CN109689592A

CN109689592A - 干颗粒耐火组合物用烧结剂

Info

Publication number: CN109689592A
Application number: CN201780037968.3A
Authority: CN
Inventors: R·特切尔; R·苏蒂尔
Original assignee: Calderys France SAS
Current assignee: Imesche Company
Priority date: 2016-06-30
Filing date: 2017-06-27
Publication date: 2019-04-26
Also published as: US11608300B2; EP3478644B1; BR112018076352A2; WO2018002068A1; FR3053327A1; EP3478644A1; US20190218148A1; JP2019527184A; JP7136704B2; EP3478644B8; KR102403083B1; KR20190029624A

Abstract

本发明涉及干颗粒耐火组合物用烧结剂和干颗粒耐火组合物。干颗粒耐火组合物的应用也构成本发明的一部分。

Description

干颗粒耐火组合物用烧结剂

技术领域

大体上，本发明涉及耐火材料技术领域。特别是，本发明涉及干颗粒耐火组合物用烧结剂，所述烧结剂源自至少一种含有长石的矿物化合物与至少一种呈现小于20％的烧失量(在900℃)的磷酸盐的组合。

本发明还涉及包含耐火颗粒(或骨料)和所述烧结剂的干颗粒耐火组合物。这种组合物特别是用于制造用于熔化特别是金属的炉内衬，例如感应炉/坩埚。

最后，本发明涉及由本发明的干颗粒耐火组合物得到的固结产品和制造这种产品的方法。

背景技术

干颗粒耐火组合物，也称为干混合物或干振动混合物(DVM)，一般由耐火颗粒(也称为骨料)和烧结剂构成。骨料，由一种或多种矿物构成，一般在数量上占产品的最重要部分。烧结剂构成确保耐火产品中所有成分的聚结的必要手段。烧结剂也称为热活化剂。尽管与骨料量相比以相对较弱含量存在于耐火组合物中，但是烧结剂对于耐火填料的性质和最终性能具有实质影响。

特别是，文献WO 2014/184145(Calderys France)记载了DVM颗粒耐火组合物，其形成称作尖晶石型镁和铝氧化物的特定矿物物种。

这种组合物是“干式”实施的，即，不添加水或液体粘合剂，或使用非常少量的水或液体粘合剂(例如，小于3％)。干混合物粉末的形成传统上产生自在环境温度压实，并利用源自后续烧结热处理的固结。热固结处理温度，也称为烧结温度，通常在烧结剂熔化温度和耐火颗粒熔化温度之间。不过，烧结在某些情况下可以在低于烧结剂和骨料的熔化温度的温度下发生——例如，在低共熔混合物的形成中。在热固结处理中，烧结剂通常由固态变至粘稠液态，使颗粒合并。

大量文献记载了烧结剂用于干振动混合物的颗粒组合物的应用。特别是，使用含硼化合物作为耐火组合物用烧结剂是公知的。特别是，文献US 4,426,457记载了一种耐火粉末，其由40重量％～70重量％的Al₂O₃、29重量％～59重量％的SiO₂、0.3重量％～2重量％的烧结剂特别是硼酸(H₃BO₃)或三氧化二硼(B₂O₃)构成。使用含硼化合物作为烧结剂实际上对于颗粒耐火组合物的配制者非常普遍。

某些含硼化合物近来受到在欧洲将其归类为致癌、致突变和生殖系统毒性(CMR)的管制(2008年12月16日欧洲议会和理事会关于物质和混合物的分类、标签和包装的EC条例1272/2008号)。这些化合物近来也已被置于按REACH[化学品注册、评估、授权和限制]条例被分类为“极端关注”的物质候选名单上，其可能对搬运它们的工业公司带来特别繁重的法律义务。更准确来说，它们包括以下化合物：硼酸(CAS 10043-35-3，11113-50-1)、三氧化二硼(CAS 1303-86-2)、无水四硼酸二钠(CAS 1330-43-412179-04-3，1303-96-4)、四硼酸二钠水合物(CAS 12267-73-1)和这些物质的其他水合形式。

本发明的一个目的是提供颗粒耐火组合物用烧结剂，其不包括含硼化合物，并且尽管如此仍能保持耐火材料的性质和最终性能。

虽然没有记载含硼化合物分类为CMR的问题，但是文献WO 00/01639(FOSECO)提出了避免使用含硼添加剂，并记载了热活化干耐火组合物，其包含热硬化有机粘合剂，以及甲醛树脂或环氧树脂的基质。

