CN1244912A

CN1244912A - 用于生产无烧制或无焦化耐火材料的耐火材料的共模压方法

Info

Publication number: CN1244912A
Application number: CN 96180296
Authority: CN
Inventors: 理查德·G·霍尔
Original assignee: North American Refractories Co
Current assignee: North American Refractories Co
Priority date: 1997-04-02
Filing date: 1997-04-02
Publication date: 2000-02-16

Abstract

本发明涉及一种用于生产共模压的化学键合的罐装耐火制品的共模压方法,该方法取消了传统方法中所需的昂贵的和繁琐的烧制或烧结步骤,而且也取消了传统方法所需的耐火制品耗时的分离罐装和定尺寸步骤。本发明用于生产共模压的化学键合的罐装耐火制品的共模压方法包括以下步骤:(a)将耐火聚集体与化学粘合剂混合,以便形成可挤压的耐火组合物;(b)将金属罐放入压阴模中;(c)将所说的耐火组合物装入所说的金属罐和压阴模中;(d)使所说的耐火组合物经过高压处理,在所说的压阴模中使所说的耐火制品成型和定尺寸;(e)在足以使所说的化学粘合剂固化的温度下干燥所说的耐火制品。

Description

用于生产无烧制或无焦化耐火材料的耐火材料的共模压方法

发明领域

本发明涉及用于生产共模压的化学键合的罐装耐火制品的共模压方法，具体地说，在相对高的压力下，将含有耐火聚集体和化学粘合剂的耐火组合物进行共模压以形成制品，然后，在足以使化学粘合剂固化的温度下干燥，但是，温度不要过高以免破坏金属罐。更具体地说，本发明涉及用于生产共模压的罐装的耐火喷嘴和共模压的罐装的耐火滑动门板的方法。

背景技术

现有技术中用于生产罐装的耐火制品的方法是众所周知的。一种现有的用于生产罐装的耐火制品的方法包括将耐火聚集体与化学粘合剂或润湿剂混合，以便形成挤压度均匀的耐火组合物。将该组合物压制成制品。将该制品确定大小、干燥、烧制，以形成陶瓷结合。通常用在罐和制品之间处于结合状态的研钵将制品装入罐中，并且将其在罐中进行定位，以便获得制品正确的最终尺寸。接着再次对罐装制品烧制。这种形成罐装耐火制品的方法非常昂贵，因为它需要高温烧制以便形成陶瓷结合，而且需要分离的罐装方法。

用于形成罐装耐火制品的另一种方法包括将耐火聚集体与化学粘合剂混合，以便形成挤压度均匀的耐火组合物。将该组合物压制成制品。将该制品确定大小、干燥或固化，以形成化学结合。通常用在罐和制品之间处于结合状态的研钵将制品装入罐中，并且将其在罐中进行定位，以便获得制品正确的最终尺寸。将罐装制品再次干燥。该方法取消了上述方法的高温烧制步骤，但仍需要分离的罐装方法。

用于形成罐装耐火制品的另一种方法包括将耐火聚集体混合，以便形成可铸造的耐火组合物。将该组合物铸造成罐和模压件，以便形成制品形状并对制品确定尺寸。将该制品在常温下置于模具中，直到铸造成型。然后将罐装制品从模具中移出，并于高温下干燥。该方法取消了高温烧制和罐装步骤，但是，能够用于形成制品的组合物的范围受到限制。另外，生产效率受到模具数量以及铸造设定时间的限制。

用于形成罐装耐火制品的另一种方法包括将耐火聚集体与化学粘合剂混合，以便形成锤击度均匀的耐火组合物。将罐置于模压件中。将耐火组合物捶击进入罐中，并且模压形成制品形状，将该制品确定尺寸。然后将罐装制品干燥或固化，以便形成化学结合。这种将耐火组合物捶击入罐中和模压形成制品的方法花费大量时间。而且不能在很高的压力下将组合物捶击进入罐中以及模压形成制品。

传统的生产罐装耐火制品方法的问题之一是由于某些现有技术的方法所需的烧制或烧结步骤需要大量能源而且非常昂贵，那些不需要高温烧制的方法常常是不理想的，因为在材料选择和形成过程方面受到限制。另外，传统方法的分离罐装和定尺寸步骤造价高而且耗时。

理想的是，具有一种用于生产罐装耐火制品的方法，该方法取消昂贵的和繁琐的烧制或烧结步骤。还有，理想的是，具有用于生产耐火制品的方法，该方法取消现有技术之传统方法所需的耐火制品的耗时的分离罐装和定尺寸步骤。

