[发明专利]未成型的耐火材料和制备未成型的干硬性耐火材料的方法以及该未成型的耐火材料的用途

说明书

本发明涉及一种未成型的(ungeformt)耐火材料(feuerfest Werkstoff)、用于制备未成型的干硬性(erdfeucht)耐火材料的方法以及该未成型的耐火材料的用途。

未成型的耐火材料也称耐火物料，其由耐火基础成分(Basiskomponent)和粘合剂(Bindemittel)的混合物组成。

未成型的耐火材料特别是用作建筑物料、修复物料和维修物料以及用作砂浆。建筑物料、修复物料和维修物料特别是用于建造、修复和维修炼钢容器(如熔化或处理液态钢的成套设备)的内衬(Innenauskleidung)。

该未成型的耐火材料的固化或硬化可以用各种方法实现。如已知一种水硬性体系，其中加水后的水硬性粘合导致未成型的耐火材料硬化。还已知陶瓷粘合类型，其中通过热处理和伴之而来的烧结实现硬化。此外还已知所谓的冷硬化物料，其中通过化学或有机粘合实现固化。

该耐火的基础成分可由一种或多种耐火物质组成，例如该物质基于Al₂O₃-SiO₂体系(酸性耐火材料)或基于碱性耐火材料如基于MgO的材料。

该未成型的耐火材料的重要应用领域是用作耐火材料槽物料(Tundishmass)或耐火材料槽磨损衬里物料(Tundishverschlei β futtermass)。为此特别使用可形成耐火材料槽的耐火内衬的碱性物料。

对于耐火材料槽物料也可使用冷硬化物料。冷硬化物料的优点特别在于，不需施加额外的热能以引发物料中的粘合。实际上，在这类物料中通常使用一种或多种粘流态(klebflüssig)粘合剂，如水玻璃、合成树脂或含硫或含酚的粘合剂。但这类粘合剂的缺点在于，该粘合剂的以及由此拌和成的未成型耐火材料的处理是非常复杂的。这特别是涉及粘合剂的粘性，这会导致处理该粘合剂和由此拌和成的未成型耐火材料的机器由粘合剂所粘结。由此必需使用更复杂的和由此昂贵的机器，例如需额外定期净化的昂贵机器。此外，一些该粘流态的粘合剂是有气味的、易燃的或有毒的，以致该用于处理该粘合剂或由此拌和的物料的机器必须经昂贵的包封。再则有些这类粘合剂还需持续低温贮存，否则在将该粘合剂加到物料中前会导改该粘合剂产生有害的硬化或固化。相反，有时还需加热由这种粘流态粘合剂拌和的未成型耐火材料以引发该粘合剂的粘合反应。

本发明的目的在于提供一种冷硬化物料，即一种无需使用外部热能就可应用的未成型的耐火材料，该材料可在不使用粘流态粘合剂下使用。特别希望不需要这种有气味的、有毒的或易燃的液态粘合剂来拌和该未成型的耐火材料。此外，该未成型的耐火材料可在不使用额外外部热能下使用，即在不使用额外外部热能下进行固化或硬化。

为实现该目的，提供干混物形式的未成型耐火材料，其含

-耐火基础成分，和

-粘合剂成分，其中该粘合剂成分含酸性成分和碱性成分。

本发明基于这样的基本构思，在未成型的耐火材料中加入含酸性成分和碱性成分的这类粘合剂成分。这种粘合剂成分的使用是基于这样的认知，即由酸性成分和碱性成分仅通过加水(拌和水)就可产生使得该未成型的耐火材料固化或硬化的粘合剂。

因此本发明的未成型的耐火材料可仅用水拌和以得到即可使用的未成型的塑性耐火材料。由此无需再加入粘流态粘合剂。这就完全消除了使用粘流态粘合剂时出现的缺点。

已证实，由本发明组成的粘合剂成分可产生优异的粘合剂，按本发明的一个优选实施方案，本发明材料的粘合剂成分除酸性成分和碱性成分(其中还未用水拌和的状态)之外不含其它成分。

该酸性成分优选是在水性环境或水溶液中呈酸性作用的成分。该酸性成分例如可以以至少一种下列物质的形式存在：酸、酸的盐、酸的酯。酸的盐或酯倒如可以是磺酸盐(酯)、磷酸盐(酯)、硫酸盐(酯)或碳酸盐(酯)。

该未成型的耐火材料特别优选含为至少一种酸的形式的酸性成分，优选是至少一种弱的至中弱性的有机酸形式，尤其是有机弱酸的形式。

例如酸性成分可以为至少一种下列物质的形式：柠檬酸、氨基磺酸、苹果酸、酒石酸、蚁酸、醋酸、草酸、硼酸、碳酸氢钠、木素磺酸盐、磷酸氢盐、硫酸氢盐、偏磷酸钠。

上述酸性成分可任意组合用作酸性成分。酸性成分的优选组合例如是氨基磺酸和硼酸的组合。