然而，通常使用这些树脂、有机热硬化或热塑性树脂是不合适的。事实上，这些树脂仅允许在低于烧结温度的温度(100℃～400℃的温度范围)粘合，不能确保颗粒混合物在通常高于1,000℃的温度范围聚结。而且，使用这些树脂在完全热解后会促进颗粒混合物内部的多孔性，这对耐火材料的性能特别有害。

因此本发明的一个目的是提供使用含硼化合物作为干颗粒耐火组合物用烧结剂的替代品。这样的干耐火组合物在用于衬砌用于熔化金属的炉时，必须特别呈现出对于熔融金属渗入和液体熔渣(金属氧化物混合物)渗入的有效抗性。

发明内容

本发明涉及用于包含至少70重量％的耐火骨料的干颗粒耐火组合物的烧结剂，所述烧结剂包含：

-1重量％～99重量％的至少一种烧失量(在900℃)小于20％的磷酸盐化合物，

-1重量％～99重量％的至少一种含有长石的矿物。

这种烧结剂还可以包括碱金属硅酸盐。

根据本发明的一个方面，所述烧结剂不包含硼酸、三氧化二硼、无水四硼酸二钠、四硼酸二钠水合物或这些物质的任何其他水合形式。

本发明还涉及一种干颗粒耐火组合物，其包含：

-至少70重量％的耐火骨料，

-至少0.5重量％的本发明的烧结剂。

根据本发明的一个方面，耐火骨料为氧化铝、二氧化硅、二氧化硅-氧化铝或这些的混合物。

本发明还涉及本发明的干颗粒耐火组合物用于耐火填充、特别是感应炉用耐火内衬的应用。

本发明还涉及由本发明的干颗粒耐火组合物或根据上述应用能够得到的感应炉的耐火内衬。

具体实施方式

烧结剂

本发明涉及一种用于包含至少70重量％的耐火骨料的干颗粒耐火组合物的烧结剂，所述烧结剂包含：

-1重量％～99重量％的至少一种含有长石的矿物。

对于本发明，所述烧结剂特别适合于包含至少70重量％的耐火骨料、例如至少80重量％、至少90重量％或至少95重量％的耐火骨料的干颗粒耐火组合物。这些百分比表示为与干耐火组合物的总重量相比。

这种烧结剂由至少两种成分、即包含至少一种磷酸根的有机成分和一种含有长石的矿物成分构成。这两种最小成分各自的百分比表示为与烧结剂的总重量相比。

“烧失量(在900℃)小于20％的磷酸盐化合物”指的是包含至少一种磷酸根并且呈现在900℃测得的烧失量(或“加热质量损失”)小于20％的本质上为化学品的化合物。

烧失量在空气中或在氧化气氛中通过在900℃±25℃的温度煅烧样品来测定。因此烧失量表示质量差，或更准确来说，煅烧前质量m0–煅烧后质量m1。

这有时表示为百分比，如下所示：烧失量(％)＝100×(m0–m1)/m0。

根据本发明的一个实施方式，烧结剂包含至少一种烧失量(在900℃)小于18重量％(例如15重量％)的磷酸盐化合物。

根据本发明的另一个实施方式，所述磷酸盐化合物是碱金属磷酸盐，特别是包含以下化合物(NaPO₃)_n、KH₂PO₄、K₂HPO₄、K₃PO₄或这些化合物的混合物中的至少一种。

本发明的烧结剂还使用含长石的矿物。

术语“含长石的矿物”还指“长石”或“似长石”。

长石是具有二硅酸盐基、铝、钾、钠或钙的矿物。长石来自网硅酸盐族。存在大量长石，其中主要有钾长石、钠长石和钙长石。特别是，“长石”在这种情况下指矿物如斜长石(例如钠长石、钠钙长石、中长石、闪光拉长石、bonite和钙斜长石)、正长石和其他长石，含钾的透长石、微斜长石和歪长石、透锂长石，含钡长石如钡冰长石和钡长石，以及花岗岩、闪长岩、花岗闪长岩、变粒岩、钠长岩、长石砂和其他类似材料中可见的其他类似矿物。

