КОМПОЗИТНЫЙ ОГНЕУПОРНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ВНУТРЕННЕЙ ФУТЕРОВКИ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ

1. Огнеупорный материал (10), предназначенный для использования во внутренней футеровке доменной печи, при этом огнеупорный материал представляет собой многослойный композитный материал, содержащий защитный слой (12) и проводящий слой (14), причем прочность межслойного соединения между индивидуальными слоями составляет более чем 6 МПа.
2. Огнеупорный материал (10) по п.1, в котором прочность межслойного соединения между индивидуальными слоями составляет, по меньшей мере, 7 МПа, предпочтительно, по меньшей мере, 7,5 МПа, предпочтительнее, по меньшей мере, 8 МПа, еще предпочтительнее, по меньшей мере, 8,5 МПа и наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 9 МПа.
3. Огнеупорный материал (10) по п.1 или 2, который состоит из защитного слоя (12) и проводящего слоя (14).
4. Огнеупорный материал (10) по п.1 или 2, который состоит из защитного слоя (12), проводящего слоя (14) и одного или более промежуточных слоев, расположенных между защитным слоем (12) и проводящим слоем (14).
5. Огнеупорный материал (10) по п.1 или 2, в котором прочность на изгиб, по меньшей мере, одного из слоев (12, 14) и предпочтительно прочность на изгиб каждого из слоев (12, 14) является большей, чем прочность межслойного соединения.
6. Огнеупорный материал (10) по п.5, в котором прочность на изгиб, по меньшей мере, одного из слоев (12, 14) и предпочтительно прочность на изгиб каждого из слоев (12, 14) составляет более чем 6 МПа, предпочтительно, по меньшей мере, 7 МПа, предпочтительнее, по меньшей мере, 7,5 МПа, еще предпочтительнее, по меньшей мере, 8 МПа, особенно предпочтительно, по меньшей мере, 8,5 МПа, еще предпочтительнее, по меньшей мере, 9 МПа, еще предпочтительнее, по меньшей мере, 9,5 МПа и наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 10 МПа.
7. Огнеупорный материал (10) по п.6, при этом в огнеупорном материале (10) не содержится клея и/или механического соединительного элемента.
8. Огнеупорный материал (10) по п.7, который имеет, по меньшей мере, по существу кубовидную конфигурацию, при этом слои (12, 14) соединены друг с другом по своим основным поверхностям или по своим боковым поверхностям.
9. Огнеупорный материал (10) по п.3, который имеет, по меньшей мере, по существу кубовидную конфигурацию, при этом защитный слой (12) и проводящий слой (14) соединены друг с другом по своим основным поверхностям, и толщина защитного слоя (12) составляет от 10 до 25% или от 30 до 45% суммарной толщины огнеупорного материала (10).
10. Огнеупорный материал (10) по п.3, который имеет, по меньшей мере, по существу кубовидную конфигурацию, при этом защитный слой (12) и проводящий слой (14) соединены друг с другом по своим боковым поверхностям, и толщина защитного слоя (12) составляет от 10 до 25% или от 30 до 45% суммарной толщины огнеупорного материала (10).
11. Огнеупорный материал (10) по п.4, который имеет, по меньшей мере, по существу кубовидную конфигурацию, при этом защитный слой (12), проводящий слой (14) и один или более промежуточных слоев соединены друг с другом по своим основным поверхностям, и толщина защитного слоя (12) составляет от 10 до 40%, суммарная толщина всех промежуточных слоев составляет от 5 до 25%, и толщина проводящего слоя (14) составляет от 45 до 85% суммарной толщины огнеупорного материала (10).
12. Огнеупорный материал (10) по п.4, который имеет, по меньшей мере, по существу кубовидную конфигурацию, при этом защитный слой (12), проводящий слой (14) и один или более промежуточных слоев соединены друг с другом по своим боковым поверхностям, и толщина защитного слоя (12) составляет от 10 до 40%, суммарная толщина всех промежуточных слоев составляет от 5 до 25%, и толщина проводящего слоя (14) составляет от 45 до 85% суммарной толщины огнеупорного материала (10).
13. Огнеупорный материал (10) по п.1 или 2, в котором проводящий слой (14) имеет удельную теплопроводность при 1500°C, которая превышает, по меньшей мере, на 25%, предпочтительно, по меньшей мере, на 50% и еще предпочтительнее, по меньшей мере, на 100% удельную теплопроводность защитного слоя (12).
14. Огнеупорный материал (10) по п.1 или 2, в котором разность между коэффициентом теплового расширения проводящего слоя (14) и коэффициентом теплового расширения защитного слоя (12) при температуре от 23°C до 1500°C составляет не более чем 0,6 мкм/(К∙м), предпочтительно не более чем 0,4 мкм/(К∙м) и предпочтительнее не более чем 0,2 мкм/(К∙м).
15. Огнеупорный материал (10) по п.4, изготавливаемый способом, включающим следующие этапы:
a) изготовление смеси для защитного слоя (12), смеси для проводящего слоя (14) и необязательно смеси для одного или более промежуточных слоев,
b) формование многослойного необожженного блока из смесей, изготовленных на этапе a), и
c) обжиг необожженного блока, полученного на этапе b).
