通過半石墨化包含C和Si的混合物獲得的用于高爐內(nèi)襯的耐火材料的制作方法
【專利摘要】一種特別適用于高爐內(nèi)襯中的耐火材料，該耐火材料可通過包括以下步驟的方法來獲得：a）提供包含焦炭、硅以及粘結(jié)劑的混合物，b）將在步驟a）中提供的混合物成型為生坯塊體，c）烘焙步驟b）的生坯塊體，以及d）在1600和2000℃之間的溫度下使步驟c）的經(jīng)烘焙的塊體半石墨化。
【專利說明】通過半石墨化包含C和Si的混合物獲得的用于高爐內(nèi)襯的耐火材料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于高爐內(nèi)襯的耐火材料，涉及一種包括包含這種耐火材料的內(nèi)襯的高爐，并且涉及這種耐火材料在高爐內(nèi)襯中的用途。
【背景技術(shù)】
[0002]耐火材料的特征在于，在高溫下例如，在高于1000°C的溫度下保持高強(qiáng)度。由于這個原因，耐火材料用于多種應(yīng)用中作為用于熔體等的坩堝的材料，其中，例如，在熔爐、窯爐、焚化爐以及反應(yīng)器的內(nèi)襯內(nèi)，需要高的耐熱性。
[0003]在高爐內(nèi)襯內(nèi)使用的耐火材料特別是必須滿足多種要求,例如，高耐火性、相對于高爐設(shè)計具有充足的導(dǎo)熱性、在高達(dá)2000°C的溫度下具有包括高抗壓強(qiáng)度的高機(jī)械強(qiáng)度、對溫度變化具有良好的抗性、優(yōu)異的耐腐蝕性以及高抗氧化性。特別地，對于高爐內(nèi)襯的耐火材料，需要在液態(tài)熱金屬和爐渣內(nèi)具有高的耐溶解性。
[0004]由于高耐火性、對溫度變化具有良好的抗性以及在高達(dá)2000°C的溫度下碳和石墨具有令人滿意的抗壓強(qiáng)度，所以用于高爐內(nèi)襯的現(xiàn)代耐火材料基于碳和石墨材料。通常，通過將包含碳質(zhì)材料的原料混合物成型為生坯塊體，并且在1100和1300°C之間的溫度下烘焙生坯塊體，來產(chǎn)生這些耐火材料。然而，標(biāo)準(zhǔn)的碳材料的缺點在于:僅僅提供低耐堿性、低抗氧化性、對于碳材料在碳不飽和的液態(tài)熱金屬和爐渣內(nèi)溶解的不足的耐性、以及液態(tài)熱金屬在其孔隙內(nèi)較高的滲透性。為了至少部分補(bǔ)償或改進(jìn)碳和石墨的上述不利性能，通常將特定的添加劑加入碳和石墨材料內(nèi)。例如，通常將細(xì)粉狀硅加入這種材料內(nèi)，因為在熱處理期間，通過將這種硅轉(zhuǎn)換成碳化硅，造成耐火材料的孔徑減小至較小的值，從而減小或者甚至完全避免液態(tài)熱金屬滲入耐火材料內(nèi)。另一方面，加入氧化鋁，從而在液態(tài)熱金屬與熔渣內(nèi)增大該材料對碳溶解的耐性。
[0005]DE 601 20 675 T2公開了一種制造耐火材料的方法，其旨在特別適合在高爐內(nèi)襯內(nèi)使用，其中，該方法包括以下步驟:i)提供混合物，其包含50至80重量％的碳質(zhì)材料例如煅燒焦炭或石墨，5至15重量％的氧化鋁粉末，5至15重量％的硅粉末，和5至20重量％的一種或多種選自金屬鈦、碳化鈦、氮化鈦以及碳氮化鈦的材料，ii)將粘結(jié)劑加入該混合物中，iii)將步驟ii)的混合物成型為生坯塊體，并且在1250°C的溫度下烘焙生坯塊體。添加至少一種5至20重量％的選自金屬鈦、碳化鈦、氮化鈦以及碳氮化鈦的材料，旨在提高耐火材料對熔鐵的抗性，而添加硅，旨在促使耐火材料具有較小的孔徑。即使該材料大體上適用于高爐內(nèi)襯內(nèi)，也需要提高該材料的導(dǎo)熱性以及機(jī)械強(qiáng)度。這同樣適用于上述其它已知的耐火材料。