“含长石的矿物”还指“似长石”。似长石是类似于长石但具有不同结构和通常低得多的二氧化硅水平的矿物族。可以特别提及矿物如方石、方沸石、钙霞石、白榴石、霞石(例如，霞石正长岩)、方钠石(例如，蓝方石)和斜长岩、正长石、透锂长石、钡冰长石以及其他类似材料，如花岗岩、闪长岩、花岗闪长岩、变粒岩、钠长岩、长石砂和其他类似材料中生成的青金石。

在某些实施方式中，所述含长石的矿物包含长石或主要由长石构成。在本发明的实施方式的一些方法中，所述含长石的矿物包含似长石矿物，或主要由其构成。在一些实施方式中，所述含长石的矿物包含长石和似长石矿物的混合物，或主要由其构成。在一个实施方式中，含有填充材料的长石是钠长石化矿物，即包含钠长石的供给材料，例如，土耳其钠长石化矿物，例如土耳其地区的Milas市的钠长石矿藏。在一些实施方式中，含有所述供给材料的长石是含有钠长石、一种或多种含铁矿物和一种或多种含钛矿物的钠长石矿藏，例如含有钠长石、黑云母、金红石和/或榍石以及一种或多种石英、白云母和磷灰石的钠长石矿藏，例如，含有钠长石、黑云母、金红石、石英、白云母、榍石和磷灰石的矿藏。

本发明人认识到，两种要素、即烧失量(在900℃)小于20％的磷酸盐化合物和含长石的矿物的组合，提供了使用含硼化合物作为干颗粒耐火组合物用烧结剂的替代品。这种干颗粒耐火组合物在用于衬砌用于熔化金属的炉时呈现出对于熔融金属渗入的有效抗性，如下文提供的实例所示。

本发明的烧结剂允许烧结相在较低温度(例如约700℃)开始。

另外，本发明的烧结剂呈现包含不同试剂混合物并因此呈现宽温度范围(例如在二氧化硅类骨料作为烧结剂的体系的情况下为500℃至950℃)的烧结温度的优点。这特别是与使用含硼原子的化合物(其烧结温度固定并且由SiO₂-B₂O₃体系的共熔温度所界定)相比构成优点。其优点在于促进旨在与熔融金属接触的烧结层与耐火产品背面的粉末/易碎层之间的良好平衡。烧结层的存在具有导致接触区域中熔融的金属无法渗透的优点(烧结厚度增加)。而且，粉末/易碎层的存在阻止了熔融金属的任何穿孔，结果是保持原样安置。粉末层的存在还允许参与耐火内衬的柔性，即，在使用过程中在不使任何几何变形破裂的情况下抵抗的能力。优点还在于与熔融金属接触的表面具有有效的机械抗性，保持结构免受炉中加载的任何冲击。使用本发明的烧结剂(其构成为具有含至少一种磷酸根的化学组成的烧结剂与含有长石的矿物烧结剂的组合)在固结耐火材料从而确保耐火材料随时间的可持续性方面提供了上面提到的所有优点。

根据本发明的一个实施方式，烧结剂包含：

-10重量％～50重量％的至少一种烧失量(在900℃)小于20％的磷酸盐化合物，例如12重量％～40重量％或15重量％～30重量％，

-50重量％～90重量％的至少一种含有长石的矿物，例如60重量％～88重量％或70重量％～85重量％。

根据本发明的另一个实施方式，烧结剂还包含1重量％～50重量％的至少一种碱金属硅酸盐，例如2重量％～40重量％或3重量％～30重量％。

根据本发明的一个实施方式，碱金属硅酸盐选自由硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂和这些化合物的混合物组成的组。

根据另一个实施方式，本发明的烧结剂包含以下成分或主要由其组成：

-1重量％～98重量％的至少一种烧失量(在900℃)小于20％的磷酸盐化合物，例如10重量％～48重量％，

-1重量％～98重量％的至少一种含有长石的矿物，例如50重量％～88重量％，和

-1重量％～50重量％的至少一种碱金属硅酸盐，例如2重量％～40重量％。

根据本发明的另一个实施方式，烧结剂不包含任何含硼原子的化合物。特别是，根据本实施方式，烧结剂不包含硼酸、三氧化二硼、无水四硼酸二钠、四硼酸二钠水合物或这些物质的任何其他水合形式。

