基于氧化鋁、二氧化鋯和二氧化硅的熔鑄耐火材料及該材料的用圖
【專利說明】基于氧化鋁、二氧化錯(cuò)和二氧化娃的溶鑄耐火材料及該材 料的用途
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于氧化鋁、二氧化鋯和二氧化硅的熔鑄耐火材料及該材料的用 途。
[0002] 包含作為主要組分的氧化鋁（A1203)、二氧化鋯（Zr0 2)及二氧化硅（Si02)的熔鑄 耐火材料稱作熔鑄AZS產(chǎn)品或AZS磚。
[0003] 玻璃制造工業(yè)中，AZS磚用于熔窯及收集端的與熔融玻璃接觸的區(qū)域中，還用于該 窖的上部結(jié)構(gòu)（superstructure)和拱頂（crown) 〇
[0004] 熔鑄AZS磚具有包括作為主組分的Si02、A120 3、Zr02& Na 20(氧化鈉）的玻璃相。 當(dāng)使用AZS磚時(shí)，該玻璃相形成具有低熔點(diǎn)的熔融相，由于其低粘度，該熔融相可從該磚中 析出，并接觸恪融玻璃。該玻璃相中恪融相部分的析出也稱作滲出，可污染恪融玻璃。
[0005] 因此，在過去，當(dāng)用于玻璃窯時(shí)，不缺乏制造具有更低滲出率的AZS磚的嘗試。這 種制造滲出傾向更低的AZS磚的嘗試，尤其集中于降低熔鑄AZS磚中玻璃相的分?jǐn)?shù)。在另 一種方法中，努力集中于通過在玻璃相中建立310 2與Na20分?jǐn)?shù)之間的給定比率，來減少玻 璃相中熔融相部分的形成。
[0006] 然而，通過這些方法生產(chǎn)的熔鑄AZS磚在用于玻璃窯時(shí)仍然表現(xiàn)出大量滲出的傾 向，這一 ,性質(zhì)會(huì)顯著損害恪融玻璃。
[0007] 本發(fā)明的目的是提供一種基于氧化鋁、二氧化鋯和二氧化硅的熔鑄耐火材料，尤 其以AZS磚的形式，所述AZS磚在用于玻璃窯時(shí)表現(xiàn)出降低的滲出傾向。
[0008] 為了實(shí)現(xiàn)這一目的，依據(jù)本發(fā)明提供了一種基于氧化鋁、二氧化鋯和二氧化硅的 熔鑄耐火材料，該熔鑄耐火材料具有包括A1 203和Na 20的玻璃相部分，其中相對(duì)于玻璃相， 玻璃相中A1203和Na 20之間的摩爾比在0.8至1.6的范圍內(nèi)。
[0009] 依據(jù)本發(fā)明的熔鑄耐火材料是熔鑄成型耐火材料，是以熔鑄并成型的AZS產(chǎn)品的 形式，尤其是以熔鑄AZS磚的形式。
[0010] 除非材料組分以根據(jù)本發(fā)明的非常窄地限定的分?jǐn)?shù)存在于所述材料中，否則不會(huì) 產(chǎn)生根據(jù)本發(fā)明的材料所表現(xiàn)出的異常低的滲出傾向。
[0011] 本發(fā)明特別基于以下認(rèn)識(shí)：熔鑄AZS磚的滲出傾向由A1203和Na 20的分?jǐn)?shù)所決定， 特別是由在該AZS磚的玻璃相部分中這些組分的分?jǐn)?shù)相對(duì)于彼此的比例所決定。依據(jù)本發(fā) 明，已發(fā)現(xiàn)如果在熔鑄磚中的A1 203和Na 20的分?jǐn)?shù)在本文闡述的分?jǐn)?shù)范圍內(nèi)，則可提供具有 意外低的滲出傾向的熔鑄AZS磚。
[0012] 令人驚訝的是，依據(jù)本發(fā)明披露，當(dāng)相對(duì)于玻璃相，材料的玻璃相中A120 3和Na20 之間的摩爾比在0.8至1.6的特征范圍內(nèi)時(shí)，依據(jù)本發(fā)明的材料具有特別低的滲出傾向。 在依據(jù)本發(fā)明的材料的玻璃相中，A1 203和Na 20之間的摩爾比特別優(yōu)選至少0. 8或0. 83或 0. 87 或 0. 9 或 0. 93 或 0. 96 或 1. 0 或 1. 03 或 1. 06 或 1. 1，且不大于 1. 6 或 1. 58 或 1. 53 或 1. 5 或 1. 46 或 1. 43 或 1. 4。
[0013] 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果在玻璃相中A1203和Na20之間的摩爾比即使略微超出先前記載的 范圍，則與物類相關(guān)的AZS磚的滲出傾向也可急劇增加。例如，如果AZS磚的玻璃相中A1 203 和Na20之間的摩爾比是1.65,即僅略微大于1.6的值，則AZS磚的滲出傾向也可大到10或 20倍。
[0014] 另一個(gè)令人驚奇的發(fā)現(xiàn)是，當(dāng)在玻璃相中Na20分?jǐn)?shù)相對(duì)高時(shí)，依據(jù)本發(fā)明的材料 的滲出傾向可能特別低。因此，依據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，可以提供：在玻璃相中Na 20摩爾分?jǐn)?shù)在 相對(duì)于玻璃相為8. 0至14. 0摩爾百分?jǐn)?shù)的范圍內(nèi)，例如，相對(duì)于玻璃相，為至少9. 0或9. 5 或10摩爾百分?jǐn)?shù)。在玻璃相中Na20分?jǐn)?shù)的上限，同樣相對(duì)于玻璃相，可以是例如14. 0或 13. 0或12. 0或11. 5或11. 0摩爾百分?jǐn)?shù)。
