[go: up one dir, main page]

RU2280019C2 - Плавленые и литые материалы на основе оксида алюминия-диоксида циркония-диоксида кремния пониженной стоимости и их применение - Google Patents

Плавленые и литые материалы на основе оксида алюминия-диоксида циркония-диоксида кремния пониженной стоимости и их применение Download PDF

Info

Publication number
RU2280019C2
RU2280019C2 RU2001117533/03A RU2001117533A RU2280019C2 RU 2280019 C2 RU2280019 C2 RU 2280019C2 RU 2001117533/03 A RU2001117533/03 A RU 2001117533/03A RU 2001117533 A RU2001117533 A RU 2001117533A RU 2280019 C2 RU2280019 C2 RU 2280019C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
materials
hundred
acc
fused
sio
Prior art date
Application number
RU2001117533/03A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2001117533A (ru
Inventor
Мишель Марк ГОБИЙ (FR)
Мишель Марк ГОБИЙ
Ив Марсель Леон БУССАН-РУ (FR)
Ив Марсель Леон БУССАН-РУ
Тьери Бруно Жак Колоззи (FR)
Тьери Бруно Жак КОЛОЗЗИ
Original Assignee
Сосьете Эропеэн Де Продюи Рефрактер
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сосьете Эропеэн Де Продюи Рефрактер filed Critical Сосьете Эропеэн Де Продюи Рефрактер
Publication of RU2001117533A publication Critical patent/RU2001117533A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2280019C2 publication Critical patent/RU2280019C2/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/235—Heating the glass
    • C03B5/237—Regenerators or recuperators specially adapted for glass-melting furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/42—Details of construction of furnace walls, e.g. to prevent corrosion; Use of materials for furnace walls
    • C03B5/43—Use of materials for furnace walls, e.g. fire-bricks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
    • C04B35/107—Refractories by fusion casting
    • C04B35/109—Refractories by fusion casting containing zirconium oxide or zircon (ZrSiO4)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/14—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silica
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/28—Fire resistance, i.e. materials resistant to accidental fires or high temperatures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/62204—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products using waste materials or refuse
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Cephalosporin Compounds (AREA)
  • Disintegrating Or Milling (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

Предложены плавленые и литые материалы на основе оксида алюминия-диоксида циркония-диоксида кремния (материалы АЦК), отличающиеся следующим химическим составом в вес.%: Al2О3 45-65%, ZrO2 10,0-29,0, SiO2 от более 20,0 до 24,0, SiO2/(Na2O+K2O) 4,5-8, остальные вещества 0,5-4,0%. Эти материалы могут быть изготовлены из производственного брака или утилизированных отработавших материалов. Материалы могут применяться для изготовления конструкций стекловаренных печей, в частности в форме крестообразных элементов в регенераторах. Технический результат изобретения - уменьшение стоимости исходных материалов при сохранении высоких эксплуатационных свойств изделий. 10 з.п. ф-лы, 4 табл.

