[發明專利]氧化鋯-尖晶石熔融顆粒和由所述顆粒獲得的耐火產品

有效

• 申請號: 201680061214.7
• 申請日: 2016-10-19
• 公開（公告）號: CN108137412B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: S.拉菲;N.納哈斯
• 申請（專利權）人: 歐洲技術研究圣戈班中心
• 主分類號: C04B35/117
• 分類號: C04B35/117;C04B35/48;C04B35/482;C04B35/66;C04B35/119;C04B35/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 黃念

本發明涉及熔融顆粒，所述顆粒包含氧化鋯?尖晶石共晶的基質，該基質包裹基本上由氧化鋯相或尖晶石相組成的內含體。所述顆粒具有以下總體化學組成，以由氧化物形式的重量百分比表示：?大于45.0％且小于95.0％的ZrO₂，?大于3.0％且小于40.0％的Al₂O₃，?大于1.0％且小于20.0％的MgO，ZrO₂，Al₂O₃和MgO一起占所述顆粒重量的至少95.0％。

本發明涉及主要由氧化鋯和尖晶石組成的用于陶瓷應用的熔融顆粒。本發明還涉及制備這種顆粒的方法，以及涉及由所述顆粒形成或包含它們的陶瓷材料和/或產品。

本發明還涉及熔融顆粒用于制備特別用于但不僅僅用于冶金領域中的耐火產品，特別是用于制備耐火部件(其用于制備或轉化金屬或金屬合金)的用途。它們也可以用作為用于金屬部件的涂層，也可以用于在陶瓷部件和金屬之間的接觸的情況中。

因此，根據本發明的熔融顆粒用于制備耐火產品和材料，特別是用于冶金中的那些類型的耐火產品和材料。

在說明書的后續部分中，為了方便并根據在陶瓷領域中的習慣，將參考相應的簡單氧化物來描述包含元素Al，Mg和Zr(或其它)的所述氧化物，即Al₂O₃，MgO和ZrO₂。因此，在下面的描述中，除非另外提及，否則在根據本發明的顆粒的總化學組成中不同元素的比例參照相應簡單氧化物的重量給出，以相對于存在于所述顆粒中的全部氧化物的重量百分比進行表示，即使它們不必然地以這種簡單形式存在于所述顆粒中。相反，在本說明書中，在所述顆粒中氧化物的真實存在的組成用“相”或“氧化物相”表示。

然而，在本說明書的后面部分中，絕不限于此，更詳細地描述了根據本發明的顆粒的用途及其在用于冶金(即用于金屬或金屬合金的制備，特別地用于制備澆注噴嘴的套環或作為滑動門板中的嵌入物)的耐火產品的特定領域中的優勢。然而，很清楚的是，這些顆粒，由于它們提供的優點，能夠有利地用于陶瓷領域的許多其他應用中，特別是在其中任何需要高熱穩定性和耐腐蝕性(特別是在大于1000℃的溫度下)的領域中。

特別地，用于制備或處理金屬或其合金的許多爐區域需要使用耐高溫的耐火產品。

例如，滑動門板(或英文術語為“slide gate”)是在鋼的連續澆注期間使用的部件，以打開或關閉分配器或通過滑動噴嘴(英文術語為sliding nozzle)與鑄模流體連通的鑄桶的排出口。

澆注噴嘴和滑動門板目前包括由氧化鋯組成的部分，其最通常是部分穩定化的氧化鋯。

專利申請CN101786889描述了例如由包含12至87％的氧化鋯，10至85％的鎂鋁尖晶石和3至15％的選自剛玉，鋯石，莫來石或它們的混合物的附加材料的磚(與有機粘合劑結合)形成的噴嘴。

所述基礎磚塊通過在大于1400℃的溫度下燒結尖晶石、純度大于94％的氧化鋯和上述附加材料的初始混合物來獲得。

然而，申請人公司進行的研究表明，這些產品在使用過程中可能失去其初始耐溫度性能，特別是具有需要更換它們的裂縫。

非常特別的是，根據申請人公司評估的研究結果，這種耐久性的降低看起來與構成耐火材料的材料的結構改變直接相關，更特別地與氧化鋯，甚至部分穩定化的氧化鋯的晶體學轉變直接相關(在它所經受的連續溫度周期期間)。特別地，申請人公司已發現氧化鋯的立方晶或四方晶形式(甚至當氧化鋯進行部分穩定化時)逐漸轉變為單斜晶形。

已知地，馬氏體類型的這種轉變導致組成顆粒的微裂紋化，并因此導致材料在返回到較低溫度時的退化。

因此，目前仍然需要用于制備這種耐火材料(特別是在冶金領域中)的原材料(特別地呈顆粒形式)，其允許在成形之后改善所述耐火材料的熱穩定性。