BR112019003621B1

BR112019003621B1 - REFRACTORY CERAMIC COMPOSITION, AS WELL AS A METHOD FOR THE PRODUCTION OF A REFRACTORY CERAMIC PRODUCT

Info

Publication number: BR112019003621B1
Application number: BR112019003621-0A
Authority: BR
Inventors: Gerald Reif; Milos Blajs; Stephan Ully
Original assignee: Refractory Intellectual Property Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2016-09-29
Filing date: 2017-08-09
Publication date: 2023-06-06

Abstract

A invenção se refere a uma composição cerâmica refratária, bem como a um método para a produção de um produto cerâmico refratário.The invention relates to a refractory ceramic composition as well as a method for producing a refractory ceramic product.

Description

[0001] A invenção refere-se a uma composição cerâmica refratária, bem como a um método para a produção de um produto cerâmico refratário.[0001] The invention relates to a refractory ceramic composition, as well as a method for producing a refractory ceramic product.

[0002] O termo “produto cerâmico refratário”, no contexto da invenção, designa, em particular, produtos refratários com uma temperatura de utilização superior a 600 °C e preferencialmente matérias-primas refratárias de acordo com a norma DIN 5 1060: 2000-6, ou seja, matérias- primas com um cone pirométrico equivalente superior a SK 17. A determinação do cone pirométrico equivalente pode ocorrer, em particular, de acordo com a norma DIN EN 993 - 12: 1997-06.[0002] The term “refractory ceramic product”, in the context of the invention, designates, in particular, refractory products with a use temperature greater than 600 °C and preferably refractory raw materials in accordance with DIN 5 1060: 2000- 6, ie raw materials with an equivalent pyrometric cone greater than SK 17. The determination of the equivalent pyrometric cone can take place, in particular, in accordance with DIN EN 993 - 12: 1997-06.

[0003] Por uma “composição cerâmica refratária” é designada uma constituição conhecida de um ou mais componentes ou matérias-primas através das quais, por meio de um tratamento por temperatura, ou seja, em particular, por meio de uma calcinação cerâmica, pode ser produzido um produto cerâmico refratário.[0003] A “refractory ceramic composition” means a known constitution of one or more components or raw materials which, by means of a temperature treatment, i.e., in particular, by means of ceramic calcination, can be a refractory ceramic product can be produced.

[0004] Para o processamento da composição não calcinada, a mesma apresenta um ligante regular, que pode estar presente, em particular, também em forma líquida. Na secagem ou aquecimento da composição, por exemplo, durante a calcinação cerâmica, constituintes voláteis de tais ligantes líquidos escapam, pelo menos parcialmente, das composições, por exemplo, em estado gasoso ou na forma de vapor. Contudo, desde que constituintes voláteis de tais ligantes líquidos escapem demasiado rapidamente da composição, isso pode levar a uma deterioração da composição ou do produto cerâmico refratário calcinado a partir da composição. Por exemplo, um escape demasiado rápido de constituintes voláteis de tais ligantes da composição pode levar a estilhaços ou formações de fissuras no produto cerâmico refratário produzido a partir da mesma, com os quais a capacidade de utilização do produto pode ser prejudicada, por exemplo, devido à capacidade de conservação insuficiente.[0004] For the processing of the non-calcined composition, it has a regular binder, which can be present, in particular, also in liquid form. On drying or heating the composition, for example during ceramic calcination, volatile constituents of such liquid binders escape, at least partially, from the compositions, for example in gaseous state or in the form of vapour. However, since volatile constituents of such liquid binders escape too quickly from the composition, this can lead to deterioration of the composition or of the calcined refractory ceramic product from the composition. For example, too rapid escape of volatile constituents of such binders from the composition can lead to splintering or crack formations in the refractory ceramic product produced therefrom, with which the usability of the product can be impaired, for example, due to to insufficient conservation capacity.

[0005] Um tal risco de deterioração da composição ou do produto cerâmico refratário calcinado a partir da mesma ocorre, em particular, também na utilização de ligantes na forma de gel de sílica.[0005] Such a risk of deterioration of the composition or of the refractory ceramic product calcined therefrom occurs, in particular, also when using binders in the form of silica gel.

[0006] Por conseguinte, não têm faltado experimentos de disponibilizar composições com um ligante na forma de gel de sílica, nos quais o risco de uma deterioração da composição ou do produto cerâmico refratário calcinado a partir da mesma na secagem ou aquecimento da composição é reduzido.[0006] Therefore, there has been no lack of experiments to provide compositions with a binder in the form of silica gel, in which the risk of deterioration of the composition or of the refractory ceramic product calcined therefrom when drying or heating the composition is reduced .

[0007] A presente invenção tem como objetivo disponibilizar uma composição cerâmica refratária que compreenda um ligante na forma de gel de sílica e que, em cuja secagem e aquecimento, o risco de deterioração da composição, bem como do produto cerâmico refratário calcinado a partir da mesma seja reduzido.[0007] The present invention aims to provide a refractory ceramic composition comprising a binder in the form of silica gel and which, when drying and heating, the risk of deterioration of the composition, as well as of the refractory ceramic product calcined from the itself is reduced.

[0008] Para a solução desse objetivo, é disponibilizada, em conformidade com a invenção, uma composição cerâmica refratária que compreende os seguintes componentes: Um componente principal refratário, um ligante na forma de gel de sílica, bem como um componente alcoólico na forma de um ou mais álcoois polivalentes. O gel de sílica se encontra, nesse caso, na forma de uma suspensão coloidal de ácido polissilícico em água. Além disso, a razão de massa do componente principal refratário para ácido polissilícico perfaz pelo menos 10 e, no máximo, 55.[0008] To solve this objective, a refractory ceramic composition is available, in accordance with the invention, comprising the following components: A main refractory component, a binder in the form of silica gel, as well as an alcoholic component in the form of one or more polyvalent alcohols. The silica gel is, in this case, in the form of a colloidal suspension of polysilicic acid in water. In addition, the mass ratio of the main refractory component to polysilicic acid is at least 10 and at most 55.