[0015] 依據(jù)本發(fā)明，該玻璃相可包含所有的材料組分，特別是組分A1203、Na 20和Si02。
[0016] 依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，在玻璃相中A1203分?jǐn)?shù)可以是在以下Na 20摩爾分?jǐn)?shù) 范圍內(nèi)或者略高：例如相對(duì)于玻璃相在8. 0至18. 0摩爾百分?jǐn)?shù)的范圍內(nèi)，且例如可以是相 對(duì)于玻璃相至少8. 0或9. 0或10. 0或10. 5或11. 0或11. 5或12. 0或12. 5摩爾百分?jǐn)?shù)。 在玻璃相中A1203分?jǐn)?shù)的上限，同樣相對(duì)于玻璃相，可以是例如18. 0或17. 0或16. 0或15. 0 或14. 5或14. 0或13. 5摩爾百分?jǐn)?shù)。
[0017] 在玻璃相中的Si02摩爾分?jǐn)?shù)可以在相對(duì)于玻璃相為70. 0至84. 0摩爾百分?jǐn)?shù)的 范圍內(nèi)，例如可以是，相對(duì)于玻璃相，至少70. 0或72. 0或74. 0摩爾百分?jǐn)?shù)。在玻璃相中的 Si02分?jǐn)?shù)的上限，同樣相對(duì)于玻璃相，可以是例如84. 0或82. 0或80. 0或78. 4摩爾百分?jǐn)?shù)。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)中已知的AZS磚相比較，依據(jù)本發(fā)明的材料可包含相對(duì)大的玻璃相部 分，例如玻璃相部分大于20. 0質(zhì)量％，例如玻璃相部分還大于22. 0或23. 0或23. 3或甚至 24. 0質(zhì)量％。此外，可以特別提供：在依據(jù)本發(fā)明的材料中，玻璃相的部分不大于30. 0質(zhì) 量％，即，例如不超過28. 0或27. 0或26. 3或26. 0質(zhì)量％。在依據(jù)本發(fā)明的材料中，玻璃 相的部分可以優(yōu)選在22. 0至27. 0質(zhì)量％的范圍內(nèi)，特別優(yōu)選23. 3至26. 3質(zhì)量％。
[0019] 如前所述，本發(fā)明特別是基于以下認(rèn)識(shí)：熔鑄AZS磚滲出的傾向由A120 3和Na 20的 分?jǐn)?shù)所決定，特別是由在該AZS磚的玻璃相部分中這兩種組分的分?jǐn)?shù)相對(duì)于彼此的比例所 決定。除了在玻璃相部分中這些組分的分?jǐn)?shù)相對(duì)于彼此的比例外，依據(jù)本發(fā)明，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)如 果在熔鑄磚中（即在塊材中）A1 203和Na20的分?jǐn)?shù)在本文所述質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍內(nèi)，則可提供一 種具有異常低的滲出傾向的熔鑄AZS磚。
[0020] 本文提供以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)的所有值，除個(gè)別情況指明外，都是相對(duì)于依據(jù)本發(fā)明的 材料的整體質(zhì)量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)值。
[0021] 依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，在材料中A1203的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可在60至70質(zhì)量％的范 圍內(nèi)存在，特別優(yōu)選為至少61. 0或61. 75或62. 9質(zhì)量％的分?jǐn)?shù)及不大于69. 0或68. 4或 66. 2或65. 5質(zhì)量％的分?jǐn)?shù)。
[0022] 在材料中Na20的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以在2. 0至2. 6質(zhì)量％的范圍內(nèi)存在，特別優(yōu)選為至 少2. 1或2. 2質(zhì)量％的分?jǐn)?shù)