TW562789B - Insulating refractory material - Google Patents

Description

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 562789 Α7 Β7 五、發明說明（< ) 本發明之說明 絶熱耐火材料在工業上特別是在冶金工業上偽應用來 減少熱能損耗以及節省能源。此等材料亦能應用在物件 的塗裝，它們本身並目可應用來製造本身絶熱組成物。 它們亦可用來製造例如絶熱耐火板或磚，這些板或磚會 各自用來形成絶熱單元。 例如絶熱耐火材料僳蓮用在連續式鑄鐵中不同容器間 ，特別是在杓子和配送器之間，融化鑲鐵的輸送，以及 運用在連續式鑄模中。這些組成物需更具熱絶熱性，以 增進預熱效率（當這些組成物被預熱時）、避免鑄鐵在栓 孔内壁上以及在配送器中所用的澆灌組成物的固化，以 避免投鑄組成物和模壁之間的架橋。 在另一個例子中，為要增進配送器制止器棒的預熱效 率，採用了 一種能套上制lh器棒並保留燃燒器熱能的絶 熱耐火材料套管。 習慣上採用浸滿陶瓷纖維的紙Η或紙墊做為絶熱耐火 材料。此種材料保證有好品質的熱絶熱性確又避免許多 的缺陷。 陶瓷紙材的安置需要冗長的切Η加工、安置和黏阽等 的操作。更有甚者，處理Μ式或板式的陶瓷紙材會讓致 癌件陶瓷纖維飄浮而被橾作人員吸入。 並且有一種用在鑄鐵組成物的絶熱耐火塗料亦為人所 知（ΕΡ 0 2 9 6 9 8 1 )。此種塗料偽得自於一種水性懸浮的 組成物其包含重量比30-8 5%的精細分離的組成份例如融 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線- 562789 Α7 Β7 五、發明說明（>) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 溶式二氧化矽、氣化鋁或氧化結粉末以及氣化鋁珠粒、 一種氯化鋁、二氧化矽、氧化鉻、二氧化鈦、或鉻-氣 化鋁等的纖維的陶瓷瑱充物、或者甚至是氣化鋁或氧化 鍺珠粒〇眈組成物亦包含重量比達U的一種結合劑例如 七偏磷酸鈉或者矽酸鈉，以及重量比達40%的玻璃産生 之玻璃原料混合物。 此種塗料避免了一些浸有陶瓷纖維的片式或板式陶瓷 紙材的缺點。特別地是，它容易安裝因為它不霈要很大 鼍數目的操作。加上它不會有危害橾作人員身體健康的 陶瓷纖維産生^不過倒是有某呰缺點，其熱緣性並非很 好因為其低的多孔性（約2 0 % )。此多孔性基本上是開放 性的，比起封閉式多孔性其確實有比較不良的熱絶緣性 。更進一步而言，此種塗料在塗佈_型物上很難有堅實 的附著厚度。而為了要增加塗佈厚度，必須在塗佈前將 此纟目成物預熱，其需要增加補充階段及追加成本。更進 一步地，在附著第一層之後是無法將第二層附著上去的 ,因為此層塗裝外層表面光滑不滲透無法與第二層做有 效黏著。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 本發明的目的僳提供這些缺點的對策的一種絶熱耐火 材料。此種絶熱耐火材料係包含有重量比為2 0 - 8 0 %的陶 瓷體、5-40%的絶熱徹球狀體、0.5-15¾ —種或一種以上 的結合劑、以及達5 %的水。此陶瓷體可為一種玻璃顆粒 體，特別是二氣化矽，最好為粉碎级二氧化矽；其亦可 包含非玻璃顆粒例如氧化鋁或氣化鎂。最好，此陶瓷體 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 562789 A7 B7_ 五、發明說明（4 ) 的非玻璃顆粒内容不超過陶瓷體的30%。 美國專利號數4，8 7 4，7 2 6掲示一種具有高抗磨擦性和 較低的熱傳導性的絶熱耐火材料。此種材料包含重量比 從4 G到9 5 %的玻璃二氧化矽、達2 5 %的燒結式耐火材料集 合體、以及剩下的鋁酸鈣水泥（結合劑）。而每100份的 此種陶瓷體，此材料就進一步包含重景比為3到]5%的 氧化鋁-二氧化矽的微球狀體。此意画做為由鑲型或射 擊法（gunning)所形成的耐火部分段的組成份當與適量 的水混合時，具有大約4到6左右P a . s的黏度。此極低 黏度，通常是為了由鑄型橾作所製的耐火部分段的形成 ，並不適合由浸泡塗佈的形成。 此材料亦能有一種達重量比U的防凝集劑以及達203ί 重1比的_狀二氣化矽。最好，其具有從（Κ 5到4%重量 比的防凝集劑以及從〇 . 