[0009] Surpreendentemente foi verificado, em conformidade com a invenção, que uma composição cerâmica refratária, que soluciona o objetivo proposto previamente, pode ser disponibilizada desde que a mesma compreenda, por um lado, os referidos componentes alcoólicos e, por outro lado, o ácido polissilícico do gel de sílica e o componente principal refratário estejam presentes em uma razão de massa específica um para o outro. Em conformidade com a invenção, foi verificado que com uma razão de massa do componente principal refratário para ácido polissilícico de pelo menos 10 e, no máximo, 55, pode ser disponibilizada uma composição com um ligante na forma de gel de sílica, em cuja secagem ou aquecimento o risco de deteriorações da composição ou do produto cerâmico refratário calcinado a partir da mesma seja reduzido.[0009] Surprisingly, it was verified, in accordance with the invention, that a refractory ceramic composition, which solves the previously proposed objective, can be made available provided that it comprises, on the one hand, the aforementioned alcoholic components and, on the other hand, the polysilicic acid of the silica gel and the main refractory component are present in a specific mass ratio to each other. In accordance with the invention, it has been found that with a mass ratio of the main refractory component to polysilicic acid of at least 10 and at most 55, a composition with a binder in the form of silica gel, on drying of which or heating the risk of deterioration of the composition or of the refractory ceramic product calcined therefrom is reduced.

[0010] Esse efeito de uma deterioração reduzida da composição ou do produto cerâmico refratário calcinado a partir da mesma na secagem ou aquecimento da composição em conformidade com a invenção se deve, de acordo com os ensaios dos inventores, em particular, ao fato de que, na secagem ou aquecimento da composição em conformidade com a invenção, proporções voláteis do gel de sílica escapam de modo particularmente lento e regular, em particular de modo mais lento e regular do que em composições com um ligante na forma de gel de sílica, que não compreendem os componentes em conformidade com a invenção na forma do componente alcoólico ou nas quais a razão de massa do componente principal refratário para ácido polissilícico não se encontra dentro de uma faixa em conformidade com a invenção.[0010] This effect of a reduced deterioration of the composition or of the refractory ceramic product calcined therefrom on drying or heating of the composition according to the invention is due, according to the inventors' tests, in particular, to the fact that , on drying or heating the composition according to the invention, volatile proportions of the silica gel escape particularly slowly and regularly, in particular more slowly and regularly than in compositions with a binder in the form of silica gel, which do not comprise components according to the invention in the form of the alcoholic component or in which the mass ratio of the main refractory component to polysilicic acid does not lie within a range according to the invention.

[0011] O gel de sílica se trata, de modo conhecido, de uma suspensão coloidal de ácido polissilícico formado a partir de dióxido de silício em água.[0011] Silica gel is known to be a colloidal suspension of polysilicic acid formed from silicon dioxide in water.

[0012] Em conformidade com a invenção, a razão de massa do componente principal refratário para ácido polissilícico, ou seja, a razão da massa do componente principal refratário para a massa do ácido polissilícico do ligante na composição em conformidade com a invenção, se encontra na faixa de 10 a 55.[0012] According to the invention, the mass ratio of the main refractory component to polysilicic acid, that is, the ratio of the mass of the main refractory component to the mass of polysilicic acid in the binder in the composition according to the invention, is found in the range of 10 to 55.

[0013] Em conformidade com a invenção, foi verificado que a partir da composição em conformidade com a invenção, durante a sua secagem e aquecimento, constituintes voláteis escapam gradualmente de modo mais regular ou lento do ligante, se a razão de massa do componente principal refratário para ácido polissilícico se aproximar de uma faixa muito específica de pelo menos 24 e, no máximo, 34.[0013] According to the invention, it was found that from the composition according to the invention, during drying and heating, volatile constituents gradually escape more regularly or slowly from the binder, if the mass ratio of the main component refractory for polysilicic acid approaches a very specific range of at least 24 and a maximum of 34.

[0014] Nesse sentido, pode estar previsto que a razão de massa do componente principal refratário para ácido polissilícico perfaça pelo menos 10, ou seja, em particular, por exemplo, menos que 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 1 8, 19, 20, 21, 22, 23 ou menos que 24.[0014] In this regard, it may be envisaged that the mass ratio of the main refractory component to polysilicic acid amounts to at least 10, that is, in particular, for example, less than 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 , 1 8, 19, 20, 21, 22, 23 or less than 24.

[0015] Nesse sentido, pode estar adicionalmente previsto que a razão de massa do componente refratário para ácido polissilícico perfaça, no máximo, 55, ou seja, em particular, por exemplo, no máximo 52, 48, 44, 40, 36, 35 ou, no máximo, 34.[0015] In this regard, it may additionally be provided that the mass ratio of the refractory component to polysilicic acid amounts to a maximum of 55, that is, in particular, for example, a maximum of 52, 48, 44, 40, 36, 35 or at most 34.