发明概述

根据本发明，提供一种用于生产共模压的化学键合的罐装耐火制品的共模压方法，该方法取消了传统方法中昂贵的和繁琐的烧制或烧结步骤。

另外，根据本发明，提供一种用于生产共模压的化学键合的罐装耐火制品的共模压方法，该方法取消了传统方法所需的耐火制品耗时的分离罐装和定尺寸步骤。

另外，根据本发明，提供一种用于生产共模压的化学键合的罐装耐火制品的共模压方法，该共模压的方法包括以下步骤：

(a)将耐火聚集体与化学粘合剂混合，以便形成可挤压的耐火组合物；

(b)将金属罐放入压阴模中；

(c)将所说的耐火组合物装入所说的金属罐和压阴模中；

(d)使所说的耐火组合物经过高压处理，在所说的压阴模中使所说的耐火制品成型和定尺寸；

(e)在足以使所说的化学粘合剂固化的温度下干燥所说的耐火制品。

另外，根据本发明，提供一种用于生产共模压的化学键合的罐装耐火喷嘴的共模压方法。

另外，根据本发明，提供一种用于生产共模压的化学键合的罐装耐火滑动门板的共模压方法。

对于本技术领域的普通专业人员而言，在阅读和理解下述的说明书之后很容易理解本发明的这些和其它方面。

附图的简要说明

图1为用于本发明共模压方法中的压阴模的截面视图。

图2为根据本发明共模压方法加工的喷嘴的截面图，表示构成喷嘴的各种元件。

图3为根据本发明共模压方法加工的滑动门板的截面图，表示构成滑动门板的各种元件。

优选实施例的详细描述

本发明涉及用于生产共模压的化学键合的罐装耐火制品的共模压方法，该共模压的方法包括将耐火聚集体与化学粘合剂混合，以便形成耐火组合物，将金属罐放入压阴模中，将所说的耐火组合物装入所说的金属罐和压阴模中，使所说的耐火组合物经过高压处理，在所说的压阴模中使所说的耐火制品成型和定尺寸，在足以使所说的化学粘合剂固化的温度下干燥所说的耐火制品。本发明的方法不需要昂贵的和繁琐的烧制步骤，因为使用化学键合取消了高温烧制的需要。本发明的方法还取消了现有技术中常规方法的分离罐装和定尺寸步骤，因为在本发明中成型、罐装和定尺寸步骤都在一个步骤中完成。

通过首先将耐火聚集体与化学粘合剂混合以形成可挤压的耐火组合物来制备本发明的共模压的化学键合的罐装耐火制品。耐火聚集体材料可以是颗粒或粉状，耐火聚集体颗粒大小为约几微米至约1厘米直径。在一个优选实施例中，耐火聚集体颗粒的大小为约-3目至约-325目。在一个实施例中，本发明的耐火组合物中，耐火聚集体材料的量为约85％至约97％(重量)。在另一实施例中，耐火聚集体材料的量为约90％至约98％(重量)。

耐火聚集体可以由本领域已知的聚集材料组成，这些聚集体可以包括但不限于氧化铝、富铝红柱石、硅铝酸盐、二氧化硅、氧化锆、锆铝氧化物、富铝锆氧化物、氧化镁、镁铝尖晶石、碳、石墨、金属粉、抗氧化物及其混合物。

耐火组合物还还有化学粘合剂，用于本发明的化学粘合剂可以是现有技术中用于形成耐火材料已知的任何一种化学粘合剂。该化学粘合剂可以是无机材料、有机材料或其混合物。可以用作化学粘合剂的无机材料为磷酸盐、硅酸盐、硫酸盐、水泥、氧化铝水合物及其混合物。可用作化学粘合剂的有机材料为树脂、沥青、聚乙烯醇及其混合物。作为化学粘合剂优选的有机材料是树脂，这些树脂包括但不限于酚醛树脂、酚醛清漆树脂、液体树脂、粉状树脂及其混合物。

耐火组合物还含有一定量的金属铝、硅、镁金属或其混合物。耐火组合物还可以含有如改性剂或填料的成分，只要改性剂和填料不明显改变喷嘴的特性。

通过将耐火聚集体化学粘合剂和任何其它成分按任何现有技术已知的方法混合形成耐火组合物。例如，将耐火聚集体和其它成分进行预混合规定时间，然后再混合一定时间。然后可以加入树脂粘合剂，再将该组合物混合规定时间。

将金属罐放入压阴模中，然后将耐火组合物装入金属罐和压阴模中，在压阴模中使耐火组合物经过高压处理以便使耐火制品形成和成型以及定尺寸。所用的压力优选为约3吨/平方英寸至约12吨/平方英寸。

