CN101687712B - 用于玻璃熔炉蓄热器的格式结构组件的耐火制品 - Google Patents

用于玻璃熔炉蓄热器的格式结构组件的耐火制品 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种熔铸耐火制品，该熔铸耐火制品按照重量以基于氧化物的重量百分比计具有以下平均化学组成：25％＜MgO＜30％；70％＜Al2O3＜75％；其他物质＜1％。本发明适用于与在还原条件下操作的碱石灰玻璃熔融炉相联的蓄热器。

Description

用于玻璃熔炉蓄热器的格式结构组件的耐火制品
技术领域
本发明涉及具有高氧化铝含量的熔铸耐火制品，且涉及该制品作为构筑蓄热器填料的组件的用途，尤其是作为构筑玻璃熔炉蓄热器填料的组件的用途。
背景技术
耐火制品包括熔铸制品和烧结制品。
烧结制品通过以下步骤获得：混合合适的原材料，随后形成生坯形式的混合物，并在足以烧结生坯的温度下焙烧所得生坯，焙烧足以烧结生坯的时间。
烧结制品及熔铸制品在它们各自的应用中所面临的问题及所采用的克服问题的技术方案通常不同。此外，由于生产方法的较大差别，被产生用来生产烧结制品的组合物经验证不适合不经改变地用于生产熔铸制品，且反之亦然。
熔铸制品，有时被称为″电熔融制品″，是通过将适当原材料的混合物在电弧炉中熔融或通过采用适合于这样的制品的任何其它技术来获得的。熔融液随后被浇铸到模具中，并将所获得的制品进行受控冷却。
大多数“火焰”玻璃熔炉(亦即使用气体或燃料燃烧器作为能源的玻璃熔炉)配备有蓄热器。这样的蓄热器为装备有陶瓷组件的连续腔室，所述陶瓷组件形成填料并使得热量依赖于循环被回收和恢复。通常，源自处于工作的熔炉的热气体或烟雾通过蓄热器顶部进入填料并向填料释放热能。在该阶段中，向在先前循环中被加热的其它填料的底部提供冷空气以回收热能；该热空气由填料顶部离开，在填料顶部，该热空气被馈入熔炉燃烧器中以在最佳条件下燃烧燃料。构成填料的组件交替执行该功能且因此必然具有极佳的耐热冲击性。
构成填料的陶瓷组件可具有各种形状，并且例如在法国专利FR 2 142 624、FR 2 248 748及FR 2 635 372中已有描述。
用于生产填料组件的熔铸制品通常为AZS(氧化铝-氧化锆-二氧化硅)或含铝型组合物。
被称为″含铝制品″的含有大量氧化铝的制品已知具有最佳耐高温性且因此主要用于填料顶部。
然而，玻璃熔炉中所用的工作条件发生大量变化。可提及的一个实例为越来越多地使用气体燃料作为替代油型液体燃料，尤其是在关于电视屏(televisionscreen)的玻璃熔炉中。此外，碱石灰玻璃熔炉中的工作条件向着具有更高还原性的条件变化。熔炉操作中的这种变化使得烟雾对位于蓄热器中的耐火制品更具侵蚀性。具体地，通过在还原环境中操作的特定碱性物质(尤其是游离形式的NaOH、KOH等)的凝结而沉积之后观察到填料下部的腐蚀现象。目前含铝或AZS型耐火制品不足以抵抗这种类型的挑战。
此外，1933年12月16日递交的美国专利US-A-2 019 208描述了包含2％至10％氧化镁且对于热变化具有良好的抵抗性的氧化铝-氧化镁耐火制品。然而，这样的制品存在工业可行性问题。
此外，SEPR生产并销售的制品ER5312RX含有约87.5％的Al2O3，4.5％的Na2O及8％的MgO。ER5312RX的结晶学分析主要揭示β″′氧化铝。尽管该制品对碱性蒸汽腐蚀具有极佳的抗性，但是若该制品的性能可在某些高度苛刻的工作条件下、尤其是在还原环境(亦即含有CO及碱且CO及碱过多，亦即含有NaOH蒸气)中进一步改良则为有利的。