[0016] De acordo com uma modalidade, está previsto que a razão de massa do componente principal refratário para ácido polissilícico perfaça pelo menos 16 e, no máximo, 48. De acordo com uma outra modalidade, está previsto que a razão de massa do componente principal refratário para ácido polissilícico perfaça pelo menos 19 e, no máximo, 40. De acordo com uma outra modalidade, está previsto que a razão de massa do componente principal refratário para ácido polissilícico perfaça pelo menos 22 e, no máximo, 36. Por fim, está previsto de acordo com uma outra modalidade que a razão de massa do componente principal refratário para ácido polissilícico perfaça pelo menos 24 e, no máximo, 34.[0016] According to one embodiment, it is provided that the mass ratio of the main refractory component to polysilicic acid amounts to at least 16 and a maximum of 48. According to another embodiment, it is provided that the mass ratio of the component The main refractory component for polysilicic acid is at least 19 and a maximum of 40. According to another embodiment, provision is made for the mass ratio of the main refractory component to polysilicic acid to be at least 22 and a maximum of 36. , according to another embodiment, the mass ratio of the main refractory component to polysilicic acid is at least 24 and at most 34.

[0017] Relativamente à massa do componente principal refratário da composição em conformidade com a invenção, ácido polissilícico está presente, por exemplo, em proporção na faixa de 2 a 8% em massa na composição, ou seja, por exemplo, também em proporções de pelo menos 2, 3 ou 4% em massa e, por exemplo, também em proporções de, no máximo, 8, 7, 6 ou 5% em massa.[0017] Relative to the mass of the main refractory component of the composition according to the invention, polysilicic acid is present, for example, in proportions in the range of 2 to 8% by mass in the composition, that is, for example, also in proportions of at least 2, 3 or 4% by mass and, for example, also in proportions of not more than 8, 7, 6 or 5% by mass.

[0018] A razão de massa do componente principal refratário para gel polissilícico na composição em conformidade com a invenção pode perfazer, por exemplo, pelo menos 5 e, no máximo, 25. Nesse sentido, a razão de massa do componente principal refratário para gel de sílica perfaz, por exemplo, pelo menos 5, 6, 7 ou 8 e, por exemplo, no máximo, 25, 24, 23, 22, 21, 20, 19, 1 8, 17, 16, 15, 14, 13, 12 ou 11.[0018] The mass ratio of the refractory main component to polysilicic gel in the composition according to the invention can be, for example, at least 5 and at most 25. In this regard, the mass ratio of the refractory main component to gel of silica makes, for example, at least 5, 6, 7 or 8 and, for example, at most 25, 24, 23, 22, 21, 20, 19, 1 8, 17, 16, 15, 14, 13 , 12 or 11.

[0019] Em conformidade com a invenção, foi verificado que a partir da composição em conformidade com a invenção, durante a sua secagem ou aquecimento, constituintes voláteis escapam do ligante de modo ainda mais regular ou lento, se a razão de massa do componente principal refratário para gel de sílica na composição se encontrar dentro dessa faixa.[0019] In accordance with the invention, it was found that from the composition in accordance with the invention, during drying or heating, volatile constituents escape from the binder even more regularly or slowly, if the mass ratio of the main component refractory for silica gel in the composition falls within this range.

[0020] De acordo com uma modalidade, está previsto que a razão de massa do componente principal refratário para gel de sílica perfaça pelo menos 6 e, no máximo, 20. De acordo com uma modalidade, está previsto que a razão de massa do componente principal refratário para gel de sílica perfaça pelo menos 7 e, no máximo, 15. De acordo com uma outra modalidade, está previsto que a razão de massa do componente principal refratário para gel de sílica perfaça pelo menos 8 e, no máximo, 11.[0020] According to an embodiment, it is provided that the mass ratio of the main refractory component to silica gel is at least 6 and a maximum of 20. According to an embodiment, it is provided that the mass ratio of the component main refractory component for silica gel is at least 7 and at most 15. According to another embodiment, provision is made for the mass ratio of the main refractory component to silica gel to be at least 8 and at most 11.

[0021] Relativamente à massa do gel de sílica, o ácido polissilícico está presente, por exemplo, em proporções na faixa de 30 a 50% em massa no gel de sílica, ou seja, por exemplo, também em proporções de pelo menos 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39 ou 40% em massa e, por exemplo, também em proporções de, no máximo, 50, 49, 48, 47 ou 46% em massa. De acordo com uma modalidade, está previsto que a proporção de massa do ácido polissilícico no gel de sílica perfaça pelo menos 36 e, no máximo, 48. De acordo com uma outra modalidade, está previsto que a proporção de massa do ácido polissilícico no gel de sílica perfaça pelo menos 38 e, no máximo, 46.[0021] Relative to the mass of the silica gel, polysilicic acid is present, for example, in proportions in the range of 30 to 50% by mass in the silica gel, that is, for example, also in proportions of at least 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39 or 40% by mass and, for example, also in proportions of a maximum of 50, 49, 48, 47 or 46% by mass. According to one embodiment, provision is made for the mass proportion of polysilicic acid in the silica gel to be at least 36 and a maximum of 48. According to another embodiment, provision is made for the mass proportion of polysilicic acid to be in the gel of silica equals at least 38 and a maximum of 46.

