[发明专利]陶瓷熔接工艺方法及其所用粉末混合物

说明书

本发明涉及一种陶瓷熔接工艺方法，在此工艺中，将氧化气体和一种耐火材料与燃料粉末的混合物喷射到一个表面上，燃料燃烧到产生足够的热量，使耐火材料粉末至少部分熔融或软化，于是在该表面上就逐渐熔接上一种牢固粘接的耐火物质。本发明也涉及一种用在这种陶瓷熔接工艺方法的、含耐火材料粉末和燃料粉末的陶瓷熔接粉末混合物。

对于新型耐火坯体的制造来说，陶瓷熔接工艺是很有用的，例如外形非常复杂的坯体。但是在目前的工业生产实践中，陶瓷熔接工艺最常用于如各式各样的窑炉等高温耐火结构的衬砌或修补，当该熔接工艺能够对基本处于工作温度，甚至有时处于工作状态的耐火结构被腐蚀的面（只要这面是够得着的）进行修补。在任何情况下，最好是该耐火结构不要从正常的工作温度有意冷却，避免这种有意的冷却将有助于提高陶瓷熔接反应的效率，避免由于这种冷却和/或后来再加热到工作温度的期间产生温度应力对结构的进一步破坏，同时还可以帮助缩短炉子“停工时间”。

在陶瓷熔接修补工艺中，耐火材料粉末、燃料粉末和氧化气体喷射到要修补的部位，燃料燃烧使耐火材料粉末至少部分熔融或软化，于是在修补处就逐渐形成一个耐火材料修补物质。所用燃料一般是由硅和/或铝组成，但也可使用其它材料如镁和锆。应当选择耐火材料粉末，使修补物质的化学成分尽可能接近地与所要修补的耐火材料化学成分相一致，尽管其可变化。例如要在基础结构上熔敷一个比较高级的耐火材料涂层。在通常的实践中，上述燃料和耐火材料粉末是在氧化性载体气流中作为一种混合物从喷枪中喷射出来的。

由于燃料粉末的燃烧在或靠近要修补的表面所产生的高温，还能使该表面软化或熔融，因此本身已基本上熔融在一起的修补物质牢固地粘附在被修补的炉壁上，成为高效和耐久的修补产物。以前有关陶瓷熔接修补技术的公开文献在英国专利No.1，330，894和2，110，200中可以找到。

Hitherto（方法）是陶瓷熔接修补工艺中最广泛应用的方法之一，它一直用于炼焦炉的整修，这些炼焦炉是用氧化硅耐火材料制成的。最常用于氧化硅耐火材料的修补的标准的陶瓷熔接粉末由二氧化硅和硅以及根据需要作为燃料粉末的铝组成。实际上氧化硅耐火材料是最容易用陶瓷熔接（工艺）修补的，至少部分是这样，因为氧化硅耐火材料的耐火度相对低些，这样当温度达到陶瓷熔接反应区域时（如1800℃或更高），容易形成一个牢固粘接的修补物质，而修补物质的耐火度通常不要求高于原来氧化硅耐火材料结构的耐火度。

然而我们发现，当修补具有较高级别（等级）的耐火物件或在对陶瓷熔接体的耐火级别（等级）要求非常严格时，便产生了某些问题。高级别耐火材料如：铬-镁氧化物，镁-铝氧化物，铝-铬氧化物，镁-铬氧化物、铬和菱镁矿耐火材料，高铝耐火材料以及含锆较多的耐火材料，诸如Corhart（商标）Zac（一种熔融的氧化铝-锆-氧化锆矿物耐火材料）。对于其耐火级别和/或组成与这类高级别耐火材料近似或相同的陶瓷熔接体的形成而言，利用上述的标准陶瓷熔接粉末并非总能做到。

陶瓷熔接修补物质在使用过程中要经受比较高的温度，此情况下产生的一个关键问题是如何避免在修补物质中生成软化点或熔点不足够高的相，含有这种相的修补物质在高温下的粘结性降低，在高温下的抗腐蚀性也不如所希望的那样好。在一般情况下，一个抵抗热的物理性能相对较低的耐火相在高温下也更容易被化学腐蚀。

本发明的目的是提出一种陶瓷熔接工艺方法以及在此工艺中所用的陶瓷熔接粉末，该粉末导致熔接物质的形成，其中这样一种低级别耐火相产生的迹象趋于减少，而且在本发明的一些具体实施方案中甚至可以避免。

按照本发明，提出了一个陶瓷熔接工艺方法，在该工艺中将氧化气体和由耐火材料与燃料粉末组成的混合物喷射到一个表面上，燃料燃烧产生足以使耐火材料粉末至少部分熔融或软化的热量，于是在这表面上逐渐形成一个粘接牢固的耐火材料物质。这种工艺方法的特征在于混合物中燃料粉末所占比例不超过总重量的15%，并至少含有从铝、镁、铬和锆中挑选的两种金属;其特征还在于上述耐火材料粉末重量的主要部分由氧化镁，氧化铝和氧化铬中的一种或数种组成，并且，在耐火材料粉末中氧化硅与氧化钙（如果有的话）的摩尔比应满足下式：

[SiO₂]≤0.2+[CaO]%