Material refractario no conformado, procedimiento para producir un material refractario no conformado de tierra húmeda y utilización del material refractario no conformado.

Material refractario no conformado, que comprende

a. un componente de base refractario,

y

b. un componente de aglutinante, en el que el componente de aglutinante, con respecto al material, contiene b1. un componente ácido de entre por lo menos uno de los siguientes materiales: ácido, sal y/o éster de un ácido como sulfonato, sulfato o carbonato, en una proporción de 1,5 a 6% en peso,

b2. un componente básico en forma de entre por lo menos uno de los siguientes materiales: urotropina, óxido de calcio, hidróxido de calcio, hidróxido de sodio, hidróxido de potasio, hidróxido de magnesio, en una proporción de 1 a 4% en peso, y que

c. mediante la adición de 1 a 5% en peso de agua adquiere una consistencia aterronada de tierra húmeda y puede solidificarse según una reacción exotérmica del componente de aglutinante.

Material refractario no conformado, procedimiento para producir un material refractario no conformado de tierra húmeda y utilización del material refractario no conformado.

La presente invención se refiere a un material refractario no conformado, a un procedimiento para producir un material refractario no conformado de tierra húmeda y a la utilización del material refractario no conformado.

Los materiales refractarios no conformados, también denominados masas refractarias, consisten en una mezcla que comprende un componente de base refractario y un aglutinante.

Los materiales refractarios no conformados se utilizan particularmente como masas de construcción, masas de reparación y masas de conservación, así como mortero. Las masas de construcción, reparación y conservación se utilizan particularmente para construir, reparar y conservar el revestimiento interior de recipientes para la fabricación de acero, por ejemplo grupos para mezclar o tratar acero líquido.

El documento US5954872 divulga un hormigón refractario que contiene un componente refractario y un componente de aglutinante en forma de un aglutinante de ácido-base y que fragua desarrollando una reacción exotérmica. El hormigón refractario se mezcla previamente como mezcla seca y se le hace fraguar con agua. El ejemplo 1 muestra una mezcla seca que contiene olivina como componente refractario, fosfato de aluminio y MgO como componentes de aglutinante. La mezcla seca se liga amasa con agua y genera una reacción de fraguado exotérmica.

La solidificación o endurecimiento de los materiales refractarios no conformados puede realizarse de diferentes formas. Así, se conocen, por ejemplo, sistemas hidráulicos en los cuales, tras la adición de agua, una aglutinación hidráulica lleva a endurecer el material refractario no conformado. Asimismo, se conocen tipos de aglutinación cerámicos en los que el endurecimiento se realiza por medio de un tratamiento de temperatura y una sinterización acompañante de éste. Además, se conocen también las denominadas masas que se endurecen en frío, en las que la consolidación se realiza por medio de una aglutinación química u orgánica.

El componente de base refractario puede constar a uno o varios materiales refractarios, por ejemplo materiales a base del sistema Al2O3-SiO2 (materiales refractarios ácidos) o a base de materiales refractarios básicos, por ejemplo materiales a base de MgO.

Un ámbito de aplicación importante de los materiales refractarios no conformados es su utilización como masas de artesa o masas de forro de desgaste de artesa. Se utilizan para ello particularmente masas básicas que forman después el revestimiento interior refractario de la artesa.

Asimismo, para masas de artesa se utilizan masas que se endurecen en frío. La ventaja de las masas que se endurecen en frío está particularmente en que no debe aplicarse ninguna energía térmica adicional para originar una aglutinación en la masa. Por el contrario, en estos tipos de masa se utilizan regularmente uno o varios aglutinantes adhesivos líquidos, por ejemplo vidrio soluble, resina sintética y aglutinantes sulfurados o fenólicos. Sin embargo, la desventaja de estos aglutinantes está en que la manipulación de los aglutinantes y también del material refractario no conformado amasado con ellos es muy cara. Esto depende especialmente también de las propiedades adhesivas de los aglutinantes que llevan a que las máquinas, en las que se manipulan los aglutinantes y el material refractario no conformado amasado con estos, puedan pegarse por medio de los aglutinantes. Por este motivo, deben utilizarse con frecuencia máquinas complicadas y, por tanto, caras, por ejemplo máquinas de mezclado caras, que, además, deben limpiarse regularmente. Asimismo, algunos de estos aglutinantes adhesivos líquidos son de olor molesto, inflamables o tóxicos, de modo que las máquinas para el manejo de los aglutinantes o de las masas amasadas con estos deben ser costosamente encapsuladas. Algunos de estos aglutinantes deben almacenarse también permanentemente fríos, dado que, en caso contrario, puede producirse un endurecimiento o solidificación no deseados del aglutinante antes de que éste se haya suministrado a la masa. A la inversa, también es parcialmente necesario calentar el material refractario no conformado amasado con tal aglutinante adhesivo líquido para desencadenar la reacción de aglutinación del aglutinante.

La invención se basa en el problema de poner a disposición una masa que se endurece en frío, es decir, un material refractario no conformado utilizable sin la utilización de energía térmica externa que pueda utilizarse sin la utilización de aglutinantes adhesivos líquidos. En particular, para amasar el material refractario no conformado no debe ser necesario ningún aglutinante líquido de esta clase que sea de olor molesto, tóxico o inflamable. Además, el material refractario no conformado debe utilizarse sin la utilización de energía térmica externa adicional, es decir que debe consolidarse o endurecerse sin la utilización de energía térmica externa adicional.

