專利名稱：一種用于保護(hù)耐火材料的產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的主題是一種用于保護(hù)和修補(bǔ)耐火材料、特別是但不限于煉焦?fàn)t的耐火材料的產(chǎn)品。
在煉焦?fàn)t的應(yīng)用中，形成爐壁和頂部水平通道的耐火材料會因焦炭所產(chǎn)生的熱壓和磨損受損，尤其是當(dāng)從煉焦?fàn)t中取出焦炭時(shí)。這種結(jié)果造成耐火材料磨損和出現(xiàn)裂縫，從而接著需要進(jìn)行修補(bǔ)。此外，在煉焦?fàn)t的操作中會發(fā)生石墨沉積，而石墨是應(yīng)該除去的。即使這些現(xiàn)象不涉及到需要過早地替換耐火材料時(shí)，也會經(jīng)常迫使在平均3～4天的時(shí)間內(nèi)停止煉焦?fàn)t的操作來進(jìn)行修補(bǔ)和清潔，從而加重了煉焦?fàn)t的操作成本。
耐火材料的損傷也會造成污染粉末、焦?fàn)t氣和多核芳香烴從煙囪排放出來并擴(kuò)散到環(huán)境中。
當(dāng)前耐火材料的磨損和裂縫可使用三種方法來修補(bǔ)霧化難熔耐火材料，噴濺水泥材料和水(所謂的水泥槍)，及陶瓷焊接。
第一種方法由霧化耐火材料組成，其缺點(diǎn)在于這樣進(jìn)行的修補(bǔ)耐用性受限。
第二種方法(水泥槍)僅適于對煉焦?fàn)t的外部進(jìn)行臨時(shí)修補(bǔ)。
第三種方法由陶瓷焊接構(gòu)成，這種方法與上述的任一種方法相比可使修補(bǔ)更有效和更耐用，并能夠有效地修補(bǔ)更明顯的裂縫，然而這種方法需要成本較大并需要從爐壁上除去耐火材料。
這些方法僅能進(jìn)行修補(bǔ)，并且沒有一種方法能夠增強(qiáng)耐火材料對損傷后續(xù)的抵抗性。目前商業(yè)上沒有公知的粉末產(chǎn)品對耐火材料進(jìn)行處理以增強(qiáng)其對損傷的抵抗性。
上面討論的問題是煉焦?fàn)t中所用的耐火材料的特性，然而在其它應(yīng)用中所用的耐火材料也存在相似的問題。
因此，本發(fā)明的第一個(gè)目的是開發(fā)一種產(chǎn)品，其適于涂覆在耐火材料上用以增強(qiáng)耐火材料對引起損傷的一些因素的抵抗性。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是開發(fā)一種產(chǎn)品，當(dāng)將其涂覆在耐火材料上時(shí)其也應(yīng)適于修補(bǔ)某些損傷或缺陷。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是開發(fā)一種產(chǎn)品，當(dāng)將其涂覆在耐火材料上時(shí)不會產(chǎn)生問題，并且可通過低成本的簡單操作實(shí)現(xiàn)。
最后，本發(fā)明的另一個(gè)目的是開發(fā)一種產(chǎn)品，該產(chǎn)品的制造不會有技術(shù)難題，并且低成本，不需要使用昂貴、難于發(fā)現(xiàn)或者會對工人或環(huán)境造成損害的物質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明，在耐火材料的保護(hù)和修補(bǔ)中使用的產(chǎn)品含有硅酸和/或偏硅酸的堿性鹽、熔劑和精煉產(chǎn)品。
優(yōu)選地，該熔劑包括源于堿性金屬的熔劑和源于硼的硬化熔劑。
硅酸和/或偏硅酸的堿性鹽的作用是在該產(chǎn)品涂覆于其上的耐火材料表面形成具有較高硬度的玻示質(zhì)或陶瓷層。這種層可有效地防止耐火材料受磨損，并可減小與焦炭的摩擦系數(shù)，從而降低從煉焦?fàn)t中取出焦炭時(shí)的阻力，并適于遮住進(jìn)而修補(bǔ)至少是較小的裂縫。
熔劑的作用是使所述玻璃質(zhì)或陶瓷層的形成更容易并且更均勻，源于硼的熔劑也具有增強(qiáng)所述玻璃質(zhì)或陶瓷層硬度的作用。
精煉產(chǎn)品的作用是在所述玻璃質(zhì)或陶瓷層的形成中抑制或降低成分的不均勻性。
優(yōu)選地，該硅酸和/或偏硅酸的堿性鹽中堿和二氧化硅的重量比為1～3。
優(yōu)選地，該源于堿性金屬的熔劑是碳酸鈉和/或碳酸鉀。