[0006]因此，本發(fā)明基本的目的在于，提供一種耐火材料，該耐火材料特別具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性以及高機(jī)械強(qiáng)度，并且還提供在熔化熱金屬和爐渣內(nèi)良好的耐溶解性，良好的耐腐蝕性，以及液態(tài)熱金屬與反應(yīng)氣體例如一氧化碳和二氧化碳進(jìn)入其孔隙內(nèi)的小滲透性，從而完全適用于內(nèi)襯中并且特別適用于高爐內(nèi)襯中。而且，即使耐火材料成型為具有較大尺寸的塊狀，該耐火材料也會穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]根據(jù)本發(fā)明，由一種如下的耐火材料滿足所述目的，該耐火材料特別是用于高爐的內(nèi)襯中，可通過包括以下步驟的方法獲得該耐火材料:
[0008]a)提供如下的混合物，其包含
[0009]-焦炭，
[0010]-硅，和
[0011]-粘結(jié)劑，
[0012]b)將在步驟a)中提供的混合物成型為生坯塊體，
[0013]c )烘焙步驟b )的生坯塊體，和
[0014]d)在1600和2000°C之間的溫度下使步驟c)的經(jīng)烘焙的塊體半石墨化。
[0015]該技術(shù)方案基于以下令人預(yù)料不到的發(fā)現(xiàn):在1600和2000°C之間的溫度下，通過使由包含焦炭、硅以及粘結(jié)劑的混合物制成的經(jīng)烘焙的塊體半石墨化，可獲得如下的耐火材料，該耐火材料對于碳材料在熔化的熱金屬和爐渣內(nèi)溶解具有良好的耐性。而且，還具有良好的耐腐蝕性、液體熱金屬和反應(yīng)氣體進(jìn)入其孔隙內(nèi)的較小滲透性(由于其孔隙具有較小的直徑)、對溫度變化的良好抗性以及高耐火性。而且，還提高了導(dǎo)熱性并提高了機(jī)械強(qiáng)度，例如，在高達(dá)2000°C的溫度下提高了抗壓強(qiáng)度。耐火材料的優(yōu)異導(dǎo)熱性有利是因為兩個原因，即，首先是因為減少了對耐火材料可能造成的損害或破壞，其次是因為產(chǎn)生高熱通量，從而造成與熱金屬和爐渣接觸的耐火材料熱部分具有更低的表面溫度。這又允許形成粘附至耐火材料的高粘性鐵的保護(hù)層，這再次提高了耐火材料的耐侵蝕性和耐腐蝕性。而且，支持應(yīng)用更薄的爐床壁部，以增大高爐的工作容量。
[0016]特別地，如果經(jīng)烘焙的塊體在1600和2000°C之間的溫度下進(jìn)行半石墨化，那么與僅僅在大約1100至1300°C溫度下烘焙的包含高傳導(dǎo)合成石墨作為主要原料的材料相比，首先提高了耐火材料的導(dǎo)熱性和機(jī)械強(qiáng)度，其中高傳導(dǎo)合成石墨例如是在用于電弧爐內(nèi)的石墨電極的連接銷中使用的石墨。本專利申請的發(fā)明人并不希望受到原理的束縛，而是相信導(dǎo)熱性的提高以及機(jī)械強(qiáng)度的提高特別是因為，在1600和2000°C的溫度下進(jìn)行熱處理期間，包含在生坯塊體內(nèi)的非晶碳至少部分轉(zhuǎn)換成石墨或者轉(zhuǎn)換成石墨狀結(jié)構(gòu)。此外，在1600和2000°C之間的溫度下使經(jīng)烘焙的塊體半石墨化，造成耐火材料的組成以及微觀結(jié)構(gòu)均勻化。而且，包含在生坯塊體內(nèi)的硅引起這些效應(yīng)，這是因為在烘焙期間以及在半石墨化期間，該硅的一部分與碳發(fā)生反應(yīng)，以產(chǎn)生針狀晶體形式的碳化硅，這進(jìn)一步提高了耐火材料的機(jī)械強(qiáng)度。然而，由于并非如進(jìn)行常規(guī)石墨化時期間所使用的在高于2000°C的溫度下進(jìn)行最終的半石墨化，所以可靠地避免了分解在烘焙期間形成的碳化硅晶體，在常規(guī)石墨化步驟中會發(fā)生這種分解。結(jié)果，將硅加入混合物內(nèi)，用于成型生坯塊體，并且隨后在1600和2000°C之間的溫度下使經(jīng)烘焙的塊體半石墨化，這兩個步驟協(xié)同配合并且協(xié)同提高了耐火材料的機(jī)械強(qiáng)度?？偠灾?600和2000°C之間的溫度下使經(jīng)烘焙的塊體半石墨化，有利地影響了耐火材料的三種性能:
[0017]-首先，大幅增大了耐火材料的導(dǎo)熱性，