本发明的一个优点是提供符合REACH条例的不包含含硼化合物的颗粒耐火组合物用烧结剂，尽管如此，所述组合物仍然使耐火材料的性质和最终性能得到保持。

干颗粒耐火组合物

本发明涉及干颗粒耐火组合物。这种组合物特别是为干混合物或干振动混合物。这种组合物用作各种工业应用中的耐火内衬，如用于成型和/或接收金属的铸桶。这种组合物通常安装在冶金容器内部，然后机械压实，例如通过使用机械振动工具。压实的组合物于是足够稳定从而形成中间体内衬(有时称为生坯内衬或压实后的内衬)，然后在使用铸桶的过程中将其烧结，例如通过引入约1,500℃以上的高温的钢或熔融铁。因此耐火内衬的烧结可以在工作中进行，从而将铸桶投入使用。

这些组合物称为干颗粒耐火组合物。这里使用的词语“干”必须被理解为具有小于1重量％、例如小于0.5重量％的湿度水平，这对于不添加烧结剂的干颗粒耐火组合物通过在110℃干燥后的烧失量来确定。

本发明涉及由以下成分组成的干颗粒耐火组合物：

-至少70重量％的耐火骨料，例如至少80重量％、至少90重量％或至少95重量％，

-至少0.5重量％的本发明的烧结剂，例如至少1重量％或至少1.5重量％，

重量百分比相比于干耐火组合物的总重量进行计算。

基于干耐火组合物的总干重，干颗粒耐火组合物含有至少70重量％的耐火骨料(也称为耐火颗粒)。术语“耐火骨料”指的是除烧结剂以外的任何矿物材料，与其尺寸无关。对于本发明，术语“骨料”还指细颗粒，特别是尺寸小于100微米的(在有些情况下被认为是模具的一部分)。在实施的一种方法中，干颗粒耐火组合物含有70重量％～99.5重量％、例如75重量％～99重量％或80重量％～98重量％的骨料。例如，干颗粒耐火组合物含有约75重量％、约80重量％、约85重量％或约90重量％的骨料。

干颗粒耐火组合物在置于容器中就位并压实后必须呈现高压实度。这意味着必须优化耐火颗粒的粒度分布以具有良好的大颗粒、细颗粒和超细颗粒之间的比率，同时避免任何随时间的缓慢或无效的压实。

耐火骨料优选为氧化铝、二氧化硅、二氧化硅-氧化铝或这些的混合物。当其在类型上为氧化铝(例如，片状氧化铝、煅烧氧化铝、白或棕刚玉、铝土矿、活性氧化铝、半活性氧化铝)时，耐火骨料含有52重量％～99重量％的Al₂O₃，例如60重量％～99重量％或70重量％～99重量％。当其在类型上为二氧化硅时，耐火骨料含有最少90重量％的SiO₂，例如最少95重量％的SiO₂或最少96重量％或97重量％。当其为二氧化硅-氧化铝(例如火泥、莫来石、蓝云母、红柱石)时，耐火骨料含有5重量％～70重量％的Al₂O₃，例如10重量％～60重量％，并且其含有40重量％～75重量％的SiO₂。

根据本发明的一个实施方式，干颗粒耐火组合物包含耐火骨料，其选自由氧化锆、锆石、菱镁矿、橄榄石、氧化铬或铬矿石、尖晶石、碳化硅、石英岩、石英、玻璃质二氧化硅、棕刚玉、白刚玉、片状氧化铝、煅烧氧化铝、活性或半活性氧化铝、铝土矿、氧化铝比率为30质量％～75质量％的烧结或电铸烧结和煅烧火泥、红柱石、蓝晶石、硅线石或这些骨料的混合物组成的组。

根据优选实施方式，干颗粒耐火组合物包含石英、石英岩、玻璃质二氧化硅或这些的混合物的耐火骨料。石英与石英岩的区别在于基本晶粒的尺寸，这产生自地质形成方法。玻璃质二氧化硅通过熔融石英或石英岩得到。

骨料的选择一般基于技术特性的组合，包括矿物组成、化学组成、密度、粒度分布和形式。

耐火骨料可以含有粒度分布为0.5μm～45mm或0.5μm～40mm的尺寸的颗粒，主要由其组成，或由其组成，粒度分布由适当尺寸的筛上保留的材料的数量确定，并且表示为材料的初始总干质量的百分比。