5到20¾重量比的_狀二氧化矽。 此材料包含5 5 - 6 5 J；重量比的二氯化矽和2 7 - 3 3 X重量比 的氧化鋁。 本發明的結合劑的ΐ要特激偽其必須給與本發明的耐 火材料所採用的水性組成份（意即泥漿）一種與用沈浸或 浸泡此耐火部分段進入該泥漿的塗裝的形成互相合適的 黏度〇恒常性及均質性塗料的形成實大大地端視此泥漿 的黏度。一般而言，適合的黏度會高於8 P a . s並目.最好 高於 1 (3 P a . s。 依照本發明之可用的結合劑為高嶺土型黏土以及有機 結合劑如高分子多醣體（如糊精）。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -----訂·--------· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 562789 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7_ 五、發明說明（4 ) 這些結合劑給與水性組成份黏度其完全滿足以上討論 的需求。 本發明亦關於一種組成物，特別是鑄鐵方面，其具有 一種塗佈有本發明之絶熱材料的耐火材料本體。此種組 成物亦可為一種由部分本發明的材料所製造的複合部分 段。此種組成物可在一單一操作中製得或者由許多個組 合部分段所形成。 本發明亦關於一種製備組成物的方法，此組成物俗用 來完成一種絶熱塗料或來製造一種絶熱部分段。 依照本方法： -有一種或者一種以上的結合劑僳溶解在多量的水中； -加入一種抗凝集劑； -當攪拌水溶液使成水化合物並ft形成一種泥漿時， 加λ粉碎级玻璃性二氣化矽顆粒·， -當持續進行slip的攪拌使之均質化時，加入一種撤 球狀體之絶熱材料。 在一較佳變異的方法中，_質狀二氧化矽偽在抗凝集 劑之後加入。 應用在製造此種材料的組成份可為一種泥漿其含有從 2 0到7 U重量比的粉碎级玻璃性二氣化矽顆粒、從5到 4 0 %重比的絶熱件徹球狀體、從0 . 5到2 0 %重量比的一 種或者一種以上的結合劑、以及從5到2 5 %重量比的水 。其可進一步包含達4 Γ重量比的抗凝集劑以及達1 0 %重 鼠比的膠質狀二氧化矽。最好，其進一步包含從（K 5到 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） t 丨訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 562789 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7_ 五、發明說明（r ) 4 %重量比的抗凝集劑以及從以及從0 . 5到UU重量比的_ 質狀二氧化矽σ此種Μ成份具有的黏度在9到12Pa.s之 間。 本發明亦關於一種耐火組成物其具有一種絶熱塗裝。 本發明亦關於一種塗佈上用在融熔金屬鑄型法中的耐 火材料部分段之方法，尤其是以本發明之組成份的鐵。 依照本方法： -在室溫下將此部分段沈浸在如上説明的組成份中， 時間不超過一分鐘； -允許此部分段在開放空間風乾2 - 4小時。 藉本方法之肋以製造數個塗層是可行的。 -藉著第一次的浸泡將第一層泥漿附著在此部分段上； -允許此部分段在開放空間中風乾4 5分鐘到2小時； -藉著第二次的浸泡將第二層泥漿附著在此部分段上； -允許此部分段在開放空間中風乾2 _ 4小時。 本發明之材料呈現多循優點。 其比紙式和墊式的陶瓷纖維更容易蓮用。並且不會産 生纖維物有害身體健康。 關於先前已知的塗料，其確實有較好的熱絶緣性因為 它有較大的細孔性亦因為它偽封閉式細孔性，其俗由絶 熱性徹球狀體所提供，更饒富細孔性。更進一步地，由 於泥漿黏度的特殊性，改善了熱絶緣性的品質因為附著 一層較厚塗層在部分段上又不會損害其絶熱特徵。此層 厚度範圍在一單一塗層中可達4毫米而在兩層塗層中可 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ί-----訂·--------. 562789 A7 B7 五、發明說明（k ) 達7毫米。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 最後，要完今地或部分地製造此材料的絶熱部分段是 容易可行的。從下列的細節說明以及具體實施例，本發 明其它的特徽及優點會愈發明確。