[0018]-其次，大幅增大了耐火材料的機(jī)械強(qiáng)度，和[0019]-第三，提高了耐火材料的耐侵蝕性和耐腐蝕性。
[0020]由于其優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度及其優(yōu)異的導(dǎo)熱性，即使本發(fā)明耐火材料成型為具有較大尺寸的塊體，例如至少700 X 700 X 2500mm的WXHX L，根據(jù)本發(fā)明的耐火材料也進(jìn)一步具有穩(wěn)定的優(yōu)點。這是特別有利的，原因如下:如果大塊體用于內(nèi)襯，那么由于塊體接頭是內(nèi)襯的弱點，所以在給定尺寸的內(nèi)襯中可減少這些塊體接頭的數(shù)量，并且從而可提高內(nèi)襯的穩(wěn)定性。
[0021]除此之外，硅進(jìn)一步導(dǎo)致形成微孔結(jié)構(gòu)，這表示直徑大于Iym的空隙的累積孔隙度不超過樣品體積的4%，這通常由水銀孔隙度計來測量。由于這種微孔結(jié)構(gòu)，所以根據(jù)本發(fā)明的耐火材料對于液態(tài)熱金屬和反應(yīng)氣體具有小的滲透性。
[0022]由于所有上述有利的性能，所以根據(jù)本發(fā)明的耐火材料完全適用于內(nèi)襯中，并且特別適用于高爐的內(nèi)襯中。
[0023]如上所述，在本專利申請的意義上，半石墨化是指在1600和2000°C之間的溫度下進(jìn)行的熱處理。因此，術(shù)語半石墨化在本專利申請中僅僅用于明確，相信在該步驟中，非晶碳至少部分轉(zhuǎn)換成石墨或者轉(zhuǎn)換成石墨狀結(jié)構(gòu)。
[0024]原則上，就在用于制備混合物的步驟a)中使用的焦炭的類型而言，不限制本發(fā)明。因此，原則上可使用所有類型的焦炭，例如，石油焦炭、無煙煤、煤焦油浙青焦炭、乙炔焦炭、冶金焦炭等。
[0025]然而，根據(jù)本發(fā)明的第一特別優(yōu)選的實施方式，在步驟a)中使用焦炭，至少一部分焦炭為各向同性焦炭。各向同性焦炭的特征在于，熱膨脹系數(shù)高，無優(yōu)選取向。令人預(yù)料不到的是，使用各向同性焦炭，產(chǎn)生具有特別高的機(jī)械強(qiáng)度的耐火材料。這可能是因為在半石墨化的步驟中，各向同性焦炭比各向異性焦炭更均勻地收縮，從而產(chǎn)生具有更均勻的微觀結(jié)構(gòu)的耐火材料。而且，使用各向同性焦炭，有助于耐火材料的各向同性導(dǎo)熱性。如果在步驟a)中使用的焦炭含有各向同性焦炭達(dá)到至少50重量％，那么獲得特別好的結(jié)果。如果在步驟a)中使用的焦炭包含各向同性焦炭達(dá)到至少80重量％、優(yōu)選地至少90重量％、更優(yōu)選地至少95重量％、甚至更優(yōu)選地至少99重量％，并且最優(yōu)選地僅由各向同性焦炭組成，那么獲得特別好的結(jié)果。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的第二特別優(yōu)選的實施方式，在步驟a)中，使用具有較低的鐵含量的焦炭。該實施方式基于以下發(fā)現(xiàn):使用具有較低的鐵含量的焦炭，提高了耐火材料的耐腐蝕性，特別提高了對一氧化碳的抗性、對二氧化碳的抗性和抗氧化性。而且，作為第二效應(yīng)，使用具有較低的鐵含量的焦炭，提高了對熱金屬的抗性。因此，在步驟a)中使用的焦炭優(yōu)選地具有至多0.1重量％、更優(yōu)選地至多0.05重量％、甚至更優(yōu)選地至多0.01重量％、尤其優(yōu)選地至多0.005重量％并且最優(yōu)選地至多0.001重量％的鐵含量。
[0027]除了硅和焦炭以外，在步驟a)中提供的混合物有利地還包含石墨。加入一定量的石墨，有利于烘焙過程，并且提高了成品的導(dǎo)熱性。
[0028]可使用所有種類的天然和合成石墨，并且使用合成石墨獲得特別好的結(jié)果。