[0022] Em conformidade com a invenção, verificou-se que as propriedades vantajosas da composição em conformidade com a invenção, ou seja, em particular, suas boas propriedades de secagem e de aquecimento, podem ser adicionalmente melhoradas se a proporção de massa do ácido polissilícico para o componente alcoólico, ou seja, a razão da massa do ácido polissilícico do gel de sílica para a massa do componente alcoólico na composição em conformidade com a invenção, se situar dentro de uma faixa específica de pelo menos 3 e, no máximo, 16. As propriedades da composição em conformidade com a invenção podem ser adicionalmente melhoradas se essa razão de massa se aproximar gradualmente de uma faixa específica de pelo menos 4 e, no máximo, 12. Nesse sentido, pode estar previsto que a razão de massa do ácido polissilícico para o componente alcoólico perfaça pelo menos 3, 4 ou 5 e, por exemplo, no máximo, 17, 16, 15, 14, 13 ou 12.[0022] According to the invention, it has been found that the advantageous properties of the composition according to the invention, i.e., in particular, its good drying and heating properties, can be further improved if the mass ratio of the acid polysilicic acid to the alcoholic component, i.e. the ratio of the mass of polysilicic acid in the silica gel to the mass of the alcoholic component in the composition according to the invention, lies within a specific range of at least 3 and at most 16. The properties of the composition according to the invention can be further improved if this mass ratio gradually approaches a specific range of at least 4 and at most 12. In this sense, it can be envisaged that the mass ratio of the polysilicic acid for the alcoholic component makes at least 3, 4 or 5 and, for example, at most 17, 16, 15, 14, 13 or 12.

[0023] Relativamente à massa do componente principal refratário, o componente alcoólico na composição em conformidade com a invenção pode estar presente, por exemplo, em uma proporção na faixa de 0,2 a 1,8% em massa, ou seja, por exemplo, também em uma proporção de pelo menos 0,2% em massa, 0,3% em massa, 0,4% em massa ou 0,5% em massa e, por exemplo, também em uma proporção de, no máximo, 1,8% em massa, 1,7% em massa, 1,6% em massa, 1,5% em massa, 1,4% em massa, 1,3% em massa, 1,2% em massa, 1,1% em massa, 1,0% em massa, 0,9% em massa, 0,8% em massa ou 0,7% em massa.[0023] Relative to the mass of the main refractory component, the alcoholic component in the composition according to the invention may be present, for example, in a proportion in the range of 0.2 to 1.8% by mass, that is, for example , also in a proportion of at least 0.2% by mass, 0.3% by mass, 0.4% by mass or 0.5% by mass and, for example, also in a proportion of not more than 1 .8% by mass, 1.7% by mass, 1.6% by mass, 1.5% by mass, 1.4% by mass, 1.3% by mass, 1.2% by mass, 1, 1% by mass, 1.0% by mass, 0.9% by mass, 0.8% by mass or 0.7% by mass.

[0024] A composição em conformidade com a invenção compreende um componente alcoólico na forma de um ou mais álcoois polivalentes, em particular, por exemplo, na forma de um ou mais dos seguintes álcoois polivalentes: um ou mais álcoois bivalentes ou um ou mais álcoois trivalentes.[0024] The composition according to the invention comprises an alcoholic component in the form of one or more polyvalent alcohols, in particular, for example, in the form of one or more of the following polyvalent alcohols: one or more divalent alcohols or one or more alcohols trivalent.

[0025] Álcoois trivalentes podem estar presentes, em particular, na forma de um ou mais álcoois trivalentes alifáticos, por exemplo, na forma de glicerina.[0025] Trivalent alcohols may be present, in particular, in the form of one or more aliphatic trivalent alcohols, for example, in the form of glycerin.

[0026] Preferencialmente, o componente alcoólico está presente na forma de um ou mais álcoois bivalentes, em particular, na forma de pelo menos um dos seguintes álcoois bivalentes: monoetilenoglicol, dietilenoglicol, 1,2- propilenoglicol, 1,3-propilenoglicol ou dipropilenoglicol.[0026] Preferably, the alcohol component is present in the form of one or more divalent alcohols, in particular in the form of at least one of the following divalent alcohols: monoethylene glycol, diethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol or dipropylene glycol .

[0027] Mais preferencialmente, o componente alcoólico está presente na forma de pelo menos um dos seguintes álcoois bivalentes: monoetilenoglicol ou dietilenoglicol.[0027] More preferably, the alcoholic component is present in the form of at least one of the following divalent alcohols: monoethylene glycol or diethylene glycol.

[0028] O componente principal refratário consiste em uma ou mais matérias-primas refratárias. Essencialmente o componente principal refratário pode consistir em uma ou mais matérias-primas refratárias aleatórias, que podem estar presentes em composições cerâmicas refratárias. Preferencialmente, o componente principal refratário consiste, contudo, em uma ou mais matérias-primas não básicas. De forma conhecida, as matérias-primas não básicas têm como base pelo menos um dos óxidos SiO2, Al2O3, ZrO2, Cr2O3 ou o carboneto SiC. Nesse sentido, pode estar preferencialmente previsto que o componente principal refratário da composição em conformidade com a invenção consista em uma ou mais matérias-primas com base em pelo menos uma das seguintes substâncias: SiO2, Al2O3, ZrO2, Cr2O3 ou SiC.[0028] The main refractory component consists of one or more refractory raw materials. Essentially the main refractory component may consist of one or more random refractory raw materials, which may be present in refractory ceramic compositions. Preferably, however, the main refractory component consists of one or more non-basic raw materials. Non-basic raw materials are known to be based on at least one of the oxides SiO2, Al2O3, ZrO2, Cr2O3 or SiC carbide. In this sense, it can preferably be envisaged that the main refractory component of the composition according to the invention consists of one or more raw materials based on at least one of the following substances: SiO2, Al2O3, ZrO2, Cr2O3 or SiC.

[0029] Es sas substâncias podem estar presentes, respectivamente, na forma de matérias-primas de uma dessas substâncias, por exemplo, quartzo (SiO2), vidro de quartzo (SiO2), corindo (Al2O3), zircônia (ZrO2) ou carboneto de silício (SiC), e/ou na forma de matérias-primas de várias dessas substâncias, por exemplo, chamote (SiO2, Al2O3), mulita (SiO2, Al2O3) ou zircão (ZrO2, SiO2).[0029] These substances may be present, respectively, in the form of raw materials of one of these substances, for example, quartz (SiO2), quartz glass (SiO2), corundum (Al2O3), zirconia (ZrO2) or carbide silicon (SiC), and/or in the form of raw materials of various of these substances, for example chamotte (SiO2, Al2O3), mullite (SiO2, Al2O3) or zircon (ZrO2, SiO2).