FR-A-2 853 897描述含有0.4％至2.5％氧化镁的熔铸含铝耐火制品。这样的制品对碱性物质腐蚀的抵抗性提高，但在某些条件下，尤其在还原条件(亦即含有过量CO及碱，亦即含有NaOH蒸气)下其性能仍不令人满意。
因此需要对碱性凝结物、更特别地是对游离NaOH类型的凝结物的腐蚀具有抵抗性并且对热变化具有良好抗性的新型熔铸耐火制品。
本发明旨在满足此需要。
发明内容
更具体地，本发明提供一种熔铸耐火制品，该熔铸耐火制品按照重量以基于氧化物的重量百分比计具有以下平均化学组成：
·25％＜MgO＜30％；
·70％＜Al2O3＜75％；
·其他物质：＜1％。
在其余描述中可更详细地发现，本发明的耐火制品具有对碱性腐蚀及热冲击的高的抗性。因此该耐火制品用于在还原条件下操作的玻璃熔炉蓄热器，尤其是构成填料的组件是理想的。
较佳地，本发明的制品还包括以下一个或多个可选特征：
·“其他物质”为杂质，特别是Na2O、CaO、SiO2及Fe2O3；
·氧化物占据大于制品重量的99.9％，较佳地占据制品重量的约100％；
·Al2O3含量为使得70.5％＜Al2O3且/或Al2O3＜74％，或Al2O3＜73％的含量；
·MgO含量为使得26％＜MgO或27.5％＜MgO且/或MgO＜29％的含量；
·SiO2含量为使得SiO2＜0.5％，较佳SiO2≤0.2％或甚至SiO2≤0.15％的含量；
·CaO含量为使得CaO＜0.6％，较佳CaO≤0.4％的含量；
·Na2O含量为使得Na2O＜0.4％或Na2O≤0.2％的含量；
·总孔隙率大于10％，较佳大于15％且/或小于30％，较佳小于25％；
·制品的孔隙结构通过孔隙构成；至少一些且较佳大体上所有所述孔隙的形状为管状；
·所述管状孔隙具有较佳定向；
·管状孔隙的较佳定向为在大体上垂直于固化前沿(front de solidification)(或平行于固化界面前进方向)的方向；对于具有相对于制品长度及高度较小的厚度的分支的制品而言，分支内的管状孔隙因此具有在垂直于分支侧面方向的较佳定向，较佳地，该分支侧面用来与气流接触；
·管状孔隙(尤其，若适当时为制品分支中的管状孔隙)的直径处于1毫米[mm]至5mm范围内；
·80％数目的管状孔隙的直径为小于2mm；
·制品包含以重量计大于97％的尖晶石；
·该尖晶石较佳呈尖晶石柱状晶体的形式；
·尖晶石的这种柱状晶体具有较佳定向；
·这种晶体的较佳定向为在大体上垂直于固化前沿的方向；
·尖晶石晶体(尤其是自表皮伸出的尖晶石晶体)的尺寸大于0.1mm且可达15mm；
·尖晶石晶体的尺寸随着与制品表皮(亦即制品外表面)之间的距离而增加；
·该制品包括至少三个分支；
·该制品包含大量分支，这些分支具有在100mm至600mm范围内的高度(h)，和/或在10mm至600mm范围内的长度(l)，和/或在15mm至60mm范围内，较佳在20mm至50mm范围内的厚度(e)，该高度和/或长度和/或厚度可能视所考虑的分支而不同；
·孔隙是均匀地分布于制品分支中；
·本发明的制品是由整料构成；
·本发明的制品为十字形；
·该制品的重量大于1kg，较佳大于5kg；
·该制品是由必定呈多个部件形式的模具产生；
·本发明的制品的将被置于与热气体或烟雾的交界处的至少一些表面，且较佳所有这样的表面展现障碍物或″波纹″。
