明实施例所述的耐火砖组合物可显著地或大大地以至少73.7％增强、改进、或优化耐化学渗透性。
实施例4
采用扫描电子显微镜照片进行耐火砖微观结构的评价
实施例4中的实验用于进行含有本发明所述的组合物的耐火砖的微观结构的研究。扫描电子显微镜(SEM)是利用聚焦光束电子扫描耐火砖样品从而获得样品的形貌，并通过X射线能谱图(EDX)分析对在组合物中的成分进行测定。实施例4所述的耐火砖样品包括或由橄榄石40-90wt％、尖晶石5-35wt％、碳化硅为1-15wt％和氧化镁，总量为100wt％。样品的制备和程序的详细描述如下。
用扫描电镜确定从制备的样品中的耐火砖组合物的结构和成分的方案是详述如下，连续步骤：
制造样品步骤：由样品切割机制备2×2×2cm大小的耐火砖，然后在110℃下干燥。将树脂和固化剂以5:1的混合比混合在一起，1分钟每一样品添加18克。防黏剂应用于模具然后将所述树脂在真空下7-10分钟内注入模具，并允许放置或停留8小时再脱模；
样品切割：以正常切削速度375rpm，以至少1.5毫米的深度切割脱模样品；
试样抛光：用研磨/抛光机将至少三个样品进行抛光(模型Metaserv)，使用金刚石磨料抛光或水抛光油润滑，最后，对样品进行干燥。
结果和结论
如图4所示，本发明所述的实施例中，在耐火砖中，SEM和EDX能谱峰分析表明在氧化镁和氧化镁硅酸盐上存在碳化硅。
实施例5
碳化硅颗粒尺寸对耐火砖性能的影响
实施例5进行了实验，以获得适当的碳化硅颗粒尺寸，其结果为含有本发明所述的组合物的具有最理想性能的耐火砖。
在实施例5中，耐火砖样品是由具有相同量的碳化硅(即，碳化硅5wt％)和不同的从细到粗的颗粒尺寸(即细颗粒在10μm～5mm的粒径范围内，粗颗粒的粒径大于5mm)。两种耐火砖的特性，即断裂模量(MOR)和冷破碎强度(CCS)通过一个本领域已知的标准技术测定。
表3：含有不同粒径的碳化硅的耐火砖的MOR和CCS性质
结果和结论
描述了实施例五的实验结果的表3表明了在相同的碳化硅的含量下，两种耐火砖的性能；更具体地，含有本发明所述的组合物的具有碳化硅细颗粒的耐火砖(即，颗粒尺寸为10μm-5mm)的断裂模量(MOR)和冷破碎强度(CCS)明显高于具有碳化硅粗颗粒(即，粒径>5mm)的耐火砖。更具体地，将碳化硅的粒度从粗颗粒减小到细颗粒范围可显著地或非常显著地将耐火砖的MOR和CCS提高约4倍。
上面描述了本发明公开的特定实施例，用于解决至少一个先前指出的问题。尽管已经在实施例的上下文中描述了与某些实施例相关的特征、功能、方法、工艺部分、优点和替代方案，但是其他实施例也可以表现出这样的优点，且并非所有的实施例都需具备此类优点。应当理解的是，上述公开的特征、功能、方法、工艺部分、优点和替代方案中的几个可理想地组合成其他不同的应用或组合。本发明公开的代表性实施例以及本领域技术人员根据本文所做的各种目前未预见的或未预期的替代、修改、变化，其保护范围均涵盖于所附的权利要求书。

Claims (25)

1.一种用于耐火制品的组合物，包括：
-橄榄石40-90wt％；
-弹性体5-35wt％；
-碳化硅1-15wt％；以及
-余量的氧化镁，以组成重量百分比为100wt％的干混合物。
2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述橄榄石的重量百分比为50-70wt％。
3.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述弹性体选自尖晶石族矿物、镁铝尖晶石、铁铝尖晶石或镁铬尖晶石中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述尖晶石的重量百分比为10-25wt％。
5.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述碳化硅的重量百分比为1-10wt％。