[0029]同樣，關(guān)于在步驟a)中加入的焦炭和石墨的量，不特別限制本發(fā)明。然而，基于耐火材料的干燥聚集體，如果在步驟a)中提供的混合物包含60至85重量％并且優(yōu)選地65至75重量％的焦炭和石墨的混合物，那么顯著地獲得良好的結(jié)果。根據(jù)本發(fā)明的耐火材料的干燥聚集體是指除了粘結(jié)劑以外的耐火材料的所有成分的總和。[0030]如上所述，硅影響耐火材料中微觀結(jié)構(gòu)的形成，這造成耐火材料的液態(tài)熱金屬與反應(yīng)氣體具有小滲透性的趨勢。而且，在與半石墨化協(xié)同配合時，硅促使根據(jù)本發(fā)明的耐火材料具有高機(jī)械強(qiáng)度，這是因為在烘焙期間以及在半石墨化期間，該硅的一部分與碳發(fā)生反應(yīng)，以產(chǎn)生針狀晶體形式的碳化硅。為了充分實現(xiàn)這兩種效應(yīng)，基于耐火材料的干燥聚集體，在步驟a)中提供的混合物優(yōu)選地包含5至15重量％并且更優(yōu)選地8至12重量％的硅。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的另外的特別優(yōu)選的實施方式，在步驟a)中提供的混合物還包含二氧化鈦。加入二氧化鈦，從而在與耐火材料的界面處增大液態(tài)熱金屬的粘度，并且由于這種原因，提高了耐火材料的耐侵蝕性和耐腐蝕性。為了獲得高度的這種有利效應(yīng)，基于耐火材料的干燥聚集體，在步驟a)中提供的混合物優(yōu)選地包含6至14重量％并且更優(yōu)選地8至12重量％的二氧化鈦。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的又一另外的特別優(yōu)選的實施方式，在步驟a)中提供的混合物還包含碳化硅-碳粉的混合物(SiC-C粉末)，該混合物包含至少50重量％的碳化硅。加入SiC-C粉末，提高了耐火材料的抗氧化性以及機(jī)械抗性。基于耐火材料的干燥聚集體，如果在步驟a)中提供的混合物包含4至15重量％并且優(yōu)選地8至12重量％的SiC-C粉末，那么特別是在抗氧化性以及機(jī)械抗性方面特別獲得良好的結(jié)果。
[0033]最后但同樣重要的是，在步驟a)中提供的混合物包含至少一種粘結(jié)劑。該粘結(jié)劑可為在本領(lǐng)域中已知的任何粘結(jié)劑，例如選自煤焦油浙青、石油浙青、酚醛樹脂、糠基樹脂、煤焦油、石油焦油以及兩種或更多種上述化合物的任何混合物的粘結(jié)劑。在獲得可用糊劑的程度上優(yōu)選地選擇粘結(jié)劑的量，這是指獲得對于成型過程合適的糊劑粘度。
[0034]總而言之，可從如下混合物中獲得根據(jù)本發(fā)明的耐火材料，該混合物必須包含焦炭、硅、粘結(jié)劑并且任選地包含石墨和/或二氧化鈦和/或SiC-C粉末。在步驟a)中提供的混合物優(yōu)選地包含焦炭、硅、粘結(jié)劑以及至少一種選自石墨、二氧化鈦以及SiC-C粉末的化合物。在步驟a)中提供的混合物更優(yōu)選地包含焦炭、硅、粘結(jié)劑、石墨以及二氧化鈦，并且任選地還包含SiC-C粉末。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的另外的特別優(yōu)選的實施方式，在步驟a)中提供的混合物包含i)焦炭，優(yōu)選地為具有至多0.1重量％的鐵含量的各向同性焦炭，ii)娃，iii)石墨，優(yōu)選地為合成石墨，iv) 二氧化鈦，V) SiC-C粉末，以及iv)至少一種粘結(jié)劑,其中，每種組分優(yōu)選地以上述量包含在所述混合物中。
[0036]僅僅通過實例，在步驟a)中提供的混合物可包含:
[0037]i )如下成分的混合物:
[0038]-焦炭和石墨的混合物，其比例為60至80重量％，其中所述焦炭優(yōu)選地為具有至多0.1重量％的鐵含量的焦炭，
[0039]-硅，其比例為7至12重量％，
[0040]- 二氧化鈦,其比例為8至13重量％,和
[0041]-碳化硅-碳粉，其為6至13重量％，其中，上述成分的總和為100重量％，
[0042]以及
