[发明专利]形成多孔耐火材料体的方法及其在此方法中使用的组合物

说明书

本发明涉及一种形成多孔耐火材料体的方法和用于该方法中的组合物。

这种方法适用于在一个表面上形成或维修绝热衬里或覆盖层，所说的表面例如在使用中将暴露于高温下的熔炉和其它结构的耐火材料墙的表面。所说的结构的例子有玻璃熔炉、用石油工业中的裂解炉、炼焦炉和用于冶金上的耐火材料设备。

为了在一个表面，例如耐火材料墙上形成绝热耐火材料体或衬里，常见的作法是用例如砖或小板状的多孔耐火材料衬在该表面上，因此达到绝热的目的。这种操作一般用冷的砖进行，并且意味着通过砖层可以接近待形成耐火材料体的表面的可能性。因此，这类操作不能在热的部位，例如操作温度下的炉墙上进行。人们会认识到将炉体或其它结构从其操作温度冷却下来以使得这种再砌砖能够进行，并且后续的再加热将会使该炉体承受这种热应力，该热应力将会引起进一步严重的损坏，所以该炉子可能在再砌砖后比再砌砖之前处于更坏的状态下。这种冷却和再加热还会明显地增加进行再砌砖所需的时间，因此修再砌砖是一种十分令人满意的方法，除非该熔炉确实该大修了。

虽然从理论上来讲，为了节省维修时间可以使用热砌砖技术，但这种方法还会产生一些在实际中不可克服的问题。这就需要远距离的处理设备使所说的砖或小板固定位置并且将它粘合在其位置上。现在还不存在能工作于大的耐火材料结构中的许多部位的这种设备。即使在比较容易接近的部位，热再砌砖也是不令人满意的，因为即使所用的新砖也被预热，耐火材料粘合剂对新砖之间或者新砖与现存的热耐火材料结构之间的粘合都不令人满意。

当然，有许多用于热修耐火材料结构的已知方法。这些最成功的可能就算已知的“陶瓷熔接”。这种陶瓷熔接方法的例子公开于Glaverbel的英国专利GB1，330，894和GB2，170，191中。在该陶瓷熔接法中，在一个表面上形成一种耐火材料体，其方法是在氧气存在下向所说的表面上喷射一种陶瓷熔接粉末，该粉末包括耐火材料颗粒和燃料颗粒的混合物。所说的燃料颗粒的组成和尺寸使得它们与氧气发生放热反应，形成一种耐火材料氧化物，并放出熔化（至少表面地）喷射的耐火材料颗粒以使耐火材料颗粒和燃烧产物粘合成一种耐火材料体所需的热量。适当的燃料的例子有铝和硅。已知严格地讲硅应属于半金属类，但由于硅的行为象某些金属（它能进行高放热氧化反应形成耐火材料氧化物），为了方便起见，这些燃料元素通常指金属元素。一般建议在高浓度氧存在下喷射所说的陶瓷熔接粉末混合物，例如使用商品级的氧作为载气。由此，形成一种粘结的耐火材料体，该耐火材料体可以粘合到被喷射所说颗粒的表面上。这种陶瓷熔接方法中的放热反应区也可以达到非常高的温度，该高温可以烧掉可能存在于目的表面上的任何炉渣和软化或熔化所说的表面。由此在被处理的表面与新形成的耐火材料体之间产生良好的结合。

这种陶瓷熔接法可以用来形成耐火材料体，例如特殊形状的块体。但是最普通的是用于在墙壁上形成衬里或对其进行维修。这种方法特别适用于通过就地形成高质量的压实和粘结的耐火材料熔接体来维修或加固已有的耐火材料结构。当基础耐火材料处于热态经常进行这种操作，以及在某些情况下，甚至可以无需停止设备的操作进行这种维修和加固。一般来说，确实是目的耐火材料表面越热，这种陶瓷熔接法就越有效，并且所形成的熔接体与已存在的耐火材料结构之间的粘合越牢。

这种陶瓷熔接法的许多成功归因于对着目的表面发生了燃料的大部分燃烧。由此，实际上最大的热量可以在加工位置处得到，使得标的耐火材料变软，与熔融的或半熔融耐火材料接触，其中熔融耐火材料是喷射耐火材料本身或者由所说燃料的燃烧得到。结果，喷射到标的表面上的熔融的或半熔融的耐火材料牢固地粘合到该表面上，形成一种致密粘结的耐火材料熔接体。因此，我们可以看出这种方法根本不适于用来形成多孔衬里或维修。

还有一些其它已知的用于产业上的热修方法，例如，已知有火焰喷射法，其中用一种可燃烧的载气（例如混有氧气的煤气）从燃烧喷嘴中喷射耐火材料颗粒流，在燃烧器的出口处形成火焰，该火焰加热传送到标的表面上的耐火材料颗粒。但是，这种方法不能充分地加热所说的耐火材料颗粒使得耐火材料颗粒之间或耐火材料与标的表面之间产生令人满意的粘合。结果，所形成的耐火材料体的耐磨性相当低。

已建议的用于维修热耐火材料结构的其它方法包括湿喷涂和粘结含有粘合剂的熟料。另外，这些方法形成的维修体只是很弱的粘合到现存的结构上，因此，这种沉淀物很易于剥落。

因此，现在工业上面对着这样的问题，即，以保持或赋予良好绝热性质的方式，形成或维修多孔绝热耐火材料衬里或墙壁的问题，其中所说的衬里或墙壁为热的。

本发明的主要目的在于克服上述存在的问题。