Description

Настоящее изобретение относится, в частности, к материалам типа АЦК (оксид алюминия-диоксид циркония-диоксид кремния), менее дорогостоящим, чем традиционные материалы АЦК, которые имеются в настоящее время на рынке и обладают характеристиками, рассчитанными на отличные от предельных условия эксплуатации, как, например, имеющие место в задних зонах стекловаренных печей и/или в некоторых верхних конструкциях печей. Материалы согласно изобретению содержат больше диоксида кремния и меньше диоксида циркония, чем используемые в настоящее время традиционные материалы АЦК.
Плавленые и литые материалы (их называют также "электроплавлеными огнеупорами") могут быть получены плавкой в электродуговой печи смеси соответствующих сырьевых материалов или с использованием любой другой технологии плавки, видоизмененной применительно к таким материалам. Затем расплавленную жидкость отливают в специальной форме с непосредственным получением нужных фасонных изделий. После этого изделие подвергают, как правило, контролируемому охлаждению и далее доводят до температуры окружающей среды, не допуская термического разрушения. Специалисты называют эту операцию "отжигом".
Изделия АЦК известны уже в течение нескольких десятилетий. В патенте US-A-2438552 описано одно из наиболее ранних усовершенствований таких изделий. Его авторы предлагают введение Na2O (1-2,2%) и MgO/CaO (0,2-0,8%) с целью устранения трудностей, связанных с технологическими возможностями изделий с содержанием А2О3 45-70%, ZrO2 14-40% и SiO2 9-12%.
Выпускаемые в настоящее время промышленностью изделия АЦК типа предлагаемых фирмой-заявителем ER-1681, ER-1685 или ER-1711 содержат 45-50% А2О3, 32-40% ZrO2, 12-16% SiO2 и приблизительно 1% Na2О.
Эти изделия идеально пригодны для производства стекловаренных печей. Современные материалы АЦК используются, главным образом, на участках, находящихся в контакте с расплавленным стеклом, а также в верхних конструкциях стекловаренных печей. Следует, однако, иметь в виду, что верхние конструкции, находящиеся в рабочем пространстве некоторых печей, оказываются менее нагруженными с точки зрения коррозионной стойкости.
Кроме того, задние зоны печи, как, например, кожуха горелок или электронно-вычислительные устройства, стены и насадки камер регенераторов, представляют собой пространства, которые, не будучи в контакте с расплавленным стеклом, оказываются менее нагруженными с точки зрения коррозионной стойкости. Современные изделия АЦК используются в таких зонах лишь в очень незначительной мере из-за их слишком высокой стоимости.
С другой стороны, материалы, находящиеся в этих зонах печи, претерпевают значительные колебания температуры, определяемые рабочими циклами регенераторов. Действительно, при работе насадок регенератора выходящие из печи горячие газы попадают сверху в насадку с высвобождением при этом своей тепловой энергии. В это же время в нижнюю часть другой насадки, нагретой в ходе предыдущего цикла, поступает холодный воздух, который выходит горячим из верхней части насадки, откуда он направляется к горелкам.
Таким образом, очевидно, что ощущается потребность в огнеупорном материале, который имел бы меньшую стоимость и обладал бы характеристиками, рассчитанными на условия эксплуатации с меньшими нагрузками, как, например, имеющие место в задних зонах стекловаренных печей и/или в некоторых верхних конструкциях печей меньшей производительности.
Поставив себе задачу получить менее дорогостоящие материалы, авторы изобретения пришли к мысли об уменьшении стоимости исходных материалов. Этого можно добиться, с одной стороны, снизив содержание диоксида циркония, являющегося в рассматриваемых составах наиболее дорогим компонентом, и, с другой стороны, применив специальное вторичное сырье (производственный брак или утилизированные отработавшие материалы).
Хотя такое решение довольно привлекательно, оно сопряжено с рядом трудностей в плане технологических возможностей и поведения используемых материалов, что связано с изменением их химического состава и возможным высоким содержанием примесей, которое можно объяснить, например, использованием отработавших материалов.
Неожиданно было обнаружено, что, работая в определенной области химического состава, удается обеспечить как необходимые технологические возможности изделий, так и высокие свойства используемого материала в указанных выше зонах стекловаренных печей.
Говоря более конкретно, изобретение относится к плавленым и литым материалам АЦК, характеризующимся следующим химическим составом в вес.%:
А2О3 45-65%
ZrO2 10,0-29,0%
SiO2 20,0-24,0%
SiO2/(Na2O+K2O) 4,5-8,0
Остальные вещества 0,5-4,0%.
целесообразно, чтобы массовое отношение SiO2/(Na2O+K2O) находилось в пределах от 6,0 до 7,0.
Целесообразно, чтобы содержание ZrO2 находилось в пределах от 14,0 до 25,0 вес.%.
Целесообразно, чтобы содержание Al2О3 находилось в пределах от 50 до 65 вес.%.
В наиболее предпочтительном варианте материалы АЦК согласно изобретению имеют следующий химический состав в вес.%:
А2O3 50-65%
ZrO2 14,0-25,0%
SiO2 >20,0-24,0%
SiO2/(Na2O+K2O) 6,0-7,0
