Material refractario enriquecido en calcio mediante la adición de un carbonato cálcico.

Una composición adecuada para proporcionar un material refractario que tiene una matriz de alta densidad que comprende:

de 60 a 95 por ciento en peso de material refractario basado en magnesia:

de 0

,1 a 5,0 por ciento en peso de un aglutinante que comprende ácido sulfámico;

de 2,0 a 10 por ciento en peso de carbonato cálcico para la reacción en la exposición al calor para proporcionar el material refractario que tiene una matriz de alta densidad y proporcionar óxido cálcico reactivo para mejorar la resistencia a la corrosión.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2008/009783.

Solicitante: SPECIALTY MINERALS MICHIGAN INC..

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 30 600 TELEGRAPH ROAD BINGHAM FARMS, MICHIGAN 48025 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: COLAVITO,DOMINICK M, VERMEULEN,YVES C.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > FUNDICION; METALURGIA DE POLVOS METALICOS > MOLDEO EN FUNDICION (moldeo de materiales refractarios... > Composiciones de materiales refractarios para moldes... > B22C1/02 (caracterizadas por la incorporación de aditivos para propósitos particulares, p. ej. indicadores, aditivos para facilitar la destrucción del molde)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > CEMENTOS; HORMIGON; PIEDRA ARTIFICIAL; CERAMICAS;... > LIMA; MAGNESIA; ESCORIAS; CEMENTOS; SUS COMPOSICIONES,... > Productos cerámicos modelados, caracterizados por... > C04B35/03 (a base de óxido de magnesio, de óxido de calcio o de mezclas de óxidos derivados de la dolomita)

PDF original: ES-2506097_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Material refractario enriquecido en calcio mediante la adición de un carbonato cálcico Fundamento de la invención La presente invención se refiere a material refractario para su aplicación a una estructura refractaria y a un método de aplicar el material refractario a una estructura o revestimiento refractarios. Más en particular, la invención está dirigida a la preservación o mantenimiento de estructuras o revestimientos refractarios frente a la erosión y/o el ataque mecánico por materiales corrosivos tales como los que se producen durante la fabricación de metales o aleaciones metálicas incluyendo las escorias ácidas y básicas. Los revestimientos refractarios también están expuestos a choque térmico que puede causar el fallo prematuro del material refractario.

La Patente Europea EP 1 765 744 B1 se refiere a una composición refractaria que consiste esencialmente en un material refractario basado en magnesia, ácido sulfámico como aglutinante e hidróxido cálcico u óxido cálcico en una cantidad de 1 a 8% en peso de la composición refractaria total.

La Patente de los Estados Unidos US 4 383 045 se refiere a composiciones refractarias basadas en magnesia, que incluyen hasta aproximadamente 10% en peso de ácido sulfámico como aglutinante y entre otras cosas dolomita quema a muerte.

El documento US 4 923 831 se refiere a un ladrillo refractario de magnesia-óxido cálcico hecho de una mezcla que consiste esencialmente en (i) aproximadamente 100 partes en peso de un agregado refractario que consiste esencialmente en aproximadamente 20 a aproximadamente 95% en peso de MgO y aproximadamente 80 a aproximadamente 5% en peso de CaO, y (ii) aproximadamente 0, 5 a aproximadamente 5 partes en peso de carbonato cálcico del tipo de la aragonita.

La presente invención está dirigida a una composición de un material refractario y un método de revestimiento de una estructura refractaria, en particular una estructura refractaria caliente que usa el material refractario. El material refractario puede ser aplicado a una estructura refractaria tal como un recipiente o una cuchara de colada. La composición del material refractario que se aplica a la estructura refractaria comprende de aproximadamente 60 a aproximadamente 95 por ciento en peso de material refractario basado en magnesia, de aproximadamente 2, 0 a aproximadamente 10 por ciento en peso de carbonato cálcico y de aproximadamente 0, 1 a aproximadamente 5 por ciento en peso de un aglutinante que comprende ácido sulfámico.