本方法中使用的典型压机包括但不限于液压机、摩擦或螺杆压机、肘杆式压机和等压机。优选的压机为液压机，因为压力和尺寸易于控制，生产效率高。

图1示出了本发明的压阴模10的一个例子。该压阴模10由孔11组成，该孔11由顶垫12、低垫13、衬垫14以及衬垫支持套15所包围。该衬垫14位于最靠近孔11的衬垫支持套15的端面上。低垫13由若干个元件组成。端垫16位于最靠近衬垫14的低垫13的一侧。与端垫16相邻的是一个垫套17，该垫套17的一侧与孔11相接触。在端垫15下面并与垫套的底部相邻的是一个背垫18。一中心垫15位于低垫13的底部。把金属罐20插入与衬垫14相邻或与衬垫14相邻并在低垫13顶上的孔11中。然后把耐火组合物装入压阴模中的孔11中，并将其压制以将耐火颗粒形成、成型以及定尺寸。

与现有技术中用于加工罐装耐火制品的方法相比，在压机中形成耐火制品有几方面优点，一个优点是在压机中形成耐火制品具有使耐火材料更紧密的高压力。另一个优点是在压机中形成耐火制品具有更好的形状和尺寸控制。再一个优点是在压机中形成耐火制品比捶击和铸造方法需要更少的时间。

在使耐火制品形成和成型之后，使该制品从压阴模中移出，以便进行干燥，在足以使化学粘合剂固化的温度下使耐火制品干燥，而不需要烧制或烧结喷嘴。通常在合适的炉中以及在低于烧制的温度下进行干燥。优选的是，在约200°F至约800°F下干燥耐火制品。

在一个实施例中，本发明的共模压方法生产如图2所示的共模压的化学键合的罐装耐火喷嘴。图2示出了喷嘴30的截面和基本结构。喷嘴具有中心位于喷嘴中心的中空腔31、形成腔31的内壁32以及形成合适喷嘴的外壁33。喷嘴具有熔融金属的入口34以及排放熔融金属的出口35。喷嘴的外壁由金属罐包围。

通过使耐火聚集体与化学粘合剂混合以形成可挤压耐火组合物来形成喷嘴。耐火聚集体含有约50％-约80％粗聚集体和约20％至约50％细聚集体。优选的是，耐火聚集体含有约61％粗聚集体和约39％细聚集体。化学粘合剂优选为树脂，组合物中存在树脂的量为约3％至约15％(重量)，优选的为6％至约8％(重量)。将金属罐放入压阴模中，将耐火组合物装入金属罐和压阴模中。将耐火组合物加压约3吨/平方英寸至约7吨/平方英寸以使喷嘴成型和确定尺寸。优选的是，将耐火组合物加压约4吨/平方英寸。在喷嘴形成和成型之后在约300°F至约700°F，优选的是，在约350°F至约450°F下干燥喷嘴。

在另一实施例中，本发明的共模压方法生产如图3所示的共模压的化学键合的罐装耐火滑动门板40。图3示出了滑动门板40的截面和基本结构。该滑动门板40由与另一板的平表面相配合的平滑动表面41、在相对的表面上与一喷嘴配合的一凸起42以及一镗孔43组成。把低板设计成装配到滑动门板中。顶板是静止的，而底板可移动的，以便完全或局部地对准镗孔。由满流控制熔融钢，以便由与镗孔对准或错开的度完成截流。除了滑动表面和凸起部之外，将滑动门板装入一金属罐44中。

通过使耐火聚集体与化学粘合剂混合以形成可挤压耐火组合物来形成可滑动门板。耐火聚集体含有约50％至约80％粗聚集体和约20％至约50％细聚集体。优选的是，耐火聚集体含有约62％粗聚集体和约38％细聚集体。化学粘合剂优选为树脂，组合物中存在树脂的量为约2％至约10％(重量)，优选的为4％至约6％(重量)。将金属罐放入压阴模中，将耐火组合物装入金属罐和压阴模中。将耐火组合物加压约5吨/平方英寸至约12吨/平方英寸以形成门板形状和尺寸。优选的是，将耐火组合物加压约7吨/平方英寸至约12吨/平方英寸。在门板形成和成型之后在约300°F至约700°F，优选的是，在约350°F至约550°F下干燥门板。

用于生产本发明的共模压的化学键合的罐装耐火制品的共模压方法取消现有技术中用于生产耐火制品之方法所需的烧制或烧结步骤。烧制步骤需要大量能源，在本发明的方法中这些能源可以由最终的加工环境提供。另外，本发明的共模压方法取消了现有方法中的分离、成型、罐装和定尺寸步骤，因为在本发明的方法中，成型、罐装和定尺寸步骤可以在一个步骤中完成。