Остальные вещества 0,5-4,0%.
предлагаемые материалы АЦК можно изготавливать с любыми нужными формами. Предпочтительными представляются блоки и крестообразные насадочные элементы. При анализе блоков содержание в них ZrO2 оказывается в пределах от 20 до 25 вес.%. Такие блоки особенно пригодны для верхних конструкций или задних зон стекловаренных печей.
При анализе изделий АЦК в форме крестообразных элементов содержание в них ZrO2 оказывается в пределах от 14 до 20 вес.%. Такие элементы особенно пригодны для регенераторов стекловаренных печей.
Поставленная цель по снижению затрат достигается благодаря уменьшению содержания диоксида циркония по сравнению с изделиями, применяемыми до настоящего времени. Следует, однако, иметь в виду, что содержание диоксида циркония не должно быть слишком низким, поскольку в этом случае в процессе эксплуатации изделия уменьшается сила сцепления. Дело в том, что диоксид циркония очень жаростоек и, кроме того, обладает исключительной химической стойкостью в условиях действия высоких температур. На практике изделия согласно изобретению содержат 10-29% диоксида циркония, предпочтительнее в пределах от 14 до 25%.
Остальные химические вещества, в частности примеси, которые могут присутствовать в довольно высоких пропорциях (до 4 вес.%), обнаруживаются в стекловидной фазе, состоящей в основном из диоксида кремния. Как было установлено, во избежание слишком высокой их концентрации в стекловидной фазе, что могло бы привести к ухудшению эксплуатационных качеств изделия, содержание диоксида кремния должно составлять не менее 20 вес.%, а еще предпочтительнее - более 20 вес.%.
Кроме того, содержание диоксида кремния ограничено конкретными условиями эксплуатации. Действительно, изделия, содержащие диоксид кремния в количествах более 24%, плохо выдерживают повторяющиеся термические циклы и/или демонстрируют в ходе эксплуатации существенное ухудшение характеристик.
Наличие в изделиях АЦК оксида натрия и/или калия является вполне обычным и даже необходимым для придания стекловидной фазе необходимых в каждом конкретном случае физических и химических свойств. Тем не менее было обнаружено, что для того чтобы обеспечить нужные технологические возможности изделий и их эффективную работу в реальных условиях эксплуатации, массовое отношение диоксида кремния к сумме оксидов натрия и калия должно находиться в пределах особого критического диапазона, а именно между 4,5 и 8. Если исходить из соображений экономичности, то предпочтительнее использовать оксид натрия.
Кроме сказанного, могут присутствовать с общим содержанием от 0,5 до 4% и другие химические вещества, которые представляют собой либо неизбежные примеси, либо сознательно введенные добавки. Указанными другими веществами могут являться, в частности, оксиды кальция и магния. Вопреки мнению, приведенному в патенте FR 1328880, присутствие фтора не является необходимым, поэтому в предлагаемых здесь изделиях его нет.
Оксид алюминия служит дополнением до 100% композиции всех вышеперечисленных компонентов.
Согласно изобретению уменьшение содержания диоксида циркония компенсируется повышением содержания не только диоксида кремния, но и, главным образом, оксида алюминия.
В соответствии с особо экономически выгодным вариантом осуществления изобретения предлагаемые материалы АЦК получают на основе сырья, включающего какой-либо вторичный материал, например, производственный брак или утилизированный отработавший материал АЦК, причем предпочтительнее использовать этот последний. Такой вторичный материал может составлять 20-85%, предпочтительнее 40-70% от веса подлежащей плавке шихты.
Разумеется, материалы согласно изобретению можно также получать только из традиционных сырьевых материалов.
Изобретение охватывает также применение материалов АЦК для выполнения задних зон стекловаренных печей, таких, например, как кожуха горелок или электронно-вычислительные устройства либо стены насадок регенераторов, а также для изготовления насадочных элементов регенераторов крестообразной или другой формы.
Нижеприведенное описание со ссылками на соответствующие примеры позволит четко определить предлагаемую область химического состава и выявить преимущества получаемых новых изделий.
В этих примерах в качестве исходного материала используется продукт А - вторичный материал, соответствующий изделиям АЦК с содержанием примерно 32% диоксида циркония, 51% оксида алюминия и 15% диоксида кремния. Эти материалы (производственный брак или отработавшие изделия) дробят до крупности менее 20 мм с получением продукта А, используемого в примерах по реализации изобретения. Остальное используемое сырье представляет собой материалы с чистотой свыше 98%; это, в частности, оксид алюминия, цирконовый песок, кремнеземная сажа, карбонат натрия и диоксид циркония (например, диоксид циркония марки СС10, выпускаемый фирмой-заявителем). В качестве примесей неизбежно присутствуют и другие вещества, в частности оксиды кальция и магния.