[0030] De acordo com uma modalidade, está previsto que o componente principal refratário, em pelo menos 90% em massa, relativamente à massa total do componente principal refratário, consiste em uma ou mais matérias-primas com base em pelo menos uma das seguintes substâncias: SiO2, Al2O3, ZrO2, Cr2O3 ou SiC.[0030] According to one embodiment, it is provided that the main refractory component, in at least 90% by mass, relative to the total mass of the main refractory component, consists of one or more raw materials based on at least one of the following substances: SiO2, Al2O3, ZrO2, Cr2O3 or SiC.

[0031] De acordo com uma modalidade, está previsto que o componente principal refratário compreenda uma ou mais das seguintes matérias-primas: quartzo, vidro de quartzo, sílica fundida, microssílica, chamote, mulita, matérias- primas ricas em mulita, andaluzita, quebra de porcelana, bauxita, corindo sinterizado, alumina, zircônia, zircão, cianita, sillimanita, minério de cromo ou SiC. De acordo com uma modalidade, está previsto que o componente principal refratário, em pelo menos 90% em massa, relativamente à massa total do componente principal refratário, consiste em uma ou mais das matérias-primas referidas acima.[0031] According to one embodiment, it is provided that the main refractory component comprises one or more of the following raw materials: quartz, quartz glass, fused silica, microsilica, chamotte, mullite, raw materials rich in mullite, andalusite, breaking porcelain, bauxite, sintered corundum, alumina, zirconia, zircon, kyanite, sillimanite, chromium ore or SiC. According to one embodiment, it is provided that the main refractory component, in at least 90% by mass, relative to the total mass of the main refractory component, consists of one or more of the raw materials mentioned above.

[0032] De acordo com uma modalidade, está previsto que o componente principal refratário, para além das matérias- primas referidas acima, compreende ainda uma ou mais das seguintes matérias-primas: Cimento aluminoso, fontes de carbono, antioxidantes (em particular, componentes metálicos, em particular, pelo menos um dos seguintes componentes, preferencialmente em forma de pó: alumínio metálico ou silício metálico), argila ligante ou agulhas de aço. Por exemplo, pode estar previsto que o componente principal refratário compreenda as outras matérias-primas referidas acima em uma proporção na faixa de 0 a 10% em massa, relativamente à massa total do componente principal refratário, ou seja, também, por exemplo, em uma proporção na faixa de 1 a 10% em massa ou em uma proporção na faixa de 1 a 5% em massa.[0032] According to one embodiment, it is provided that the main refractory component, in addition to the raw materials mentioned above, also comprises one or more of the following raw materials: Aluminous cement, carbon sources, antioxidants (in particular, components metals, in particular at least one of the following components, preferably in powder form: metallic aluminum or metallic silicon), binder clay or steel needles. For example, it may be envisaged that the main refractory component comprises the other raw materials mentioned above in a proportion in the range of 0 to 10% by mass, relative to the total mass of the main refractory component, i.e. also, for example, in a proportion in the range of 1 to 10% by mass or in a proportion in the range of 1 to 5% by mass.

[0033] De acordo com uma modalidade, está previsto que o componente principal refratário, em pelo menos 90% em massa, relativamente à massa total do componente principal refratário, consiste em uma ou mais das seguintes substâncias: SiO2, Al2O3, ZrO2, Cr2O3 ou SiC. Conforme estabelecido anteriormente, esses óxidos podem, por sua vez, estar presentes na forma dos óxidos puros ou na forma de compostos de vários desses óxidos.[0033] According to one embodiment, it is provided that the main refractory component, in at least 90% by mass, relative to the total mass of the main refractory component, consists of one or more of the following substances: SiO2, Al2O3, ZrO2, Cr2O3 or SiC. As stated above, these oxides may, in turn, be present in the form of the pure oxides or in the form of compounds of several of these oxides.

[0034] Em conformidade com a invenção, verificou-se que a composição pode reagir de forma muito sensível a outros componentes, que se encontram na composição para além dos componentes referidos acima. Em particular, através de outros componentes, as propriedades de secagem e de aquecimento da composição podem piorar. De acordo com a modalidade, está, portanto, previsto que a composição, para além dos componentes referidos acima, ou seja, para além do componente principal refratário, do ligante na forma de gel de sílica, bem como do componente alcoólico, apresenta outros componentes em uma proporção inferior a 10% em massa, ou seja, por exemplo, também em uma proporção inferior a 5% em massa ou em uma proporção inferior a 2% em massa, relativamente à massa total da composição.[0034] In accordance with the invention, it has been found that the composition can react very sensitively to other components, which are found in the composition in addition to the above-mentioned components. In particular, through other components, the drying and heating properties of the composition may deteriorate. Depending on the embodiment, it is therefore provided that the composition, in addition to the components mentioned above, i.e., in addition to the main refractory component, the binder in the form of silica gel, as well as the alcoholic component, has other components in a proportion of less than 10% by mass, that is, for example, also in a proportion of less than 5% by mass or in a proportion of less than 2% by mass, relative to the total mass of the composition.