本发明还提供制造本发明的耐火制品的方法，该方法包括以下连续步骤：
a)将原材料混合以形成起始馈料；
b)使该起始馈料熔融以获得熔融材料；
c)浇铸该熔融材料并通过冷却使该熔融材料固化以获得耐火制品；
该方法的显著之处在于所述原材料是以使得该耐火制品与本发明一致的方式来选择的。
较佳地，系统地且有方法地以保证获得本发明的制品所需的量的方式添加氧化物MgO及Al2O3。
较佳地，熔融材料浴在被浇铸至模具中之前被搅拌，具体地通过电弧的作用或通过经由氧化气体鼓泡。
本发明还提供本发明的耐火制品在蓄热器中的用途，尤其用于玻璃熔炉的蓄热器中，且更具体地作为这样的蓄热器的填料中的填料组件。较佳地，本发明的制品是用作该填料的部分中的组件，其中冷却气体或烟雾经由该部分离开填料，和/或待加热的空气经由该部分进入该填料。较佳地，该制品是用作该填料的下部中的组件。
具体地，本发明提供依据本发明的耐火制品作为与在还原条件下操作的碱石灰玻璃熔融炉相联的蓄热器的填料组件的用途。
附图说明
由以下描述及对附图的分析可以更清楚地理解本发明的其它特征及优点，附图中：
·图1及图2为本发明的耐火制品的实例的透视图；
·图3为沿图1中所示的平面P3，在中间高度下，自表皮(在图3中在右方)到本发明的耐火制品的核心的光学显微镜(Reichert Polyvar 2)图像，各垂直白线的长度对应于500微米(μm)；以及
·图4为本发明的耐火制品沿图1中所示平面P1的纵截面的照片以及该照片的细节，该截面经过两个分支101及103，且经过中枢12。
具体实施方式
定义
术语“碱性腐蚀”意指由碱性气体聚合所致的腐蚀。可提及的一个实例为由来自熔融钠钾玻璃的烟雾所致的腐蚀，当所述烟雾中的硫含量低和/或条件呈还原性时，所述烟雾在填料下部中产生诸如NaOH或KOH等物质的凝结现象。硫的缺乏或还原条件阻碍了诸如Na2SO4或K2SO4等物质的形成。由此观察到耐火制品的液相腐蚀现象。
术语“杂质”意指必定与原材料一起引入的不可避免的组份或由与这些组份反应产生的组份。杂质并非为必需的组份，而仅为容许组份。
术语“孔径”意指其最大尺寸。孔径通过分析制品表面的图像来测得。
晶体“尺寸”是由其在观察抛光截面的平面中测得的最大尺寸来定义的。
蓄热器填料的“下部”意指填料的5至15个较低层，亦即最低层。一般而言，认为下部由填料的10个较低层构成。
“表皮”为制品与模具接触的外部，且其延伸的厚度为约250μm。
“熔融材料”为液体系。该液体系可含有一些固体粒子，但其量不足以使其能够赋予该液体系以结构。一般而言，固体粒子(异质核)的量以重量计小于5％，通常小于2％。
除非另作说明，否则说明书及权利要求书中所用的百分比总是指以氧化物计的重量百分比。
本发明的制品可使用通常用于制造熔铸耐火陶瓷材料的方法来制造。以引用的方式并入本文中的FR-A-1 208 577或FR-A-2 058 527中所描述的方法为适用的。具体地，该方法可包括上述步骤a)至c)。
在步骤a)中，以保证成品中的氧化物含量与本发明一致的方式选择原材料。
在步骤b)中，较佳通过不产生还原作用的相当长的电弧与促进制品再氧化的搅拌的组合作用进行熔融。
为使具有金属外观的结核的形成最小化且避免在成品中形成裂痕或裂纹，较佳在氧化条件下进行熔融。
较佳使用电弧熔融法，例如以引用的方式并入本文中的法国专利FR-A-1208 577及其增补专利第75893号及第82310号中所描述的长弧熔融法。