Изделия получали плавкой шихты исходных материалов в электроплавильной печи типа Эру в окислительных условиях, описанных в патенте Франции № 1205577, а затем подвергали заливке в форму и контролируемому охлаждению (отжигу) в соответствии с известной технологией.
В нижеприведенных таблицах суммарная доля приводимых компонентов не достигает 100%. В качестве дополнения до 100% использованы различные примеси.
В Таблице 1 приведен ряд характеристик изделий, полученных в ходе исследования, а также значения выхода. В этих изделиях в качестве оксида щелочного металла использовался Na2O.
Вначале была поставлена задача определить технологические возможности изделий согласно изобретению. Для этого наблюдали параметры выхода, который представляет собой долю годных деталей в совокупном количестве выплавленных деталей. Деталь считается годной, если в ней нет так называемых "сквозных" трещин. Подобные дефекты способны повлечь за собой полное раздробление детали. Для специалистов в данной области очевидно, что для изделий этого типа приемлемым выходом может считаться значение, превышающее 70%. Полученные детали представляли собой блоки размерами 300×250×300 мм (Тип "В" в Таблице 1) либо насадочные элементы регенератора крестообразной формы, выпускаемые фирмой-заявителем (Тип "С" в Таблице 1).
Как показали наши исследования, в частности примеры, сведенные в Таблицу 2, решающее значение для разрешения проблемы технологических возможностей имеет отношение диоксид кремния/оксид натрия.
Таблица 2
  Химический анализ (мас.%)  
№ Тип А, % в шихте Al2O3 ZrO2 SiO2 Na2O CaO+MgO SiO2/Na2O Выход, %
38* В 100 49,2 24,5 18,3 5,3 2,2 3,5 20
39* С 90 43,6 24,7 23,7 5,6 1,6 4,2 60
37* С 90 48,5 23,6 20,4 4,6 2,3 4,4 40
27 С 0 55,2 19,8 20,2 4,1 0,3 4,9 85
33 В 0 53,4 20,4 20,9 4,2 0,3 5,0 95
24 В 60 53,0 19,2 21,2 3,9 1,6 5,4 100
32 С 80 48,5 20,3 23,7 4,2 2,0 5,6 85
15 В 53 58,0 15,8 20,9 3,6 1,0 5,8 70
35 В 60 51,0 21,7 22,1 3,7 1,0 6,0 100
Приведенные примеры демонстрируют, что нужный выход достигается тогда, когда отношение диоксида кремния к оксиду натрия превышает 4,5. Судя по результатам анализов материалов, полученных в ходе наших опытов, можно полагать, что при значениях менее указанного стекловидная фаза кристаллизуется в виде нефелина. Появление этой кристаллической составляющей идет во вред стекловидной фазе. Однако именно благодаря этой последней, учитывая ее пластичность, удается приспособиться к напряжениям, связанным с охлаждением материала в условиях перепада температур, и, следовательно, обеспечить необходимые технологические возможности изделий. Появление же указанной кристаллической составляющей мешает получению приемлемого выхода.
Кроме того, примеры с 42* по 44* свидетельствуют о том, что при содержании диоксида циркония более 29% уже не удается обеспечить технологические возможности изделий даже при соотношении SiO2/Na2O от 4,5 до 8.
Было также исследовано поведение деталей при высоких температурах. Испытания (Тест А) проводили при температурах порядка тех, которые встречаются в стекловаренных печах. Температуру изделий доводили в течение 48 ч до 1500°С и после охлаждения наблюдали возможное видимое ухудшение свойств материала, характерное для внутреннего превращения. Поведение считается "удовлетворительным", если визуально не наблюдается какого бы то ни было ухудшения свойств (в частности, трещинообразования, деформации и т.п.). В противном случае считается, что поведение "неудовлетворительно" и изделие непригодно для данного применения. Результаты сведены в Таблицу 3.
Таблица 3
  Химический анализ (мас.%)  
№ Тип Al2O3 ZrO2 SiO2 Na2O CaO+MgO SiO2/Na2O Выход, % Тест А
15 В 58,0 15,8 20,9 3,6 1,0 5,8 70 удовл.
8 С 58,1 14,2 23,4 3,7 0,2 6,3 100 удовл.
28 С 51,1 19,8 23,8 3,7 0,8 6,4 75 удовл.
14 С 57,2 15,2 23,3 3,6 0,2 6,5 100 удовл.
29 С 52,1 19,8 23,8 3,6 0,3 6,6 85 удовл.
9 С 56,6 14,2 23,5 3,5 1,4 6,7 100 удовл.
30 В 51,9 20,3 22,5 3,3 1,6 6,8 70 удовл.
36 С 50,5 22,5 21,9 3,1 1,5 7,1 95 удовл.
25 С 52,0 19,4 23,9 3,3 0,7 7,2 100 удовл.
13 В 61,1 14,9 20,5 2,8 0,3 7,3 100 удовл.
12 С 57,4 14,3 23,2 3,0 1,4 7,7 100 удовл.
31* В 51,6 20,3 23,6 2,9 0,3 8,1 100 неудовл.
41* С 50,6 28,6 17,3 2,1 0,9 8,2 90 неудовл.
19* С 56,1 16,3 23,4 2,7 0,9 8,7 100 неудовл.
Можно заметить, что при повышении соотношения SiO2/Na2O сверх 7 появляется некоторая хрупкость, хотя изделия еще остаются годными к использованию; однако если это соотношение превышает 8, их поведение становится уже неудовлетворительным. По существу, как показывает анализ, имеет место образование муллита в ущерб стекловидной фазе. Однако известно, что пластичность последней необходима для того, чтобы предотвратить процесс приобретения хрупкости материалом в результате существенных температурных колебаний и происходящих при этом изменений. При нагреве до высоких температур и/или в щелочной среде муллитная составляющая будет претерпевать превращение, что послужит причиной разрушения материала.
