[发明专利]具有高氧化锆含量的熔铸耐火砖

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有高氧化锆含量的新型熔铸耐火砖。

背景技术

熟知地，通过在电弧炉中使适当起始材料的混合物熔融来获得通常被称为电熔(electrofused)的熔铸砖。接着，将熔融液体浇铸到模具中，随后使该熔融液体凝固以形成砖。

US-5 028 572描述了一种方法，该方法使用电浆炬来投射及熔融起始材料的微粒混合物，以在模具的表面上形成熔融液体的层。在投射之后少于10分钟内、较佳少于5分钟内、更佳少于2分钟内所述液体完全凝固。

随后使砖冷却至环境温度。

如在US-A-5 028 572中所述，当砖暴露于空气或经受循环冷却流体的作用时，冷却可为快速的。然而，快速冷却会致使制造出的砖中出现裂纹。

通常，取代在US-A-5 028 572中所描述的快速冷却，使未模制砖经受通过退火的缓慢冷却。该缓慢冷却可有利地限制裂纹的出现。

熔铸砖包括具有高氧化锆含量(亦即包括重量含量为85％以上的氧化锆(ZrO₂))的电熔砖；熔铸砖因其极好的耐腐蚀性以及不对玻璃染色及不产生缺陷而众所周知。

由SociétéEuropéenne des Produits Réfractaires制造并出售、且受到欧洲专利EP-B-0 403 387保护的ER-1195砖当前广泛用于玻璃熔化炉中。该ER-1195砖的化学组成包括：约94％的氧化锆、4％至5％的二氧化硅、约1％的氧化铝、0.3％的氧化钠及重量含量少于0.05％的P₂O₅。该ER-1195砖为典型的用于玻璃熔化炉的具有高氧化锆含量的砖。

在使用中，与熔融玻璃接触的砖的表面经受腐蚀。然而，腐蚀所导致的厚度逐渐减小并非是均一的，且已展示出腐蚀引起程度极为不同的局部厚度减小。一旦局部变薄变得太大，砖的使用寿命结束。

因为不知道哪些区域具有降低的耐腐蚀性，所以不可能精确地预测砖的使用寿命(亦即，砖仍然可以使用的期限)。实际上，不知道哪些区域具有降低的耐腐蚀性。因此，当估算砖的使用寿命时，必须采取审慎的态度。另外，腐蚀的非均一性导致砖的使用寿命减少。

因此，存在对适合于与熔融玻璃接触、且具有比当前砖更长且更可预测的使用寿命的大型耐火砖的需要。当玻璃为高度腐蚀性玻璃、特别为用于电浆屏幕的玻璃时，此需要更为强烈。

本发明的目标为满足此需要。

发明内容

根据本发明，所述目标借助于经熔化、浇铸及退火的耐火砖来实现，其中所述耐火砖包括以氧化物之重量百分比计，为85％(平均值)以上、较佳为90％以上、更佳为93％以上的氧化锆(ZrO₂+Hf₂O)及至少为1％的二氧化硅(SiO₂)，其中均质性使得局部氧化锆含量″z″的标准差σ除以砖的体积V小于7.5、较佳小于7、更佳小于6、更佳小于4。

有利地，从下面的描述中可以看出，本发明的砖因为具有高氧化锆含量且含有二氧化硅，而能以比现有技术的砖更均一的方式被腐蚀。本发明的砖的使用寿命因此可更长且可更准确地加以预测。

可通过获得随机地选择出的或在分布于砖中的若干位置处(较佳以大体上规则的方式)选择出的″n″个样本，来以下列方式确定标准差″σ″：

σ=1nΣi=1n(zi-z‾)2]]>

其中：

·z_i表示在砖的样本″i″中，以重量百分比计的氧化锆含量；且