優(yōu)選地，該源于硼的硬化熔劑是硼酸或硼酸鈉。
優(yōu)選地，該精煉產(chǎn)品包括硫酸鈉。
優(yōu)選地，該產(chǎn)品中所含的硅酸和/或偏硅酸的堿性鹽其重量比為30％～60％，更優(yōu)選為45％～60％。
優(yōu)選地，該產(chǎn)品中所含的源于堿性金屬的熔劑其重量比為10％～25％，更優(yōu)選為10％～20％。
優(yōu)選地，該產(chǎn)品中所含的源于硼的硬化熔劑其重量比為10％～30％，更優(yōu)選為10％～25％。
優(yōu)選地，該產(chǎn)品中所含的精煉產(chǎn)品其重量比為3％～10％，更優(yōu)選為5％～7％。
從前述的可以認(rèn)識到，本發(fā)明的產(chǎn)品不需要使用昂貴、難于發(fā)現(xiàn)或者會對人或環(huán)境造成損害的成分?？梢酝ㄟ^使用對于霧化其它產(chǎn)品所公知并可利用的技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行霧化而將其涂覆到耐火材料上，而不會產(chǎn)生任何特別的難題。
在涂覆本發(fā)明的產(chǎn)品之后，在繼續(xù)這種操作之前的適合的加熱過程中，在耐火材料上形成有玻璃質(zhì)或陶瓷層，其表面光滑、高硬度、高耐熱性和耐機(jī)械性、低摩擦系數(shù)；其可遮住和修補(bǔ)至少是較小的裂縫，并保護(hù)耐火材料外露的表面，從而可明顯增加其耐用性，并明顯降低對修補(bǔ)的需要。
由于耐火材料的表面是光滑的，所以當(dāng)從煉焦?fàn)t中取出焦炭時(shí)可降低應(yīng)力，而對這些材料較小的損傷又可高度降低從煙囪排放出的粉末。此外，產(chǎn)生的玻璃質(zhì)或陶瓷層對石墨有較差的粘性，因而石墨的沉積降低，使得對除去石墨的需要降低，并且石墨的除去也更容易。
為更好地闡明本發(fā)明，下面說明本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的一些實(shí)施例。
實(shí)施例1此實(shí)施例產(chǎn)品的詳細(xì)組成如下堿/二氧化硅的重量比為1∶1的五水合或無水偏硅酸鈉 58％硼酸15％碳酸鉀 20％硫酸鈉 7％按這種組成，當(dāng)繼續(xù)操作前通過熱循環(huán)方式進(jìn)行加熱(在1200℃下進(jìn)行(火爐中的溫度)第一次加熱10小時(shí)，然后在1000℃下加熱4小時(shí)，最后在1200℃下加熱6-8小時(shí))可得到極好的結(jié)果。
實(shí)施例2此實(shí)施例產(chǎn)品的詳細(xì)組成如下
堿/二氧化硅的重量比為1∶2的硅酸鈉或硅酸鉀 60％硼酸鈉20％碳酸鉀18％硫酸鈉5％按這種組成，當(dāng)繼續(xù)操作前通過相應(yīng)于實(shí)施例1中所述的熱循環(huán)方式進(jìn)行加熱可得到極好的結(jié)果。
實(shí)施例3此實(shí)施例產(chǎn)品的詳細(xì)組成如下堿/二氧化硅的重量比為1∶3的硅酸鈉或硅酸鉀 54.0％硼酸鈉25.0％碳酸鉀15.5％硫酸鈉5.5％按這種組成，當(dāng)繼續(xù)操作前通過熱循環(huán)方式進(jìn)行加熱(包括在至少為900℃(火爐中的溫度為1000～1050℃)的爐壁溫度下進(jìn)行加熱24小時(shí))可得到極好的結(jié)果。
當(dāng)然，所述的組分可用技術(shù)上等效的其它組分來代替，所述的熱循環(huán)是優(yōu)選的一種，但可用適于產(chǎn)生相似現(xiàn)象(由產(chǎn)品形成玻璃質(zhì)或陶瓷層)的其它熱循環(huán)來代替。
應(yīng)該理解本發(fā)明不限于所述的實(shí)施方案。本領(lǐng)域所屬技術(shù)人員可能做出幾種變化，特別是用技術(shù)上的等效物來代替某些組分，也可能增加其它組成，也可能在繼續(xù)操作前改變用于產(chǎn)品的熱循環(huán)。這些變化沒有脫離權(quán)利要求書所述的本發(fā)明的精神。
權(quán)利要求
1.一種在耐火材料的保護(hù)和可能的修補(bǔ)中使用的產(chǎn)品，特征在于其含有硅酸和/或偏硅酸的堿性鹽、熔劑和精煉產(chǎn)品。