具鵲奮胳例T 一種鑄鐵組成物例如噴油嘴，僳由一種用絶熱耐火材 料塗料塗裝的加長型石墨化氣化鋁主體。準備有一泥漿 ，此部分段會被浸泡在此泥漿中。為要準備此泥漿，將 一種有機結合劑例如糊精溶於適量水中。此糊精係一種 高分子多醣體提供原始的機«強度 它並目.是一種黏稠 劑，其會在預熱此部分段期間在其所在處被消除。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 加入第二種結合劑例如一種高嶺土型黏土。黏土像一 種用來做懸浮、絶熱徹球狀體以及粉碎级二氣化矽顆粒 的添加劑，祐提供原始結合力。在加入糊精和黏土期間 為確使其具有均質性，特別是黏土的倩況，需要持績攪 拌此紺成份，以使其完全水合化並避免凝聚一起成為結 塊〇最好使用齒輪傳動型攪拌進行此類攪拌，廠牌例如 C Ο ϋ V R Ο T - L A I N E。接#加人一種抗凝集劑，例如一種商 業參考産品DOLAPIX CE64,由德國廠商ZSCHIMMER & S C H W A R Z所阪售。D OL A P I X偽一種用來當原始材料和無鹸 羧酸式陶瓷實體的分散劑/杭凝集劑，僳特殊設計用在 陶瓷型氧化物、猾石等的杭凝聚性。 _質狀二氣化矽加入的型式為一種配有3 Q %膠質狀二 氣化矽和粉碎級二氣化矽頼粒的液體溶液。這些頼粒偽 一 8 一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 562789 Α7 Β7 五、發明說明（？） 由二氧化砂泥漿在空氣流中粉碎而得。在氣流中的液體 水滴懸浮液的直徑大小從5 0徹米（# in)至1 . 5毫米。藉熱 的空氣流將水去除，大致能得到完整的微球狀體二氣化 最後，加入絶熱件徹球狀體，例如大小在5到5 G 0撤 米之間的矽酸鋁。這些撤球狀體非常輕，構成此等微球 狀體的材料其本身密度在2.7和2.8克/立方公分之間， 但，因為這些徹球狀體像中空性質，所以此等微球狀體 的外觀密度只有0.6-0.8克/立方公分。這些微球狀體 因此確定會有很好的熱絶緣性。自然地，如前文説明， 在相_加入每一種組成物期間，其需要持續地攪拌此組 成份。 本發明的組成份具有的黏度為]2 P a . s，其可藉仟何適 切的方法例如濺灑而附著在部分段上〇不過最好是使用 浸泡方式進行塗裝。 此部分段能以較大的速率（每分鐘數公尺）浸泡在此組 成份中。此部分段持績浸泡不超過一分鐘，例如3 0秒。 此部分段從浸泡中抽出引上。其引上速率必須相對地慢 ，例如每分鐘3公尺。此部分段接著在液面上瀝乾不超 過一分鐘，例如30秒，接著再空氣中風乾。如果僅有一 層塗裝，則在空氣中的乾燥時間將有2-4小時。如果塗 有兩層或者兩層以上的塗裝，則在空氣中的乾燥時間較 短例如在塗下一層之前僅乾燥從45分鐘到2小時。最終 ，最後塗佈的塗層如同單層塗佈使乾燥2 - 4小時。此部 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------—— 丨訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 562789 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（J)分段接箸可在乾燥爐中以悔溫1 2 0 °C的溫度進行1小時 而完f烘乾。 I成丄 水 ：20.0%糊精 ：3.2% _質狀二氣化矽 ：1.0% Dolapix CE64 : 2.0% Finite S G 5 0 0 : 1 0.0 % 黏土 （HYMOD RF CLAY) : 4.6% 粉碎級玻璃性二氧化矽顆粒 ：59.2% 而從本組成份而得的塗料的化學組成份則如下： 成分 %重量比 二氣化矽 9 1.94 三氣化二錦 6.32 二氧化鈦 0.11 三氯化二鐵 0.62 氣化鈣 0.02 氧化鎂 0.03 鈉鹼（Ha 2 0) 0.13 鉀鹼（K 2 0) 0.56 燃燒損失 -10- -----------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 562789 A7 _B7 五、發明說明（9 ) 所得之塗料的密度小於1 . 1，其比重（s p e c i f i c w e i g h t) 為1.5到2g/ero3並&其多孔度（porosity)為40到的55%。 fil豈111丄 製造一種Ui n dish制ih器棒用的預熱套管 此套管具 有一圓柱體部分其恰可套上制止器棒的外徑並且具有一 向外開展的内件其完令涵蓋分送器的塞孔。此種套管俗 以本發明之絶熱耐火材料藉箸將泥漿倒入一石膏模所製。 &_1童1盤丄11_ 製造一種玻璃工業用的倒嘴口蓋板，此蓋板偽一種平 行六面體板具有50毫米的厚度。此板像以本發明之絶熱 耐火材料藉箸將泥漿倒入一石脅模所製。 -----------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 562789