Была также исследована стойкость к термическим циклам (Тест В). Действительно, известно, что детали, используемые в регенераторах, подвержены воздействию многочисленных циклов нагрева и охлаждения. Для целей испытания детали подвергались действию 50 циклов по 20 минут при температуре от 1350 до 900°С. Результат считается "удовлетворительным", если по завершении испытания в материале не наблюдается сколько-нибудь значительных трещин.
Таблица 4
  Химический анализ (мас.%)  
№ Тип Al2O3 ZrO2 SiO2 Na2O CaO+MgO SiO2/Na2O Выход, % Тест В
5 С 60,9 13,6 21,1 3,3 0,5 6,4 100 удовл.
10 С 59,5 14,3 21,4 3,3 1,0 6,5 100 удовл.
7 С 57,6 13,9 21,9 3,5 1,3 6,3 100 удовл.
36 С 50,5 22,5 21,9 3,1 1,5 7,1 95 удовл.
11 С 57,3 14,3 22,8 3,8 1,3 6,0 100 удовл.
12 С 57,4 14,3 23,2 3,0 1,4 7,7 100 удовл.
14 С 57,2 15,2 23,3 3,6 0,2 6,5 100 удовл.
18 С 55,8 16,2 23,3 3,4 1,1 6,9 100 удовл.
8 С 58,1 14,2 23,4 3,7 0,2 6,3 100 удовл.
17 С 55,4 16,1 23,4 3,9 1,1 6,0 100 удовл.
9 С 56,6 14,2 23,5 3,5 1,4 6,7 100 удовл.
28 С 51,1 19,8 23,8 3,7 0,8 6,4 75 удовл.
29 С 52,1 19,8 23,8 3,6 0,3 6,6 85 удовл.
25 С 52,0 19,4 23,9 3,3 0,7 7,2 100 удовл.
34* В 49,8 21,4 24,6 3,7 0,2 6,6 100 неудовл.
26* С 48,8 19,4 25,2 3,5 1,6 7,2 100 неудовл.
22* С 51,9 18,4 25,7 3,4 0,2 7,6 100 неудовл.
При увеличении содержания диоксида кремния возможно появление микротрещин, однако свойства деталей остаются при этом приемлемыми.
С другой стороны, приведенные в Таблице 4 данные говорят о том, что в случае повышения содержания диоксида кремния свыше 24% качество деталей оказывается довольно низким, когда они демонстрируют либо значительную хрупкость, вызванную циклическим нагревом, либо механическими напряжениями, которого недостаточно для их применения в стекловаренных печах.
По существу, диоксид кремния является в составе композиции тем элементом, у которого наиболее низкая точка плавления, поэтому, чтобы можно было сохранить огнеупорные свойства изделий согласно изобретению, его содержание необходимо ограничить значением 24%.
Можно видеть, что предлагаемые материалы довольно хорошо выдерживают действие термических циклов. Можно полагать, что этому способствовало увеличение доли корунда в полученных деталях.
Была также исследована коррозионная стойкость в паровой фазе. Действительно, даже если изделия согласно изобретению не предназначаются для использования непосредственно в контакте с расплавленным стеклом, в стекловаренных печах все равно имеется коррозионная среда, обусловленная улетучиванием некоторых элементов, входящих в состав приготавливаемого стекла. Эта коррозионная среда способствует высокотемпературной модификации материалов, при этом проникновение агрессивных элементов приводит к модификации материала и к ослаблению, которое может выразиться в разрушении их структуры в процессе эксплуатации. Испытание проводится в течение 150 ч при температуре 1300°С в натриевой среде. Для сравнения изделий измеряют толщину зоны, претерпевшей превращение.
В примерах 3, 6, 10, 17, 26, 27 и 31 наблюдалась толщина зоны с превращением, равная 2 мм, тогда как в ходе того же испытания используемое в настоящее время изделие фирмы-заявителя ER-1682 (А2О3 50,6%, ZrO2 32,5%, SiO2 15,6%, Na2O 1,1%, остальные вещества: 0,2%) претерпело превращение на глубину 1,5 мм. Эти результаты подтверждают возможность применения изделий согласно изобретению в задних зонах и/или в верхней конструкции стекловаренных печей.
Таблица 1
  Химический анализ (мас.%)  
№ Тип А Al2O3 ZrO2 SiO2 Na2O CaO+MgO SiO2/Na2O Выход, %
1 В 30 62,5 10,4 22,2 3,4 1,0 6,5 90
2 В 0 62,7 11,9 21,5 3,2 0,2 6,7 100
3 С 45 62,3 12,7 20,3 2,8 1,3 7,3 100
4 С 52 60,3 13,5 21,0 3,2 1,3 6,6 100
5 С 20 60,9 13,6 21,1 3,3 0,5 6,4 100
6 С 44 60,5 13,7 21,2 3,0 1,0 7,1 100
7 С 52 57,6 13,9 21,9 3,5 1,3 6,3 100
8 С 0 58,1 14,2 23,4 3,7 0,2 6,3 100
9 С 54 56,6 14,2 23,5 3,5 1,4 6,7 100
10 С 44 59,5 14,3 21,4 3,3 1,0 6,5 100
11 С 51 57,3 14,3 22,8 3,8 1,3 6,0 100
12 С 50 57,4 14,3 23,2 3,0 1,4 7,7 100
13 В 0 61,1 14,9 20,5 2,8 0,2 7,3 100
14 С 0 57,2 15,2 23,3 3,6 0,2 6,5 100
15 В 53 58,0 15,8 20,9 3,6 1,0 5,8 70
16 С 61 55,8 15,8 23,5 3,5 1,2 6,7 100
17 С 55 55,4 16,1 23,4 3,9 1,1 6,0 100
18 С 55 55,8 16,2 23,3 3,4 1,1 6,9 100
19* С 50 56,1 16,3 23,4 2,7 0,9 8,7 100
20 С 51 54,7 17,0 23,6 3,6 0,9 6,6 100
21 С 54 54,5 17,2 23,4 3,4 1,0 6,9 85
22* С 0 51,9 18,4 25,7 3,4 0,2 7,6 100
23 В 0 56,3 18,6 21,4 3,0 0,2 7,1 100
24 В 60 53,0 19,2 21,2 3,9 1,6 5,4 100
25 С 51 52,0 19,4 23,9 3,3 0,7 7,2 100
26* С 50 48,8 19,4 25,2 3,5 1,6 7,2 100
27 С 0 55,2 19,8 20,2 4,1 0,2 4,9 85
28 С 70 51,1 19,8 23,8 3,7 0,8 6,4 75
29 С 0 52,1 19,8 23,8 3,6 0,2 6,6 85
30 В 58 51,9 20,3 22,5 3,3 1,6 6,8 70
31* В 0 51,6 20,3 23,6 2,9 0,2 8,1 100
32 С 80 48,5 20,3 23,7 4,2 2,0 5,6 85
33 В 0 53,4 20,4 20,9 4,2 0,2 5,0 95
34* В 0 49,8 21,4 24,6 3,7 0,2 6,6 100
35 В 60 51,0 21,7 22,1 3,7 1,0 6,0 100
36 С 85 50,5 22,5 21,9 3,1 1,5 7,1 95
37* С 90 48,5 23,6 20,4 4,6 2,3 4,4 40
38* В 100 49,2 24,5 18,3 5,3 2,2 3,5 20
39* С 90 43,6 24,7 23,7 5,6 1,6 4,2 60
40 В 0 47,1 27,5 21,5 3,4 0,2 6,3 100
41* С 27 50,6 28,6 17,3 2,1 0,9 8,2 90
42* В 80 42,1 29,4 22,3 3,6 1,7 6,2 20
43* В 76 38,7 33,5 22,9 3,3 1,6 6,9 30
44* В 70 36,2 37,0 22,0 3,2 1,6 6,9 0
*Примеры, не охватываемые рамками изобретения.