2.如權(quán)利要求1所述的在耐火材料的保護(hù)和可能的修補(bǔ)中使用的產(chǎn)品，特征在于所述熔劑包括源于堿性金屬的熔劑和源于硼的硬化熔劑。
3.如權(quán)利要求1所述的在耐火材料的保護(hù)和可能的修補(bǔ)中使用的產(chǎn)品，特征在于所述硅酸和/或偏硅酸的堿性鹽中，堿和二氧化硅的重量比為1～3。
4.如權(quán)利要求1所述的在耐火材料的保護(hù)和可能的修補(bǔ)中使用的產(chǎn)品，特征在于所述源于堿性金屬的熔劑是碳酸鈉和/或碳酸鉀。
5.如權(quán)利要求1所述的在耐火材料的保護(hù)和可能的修補(bǔ)中使用的產(chǎn)品，特征在于所述源于硼的硬化熔劑是硼酸或硼酸鈉。
6.如權(quán)利要求1所述的在耐火材料的保護(hù)和可能的修補(bǔ)中使用的產(chǎn)品，特征在于所述的精煉產(chǎn)品包括硫酸鈉。
7.如權(quán)利要求1所述的在耐火材料的保護(hù)和可能的修補(bǔ)中使用的產(chǎn)品，特征在于所述產(chǎn)品中所含的硅酸和/或偏硅酸的堿性鹽其重量比例為30％～60％，優(yōu)選為45％～60％。
8.如權(quán)利要求1所述的在耐火材料的保護(hù)和可能的修補(bǔ)中使用的產(chǎn)品，特征在于所述產(chǎn)品中所含的源于堿性金屬的熔劑其重量比例為10％～25％，優(yōu)選為10％～20％。
9.如權(quán)利要求1所述的在耐火材料的保護(hù)和可能的修補(bǔ)中使用的產(chǎn)品，特征在于所述產(chǎn)品中所含的源于硼的硬化熔劑其重量比例為10％～30％，優(yōu)選為10％～25％。
10.如權(quán)利要求1所述的在耐火材料的保護(hù)和可能的修補(bǔ)中使用的產(chǎn)品，特征在于所述產(chǎn)品中所含的精煉產(chǎn)品其重量比例為3％～10％，優(yōu)選為5％～7％。
11.如一個(gè)或多個(gè)前述權(quán)利要求所述的在耐火材料的保護(hù)和可能的修補(bǔ)中使用的產(chǎn)品，特征在于具有至少約相應(yīng)于下面的組成堿/二氧化硅的重量比為1∶1的五水合或無水偏硅酸鈉58％硼酸 15％碳酸鉀 20％硫酸鈉 7％
12.如一個(gè)或多個(gè)前述權(quán)利要求所述的在耐火材料的保護(hù)和可能的修補(bǔ)中使用的產(chǎn)品，特征在于具有至少約相應(yīng)于下面的組成堿/二氧化硅的重量比為1∶2的硅酸鈉或硅酸鉀 60％硼酸鈉 20％碳酸鉀 18％硫酸鈉 5％
13.如一個(gè)或多個(gè)前述權(quán)利要求所述的在耐火材料的保護(hù)和可能的修補(bǔ)中使用的產(chǎn)品，特征在于具有至少約相應(yīng)于下面的組成堿/二氧化硅的重量比為1∶3的硅酸鈉或硅酸鉀 54.0％硼酸鈉 25.0％碳酸鉀 15.5％硫酸鈉 5.5％
14.如一個(gè)或多個(gè)前述權(quán)利要求所述的在耐火材料的保護(hù)和可能的修補(bǔ)中使用的產(chǎn)品，特征在于其特定的目的是用于煉焦?fàn)t的耐火材料中。
15.一種在耐火材料的保護(hù)和可能的修補(bǔ)中使用的產(chǎn)品，特征在于其特性、組分和組成如前述的說明書所述，或由技術(shù)上的等同手段替代，而且也可能增加有其它組分。
全文摘要
本發(fā)明公開一種在耐火材料的保護(hù)和可能的修補(bǔ)中使用的產(chǎn)品，其由硅酸和/或偏硅酸的堿性鹽、熔劑和精煉產(chǎn)品組成。該熔劑包括源于堿性金屬的熔劑和源于硼的硬化熔劑，更特別地源于堿性金屬的熔劑可以是碳酸鈉和/或碳酸鉀，源于硼的硬化熔劑可以是硼酸或硼酸鈉。該精煉產(chǎn)品可以由硫酸鈉組成。該產(chǎn)品主要但不限用于煉焦?fàn)t的耐火材料處理中。
文檔編號C10B29/06GK1639083SQ03805665
公開日2005年7月13日 申請日期2003年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月13日
發(fā)明者安東尼奧·帕倫博, 阿爾貝托·卡塔尼亞 申請人:漢高兩合股份公司