[0043]ii)至少一種粘結(jié)劑。
[0044]根據(jù)本發(fā)明的甚至更優(yōu)選的實施方式，在步驟a)中提供的混合物包含:
[0045]i )如下成分的混合物:[0046]-焦炭和石墨的混合物，其比例為65至75重量％，其中所述焦炭優(yōu)選地為具有至多0.1重量％的鐵含量的焦炭，
[0047]-娃，其比例為9至11重量％，
[0048]- 二氧化鈦,其比例為9至11重量％,和
[0049]-碳化硅-碳粉，其比例為8至11重量％，其中，上述成分的總和為100重量％，
[0050]以及
[0051]ii)至少一種粘結(jié)劑。
[0052]通過本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的任何方法，例如，通過塊壓、擠出、熱壓或振動成型，可實施在步驟b)中生坯塊體成型。
[0053]就烘焙溫度而言，不特別限制本發(fā)明。如果在步驟c)中，在700和1200°C之間、優(yōu)選地在800和1100°C之間并且更優(yōu)選地在800和900°C之間的溫度下，烘焙生坯塊體，那么在這方面，獲得良好的結(jié)果。
[0054]如上所述，本發(fā)明的一個最重要的特征在于，在步驟d)中，在1600和2000°C之間的溫度下，使經(jīng)烘焙的塊體半石墨化。由于半石墨化溫度變得更高，所以耐火材料的導(dǎo)熱性往往更高。由于這個原因，在步驟d)中，優(yōu)選在1700和2000°C之間，更優(yōu)選地在1800和2000°C之間并且最優(yōu)選地在1900和2000°C之間的溫度下，使經(jīng)烘焙的塊體半石墨化。
[0055]根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選的實施方式，在根據(jù)步驟d)半石墨化之前和/或之后，可使用浸潰劑浸潰經(jīng)熱處理的塊體，即，經(jīng)烘焙的和/或半石墨化的塊體，該浸潰劑例如為煤焦油、石油焦油、煤焦油浙青、石油浙青、樹脂等，用于填充空隙，以便增大最終產(chǎn)品的表觀密度、機(jī)械強(qiáng)度以及導(dǎo)熱性。在浸潰之后，優(yōu)選地在700和1200°C之間的溫度下，更優(yōu)選地在800和1100°C之間的溫度下并且甚至更優(yōu)選地在800和900°C之間的溫度下，重新烘焙這些塊體，以便使這些浸潰劑碳化。浸潰與重新烘焙可重復(fù)進(jìn)行數(shù)次。優(yōu)選地，如果半石墨化為最終的熱處理步驟，那么特別優(yōu)選地同時即在一個步驟中實施在最終的浸潰步驟之后的重新烘焙以及半石墨化。
[0056]根據(jù)本發(fā)明的另外的特別優(yōu)選的實施方式，特別是如果在半石墨化之前未浸潰和重新烘焙這些塊體，那么同時即在一個步驟中實施步驟c)和d)。
[0057]由于耐火材料的高機(jī)械穩(wěn)定性，所以在具有較大的尺寸時，從長遠(yuǎn)來看根據(jù)本發(fā)明的耐火材料甚至更穩(wěn)定。由于設(shè)置在內(nèi)襯的單獨塊體之間的塊體接頭是內(nèi)襯的弱點，并且由于如果內(nèi)襯使用大塊體，那么可減少在給定尺寸的內(nèi)襯中的塊體接頭的數(shù)量，所以根據(jù)本發(fā)明的耐火材料優(yōu)選地成型為具有較大尺寸的制品，例如，成型為具有較大尺寸例如至少 700X700X2500_ 的 WXHXL 的塊體。
[0058]而且，本發(fā)明涉及一種包括如下內(nèi)襯的高爐，其中，該內(nèi)襯包含至少一種上述耐火材料。
[0059]本發(fā)明另外的主題是上述耐火材料在高爐內(nèi)襯中的用途。
【具體實施方式】
[0060]在下文中，將通過非限制性實施例更詳細(xì)地描述本發(fā)明。
[0061]實施例1
[0062]通過首先制備如下的混合物來制備耐火材料，該混合物包含:[0063]-各向同性焦炭和合成石墨的混合物，該混合物為74重量份，該各向同性焦炭例如是煤焦油浙青焦炭或具有0.01重量％的鐵含量的石油焦炭，