El calor del horno o del recipiente que está en contacto con el material refractario en la estructura refractaria acelera el endurecimiento y el curado del material refractario de la presente invención mediante la transmisión de calor al material refractario para formar una matriz de alta densidad de material refractario. El material refractario aplicado pasa del estado plástico a un estado no plástico o sustancialmente rígido y no flexible en su forma final en la que está presente la matriz de alta densidad mencionada anteriormente. El carbonato cálcico en el material refractario se calcina in situ al tener lugar la transferencia del calor desde el horno o el recipiente que está siendo procesado en la estructura refractaria a la que se aplica el material refractario. Por lo tanto el dióxido de carbono gas se desprende una vez que el material refractario ya no está en estado plástico. El material refractario forma una matriz de alta densidad que protege contra la penetración de la escoria y del metal fundido.

En la presente invención, el carbonato cálcico se calcina in situ lo que deja una fuente muy reactiva de óxido cálcico dentro de la matriz de la masa refractaria. En la presente invención, el carbonato cálcico más grueso puede ser ATF20 que tiene una distribución de tamaños de partícula que empieza por debajo de 0, 85 mm. El carbonato cálcico muy fino de la presente invención puede ser producto de piedra caliza Vicron® 15-15 que tiene una distribución de tamaños de partícula que empieza por debajo de 15 μm (0, 015 mm) . En la presente invención el carbonato cálcico fino se añade para ser reactivo con los granos de magnesia y cualquier escoria infiltrada, no como una distribución de tamaños de partículas gruesas, para la resistencia al choque térmico.

En otra realización, el carbonato cálcico de la composición del material refractario está presente en al menos dos distribuciones de tamaños de partícula diferentes. Una forma fina de carbonato cálcico está presente en una cantidad de aproximadamente 3, 5 a aproximadamente 4, 5 por ciento en peso y una forma más gruesa de carbonato cálcico está presente en una cantidad de aproximadamente 3, 5 a aproximadamente 4, 5 por ciento en peso.

En otra realización, el carbonato cálcico de la composición del material refractario está presente en al menos dos distribuciones de tamaños de partícula diferentes. Una forma fina de carbonato cálcico está presente en una cantidad de aproximadamente 2, 5 a aproximadamente 3, 5 por ciento en peso y una forma de carbonato cálcico más gruesa está presente en una cantidad de aproximadamente 2, 5 a aproximadamente 3, 5 por ciento en peso.

En otra realización, la composición de los materiales refractarios comprende además de aproximadamente 0, 2 a aproximadamente 8 por ciento en peso de hidróxido cálcico.

En otra realización la composición del material refractario comprende además de aproximadamente 0, 1 a aproximadamente 2, 0 por ciento en peso de un plastificante tal como la bentonita.

En otra realización la composición del material refractario comprende además de aproximadamente 0, 1 a aproximadamente 1, 0 por ciento en peso de un dispersante, tal como el ácido cítrico.

El material refractario puede ser aplicado por un sistema de revestimiento aplicado con pistola.

Una vez que se ha formado la matriz de alta densidad del material refractario, una capa de material refractario protege la estructura refractaria a la que se ha aplicado el material refractario contra el ataque de materiales corrosivos, tales como escorias fundidas y metales fundidos, especialmente contra el ataque por escorias ácidas y básicas, y acero.

El material refractario puede aplicarse para proporcionar una capa de material refractario de un espesor de aproximadamente 25, 4 mm (1 pulgada) a aproximadamente 304, 8 mm (12 pulgadas) tanto antes de la exposición, como después de la exposición del revestimiento a materiales corrosivos. De una manera deseable, la aplicación del material refractario se realiza antes de la exposición inicial del revestimiento refractario a los materiales corrosivos, y puede repetirse después de cada exposición del revestimiento a esos materiales corrosivos. Dependiendo del grado de erosión, la corrosión o la penetración de materiales corrosivos en el material refractario aplicados, el material refractario de la presente invención no necesita volver a ser aplicado al material refractario después de cada contacto de materiales corrosivos con el material refractario.