在一些实施方式中，骨料含有以下颗粒，主要由其组成，或由其组成：

尺寸上至多约10mm的颗粒，

至多约6mm的颗粒，

至多约4mm的颗粒，

至多约2mm、至多约1mm的颗粒。

在另一个实施方式中，骨料含有以下颗粒，主要由其组成，或由其组成：

100％的尺寸上至多约10mm的颗粒，

80％的至多约6mm的颗粒，

75％的至多约4mm的颗粒，

60％的至多约1mm的颗粒。

100％的尺寸上至多约10mm的颗粒，

80％的至多约6mm的颗粒，

60％的至多约4mm的颗粒，

40％的至多约1mm的颗粒。

在又一个实施方式中，骨料含有以下颗粒，主要由其组成，或由其组成：

100％的尺寸上至多约6mm的颗粒，

95％的至多约4mm的颗粒，

65％的至多约1mm的颗粒。

骨料颗粒可以为各种形式，特别是球状或角状。骨料的形式对颗粒堆积有影响，因此对就位的产品的干振实密度有影响。

根据一个实施方式，颗粒的粒度分布，即就位的干混合物产品的各尺寸范围的比例，等于具有100％压实度(颗粒间孔隙率为0)的起始骨料混合物的理论密度的至少78％，优选80％～82％。术语“振实密度”是专业人员所知的，他们了解如何测量这个参数。作为说明，其通过下述方式测量：将干混合物在呈现1dm³的内部体积的刚性圆筒模具中放置到位，然后测定在4kPa的压力下通过在振动床上以0.8mm的幅度、50Hz的频率振动90秒的时间而压实后的干材料的质量。

基于干耐火组合物的总干重，本发明的干颗粒耐火组合物含有至少0.5重量％的本发明的烧结剂。在一个实施方式中，干颗粒耐火组合物含有至少1重量％或至少1.5重量％的烧结剂。例如，本发明的干颗粒耐火组合物含有1重量％～30重量％、例如1.5重量％～25重量％或2重量％～20重量％的烧结剂。例如，干颗粒耐火组合物含有约1重量％、约1.5重量％、约2重量％或约5重量％的烧结剂。

干耐火组合物也可以包含一种或多种添加剂，特别是一种或多种下述添加剂：防尘剂、防潮润滑剂和/或临时粘合剂。

根据一个实施方式，本发明的干耐火组合物包含：

-0.1重量％～1.5重量％的防尘剂，和/或

-0.1重量％～1.5重量％的润滑剂，和/或

-0.1重量％～5重量％，例如0.1重量％～3重量％或0.1重量％～1.5重量％的防潮剂，和/或

-0.1重量％～5重量％的临时粘合剂。

干耐火组合物可以含有一种或多种防尘剂。这些可以具体包括下述化合物：燃油、烃类、矿物油，例如菜籽油。

干耐火组合物可以含有一种或多种润滑剂。这些具体包括下述润滑剂：金属硬脂酸盐如硬脂酸铝、硬脂酸镁、硬脂酸钙和硬脂酸锌，灯黑，石墨或这些化合物的混合物。

干耐火组合物可以含有一种或多种防潮剂。这些可以具体包括下述：这些具体包括下述化合物：硅、硫酸钡、氟化钙、灯黑、石墨、焦炭或这些化合物的混合物。

干耐火组合物可以含有临时粘合剂，旨在确保颗粒混合物在120℃至500℃的温度加热之后的聚结。临时粘合剂可以至少通过热硬化树脂得到。作为另选，这种临时粘合可以利用例如热塑性树脂在熔化粘合剂的温度加热、然后冷却之后得到。临时粘合，即颗粒混合物在低于烧结起始温度的温度下的聚结，可以用于在发展源自烧结的机械抗性之前保证耐火内衬的机械抗性。临时粘合剂发展的机械性质的有利之处可在于撤销安装或者加载液体或固体金属时的工作范围，从而避免损伤尚未烧结的耐火内衬。

本发明的干颗粒耐火组合物的特征在于流动促进安装和布置。

本发明的干耐火组合物通过将原料混合数分钟的时间来制备。

应用

本发明还涉及使用本发明的干颗粒耐火组合物以便通过安装在容器中而形成耐火内衬(或耐火涂层)。词语“容器”指的是感应炉如坩埚式炉、水泥窑、开发和熔炼铝或其合金的炉、转化或熔炼钢和铸铁、铁合金和非铁合金的炉、感应炉或槽式炉。