Claims (12)

1. Плавленые и литые материалы на основе оксида алюминия-диоксида циркония-диоксида кремния (материалы АЦК), отличающиеся следующим химическим составом, вес.%:
Al2О3 45-65 ZrO2 10,0-29,0 SiO2 от более, чем 20,0 до 24,0 SiO2/(Na2O+K2O) 4,5-8
Остальные вещества 0,5-4,0
2. Плавленые и литые материалы АЦК по п.1, отличающиеся следующим химическим составом, вес.%:
Al2O3 50-65 ZrO2 14-25 SiO2 >20-24 SiO2/(Na2O+K2O) 6-7 Остальные вещества 0,5-4
3. Плавленые и литые материалы АЦК по п.1, отличающиеся тем, что соотношение SiO2/(Na2O+K2O) составляет в них от 6,0 до 7,0.
4. Плавленые и литые материалы АЦК по п.1, отличающиеся тем, что они содержат от 14,0 до 25,0 вес.% ZrO2.
5. Плавленые и литые материалы АЦК по п.1, отличающиеся тем, что они содержат от 50 до 65 вес.% Al2О3.
6. Плавленые и литые материалы АЦК по п.1, отличающиеся тем, что они приготавливаются из исходной шихты, содержащей 20-85 вес.% вторичных материалов.
7. Плавленые и литые материалы АЦК по п.6, отличающиеся тем, что вторичные материалы составляют от 40 до 70% от веса исходной шихты.
8. Плавленые и литые материалы АЦК по п.6, отличающиеся тем, что они выполнены в форме блоков и содержат 20-25 вес.% ZrO2.
9. Плавленые и литые материалы АЦК в форме блоков по п.8 для изготовления верхних конструкций или задних зон стекловаренных печей.
10. Плавленые и литые материалы АЦК по п.6, отличающиеся тем, что они выполнены в форме крестообразных элементов и содержат 14-20 вес.% ZrO2.
11. Плавленые и литые материалы АЦК в форме крестообразных элементов по п.10 для изготовления регенераторов стекловаренных печей.
Приоритет по пунктам:
20.06.2000 по пп.1-11.
RU2001117533/03A 2000-06-20 2001-06-18 Плавленые и литые материалы на основе оксида алюминия-диоксида циркония-диоксида кремния пониженной стоимости и их применение RU2280019C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0007831A FR2810315B1 (fr) 2000-06-20 2000-06-20 Produits azs fondus et coules de cout reduit et leurs utilisations
FR0007831 2000-06-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001117533A RU2001117533A (ru) 2003-05-27
RU2280019C2 true RU2280019C2 (ru) 2006-07-20