La aplicación del material refractario se puede realizar mientras el material refractario está a una temperatura de aproximadamente 0 º C a aproximadamente 1371 º C.

Descripción detallada de la invención La invención se describirá ahora con detalle haciendo referencia a la memoria descriptiva que sigue y a los siguientes ejemplos no limitantes. A menos que se especifique otra cosa, todos los porcentajes son en peso y todas las temperaturas están en grados centígrados.

La composición aplicada a la estructura refractaria comprende de 60 a aproximadamente 95 por ciento en peso de un material refractario basado en magnesia tal como magnesia, de 2, 0 a 10 por ciento en peso... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una composición adecuada para proporcionar un material refractario que tiene una matriz de alta densidad que comprende:

de 60 a 95 por ciento en peso de material refractario basado en magnesia:

de 0, 1 a 5, 0 por ciento en peso de un aglutinante que comprende ácido sulfámico;

de 2, 0 a 10 por ciento en peso de carbonato cálcico para la reacción en la exposición al calor para proporcionar el material refractario que tiene una matriz de alta densidad y proporcionar óxido cálcico reactivo para mejorar la resistencia a la corrosión.

2. La composición según la reivindicación 1, en la que el material refractario basado en magnesia está presente en una cantidad del 60 al 88 por ciento en peso.

3. La composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la composición comprende además hidróxido cálcico en una cantidad de 0, 2 a 8, 0 por ciento en peso.

4. La composición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en la que la composición comprende además un plastificante en una cantidad de 0, 1 a 2, 0 por ciento en peso.

5. La composición según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además un plastificante que comprende bentonita.

6. La composición según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que la composición comprende además un dispersante en una cantidad de 0, 1 a 1, 0 por ciento en peso.

7. La composición según la reivindicación 6, en la que el dispersante es ácido cítrico.

8. La composición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el ácido sulfámico está presente en una cantidad de 0, 2 a 3, 0 por ciento en peso.

9. La composición según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el carbonato cálcico está presente en una cantidad de 2, 0 a 7, 0 por ciento en peso, en la que el carbonato cálcico tiene un tamaño de partícula de generalmente menos de 45 μm (malla 325) .

10. La composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la que el carbonato cálcico está presente en una porción muy fina que tiene un tamaño de partícula generalmente menor que 45 μm (malla 325) y una porción más gruesa en la que la porción más gruesa tiene un tamaño de partícula generalmente inferior a 500 μm (malla 20) , 15 por ciento en peso mayor que 400 μm (malla 40) , 75 por ciento en peso mayor que 150 μm (malla 100) y 92 por ciento en peso mayor que 60 μm (malla 200) .

11. La composición según la reivindicación 10, en la que la porción muy fina está presente en una cantidad de 2, 5 a 3, 5 por ciento en peso y la porción más gruesa está presente en una cantidad de 2, 5 a 3, 5 por ciento en peso.

12. La composición según la reivindicación 10, en la que la porción muy fina está presente en una cantidad de 3, 5 a 4, 5 por ciento en peso y la porción más gruesa está presente en una cantidad de 3, 5 a 4, 5 por ciento en peso.

13. Un método para proporcionar un material refractario que tiene una matriz de alta densidad a un revestimiento en un recipiente que contiene metal fundido, que comprende aplicar al revestimiento una composición según cualquiera de las reivindicaciones precedentes y someter la composición a calor para proporcionar el material refractario que tiene un material de matriz de alta densidad y proporcionar óxido cálcico reactivo para tener una resistencia a la corrosión mejorada.

14. El método según la reivindicación 13, en el que el material refractario se aplica al revestimiento en una capa que tiene un espesor de 2, 54 a 30, 48 cm (1 a 12 pulgadas) .