根据实施本发明的一种方法，本发明的干颗粒耐火组合物用于耐火内衬，特别是铁合金和非铁合金熔炼行业中常见的坩埚感应炉的耐火内衬、保温炉的感应器和保温炉或铸造炉的储槽。

这种干耐火组合物在用于衬砌用于熔化金属的炉时，必须特别呈现出对于熔融金属的渗入和磨损的有效抗性。它们还必须允许在炉的冷面上有较厚的易碎安全层。

根据另一方面，本发明涉及可以由本发明的干颗粒耐火组合物或根据上述应用得到的耐火内衬。

本发明还涉及由本发明的干颗粒耐火组合物和由用于制造此产品的方法得到的固结产品。

更准确而言，本发明的制造烧结产品的方法包括以下阶段：

a)制备本发明的干颗粒耐火组合物；

b)将所述干颗粒耐火组合物成形，特别是通过压制、包装或振动；

c)通过烧结进行固结热处理。

此方法可以用于制造坩埚感应炉的侧壁和底部。这种坩埚的侧壁和底部构成炉的涂层或内衬。

根据一个实施方式，使用本发明的烧结剂改善了对热冲击的抗性，结果改善了耐火产品的寿命。

根据优选实施方式，本发明的干颗粒耐火组合物通过振动而压实。压实可以按照将组合物转移到待衬砌容器的方法进行。然后升温使烧结剂活化，即，使烧结剂颗粒熔化或与耐火颗粒反应以确保耐火颗粒的聚结。

在阶段c)中，固结热处理或烧结优选在高于所用温度的温度下进行。

实施例

干耐火混合物的组成

如下所述制备根据本发明的和在本发明之外的干颗粒耐火组合物。

以下原料用于所有实施例：

表1

使用以下化合物：

-钙长石(Sibelco)；

-(Budenheim)：正磷酸二氢钾(主要为磷酸钾)；

-(Budenheim)：多聚磷酸，柠檬酸钠(主要为磷酸钠)；

-(Budenheim)：磷酸，柠檬酸三钠，十二水合物；

-(Budenheim)：正磷酸二氢钠；

-(Care Chemicals)：硅酸钠(Na₂SiO₃)；

-FERRO Frit TF 9015SE和Frit TF 90 5158M，组成和烧失量如表2所示。

	烧结1	烧结2
			900℃的烧失量	0.37％	0.34％
SiO<sub>2</sub>	50.4％	48.7％
			CaO	10.4％	0.4％
Na<sub>2</sub>O	10.3％	17％
			Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	6.6％	1.2％
ZnO	10.1％	–

表2

磷酸盐化合物的实例的烧失量：

表3

坩埚感应炉的腐蚀测试

耐火涂层背面的易碎安全层的对渗入和磨损的抗性以及厚度通过按照下述方法在感应坩埚炉中进行腐蚀测试来评价。

将各种原料和烧结剂引入混合器并以44转/分钟的速度干混5分钟。

然后将干混合物倒入合适的模具以制造高度约20cm的砌块。然后在振动台上进行压实阶段1分30秒的时间(幅度0.5mm)。将制得的砌块用作感应坩埚炉的耐火涂层的试样。

在安装后，对材料按照下面定义的热循环进行过滤阶段；烧结耐火涂层所需卡路里的提供使用在坩埚中存在的高温下的液态铁进行，如下所示：

-用3小时升温至1,550℃；

-1,550℃的温度水平持续3小时；

-排放和降低温度。

烧结阶段之后是按照上面定义的相同热循环进行铁熔渣混合物的至少三次连续熔炼。然后拆除各种组合物的砌块，并切割得到两个相等的部分。

得到的干混合物的表征

使用之前切割的砌块，通过分析配方的对比图像来评价炉的冷面上的易碎安全层的抗腐蚀性和厚度。

考虑两种参数来评价抗腐蚀性：磨损和渗入。结果按量表分类，其在少量磨损和/或少量渗入至大量磨损和/或大量渗入之间变化。

考虑炉的冷面上的易碎安全层来评价耐火材料的性能。这种易碎层是必需的，以阻止液体金属的渗入和有利于炉的拆卸。其按照以下三个标准分类：不存在、细微或厚。

使用各种组合物进行的对比腐蚀测试的结果提供在下表中。

干颗粒耐火组合物的实例包括两种必要成分，即骨料和烧结剂，其各自的量表示为重量百分比。因此，例如，实施例A1由97.5％的石英和石英岩骨料(表1)和2.5％的烧结剂组成，也提供了所述烧结剂的性质和数量(表4)。