   六、申請專利範圍 十Ί P正! 第mo9767號「絕熱耐火材料y專利案L9^0. —1 α| 1 1 —---------- (92年10月修正） 六申請專利範圍： 1. 一種絕熱耐火材料，其特徵在於其包含從重量比2〇 到80%的陶瓷體、重量比從$到4〇%的絕熱微球狀 體、重量比從0.5到15%的一種或一種以上的結合 劑、以及重量比達5%的水，該一種或一種以上的結 合劑賦與其組成物一種高於8Pa . s的黏度，此組成 物係用來製造該材料。 2. 如申請專利範圍第1項之材料，其中此陶瓷體包含 玻璃性顆粒。 3. 如申請專利範圍第2項之材料，其中此玻璃性顆粒 包含二氧化矽顆粒，特別是粉碎級二氧化矽。 4·如申請專利範圍第1 項之材料，其中此材料進一 步包含達4%重量比的抗凝結劑。 5·如申請專利範圍第1項之材料，其中此材料進一步 包含達20%重量比的膠質狀二氧化矽。 6. 如申請專利範圍第1項之材料，其中其絕熱微球狀 體包含有二氧化矽和氧化鋁材料的中空球體。 7. 如申請專利範圍第6項之材料，其中此含有二氧化 矽和氧化鋁的材料包含重量比55到65%的二氧化矽 和重量比27到3 3%的氧化鋁。 8·如申請專利範圍第1項之材料，其中該一種或一種 562789 六、申請專利範圍 以上的結合劑包含一種有機結合劑。 9·如申請專利範圍第8項之材料，其中此有機結合劑 包含糊精。 10·如申請專利範圍第1 、8或9項中任一項之材料， 其中該一種或一種以上的結合劑包含一種高嶺土裂 黏土。 11. 一種工件’特別是用在溶鐵之鑄型其具有耐火材料 的主體’其特徵在於此主體具有一層如申請專利範 圍第1到1 0項中任一項之材料的塗料塗裝在該主 體上。 12· —種工件，特別是用在熔鐵之鑄型，其特徵在於此 部分段係全部或部分由如申請專利範圍第1到i 〇 項之耐火材料所製。 13. —種用來準備一組成物之方法，其用來塗裝一種用 於鋼鐵鑄型之耐火材料的物件，其特徵在於： --種或一種以上的結合劑係溶於多量的水中； -當溶液正在攪拌時加入玻璃性二氧化矽顆粒，最 好粉碎級，以!便將之水合化並形成一種泥漿； -當持續攪拌泥漿使其均勻時，加入一種微球狀體 絕熱材料，其中該結合劑提供一種黏度高於8Pa.s 的泥漿。 14. 如申請專利範圍第1 3項之方法，其中加入該一種或 一種以上的結合劑之後，加入一種抗凝結劑。 562789 六、申請專利範圍 15·如申請專利範圍第1 3或1 4項之方法，其中於加入 玻璃性二氧化矽之前，加入膠質狀二氧化石夕。 16· —種用於鋼鐵鑄型之耐火材料所成物件之塗裝的方 法，其特徵在於： -此物件係在環境溫度下浸泡在一如申請專利範圍 第1到10項中任一項之材料中，不超過1分鐘 -允許此物件在開放空間中風乾2 - 4小時。 17. 如申請專利範圍第1 6項之方法，其中： -藉著第一次的浸泡將第一層泥漿附著在此物件上； -允許此物件在開放空間中風乾4 5分鐘到2小時； -藉著第二次的浸泡將第二層泥漿附著在此物件上； -允許此物件在開放空間中風乾2 - 4小時。 18. —種水性組成物，其應用在製造一種耐火包含20到 70%重量比的陶瓷組成物、5到40%重量比的絕熱性 微球狀體、0.5到20%重量比的一種或者一種以上的 結合劑、以及5到25%重量比的水，該組成物具有 一黏度高於8Pa.s。 19. 如申請專利範圍第1 8項之組成物，其中該陶瓷組成 物包含玻璃性二氧化矽顆粒，最好爲粉碎級二氧化 20. 如申請專利範圍第1 8項之組成物，其中該一種或 一種以上的結合劑包含一種有機結合劑。 562789 六、申請專利範圍 21. 如申請專利範圍第20項之組成 劑包含一種高分子多醣體。 22. 如申請專利範圍第1 8至2 1項 其中該一種或一種以上的結合: 黏土。 1，其中該有機結合 任一項之組成物， 包含一種高嶺土型