[发明专利]具有高含量氧化锆的耐火制品

说明书

本发明涉及一种熔铸耐火制品，以基于氧化物的重量百分比计且总计为100％，包含：‑ZrO₂：至100％的余量；‑Hf₂O：5％；‑SiO₂：8.1％至12.0％；‑B₂O₃：0.20％至0.90％；‑Na₂O+K₂O：0.40％至0.80％；‑Al₂O₃：0.3％至2.0％；‑Y₂O₃：2.0％；‑Fe₂O₃+TiO₂：0.6％；‑其他物质：1.5％。

技术领域

本发明涉及一种具有高氧化锆含量的熔凝耐火制品以及包括这种制品的玻璃熔炉。

背景技术

玻璃熔炉通常包括极其大量的耐火制品，这些耐火制品根据它们的特性而放置在不同的位置。对于熔炉的每个部位，所选择的制品将是不会引起使玻璃不可使用的缺陷(这会降低产量)，并且具有足够长的耐受时间以使熔炉具有令人满意的使用寿命的制品。

图1示意性地示出玻璃熔炉10的半个截面。可特别辨别的是槽12、金属结构14和上部结构16。

用于容纳熔融玻璃的槽12包括竖向侧壁22和底部24。侧壁22通常由在槽的整个高度上延伸直至上边缘25的侧槽块组成。

上部结构16通常包括在其基部的中间层18(通过该中间层，上部结构靠在金属结构上)、靠在中间层上的侧壁26、以及冠部28。未示出的燃烧器位于侧壁26中并交替运行。中间层18包括充填砖20，优选地由充填砖20组成。

上部结构部件经受各种热机械应力。首先，熔炉内部(在约1500℃的温度下)和冷却的外部(在接近环境温度的温度下，通常是由于鼓风冷却引起)之间存在高的热梯度。这种热梯度导致材料的与其热膨胀成比例的应变，因此这产生应力(该应变和材料的弹性模量的乘积)。由于熔炉的冷却或燃烧器系统的故障，这些部件也经受热冲击。因此，尽管热机械应力非常高，但上部结构部件必须经受住开裂。

上部结构还必须经受住熔炉的腐蚀性烟气和冷凝物的腐蚀。

为了经受住这些应力，上部结构由耐火制品制成的块组成。

在耐火制品中，区分熔凝块和烧结块。

与烧结块不同，熔凝块通常包括连接晶粒的晶间玻璃相。因此，烧结块和熔凝块所遇到的问题以及为解决这些问题所采用的技术方案通常是不同的。因此，为制造烧结块而研发的组合物不能先验地同样用于制造熔凝块，反之亦然。

熔凝块，通常称为“电熔”或“熔铸”块，是通过在电弧炉中或通过任何其他合适的技术将合适原材料的混合物熔化而获得的。然后通常将熔化的材料浇铸在模具中，然后凝固。通常，获得的产品然后经历受控的冷却循环以便在没有破裂的情况下达到环境温度。该操作被本领域技术人员称为“退火”。

目前，为了形成上部结构，主要利用熔凝块，特别是含有30％至45％的氧化锆的氧化铝-氧化锆-二氧化硅类型(简称AZS)的制品。

此外，已知具有非常高的氧化锆含量(VHZC)的熔凝块，其通常包含按重量计超过80％或超过85％的氧化锆。它们以其非常高的耐腐蚀性和不使生产的玻璃着色且不在生产的玻璃中产生缺陷的能力而闻名。

EP 403 387描述了具有高氧化锆含量的熔铸制品，其含有按重量百分比计4％至5％的SiO₂、约1％的Al₂O₃、0.3％的氧化钠、和小于0.05％的P₂O₅。