Family

ID=8851428

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001117533/03A RU2280019C2 (ru) 2000-06-20 2001-06-18 Плавленые и литые материалы на основе оксида алюминия-диоксида циркония-диоксида кремния пониженной стоимости и их применение

Country Status (20)

Country Link
US (1) US6509287B2 (ru)
EP (1) EP1167320B1 (ru)
JP (1) JP4145508B2 (ru)
KR (1) KR100770678B1 (ru)
CN (1) CN1271000C (ru)
AT (1) ATE274481T1 (ru)
AU (1) AU773476B2 (ru)
BR (1) BR0102479B1 (ru)
CA (1) CA2351114A1 (ru)
DE (1) DE60105092T2 (ru)
ES (1) ES2227086T3 (ru)
FR (1) FR2810315B1 (ru)
HU (1) HU222716B1 (ru)
ID (1) ID30523A (ru)
MX (1) MXPA01005627A (ru)
PT (1) PT1167320E (ru)
RU (1) RU2280019C2 (ru)
TW (1) TWI246504B (ru)
UA (1) UA74140C2 (ru)
ZA (1) ZA200104996B (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2386602C2 (ru) * 2004-09-20 2010-04-20 Сен-Гобен Сантр де Решерш э д`Этюд Эропен Ацк продукт с уменьшенным выпотеванием
RU2495000C2 (ru) * 2012-01-10 2013-10-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Плавленолитой хромсодержащий огнеупорный материал

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10216879B4 (de) * 2002-04-17 2004-05-06 Refractory Intellectual Property Gmbh & Co.Kg Verwendung eines Magnesiazirkoniasteins
ZA200309168B (en) * 2002-12-10 2004-07-22 Magneco Metrel Inc Refractory system for glass melting furnaces.
CN1819975B (zh) * 2003-06-10 2011-09-28 欧文斯科尔宁格公司 低热容量燃气氧气助燃燃烧器
FR2859203B1 (fr) * 2003-09-01 2006-02-10 Saint Gobain Ct Recherches Piece crue destinee a la fabrication d'un produit refractaire fritte presentant un comportement au bullage ameliore
US8187990B2 (en) * 2003-09-01 2012-05-29 Saint-Gobain Centre De Recherches Et D'etudes Europeen Hollow piece for producing a sintered refractory product exhibiting improved bubbling behaviour
EP1564196A1 (fr) * 2004-02-10 2005-08-17 Magotteaux International Billes de broyage et leur procédé de fabrication
FR2891271B1 (fr) * 2005-09-26 2008-01-11 Saint Gobain Ct Recherches Produit refractaire fritte presentant une resistance aux chocs thermiques amelioree.
FR2915195B1 (fr) * 2007-04-23 2009-06-26 Saint Gobain Ct Recherches Produit refractaire pour element d'empilage d'un regenerateur d'un four verrier
US8074472B2 (en) * 2007-07-31 2011-12-13 Zircoa Inc. Grinding beads and method of producing the same
WO2009072627A1 (ja) * 2007-12-06 2009-06-11 Agc Ceramics Co., Ltd. 耐火物粒子の製造方法
EP2394972B1 (en) * 2010-06-09 2013-08-21 AGC Ceramics Co., Ltd. Light-weight refractory aggregate
CN103771890B (zh) * 2014-02-25 2015-09-02 郑州远东耐火材料有限公司 一种azs熔铸锆刚玉八角筒格子体的生产方法
WO2016068111A1 (ja) * 2014-10-31 2016-05-06 旭硝子株式会社 アルミナ・ジルコニア・シリカ質溶融鋳造耐火物、ガラス溶融窯、およびガラス板の製造方法
MX2017015360A (es) 2015-06-01 2018-04-20 Saint Gobain Ceramics Articulos refractarios y metodos para la formacion de los mismos.
US10531174B2 (en) * 2016-10-13 2020-01-07 Bose Corporation Earpiece employing cooling and sensation inducing materials
US10602250B2 (en) 2016-10-13 2020-03-24 Bose Corporation Acoustaical devices employing phase change materials
CN111278789B (zh) * 2017-11-07 2022-12-27 旭硝子陶瓷株式会社 氧化铝/氧化锆/二氧化硅质熔融铸造耐火物和玻璃熔融窑
CN108033796A (zh) * 2017-12-08 2018-05-15 安徽雷萨重工机械有限公司 一种高强度力学性能的耐火材料
CN111087231B (zh) * 2019-12-30 2021-01-26 洛阳大洋高性能材料有限公司 一种高稳定性熔铸锆刚玉砖生产工艺
WO2024243738A1 (zh) * 2023-05-26 2024-12-05 王静然 一种多晶体陶瓷材料的制备及强化方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB805205A (en) * 1955-05-17 1958-12-03 Corhart Refractories Co Heat cast refractories
US3777805A (en) * 1971-06-22 1973-12-11 Electro Refractaire Refractory members for use in terminal regenerators or recuperators
US3837870A (en) * 1972-05-12 1974-09-24 Electro Refractaire Fused cast refractory products containing chromic oxide
RU2016852C1 (ru) * 1991-05-28 1994-07-30 Вадим Александрович Чубинидзе Циклонная стекловаренная печь