6.根据权利要求1或5所述的组合物，其特征在于，所述碳化硅的重量百分比为1-5wt％。
7.根据权利要求1、5或6中任一项所述的组合物，其特征在于，所述碳化硅的粒径为10μm-5mm。
8.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述碳化硅在微观上位于或驻留在氧化镁结构上。
9.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述耐火制品的形式为模制或非模制批料。
10.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述耐火制品具有提高的抗水化性、热导率和耐化学渗透性中的至少一种。
11.根据权利要求1或10所述的组合物，其特征在于，根据ASTM C456-93，所述耐火制品组合物的抗水化性的等级在1-4之间。
12.根据权利要求1或10所述的组合物，其特征在于，所述耐火制品在200-1200℃的温度范围内的热导率低于3.00W/mK。
13.根据权利要求1、10或12中任一项所述的组合物，其特征在于，所述耐火制品在450-1200℃的温度范围内的热导率低于2.20W/mK。
14.根据权利要求1、10～13中任一项所述的组合物，其特征在于，所述耐火制品在450-1200℃的温度范围内的热导率低于2.20W/mK，并且其对整个所述的温度范围内的烧制温度不敏感。
15.根据权利要求1或10所述的组合物，其特征在于，所述耐火制品的平均渗透率为3-7cD。
16.根据权利要求1或15所述的组合物，其特征在于，所述耐火制品的平均渗透率以至少50％显著低于常规耐火制品的平均渗透率。
17.根据权利要求1、15或16中任一项所述的组合物，其特征在于，所述耐火制品的平均渗透率以至少73％显著低于常规耐火制品的平均渗透率。
18.一种耐火制品，其包括橄榄石40-90wt％、弹性体5-35wt％、碳化硅1-15wt％和余量的氧化镁，以组成重量百分比为100wt％的干混合物。
19.根据权利要求18所述的耐火制品，其特征在于，所述耐火制品包括橄榄石50-70wt％、弹性体10-25wt％、碳化硅1-5wt％和余量的氧化镁，以组成重量百分比为100wt％的干混合物。
20.根据权利要求18或19所述的耐火制品，其特征在于，所述耐火制品包括橄榄石50-70wt％、弹性体10-25wt％、碳化硅1-5wt％和余量的氧化镁，以组成重量百分比为100wt％的干混合物，所述碳化硅的粒径为10μm-5mm。
21.一种制造耐火制品的方法，所述方法包括：
-提供预定量的橄榄石、弹性体、氧化镁和碳化硅；
-混合提供的橄榄石、弹性体、氧化镁和碳化硅；
-模制混合的组合物以形成最终耐火制品；以及
-在预定温度下烧制所述耐火制品；
其中，所述最终耐火制品包括橄榄石50-70wt％、弹性体10-25wt％、碳化硅1-5wt％和余量的氧化镁，以组成重量百分比为100wt％的干混合物；并且所述最终耐火制品的特征是，其抗水化性，热导率和耐化学渗透性中的至少一个得到提高。
22.根据权利要求21所述的制造耐火制品的方法，其特征在于，所述预定烧制温度为1000-1400℃。
23.根据权利要求21或22所述的制造耐火制品的方法，其特征在于，所述预定烧制温度为1200-1350℃。
24.根据权利要求21所述的制造耐火制品的方法，其特征在于，进一步包括粉碎每一组分或进行预调节以获得所需的粒度和水分含量，其与提供预定量的橄榄石、弹性体、氧化镁和碳化硅相关；混合提供的橄榄石，弹性体，氧化镁和碳化硅；模制混合的组合物以形成最终耐火制品；以及在预定温度下烧制所述耐火制品。
25.根据权利要求21所述的制造耐火制品的方法，其特征在于，进一步包括干燥所述模制耐火制品。
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