对于本领域普通专业技术人员而言，当阅读和掌握本发明公开时，将会理解本发明的其它特点和方面。这些特点和方面以及所披露的结果和实施例的变化和改动很明显落入本发明的保护范围之内，本发明由权利要求书的范围进行限定。

Claims

1.一种用于生产共模压的化学键合的罐装耐火制品的共模压方法，其中所述的共模压的方法包括以下步骤：

(b)将金属罐放入压阴模中；

(c)将所说的耐火组合物装入所说的金属罐和压阴模中；

(d)使所说的耐火组合物经过高压处理，在所说的压阴模中使所说的耐火制品成型和定尺寸；和

2.根据权利要求1的共模压方法，其中所述的耐火聚集体选自氧化铝、富铝红柱石、硅铝酸盐、二氧化硅、氧化锆、锆铝氧化物、富铝锆氧化物、氧化镁、镁铝尖晶石、碳、石墨、金属粉、抗氧化物及其混合物。

3.根据权利要求1的共模压方法，其中所述化学粘合剂是无机材料。

4.根据权利要求3的共模压方法，其中所述化学粘合剂是选自磷酸盐、硅酸盐、硫酸盐、水泥、氧化铝水合物及其混合物。

5.根据权利要求1的共模压方法，其中所述化学粘合剂是有机材料。

6.根据权利要求5的共模压方法，其中所述化学粘合剂是树脂、沥青、聚乙烯醇及其混合物。

7.根据权利要求6的共模压方法，其中所述化学粘合剂是树脂。

8.根据权利要求7的共模压方法，其中所述树脂选自酚醛树脂、酚醛清漆树脂、液体树脂、粉状树脂及其混合物。

9.根据权利要求1的共模压方法，其中所述耐火组合物经过约3吨/平方英寸至约12吨/平方英寸加压处理。

10.根据权利要求1的共模压方法，其中所述耐火制品在约200°F至约800°F温度下干燥。

11.一种用于生产共模压的化学键合的罐装耐火制品喷嘴的共模压方法，其中所述的共模压的方法包括以下步骤：

(b)将金属罐放入压阴模中；

(c)将所说的耐火组合物装入所说的金属罐和压阴模中；

12.根据权利要求11的共模压方法，其中所述耐火聚集体含有约50％至约80％粗聚集体和约20％至约50％细聚集体。

13.根据权利要求12的共模压方法，其中所述耐火聚集体含有约61％粗聚集体和约39％细聚集体。

14.根据权利要求11的共模压方法，其中所述化学粘合剂是树脂粘合剂。

15.根据权利要求14的共模压方法，其中所述耐火组合物中的树脂粘合剂的量为约3％至约15％(重量)。

16.根据权利要求14的共模压方法，其中所述耐火组合物中的树脂粘合剂的量为约6％至约8％(重量)。

17.根据权利要求11的共模压方法，其中所述耐火组合物经过约3吨/平方英寸至约7吨/平方英寸加压处理。

18.根据权利要求11的共模压方法，其中所述耐火组合物经过约4吨/平方英寸至约5吨/平方英寸加压处理。

19.根据权利要求11的共模压方法，其中所述耐火制品在约300°F至约700°F温度下干燥。

20.根据权利要求11的共模压方法，其中所述耐火制品在约350°F至约450°F温度下干燥。

21.一种用于生产共模压的化学键合的罐装耐火滑动门板的共模压方法，其中所述的共模压的方法包括以下步骤：

(b)将金属罐放入压阴模中；

(c)将所说的耐火组合物装入所说的金属罐和压阴模中；

22.根据权利要求11的共模压方法，其中所述耐火聚集体含有约50％至约80％粗聚集体和约20％至约50％细聚集体。

23.根据权利要求22的共模压方法，其中所述耐火聚集体含有约62％粗聚集体和约38％细聚集体。

24.根据权利要求21的共模压方法，其中所述化学粘合剂是树脂粘合剂。

25.根据权利要求24的共模压方法，其中所述耐火组合物中的树脂粘合剂的量为约2％至约10％(重量)。

26.根据权利要求24的共模压方法，其中所述耐火组合物中的树脂粘合剂的量为约4％至约6％(重量)。

27.根据权利要求21的共模压方法，其中所述耐火组合物经过约5吨/平方英寸至约12吨/平方英寸加压处理。

28.根据权利要求21的共模压方法，其中所述耐火组合物经过约7吨/平方英寸至约10吨/平方英寸加压处理。

29.根据权利要求21的共模压方法，其中所述耐火制品在约300°F至约700°F温度下干燥。

30.根据权利要求21的共模压方法，其中所述耐火制品在约350°F至约550°F温度下干燥。