[0035] A composição cerâmica refratária em conformidade com a invenção pode ser utilizada essencialmente de forma livre ou ser tratada para a produção de um produto cerâmico refratário. Preferencialmente, a composição cerâmica refratária em conformidade com a invenção é utilizada para a produção de um produto cerâmico refratário não moldado, ou seja, de um tipo de matéria-prima cerâmica refratária não moldada, ou seja, do tipo de uma chamada massa cerâmica refratária.[0035] The refractory ceramic composition according to the invention can be used essentially in free form or be treated for the production of a refractory ceramic product. Preferably, the refractory ceramic composition according to the invention is used for the production of an unformed refractory ceramic product, i.e. a type of unformed refractory ceramic raw material, i.e. the type of a so-called refractory ceramic mass .

[0036] Um método para a produção de um produto cerâmico refratário da composição cerâmica refratária em conformidade com a invenção compreende as seguintes etapas: Para a disponibilização de uma composição em conformidade com a invenção; aquecimento da composição para formar um produto cerâmico refratário.[0036] A method for producing a refractory ceramic product from the refractory ceramic composition in accordance with the invention comprises the following steps: For providing a composition in accordance with the invention; heating the composition to form a refractory ceramic product.

[0037] Mais preferencialmente, a composição em conformidade com a invenção é calcinada para formar um produto cerâmico refratário não moldado.[0037] More preferably, the composition according to the invention is calcined to form an uncast refractory ceramic product.

[0038] O aquecimento da composição pode, por conseguinte, representar uma calcinação cerâmica, ou seja, um tratamento por temperatura, no qual o componente principal refratário, ou seja, a matéria-prima refratária da composição, são sinterizados um com outro para formar um produto cerâmico refratário. O produto cerâmico refratário calcinável da composição em conformidade com a invenção pode, por conseguinte, representar um produto sinterizado.[0038] Heating the composition can therefore represent a ceramic calcination, i.e. a temperature treatment, in which the main refractory component, i.e. the refractory raw material of the composition, are sintered together to form a refractory ceramic product. The castable refractory ceramic product of the composition according to the invention can therefore represent a sintered product.

[0039] A calcinação pode ocorrer às temperaturas adequadas, respectivamente, para a sinterização das matérias-primas do componente principal, por exemplo, a uma temperatura na faixa de 1.200 a 1.600 °C, em particular, por exemplo, a uma temperatura na faixa de 1.250 a 1.500[0039] Calcination can take place at temperatures suitable, respectively, for the sintering of the main component raw materials, for example, at a temperature in the range of 1,200 to 1,600 °C, in particular, for example, at a temperature in the range from 1,250 to 1,500

[0040] Conforme estabelecido anteriormente, a composição em conformidade com a invenção é preferencialmente tratada como uma massa refratária. Nesse sentido, pode estar previsto que a composição não seja moldada, ou seja, por exemplo, comprimida, antes da sua calcinação. Pelo contrário, a composição pode ser aplicada não moldada em uma superfície de um agregado, por exemplo, uma seção do revestimento refratário de um forno industrial, e aí ser subsequentemente calcinada, em particular através de aquecimento do agregado.[0040] As stated above, the composition according to the invention is preferably treated as a refractory mass. In this sense, provision can be made for the composition not to be moulded, that is to say, for example, compressed, before calcining it. On the contrary, the composition can be applied unformed to a surface of an aggregate, for example a section of the refractory lining of an industrial furnace, and subsequently calcined there, in particular by heating the aggregate.

[0041] Outras características da invenção resultam das reivindicações, da seguinte descrição de um exemplo de realização da invenção, das Figuras, bem como da descrição das Figuras correspondente.[0041] Other characteristics of the invention result from the claims, from the following description of an embodiment of the invention, from the Figures, as well as from the corresponding description of the Figures.

[0042] Todas as características da invenção podem ser combinadas aleatoriamente umas com as outras, individualmente ou em combinação.[0042] All features of the invention can be randomly combined with each other, individually or in combination.

[0043] Quatro exemplos de realização para uma composição em conformidade com a invenção de acordo com os seguintes exemplos de realização 1 a 4 descritos são a seguir explicados mais detalhadamente.[0043] Four embodiments for a composition according to the invention according to the following embodiments 1 to 4 are explained in more detail below.

[0044] Adicionalmente mostra Figura 1 Curvas de secagem de composições em conformidade com a invenção de acordo com os exemplos de realização 1 a 4, bem como a curva de secagem para uma composição não em conformidade com a invenção.[0044] In addition, Figure 1 shows drying curves for compositions according to the invention according to embodiments 1 to 4, as well as the drying curve for a composition not according to the invention.

[0045] As composições de acordo com os exemplos de realização 1 a 4 consistiram, respectivamente, nos seguintes componentes: em um componente principal refratário, em um ligante na forma de gel de sílica, em um componente alcoólico na forma de monoetilenoglicol ou dietilenoglicol, bem como em fibras.[0045] The compositions according to embodiments 1 to 4 respectively consisted of the following components: a refractory main component, a binder in the form of silica gel, an alcoholic component in the form of monoethylene glycol or diethylene glycol, as well as in fibers.

[0046] O componente principal refratário consistiu, respectivamente, nas seguintes matérias-primas cerâmicas refratárias nas seguintes proporções em massa, respectivamente relativamente à massa total do componente principal refratário: Chamote (até 6,30 mm): 82% em massa; Alumina calcinada: 16% em massa; Microssílica: 2% em massa.[0046] The main refractory component consisted, respectively, of the following refractory ceramic raw materials in the following proportions by mass, respectively relative to the total mass of the main refractory component: Chamotte (up to 6.30 mm): 82% by mass; Calcined alumina: 16% by mass; Microsilica: 2% by mass.

