[发明专利]由基于锆石的填料生产的烧结制品

说明书

技术领域

本发明涉及自锆石生产的新型烧结材料，其制备方法及其在玻璃熔炉中的用途。

技术背景

在耐火制品当中，分为熔铸制品与烧结制品。

与烧结制品不同，熔铸制品最常含非常丰富的粒间玻璃相，该粒间玻璃相会填充结晶粒子的晶格。烧结制品和熔铸制品在其各自的应用中所遇到的问题及解决这些问题所采用的技术方案因此通常不同。此外，由于制备工艺间的显著差异，故为制备熔铸制品所开发的组合物不能先验地原样用于制备烧结制品，反之亦然。

通过混合适宜的原料、然后以生坯态使该混合物成型并在足够的温度下和足够的时间内烘烤所得生坯形式以获得该生坯形式的烧结，从而获得烧结制品。

烧结制品根据其化学组成及其制备方法而预期用于非常广泛的工业。

应用于特定应用的烧结制品因此不会先验地具有使其用于其中温度、腐蚀或磨损条件不同的另一应用中所需的性质。

例如，US 3,899,341描述了自锆石(50-90％)和自氧化锆制备的烧结制品。所述氧化锆被部分稳定化以限制制品的弹性变形，弹性变形将导致裂缝。但US3,899,341的制品设计用于与熔融钢接触，其因此并不先验地适用于与熔融玻璃接触。

在烧结制品当中，自锆石(硅酸锆：ZrO₂·SiO₂或ZrSiO₄)和任选的氧化锆(游离氧化锆ZrO₂)制备的致密制品可用于该致密制品直接接触熔融玻璃的应用中，特别是在非碱性玻璃的情况下。

EP 952 125因此描述了预期用于玻璃熔炉并自锆石制备(5-40％)和自氧化锆制备的烧结制品。这些制品还含钛、铝和钇氧化物，利用这些氧化物可形成很大的块而无任何裂缝。这些制品中的SiO₂含量低于14％。其ZrO₂含量高于82％。

WO 02/44102描述了用于制备玻璃板的“isopipes”。Isopipes含超过95％质量的锆石并呈现出不充分的徐变行为，除非Isopipes还含0.2-0.4％的氧化钛。为说明技术发展水平，WO 02/44102引用了US 5,124,287。

US 5,124,287描述了含75-95％的锆石和氧化钛的、预期用于接触熔融玻璃的组合物。该申请指出，氧化钛的存在有利于使烧结后获得的制品致密化。在最终制品中，氧化锆应是未稳定化的，因此优选在起始混合物中使用未稳定化氧化锆。但不是不可以使用利用氧化锆稳定剂如钇或钙氧化物稳定化的氧化锆，加热该混合物将导致氧化锆的去稳定化。

WO 2006/073841描述了预期用于玻璃工业的耐火材料。这些基于锆石的材料可能含Y₂O₃。这些材料总是含至少1％的P₂O₅或V₂O₅。

SU 1 020 404描述了一种预期用于涂布基于锆石的耐火制品的混合物。

新型玻璃如无碱玻璃的出现必然伴有玻璃的熔融和/或成型温度的提高。因此，基于锆石的常规材料出现性能降低。确实，当受到高于1550℃的温度时，基于锆石的常规材料将往往渗出。该渗出将随温度的升高及在这些温度下的暴露时间的增长而更加显著。这种现象由于可能然后伴随着在玻璃中形成缺陷、玻璃和鼓泡现象引起腐蚀增加而特别有害。

因此需要具有非常好的抗渗出性并可用于玻璃熔炉中的制品。本发明旨在满足这种需要。

发明内容

为此，本发明提出了一种烧结制品，该烧结制品自以占始料的质量百分数计含有75-99％的锆石的始料制备，并以基于氧化物的质量百分数计具有如下平均重量化学组成：

60％≤ZrO₂≤72.8％，

27％≤SiO₂≤36％，

0.1％≤B₂O₃+GeO₂+P₂O₅+Sb₂O₃+Nb₂O₅+Ta₂O₅+V₂O₅，

0.1％≤ZnO+PbO+CdO，