16. Огнеупорный материал (10) по п.15, в котором формование на этапе b) осуществляют, используя виброформование, блочное прессование, одноосное прессование или изостатическое прессование.
17. Огнеупорный материал (10) по п.15 или 16, в котором смесь для защитного слоя (12), изготовленная на этапе a), содержит, по меньшей мере, 20 мас.% углеродистого материала, предпочтительно прокаленного антрацита, и, по меньшей мере, 3 мас.% кремния по отношению к суммарной сухой массе смеси и связующего вещества.
18. Огнеупорный материал (10) по п.17, в котором смесь для защитного слоя (12), изготовленная на этапе a), дополнительно содержит оксидный керамический материал, предпочтительно выбранный из группы, содержащей оксид алюминия, диоксид титана, силикат алюминия и смеси двух или более вышеупомянутых соединений.
19. Огнеупорный материал (10) по п.18, в котором смесь для защитного слоя (12), изготовленная на этапе a), дополнительно содержит неоксидный керамический материал, предпочтительно выбранный из группы, содержащей карбонитриды металлов, карбиды металлов, бориды металлов, нитриды металлов и смеси двух или более вышеупомянутых соединений.
20. Огнеупорный материал (10) по п.19, в котором смесь для защитного слоя (12), изготовленная на этапе a), дополнительно содержит графит.
21. Огнеупорный материал (10) по п.20, в котором смесь для защитного слоя (12), изготовленная на этапе a), содержит
сухую смесь:
- от 10 до 95 мас.% и предпочтительно от 30 до 90 мас.% прокаленного антрацита, необязательно в смеси с другим углеродистым материалом,
- от 3 до 20 мас.% и предпочтительно от 5 до 15 мас.% кремния,
- от 2 до 30 мас.% и предпочтительно от 5 до 20 мас.% оксидного керамического материала, выбранного из группы, содержащей оксид алюминия, диоксид титана, силикат алюминия и смеси двух или более вышеупомянутых соединений,
- от 0 до 20 мас.% и предпочтительно от 0 до 10 мас.% неоксидного керамического материала и
- от 0 до 30 мас.% синтетического или природного графита или их смеси; и
по меньшей мере, одно связующее вещество.
22. Огнеупорный материал (10) по п.21, в котором смесь для проводящего слоя (14), изготовленная на этапе a), содержит, по меньшей мере, 20 мас.% синтетического или природного графита или их смеси по отношению к суммарной сухой массе смеси и связующего вещества.
23. Огнеупорный материал (10) по п.22, в котором смесь для проводящего слоя (14), изготовленная на этапе a), дополнительно содержит, по меньшей мере, 10 мас.% дополнительного углеродистого материала, предпочтительно прокаленного антрацита.
24. Огнеупорный материал (10) по п.23, в котором смесь для проводящего слоя (14), изготовленная на этапе a), дополнительно содержит оксидный керамический материал, предпочтительно выбранный из группы, содержащей оксид алюминия, диоксид титана, силикат алюминия и смеси двух или более вышеупомянутых соединений.
25. Огнеупорный материал (10) по п.24, в котором смесь для проводящего слоя (14), изготовленная на этапе a), дополнительно содержит кремний.
26. Огнеупорный материал (10) по п.25, в котором смесь для проводящего слоя (14), изготовленная на этапе a), содержит
сухую смесь:
- от 20 до 80 мас.% и предпочтительно от 30 до 70 мас.% синтетического или природного графита или их смеси,
- от 20 до 80 мас.% и предпочтительно от 20 до 50 мас.% прокаленного антрацита, необязательно в смеси с другим углеродистым материалом,
- от 0 до 20 мас.% и предпочтительно от 5 до 15 мас.% кремния и
- от 0 до 20 мас.% и предпочтительно от 5 до 15 мас.% оксидного керамического материала, выбранного из группы, содержащей оксид алюминия, диоксид титана, силикат алюминия и смеси двух или более вышеупомянутых соединений; и
по меньшей мере, одно связующее вещество.
27. Огнеупорный материал (10) по п.26, при этом на этапе c) необожженный блок обожжен при температуре от 1100 и 1400°C, предпочтительно между 1100 и 1300°C и предпочтительнее между 1150 и 1250°C.
28. Огнеупорный материал (10) по п.27, при этом термически обработанный блок пропитан до и/или после обжига, проводимого на этапе c), пропиточным веществом, предпочтительно выбранным из группы, содержащей каменноугольную смолу, нефтяной пек, каменноугольный пек, нефтяной пек, смолу и смеси двух или более вышеупомянутых материалов, и пропитанный необожженный блок повторно обожжен предпочтительно при температуре от 900 до 1300°C, предпочтительнее при температуре от 1000 и 1200°C и еще предпочтительнее при температуре от 1100 до 1200°C.
29. Доменная печь, содержащая внутреннюю футеровку, содержащую, по меньшей мере, один огнеупорный материал (10) по любому из предыдущих пунктов.
30. Использование огнеупорного материала (10) по любому из пп.1-28 во внутренней футеровке доменной печи.