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL7109435A (ru) * 1970-07-13 1972-01-17
IT960832B (it) * 1971-06-22 1973-11-30 Electro Refractaire Perfezionamenti ai recuperatori del calore contenuto in fluidi
US4119472A (en) * 1976-09-01 1978-10-10 Corning Glass Works Rebonded fusion-cast AZS refractory grain
FR2627483A1 (fr) * 1988-02-19 1989-08-25 Produits Refractaires Pieces ceramiques minces obtenues par fusion et moulage d'une composition du systeme al2o-zro2-sio2-k2o ayant de bonnes proprietes de resistance mecanique et de resistance a l'abrasion

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB805205A (en) * 1955-05-17 1958-12-03 Corhart Refractories Co Heat cast refractories
US3777805A (en) * 1971-06-22 1973-12-11 Electro Refractaire Refractory members for use in terminal regenerators or recuperators
US3837870A (en) * 1972-05-12 1974-09-24 Electro Refractaire Fused cast refractory products containing chromic oxide
RU2016852C1 (ru) * 1991-05-28 1994-07-30 Вадим Александрович Чубинидзе Циклонная стекловаренная печь

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2386602C2 (ru) * 2004-09-20 2010-04-20 Сен-Гобен Сантр де Решерш э д`Этюд Эропен Ацк продукт с уменьшенным выпотеванием
RU2495000C2 (ru) * 2012-01-10 2013-10-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Плавленолитой хромсодержащий огнеупорный материал

Also Published As

Publication number Publication date
KR100770678B1 (ko) 2007-10-29
EP1167320A1 (fr) 2002-01-02
MXPA01005627A (es) 2003-08-20
HUP0102419A2 (hu) 2002-01-28
ZA200104996B (en) 2002-01-07
DE60105092D1 (de) 2004-09-30
FR2810315B1 (fr) 2002-08-16
AU773476B2 (en) 2004-05-27
PT1167320E (pt) 2004-10-29
CN1271000C (zh) 2006-08-23
CA2351114A1 (en) 2001-12-20
AU5392801A (en) 2002-01-03
JP2002037678A (ja) 2002-02-06
KR20010114152A (ko) 2001-12-29
FR2810315A1 (fr) 2001-12-21
ATE274481T1 (de) 2004-09-15
TWI246504B (en) 2006-01-01
CN1330053A (zh) 2002-01-09
EP1167320B1 (fr) 2004-08-25
JP4145508B2 (ja) 2008-09-03
BR0102479A (pt) 2002-02-19
HUP0102419A3 (en) 2002-02-28
US20020013212A1 (en) 2002-01-31
ES2227086T3 (es) 2005-04-01
HU222716B1 (hu) 2003-09-29
BR0102479B1 (pt) 2009-08-11
ID30523A (id) 2001-12-20
US6509287B2 (en) 2003-01-21
UA74140C2 (ru) 2005-11-15
DE60105092T2 (de) 2005-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2280019C2 (ru) Плавленые и литые материалы на основе оксида алюминия-диоксида циркония-диоксида кремния пониженной стоимости и их применение
RU2324670C2 (ru) Плавленый литой огнеупорный материал с высоким содержанием диоксида циркония
RU2527947C2 (ru) Огнеупорный блок для стеклоплавильной печи
KR100245573B1 (ko) 고지르코니아용융내화물
US5086020A (en) High zirconia fused cast refractory
RU2386602C2 (ru) Ацк продукт с уменьшенным выпотеванием
RU2223248C2 (ru) Плавленый огнеупорный материал на основе β-оксида алюминия
JP3682888B2 (ja) 高ジルコニア電鋳煉瓦
JP5301776B2 (ja) ガラス炉の蓄熱室のチェッカーワーク要素用耐火製品
EP1328490B1 (en) Refractory article
JP2004099441A (ja) 高ジルコニア溶融耐火物
Zanoli et al. High Zirconia Fused‐Cast Refractories: A Solution to Defect and Corrosion Problems in Special Glasses
RU2183598C2 (ru) Шликер для получения жаростойкого ситаллового покрытия
CN120289196A (zh) 一种多性能熔铸锆刚玉电熔砖及其制备方法
HK1017663B (en) Refractory material of beta-alumina