[0047] As fases se encontravam na forma de fibras de polipropileno em uma proporção em massa de 0,05% em massa, relativamente à massa total do componente principal refratário (sem as fibras de polipropileno).[0047] The phases were in the form of polypropylene fibers in a mass proportion of 0.05% by mass, relative to the total mass of the main refractory component (without the polypropylene fibers).

[0048] Adicionalmente, o gel de sílica se encontrava nas composições de acordo com os exemplos de realização 1 a 4 em uma proporção em massa de 9,5% em massa, relativamente à massa total do componente principal refratário (sem o gel de sílica). O gel de sílica se encontrava na forma de uma suspensão coloidal de ácido polissilícico em água. A proporção em massa de ácido polissilícico no gel de sílica, relativamente à massa total do gel de sílica, perfazia 40% em massa. Por conseguinte, a razão de massa do componente principal refratário para ácido polissilícico se encontrava a 26,32.[0048] Additionally, silica gel was present in the compositions according to embodiments 1 to 4 in a proportion by mass of 9.5% by mass, relative to the total mass of the main refractory component (without silica gel ). The silica gel was in the form of a colloidal suspension of polysilicic acid in water. The proportion by mass of polysilicic acid in the silica gel, relative to the total mass of the silica gel, amounted to 40% by mass. Therefore, the mass ratio of the main refractory component to polysilicic acid was 26.32.

[0049] Relativamente à massa do componente principal refratário, o gel de sílica se encontrava, por conseguinte, em uma proporção de 3,8% em massa na composição.[0049] Relative to the mass of the main refractory component, silica gel was therefore found in a proportion of 3.8% by mass in the composition.

[0050] Adi cionalmente, a razão de massa do componente principal refratário para gel de sílica perfazia, por conseguinte, 10,53.[0050] In addition, the mass ratio of the main refractory component to silica gel was therefore 10.53.

[0051] As composições de acordo com os exemplos de realização 1 a 4 diferem relativamente ao tipo e à proporção do componente alcoólico respectivamente presente nas mesmas.[0051] The compositions according to embodiments 1 to 4 differ with respect to the type and proportion of the alcoholic component respectively present in them.

[0052] Assim, nas composições de acordo com os exemplos de realização 1 e 2, se encontra, respectivamente, um componente alcoólico na forma de monoetilenoglicol, enquanto nos exemplos de realização 3 e 4 se encontra, respectivamente, um componente alcoólico na forma de dietilenoglicol.[0052] Thus, in the compositions according to embodiments 1 and 2, respectively, an alcoholic component is found in the form of monoethylene glycol, while in embodiments 3 and 4, respectively, an alcoholic component is found in the form of diethylene glycol.

[0053] Para obter uma distribuição dos componentes alcoólicos o mais regular possível sobre a respectiva composição, o componente alcoólico foi misturado, respectivamente, com o gel de sílica, antes de o gel de sílica ter sido subsequentemente misturado com os outros componentes às composições de acordo com os exemplos de realização.[0053] In order to obtain a distribution of the alcoholic components as even as possible over the respective composition, the alcoholic component was mixed, respectively, with the silica gel, before the silica gel was subsequently mixed with the other components to the compositions of according to the implementation examples.

[0054] De acordo com o exemplo de realização 1, o monoetilenoglicol se encontrava diluído em uma proporção de 5% em massa, relativamente à massa do gel de sílica sem o monoetilenoglicol, no gel de sílica. Daí resultou uma razão de massa de ácido polissilícico para monoetilenoglicol na composição de 8.[0054] According to embodiment 1, the monoethylene glycol was diluted in a proportion of 5% by mass, relative to the mass of the silica gel without the monoethylene glycol, in the silica gel. This resulted in a mass ratio of polysilicic acid to monoethylene glycol in the composition of 8.

[0055] De acordo com o exemplo de realização 2, o monoetilenoglicol se encontrava diluído em uma proporção de 10% em massa, relativamente à massa do gel de sílica sem o monoetilenoglicol, no gel de sílica. Daí resultou uma razão de massa de ácido polissilícico para monoetilenoglicol na composição de 4.[0055] According to embodiment 2, the monoethylene glycol was diluted in a proportion of 10% by mass, relative to the mass of the silica gel without the monoethylene glycol, in the silica gel. This resulted in a mass ratio of polysilicic acid to monoethylene glycol in the composition of 4.

[0056] De acordo com o exemplo de realização 3, o dietilenoglicol se encontrava diluído em uma proporção de 5% em massa, relativamente à massa do gel de sílica sem o dietilenoglicol, no gel de sílica. Daí resultou uma razão de massa de ácido polissilícico para dietilenoglicol na composição de 8.[0056] According to embodiment 3, the diethylene glycol was diluted in a proportion of 5% by mass, relative to the mass of the silica gel without the diethylene glycol, in the silica gel. This resulted in a mass ratio of polysilicic acid to diethylene glycol in the composition of 8.

[0057] Por fim, de acordo com o exemplo de realização 4, o dietilenoglicol se encontra diluído em uma proporção de 10% em massa, relativamente à massa do gel de sílica sem o dietilenoglicol, no gel de sílica. Daí resultou uma razão de massa de ácido polissilícico para dietilenoglicol na composição de 4.[0057] Finally, according to embodiment 4, the diethylene glycol is diluted in a proportion of 10% by mass, relative to the mass of the silica gel without the diethylene glycol, in the silica gel. This resulted in a mass ratio of polysilicic acid to diethylene glycol in the composition of 4.

[0058] As composições confeccionadas de modo correspondente foram intimamente misturadas e subsequentemente aquecidas a uma velocidade de aquecimento regular de cerca de 1 °C por minuto até cerca de 400 °C.[0058] The correspondingly made compositions were intimately mixed and subsequently heated at a regular heating rate of about 1 °C per minute to about 400 °C.

