[发明专利]炉、尤其是玻璃炉以及这种炉的用途及使用方法

说明书

本发明涉及熔化高熔点热塑性材料例如玻璃的技术。更具体地讲，本发明涉及用于熔化这样的材料的炉子以及其应用。

这样的一个熔化例如玻璃材料的炉子必须这样来设计，使其侧壁将熔化液与外部适当地绝缘，以保证好的热效率，而同时防止熔化的玻璃移往外面。

在这方面，炉子侧壁的一种典型构造是，在外部侧有足够厚度的绝缘材料，而在内部侧有抗玻璃腐蚀的耐火材料制造的表面。

这些耐火材料是以平板或板块的形式安置在炉子中的，这些平板或板块并排地放置着，在它们之间应该进行密封的连接，以避免玻璃透过。

在炉子的底部，通过一个非成型层，在绝缘材料板块上放置了导热率高的耐火材料平板，它提供了一个完全水平的基部。这通常是一种基于水凝粘合剂的水泥，它不加热地沉积在绝缘材料板块上。

原则上讲，炉子运作时的温度分布是这样的，即耐火材料下面的温度接近于玻璃的结晶温度，或者至少是玻璃的粘性变得很高的温度，使得如果玻璃穿透耐火材料，玻璃就在绝缘材料的上层凝结或者结晶(除去玻璃光泽)，因此玻璃的移动就停止。

特别是由于热膨胀应力的作用而使耐火材料板块裂开时，或者当两个板块之间的接口密封不充分时，就可能发生这样的玻璃渗透。当以固态进入炉子的玻璃包含有金属废料时，也可能发生这样的玻璃渗透。这是因为在耐火材料和玻璃之间的交接面上有一滴熔化金属时，会使耐火材料的腐蚀加速，因而可能形成裂缝，通过这些裂缝玻璃迅速地向绝缘材料渗入。

尽管有所有这些可能采取的预防措施，有时仍然会发生事故，这种事故使炉子的密封发生问题，这时玻璃似乎能够到达绝缘板块，其温度高得足以不会凝固，因而损害绝缘材料。特别是，玻璃中夹带的金属渗入绝缘材料板块会产生严重的损害，这是因为金属侵蚀绝缘材料并产生空穴，而玻璃由此被掏空/或充填这些空穴。

由于玻璃穿透炉子侧壁容易影响炉子的生产能力以及其运作的安全性，因此防止玻璃穿透构成炉子内部侧壁的表面是重要的。

本发明的目的是减少这些危险，特别是当金属废料进入玻璃熔化液时，提供具有对玻璃的渗透性得到改进的炉子侧壁。

这个目的以及稍后将给出的其他目的，按照本发明是在其构造期间，通过赋予炉子内部表面的至少一部分以内衬而达到的，这个内衬包含有耐火材料的砂砾。

关于“耐火材料的砂砾”，在本申请中通常应该理解是指微粒状或颗粒状的耐火材料，尤其是可以通过研磨或粉碎而获得的材料。

在这方面，本发明的主题是一个用于熔化高熔点材料例如玻璃的炉子，这个炉子包含有一个底部和侧壁，它们限定了熔融材料的熔化液的范围，其特征在于至少是与此熔融材料接触的底部表面的一部分，也可以是侧壁的一部分，最初是由至少一包含耐火材料的砂砾层组成。

关于“最初”，应该理解为是指这个表面或这表面的一部分，炉子刚开始运作(在加热之前或刚刚加热之后)后，就有指定的构造。在这方面，本发明的主题是一种用于制造炉子的方法，下面将给以说明。

似乎令人惊讶的是，由微粒材料例如耐火的砂砾制造的侧壁表面，与由预先形成的构件例如平板的并置而构成的表面相比较，表现出改进了的对玻璃的不渗透性。

下面主要谈及的是玻璃的熔化液，把它看作炉子中熔化的矿物材料；除非另外指出，这种表述一般是指任何天然的或人造的可熔的矿物材料，尤其是玻璃以及岩石。

与侧壁内部表面的传统制造方法相关联的一个问题是由于热膨胀应力而造成的开裂，而传统的制造方法是在不同性质的基层上面重叠放置平板。这是因为，由于这些层的热膨胀系数不同，就发生了带摩擦的这些层相互不同的运动，这种运动引起这些平板的拉伸，使这些平板裂开甚至破碎。与此相反，按照本发明使用微粒材料就能形成连续的表面层，没有任何接缝，它对炉子热膨胀应力有出色的抵抗力。因此减少了开裂的危险，对玻璃的不渗透性得到改善。

一般说来，耐火材料可以是任何类型的耐玻璃腐蚀的材料(耐腐蚀程度可能较高)，尤其是基于氧化铬或基于氧化锆，氧化硅以及/或者氧化铝类型(AZS类型)的材料。按照本发明，所用的砂砾可以由再生的耐火材料得到。

这种砂砾的颗粒尺寸可以不同，小于50mm，例如大约1mm到50mm是有利的。然而颗粒尺寸大于50mm也是有用的。为了更明确，这里的“细”是指砂砾的颗粒尺寸大约小于5mm，“中等”是指砂砾的颗粒尺寸大约为5到30mm，“粗”是指砂砾的颗粒尺寸大约30到50mm，而“非常粗”是指砂砾的颗粒尺寸大于50mm。这些颗粒尺寸应该理解为用于筛选颗粒材料的筛子的最小网孔的尺寸。