[发明专利]基于掺杂氧化铬的烧结材料

说明书

技术领域

本发明特别涉及一种由氧化铬制备的新型烧结产品、一种制造该烧结产品的方法以及该烧结产品的用途，尤其在玻璃炉中的用途。

背景技术

在耐火产品中，熔铸产品可能不同于烧结产品。

与烧结产品不同，熔铸产品通常包含高丰度的粒间玻璃相，其充满晶粒网络。因此，烧结产品及熔铸产品在其各自应用中所遇到的问题及所采用的解决这类问题的技术方案通常不同。此外，由于制造方法上的重大差异，所研发用于制造熔铸产品的组成根据推论不能用于制造烧结产品，反之亦然。

烧结产品由以下方式获得：将适当原料混合，然后形成呈粗坯状态的混合物，然后使所得粗坯部分在足以烧结该粗坯部分的温度和时间下燃烧。

根据烧结产品的化学组成，烧结产品可以广泛用于不同的行业。

FR2 647 435提出基于氧化铬的烧结产品，其含有氧化钛及单斜氧化锆且对热冲击及熔融玻璃引起的腐蚀具有良好的耐受性。

EP546 432提出含有氧化钛的基于氧化铬的烧结产品。

WO2010/119422提出基于氧化铬的烧结产品，其以改良耐升华性及耐腐蚀性的比例含有氧化钛及氧化铝。

由氧化铬生产的烧结产品目前广泛用于玻璃炉中，尤其用于熔化打算用于制造玻璃纤维的玻璃的炉中。具体而言，致密氧化铬产品显示出极佳的耐腐蚀性。因此，US4 724 224阐述基于氧化铬的烧结砌块（block），其对熔融玻璃引起的腐蚀具有良好的耐受性。该产品含有至少约1%的二氧化硅。

然而，当在氧化气氛中、尤其在湿气存在下将氧化铬暴露于高于1000℃的温度时，其对升华特别敏感。

最后，若玻璃含有诸如碱金属硼酸盐或氢氧化钠（NaOH）等挥发性物质，则这些元素可与氧化铬反应以形成碱金属铬酸盐，例如Na₂CrO₄。这些反应促使氧化铬升华，增加腐蚀且可导致氧化铬及铬酸盐再凝结于炉的最冷区（例如用于将烟道气（呈粉尘形式）排放至大气的回路中或砌块较少暴露于热的面（例如砌块背面）上）。当此再凝结发生于进给砌块或槽砌块的背面时，也会增加富含铬的内含物释放至玻璃中的风险。

当前极高质量玻璃的发展提高了对玻璃炉中是耐火产品、尤其槽中所用产品的要求。因此，需要具有良好耐升华性的新耐火产品。

本发明旨在满足这种需要。

发明内容

出于此目的，本发明提出烧结产品，其以基于氧化物的重量百分比计具有如下平均化学组成：

Cr₂O₃：80.0-99.0%

0.5%≤TiO₂≤9.0%

0.1%≤MgO≤3.0%

ZrO₂≤5.0%

条件是TiO₂/MgO摩尔比介于1.5与9.0之间且TiO₂/Cr₂O₃摩尔比小于0.12。

出人意料地，本发明人已发现，该组成使得可实现显著的性能特征，且尤其是极佳的耐升华性。

因此，本发明产品非常适于用作槽砌块，尤其当其打算与诸如增强玻璃（E-玻璃）等熔融玻璃接触时非常适合用作槽砌块。

优选地，本发明产品还可具有以下可选的特征中的一个特征或多个特征：

-TiO₂/MgO摩尔比大于2.0、大于2.5、大于3.0和/或小于8.0、小于7.5、小于7.0、小于6.0、或甚至小于5.5或小于5.0；

-TiO₂/Cr₂O₃摩尔比小于0.11、小于0.10、小于0.09或甚至小于0.08；

-氧化铬的质量含量大于85.0%、大于87.0%、大于90.0%和/或小于98.0%、小于97.0%；

-氧化钛TiO₂的质量含量大于0.7%、优选大于1.0%、更优选大于1.5%、或甚至大于2.0%、大于2.5%、大于3.0%和/或小于8.0%、优选小于7.0%、或甚至小于6.0%、小于5.5%、或小于5.0%；

-MgO质量含量大于0.15%、大于0.20%、大于0.24%、大于0.25%、或甚至大于0.3%和/或小于2.5%、小于2.0%、小于1.8%、小于1.5%、小于1.2%、小于1.0%；