[0059] Na Figura 1, estão representadas as curvas de secagem correspondentes para as composições de acordo com os exemplos de realização 1 a 4 previamente descritos. Nesse caso, a respectiva temperatura alcançada é aplicada na abcissa e a perda de peso da composição, ao alcançar a temperatura indicada na abcissa, é aplicada na ordenada, relativamente à massa total dos constituintes voláteis da composição. A perda de peso total foi normalizada para 100%.[0059] In Figure 1, the corresponding drying curves for the compositions according to embodiment examples 1 to 4 previously described are represented. In this case, the respective temperature reached is applied to the abscissa and the weight loss of the composition, upon reaching the temperature indicated on the abscissa, is applied to the ordinate, relative to the total mass of the volatile constituents of the composition. Total weight loss was normalized to 100%.

[0060] Pode ver-se claramente que todas as quatro composições de acordo com os exemplos de realização 1 a 4 registram cerca de 90% da sua perda de peso até uma temperatura de cerca de 230 °C. Isso se deve ao fato de que a maior parte dos componentes voláteis do gel de sílica se ter volatilizado em forma de vapor até essa temperatura.[0060] It can be clearly seen that all four compositions according to embodiments 1 to 4 record about 90% of their weight loss up to a temperature of about 230 °C. This is due to the fact that most of the volatile components of silica gel have volatilized in the form of vapor up to this temperature.

[0061] Em comparação com as propriedades de secagem das composições de acordo com os exemplos de realização 1 a 4 com uma composição de acordo com o estado da técnica, foi produzida uma outra composição, à qual a composição de acordo com os exemplos de realização 1 a 4 correspondia amplamente, mas com a única diferença de a composição de acordo com o exemplo comparativo não apresentar quaisquer componentes alcoólicos.[0061] In comparison with the drying properties of the compositions according to embodiments 1 to 4 with a composition according to the state of the art, another composition was produced, to which the composition according to embodiments 1 to 4 largely corresponded, but with the only difference that the composition according to the comparative example did not have any alcoholic components.

[0062] Conforme se pode retirar da curva de secagem para essa composição da Figura 1 (designada por “estado da técnica”), essa composição registra cerca de 90% da sua perda de peso, mesmo até uma temperatura de cerca de 160 °C.[0062] As can be seen from the drying curve for this composition in Figure 1 (referred to as "state of the art"), this composition records about 90% of its weight loss, even up to a temperature of about 160 °C .

[0063] Em um aquecimento, as composições em conformidade com a invenção de acordo com os exemplos de realização 1 a 4 cedem a maior parte do seus constituintes voláteis do ligante mais lentamente do que a composição de acordo com o exemplo comparativo, pelo que, nas composições em conformidade com a invenção de acordo com os exemplos de realização 1 a 4, o risco de uma deterioração das composições ou dos produtos cerâmicos refratários a serem produzidos a partir das mesmas é significativamente reduzido.[0063] Upon heating, the compositions according to the invention according to embodiments 1 to 4 release most of their volatile binder constituents more slowly than the composition according to the comparative example, whereby, in the compositions according to the invention according to embodiments 1 to 4, the risk of deterioration of the compositions or of the refractory ceramic products to be produced therefrom is significantly reduced.

Claims

1. Refractory ceramic composition characterized in that it comprises the following characteristics: 1.1 the composition comprises the following components: 1.1.1 a main refractory component; 1.1.2 a binder in the form of silica gel; 1.1.3 an alcoholic component in the form of one or more polyvalent alcohols; 1.2 the silica gel is in the form of a colloidal suspension of polysilicic acid in water; 1.3 the mass ratio of the main refractory component to polysilicic acid is at least 10 and not more than 55; 1.4 polyvalent alcohols are in the form of one or more of the following polyvalent alcohols: one or more divalent alcohols or one or more trivalent alcohols; 1.5 where the mass ratio of the main refractory component to silica gel is at least 5 and at most 25.

2. Composition according to claim 1, characterized in that the mass ratio of the main refractory component to polysilicic acid is at least 16 and at most 48.

3. Composition according to any one of the preceding claims, characterized in that the mass ratio of the main refractory component to polysilicic acid is at least 19 and at most 40.

4. Composition according to any one of the preceding claims, characterized in that the mass ratio of the main refractory component to polysilicic acid is at least 24 and at most 34.

5. Composition according to any one of the preceding claims, characterized by the fact of being with polyvalent alcohols in the form of one or more divalent alcohols.

6. Composition according to any one of the preceding claims, characterized in that it is with divalent alcohols in the form of at least one of the following divalent alcohols: monoethylene glycol, diethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol or dipropylene glycol.

7. Composition according to any one of the preceding claims, characterized in that it is with divalent alcohols in the form of at least one of the following bivalent alcohols: monoethylene glycol or diethylene glycol.

8. Composition according to any one of the preceding claims, characterized in that the mass ratio of polysilicic acid to the alcoholic component is at least 3 and at most 16.

9. Composition according to any of the preceding claims, characterized in that the main refractory component consists of one or more raw materials based on at least one of the following substances: SiO2, Al2O3, ZrO2, Cr2O3 or SiC.

10. Composition according to any one of the preceding claims, characterized in that the main refractory component consists of at least 90% by mass of one or more of the following oxides: SiO2, Al2O3, ZrO2, Cr2O3 or SiC.

11. Method for producing a refractory ceramic product characterized by the fact that it comprises the following characteristics: 11.1 provision of a composition as defined in any of the preceding claims; 11.2 heating the composition to form a refractory ceramic product.