[0064]-最大粒度為63μ m的金屬娃粉末,該金屬娃粉末為9重量份，
[0065]-最大粒度為45μ m的二氧化鈦(金紅石，rutilite)，該二氧化鈦為9重量份，以及
[0066]-最大粒度為63μ m的SiC-C粉末，該粉末為8重量份。
[0067]-將煤焦油浙青作為粘結(jié)劑加入這種混合物內(nèi)，其量為獲得可用糊劑，S卩，對于成型過程具有合適的粘度的糊劑。
[0068]對于混合步驟，例如，可使用弓刀混合機(jī)。
[0069]然后，在850至1000°C的最大溫度下在碎焦炭填料內(nèi)烘烤塊體之前，通過振動成型，將該混合物成型為尺寸均為(WXHX L) 630 X 630 X 2500mm的生坯塊體。
[0070]然后,在2000°C的最終溫度下,在艾奇遜爐(Acheson furnace)內(nèi)，使經(jīng)烘焙的塊體半石墨化。
[0071]通過這種方法獲得的塊體具有以下性能:
[0072]-表觀密度:1.72g/cm3，
[0073]-低溫壓碎強(qiáng)度:42MPa，
[0074]-導(dǎo)熱率:45W/mK，和
[0075]-孔徑分布:直徑大于Iμ m的孔隙的開孔孔隙度的總和等于樣品體積的2.7%。
[0076]比較例I
[0077]如在實施例1中所述，制備耐火材料，不同之處在于，在艾奇遜爐內(nèi)在2500°C的溫度下，對烘焙的料體進(jìn)行石墨化處理，而不是在2000°C的最終溫度下進(jìn)行半石墨化。
[0078]通過這種方法獲得的塊體具有以下性能:
[0079]-表觀密度:1.71g/cm3，
[0080]-低溫壓碎強(qiáng)度:27MPa，
[0081]-導(dǎo)熱率:85W/mK，和
[0082]-孔徑分布:直徑大于Iμ m的孔隙的開孔孔隙度的總和等于樣品體積的7.0%。
【權(quán)利要求】
1.一種特別適用于高爐內(nèi)襯中的耐火材料，所述耐火材料可通過包括以下步驟的方法來獲得: a)提供如下的混合物，其包含 -焦炭， -娃，和 -粘結(jié)劑， b)將在步驟a)中提供的混合物成型為生坯塊體， c)烘焙步驟b)的生坯塊體，和 d)在1600和2000°C之間的溫度下使步驟c)的經(jīng)烘焙的塊體半石墨化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐火材料，其中，在步驟a)中提供的焦炭包含各向同性焦炭達(dá)到至少50重量％、優(yōu)選地至少80重量％、更優(yōu)選地至少90重量％、甚至更優(yōu)選地至少95重量％、特別優(yōu)選地至少99重量％，并且最優(yōu)選地僅由各向同性焦炭組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐火材料，其中，在步驟a)中提供的焦炭具有至多0.1重量％、優(yōu)選地至多0.05重量％、更優(yōu)選地至多0.01重量％、甚至更優(yōu)選地至多0.005重量％并且最優(yōu)選地至多0.001重量％的鐵含量。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的耐火材料，其中，在步驟a)中提供的混合物還包含石墨。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的耐火材料，其中，所述石墨為合成石墨。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的耐火材料，其中，基于所述耐火材料的干燥聚集體，在步驟a)中提供的混合物包含60至85重量％并且優(yōu)選地65至75重量％的焦炭和石墨的混合物。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的耐火材料，其中，基于所述耐火材料的干燥聚集體，在步驟a)中提供的混合物包含5至15重量％并且優(yōu)選地8至12重量％的硅。