表4：实施例A1和A2依据本发明。比较例A1和比较例A2在本发明之外。此表中提供的测试以相同测试进行。

++：对于渗入和磨损的抗性非常好

–：对于渗入和磨损的抗性较差

应注意，A2干混合物的组成呈现出大于组合物A1的机械抗性，这为它提供了作为感应炉储槽外部的部件的耐火涂层的额外优点。

表5：实施例B依据本发明。比较例B在本发明之外。

表6：比较例C1和比较例C2在本发明之外。

表7：比较例D1和比较例D2在本发明之外。

表8：比较例E1在本发明之外。

表9：比较例F1在本发明之外。

Claims

1.一种用于包含至少70重量％的耐火骨料的干颗粒耐火组合物的烧结剂，所述烧结剂包含：

-1重量％～99重量％的至少一种烧失量(在900℃)小于20％的磷酸盐化合物；

-1重量％～99重量％的至少一种含有长石的矿物。

2.如权利要求1所述的烧结剂，所述烧结剂包含：

-10重量％～50重量％的至少一种烧失量(在900℃)小于20％的磷酸盐化合物；

-50重量％～90重量％的至少一种含有长石的矿物。

3.如前述权利要求中任一项所述的烧结剂，其中，所述至少一种磷酸盐化合物的烧失量(在900℃)小于18％，例如小于15％。

4.如前述权利要求中任一项所述的烧结剂，其中，所述至少一种磷酸盐化合物的存在量为10重量％～50重量％，例如12重量％～40重量％或15重量％～30重量％。

5.如前述权利要求中任一项所述的烧结剂，其中，所述至少一种含有长石的矿物的存在量为50重量％～90重量％，例如60重量％～88重量％或70重量％～85重量％。

6.如前述权利要求中任一项所述的烧结剂，其中，烧结剂还包含1重量％～50重量％的至少一种碱金属硅酸盐，例如2重量％～40重量％或3重量％～30重量％。

7.如权利要求6所述的烧结剂，其中，所述至少一种碱金属硅酸盐包含硅酸钠。

8.如前述权利要求中任一项所述的烧结剂，其中，所述磷酸盐化合物是碱金属磷酸盐，并且特别包括以下化合物中的至少一种：(NaPO₃)_n、KH₂PO₄、K₂HPO₄、K₃PO₄或这些化合物的混合物。

9.如前述权利要求中任一项所述的烧结剂，所述烧结剂不包含硼酸、三氧化二硼、无水四硼酸二钠、四硼酸二钠水合物或这些物质的任何其他水合形式。

10.一种干颗粒耐火组合物，所述组合物包含：

-至少70重量％的耐火骨料；

-至少0.5重量％的权利要求1～9中任一项所述的烧结剂。

11.如权利要求6所述的干颗粒耐火组合物，其中，所述耐火骨料为氧化铝、二氧化硅、二氧化硅-氧化铝或这些的混合物。

12.如权利要求10或11所述的干颗粒耐火组合物，其中，所述耐火骨料选自由氧化锆、锆石、菱镁矿、橄榄石、氧化铬或铬矿石、尖晶石、碳化硅、石英岩、石英、玻璃质二氧化硅、棕刚玉、白刚玉、片状氧化铝、煅烧氧化铝、活性或半活性氧化铝、铝土矿、氧化铝比率为30质量％～75质量％的烧结或电铸烧结和煅烧火泥、红柱石、蓝晶石、硅线石或这些骨料的混合物组成的组。

13.权利要求10～12中任一项所述的干颗粒耐火组合物用于耐火内衬、特别是坩埚感应炉、槽式炉感应器和槽式炉罐的耐火涂层的应用。

14.由权利要求10～12中任一项所述的干颗粒耐火组合物或根据权利要求13所述的应用能够得到的炉的耐火内衬。