Para solucionar este problema se pone a disposición un material refractario no conformado en forma de una mezcla seca con:

- un componente de base refractario y

- un componente de aglutinante, presentando el componente de aglutinante un componente ácido y un componente básico.

La invención se basa en la consideración fundamental de prever un componente de aglutinante de este tipo en el material refractario no conformado, que presenta un componente ácido y un componente básico. La utilización de un componente de aglutinante de este tipo se basa en el conocimiento de que puede producirse, a partir de un componente ácido y un componente básico, solamente mediante la adición de agua (agua de amasado) , un aglutinante que lleve a la solidificación o endurecimiento del material refractario no conformado.

Por tanto, el material refractario no conformado según la invención ha de amasarse solamente con agua para obtener un material refractario no conformado, plástico y listo para su utilización. Por tanto, ya no es necesaria la utilización de aglutinantes adhesivos líquidos. Se suprimen así completamente las desventajas antes citadas que surgen en la utilización de aglutinantes adhesivos líquidos.

Se ha revelado que, a partir de un componente de aglutinante compuesto según la invención, se puede producir un aglutinante excelente tal que, aparte del componente ácido y el componente básico - en el estado aún no amasado con agua -el componente de aglutinante del material según la solicitud, de conformidad con una forma de realización preferida de la invención, no presente ningún componente adicional.

El componente ácido es un componente que despliega una acción ácida en un entorno acuoso o en solución acuosa. El componente ácido se presenta en forma de por lo menos uno de entre los siguientes materiales: ácido, sal de un ácido, éster de un ácido como sulfonato, sulfato o carbonato.

El material refractario no conformado presenta de manera especialmente preferida un componente ácido en forma de por lo menos un ácido, preferentemente en forma de por lo menos un ácido orgánico entre débil y medianamente débil, en particular en forma de un ácido orgánico débil.

Por ejemplo, un componente ácido puede estar previsto en forma de entre por lo menos uno de los siguientes materiales: ácido cítrico, ácido amidosulfónico, ácido málico, ácido tartárico, ácido fórmico, ácido acético, ácido oxálico, ácido bórico, bicarbonato de sodio, sulfonato de lignina, fosfato de hidrógeno, sulfato de hidrógeno, metafosfato de sodio.

Los componentes ácidos antes citados pueden utilizarse como componente ácido en cualquier combinación. Una combinación preferida de componentes ácidos está representada, por ejemplo, por la combinación de ácido amidosulfónico y ácido bórico.

El componente básico es preferentemente un componente que despliega una acción básica en un entorno acuoso o en solución acuosa. El componente básico se presenta en forma de entre por lo menos uno de los siguientes materiales: urotropina (hexametilentetramina) , óxido de calcio, hidróxido de calcio, hidróxido de sodio, hidróxido de potasio o hidróxido de magnesio.

Los componentes básicos antes citados pueden utilizarse como componente básico en cualquier combinación.

Los componentes ácidos y básicos antes citados pueden utilizarse como componente de aglutinante en cualquier combinación.

Por ejemplo, el componente de aglutinante del material refractario no conformado puede presentar una de las siguientes combinaciones... [Seguir leyendo]

1. Material refractario no conformado, que comprende a. un componente de base refractario, y b. un componente de aglutinante, en el que el componente de aglutinante, con respecto al material, contiene b1. un componente ácido de entre por lo menos uno de los siguientes materiales: ácido, sal y/o éster de un ácido como sulfonato, sulfato o carbonato, en una proporción de 1, 5 a 6% en peso, b2. un componente básico en forma de entre por lo menos uno de los siguientes materiales: urotropina, 10 óxido de calcio, hidróxido de calcio, hidróxido de sodio, hidróxido de potasio, hidróxido de magnesio, en una proporción de 1 a 4% en peso, y que c. mediante la adición de 1 a 5% en peso de agua adquiere una consistencia aterronada de tierra húmeda y puede solidificarse según una reacción exotérmica del componente de aglutinante. 15

2. Material según la reivindicación 1 con un componente ácido en forma de por lo menos un ácido orgánico entre débil y medianamente débil.

3. Material según la reivindicación 1, con un componente ácido en forma de entre por lo menos uno de los siguientes 20 ácidos: ácido cítrico, ácido amidosulfónico.

4. Material según la reivindicación 1, en el que, aparte del componente ácido y del componente básico, el componente de aglutinante no presenta ningún componente de aglutinante adicional.

5. Material según la reivindicación 1, con un componente ácido en forma de por lo menos un ácido y con un componente básico en forma de por lo menos una base, que reaccionan tras la adición de agua al material en una reacción de ácido-base.

6. Material según la reivindicación 1, con un componente ácido en forma de por lo menos un ácido y con un componente básico en forma de por lo menos una base, que reaccionan tras la adición de agua al material en una reacción exotérmica.

7. Material según la reivindicación 6, en el que la temperatura del material puede ser elevada entre 5 y 30ºC debido a la reacción exotérmica. 35

8. Material según la reivindicación 1, con un componente de base refractario básico.

9. Material según la reivindicación 1, con un componente de base refractario básico a base de entre por lo menos

uno de los siguientes materiales: magnesia, olivina. 40

10. Procedimiento para producir un material refractario no conformado de tierra húmeda que comprende las siguientes etapas consecutivas:

A. producir un material según la reivindicación 1; 45

B. amasar el material con 1 a 5% en peso de agua para producir un material refractario no conformado de tierra húmeda.