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的耐火材料，其中，基于所述耐火材料的干燥聚集體，在步驟a)中提供的混合物還包含6至14重量％并且優(yōu)選地8至12重量％的二氧化鈦。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的耐火材料，其中，基于所述耐火材料的干燥聚集體，在步驟a)中提供的混合物還包含4至15重量％并且優(yōu)選地8至12重量％的碳化硅-碳粉的混合物，所述混合物包含至少50重量％的碳化硅。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的耐火材料，其中，所述至少一種粘結(jié)劑選自煤焦油浙青、石油浙青、酚醛樹脂、糠基樹脂、煤焦油、石油焦油以及兩種或多種上述化合物的任何混合物。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的耐火材料，其中，在步驟a)中提供的混合物包含: -如下成分的混合物: -具有至多0.1重量％的鐵含量的焦炭和石墨的混合物，其比例為60至80重量％，并且優(yōu)選地為65至75重量％， -硅，其比例為7至12重量％，并且優(yōu)選地為9至11重量％， -二氧化鈦，其比例為8至13重量％，并且優(yōu)選地為9至11重量％，和-碳化硅-碳粉，其比例為6至13重量％，并且優(yōu)選地為8至11重量％，其中，上述成分的總和為100重量％， 以及 -至少一種粘結(jié)劑。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的耐火材料，其中，通過塊壓、擠出、熱壓或振動成型，實施在步驟b)中的成型。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的耐火材料，其中，在步驟c)中，在700和1200°C之間、優(yōu)選地在800和1100°C之間并且更優(yōu)選地在800和900°C之間的溫度下，烘焙所述生坯塊體。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的耐火材料，其中，在步驟d)中，在1700和2000°C之間、優(yōu)選地在1800和2000°C之間并且更優(yōu)選地在1900和2000°C之間的溫度下，使經(jīng)烘焙的塊體半石墨化。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的耐火材料，其中，在根據(jù)步驟d)的半石墨化之前和/或之后，用浸潰劑浸潰經(jīng)熱處理的塊體，所述浸潰劑優(yōu)選地選自煤焦油、石油焦油、煤焦油浙青、石油浙青、樹脂以及兩種或多種上述化合物的混合物，并且其中，優(yōu)選地在700和1200°C之間的溫度下，更優(yōu)選地在800和1100°C之間的溫度下并且甚至更優(yōu)選地在800和900°C之間的溫度下，重新烘焙所述浸潰的生坯塊體。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的耐火材料，其中，在一個步驟中實施步驟c)和d)。
17.—種包括如下內(nèi)襯的高爐，其中，所述內(nèi)襯包含至少一種根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的耐火材料。`
18.根據(jù)權(quán)利要求1至16中的任一項所述的耐火材料在高爐內(nèi)襯中的用途。
【文檔編號】C04B35/52GK103620331SQ201280026002
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2012年4月23日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月27日
【發(fā)明者】詹努茲·圖馬拉, 克里斯蒂安·威貝爾, 弗蘭克·希爾特曼 申請人:西格里碳素歐洲公司