该方法包括：使用电弧炉，其中电弧在馈料及与馈料分离的至少一个电极之间放电；以及调整电弧长度以使其还原作用减至最小，同时在熔融材料以上维持氧化环境以及通过电弧本身的作用或通过经由氧化气体(例如空气或氧气)鼓泡来搅拌该熔融材料。随后将熔融材料浇铸至模具中，较佳以单一浇铸操作来浇铸。浇铸操作较佳持续少于30秒，更佳少于20秒，(尤其)以产生蓄热器填料组件。浇铸至模具中的大体上所有的熔融材料在浇铸操作结束时仍是熔融的，所述熔融材料通常以重量计至少为90％，或甚至至少95％。
较佳地，该模具由金属制成，且优选是经冷却以获得较高固化速率及制品核心与外表面之间的高温度梯度。
浇铸熔融材料有利地使得可制造复杂形状；液体熔融材料可填充(例如)预期在成品表面上产生波纹或凸起的任何凹部。浇铸熔融材料还使得可制造具有若干分支的制品。
熔融材料的低粘度意谓着熔融材料可完全填充模具，完全填充模具的所有不规则部或凹部。因此其可能有利地以可靠方式产生具有小尺寸凸起形式的部分。此外，该制品具有光洁的形状。
熔融材料还意谓着制品可被制造成具有低的孔隙率，通常具有小于30％，较佳小于25％的孔隙率。
浇铸熔融材料还意谓着可以使用截面具有至少一个不同于喇叭形外形或直线形外形的外形的模具。具体地，其意指可以使用使得固体制品不经由引入熔融材料的模具开口离开的模具，亦即必定呈多个部件形式的模具。
较佳地，模具呈多个部件的形式。有利地，此表示可以在成品表面上、且更有利地在成品表面中的任一个表面上，或者甚至在成品所有表面上产生凸起及凹部形式的部分。
在步骤c)中，可将制品在引入模具中的熔融材料完全固化之前脱模。由此有利地，更均匀地继续进行冷却及固化，这视情况可在退火炉中进行。
较佳地，在将熔融材料浇铸至模具中之后少于1小时内，较佳少于30分钟内，较佳少于5分钟内进行脱模。
具体地，在横截面平面中，固化前沿较佳具有大体上与制品轮廓(尤其在制品周边)相同形状的轮廓。举例而言，对于十字形制品，固化前沿较佳具有横截面平面亦为十字形的形状。
通过在模具中快速冷却，随后较佳地在将熔融材料浇铸至模具中之后少于5分钟内在完全固化之前快速脱模，有利地使得可以形成具有沿大体上垂直于固化前沿的方向较佳定向的柱状脊，尤其是上述包含若干分支的制品。
较佳地，所用模具的腔的形状与待制造制品的形状互补。因此所制造的制品为整体的，亦即其由单一熔融部分构成，而无黏着剂，无剪切且无组装。
如图1中可见，本发明的制品可呈十字形，亦即包含四个分支或“翼”101、102、103及104。
较佳地，所述四个分支101、102、103及104由轴X的中枢12辐射出，较佳以直角形成对，分支101及103在平面P1中延伸，且分支102及104在与平面P1正交的平面P2中延伸。
在其余描述中，使用索引i来通指四个分支10i：101、102、103及104的相应部分。
较佳地，各分支具有矩形平行六面体的一般形状。所述分支的位于与穿过蓄热器的气态流体流的交界处的侧面14i及16i优选是大体上平行于轴X。
所述分支的长度“l”可在10mm至600mm的范围内，且一个分支的分支长度与另一分支的分支长度可以不同。具体地，在平面P1中延伸的分支101及103的长度“l1”可不同于在平面P2中延伸的分支102及104的长度“l2”。长度“l2”较佳大于长度“l1”的1.5倍，和/或小于长度“l1”的3倍，或甚至小于长度“l1”的2.5倍。具体地，长度“l2”与长度“l1”之间的比率可为约2。
上述十字形形状已被证明尤其有利于促进组装填料的操作，且也有利于确保填料在静态上为稳定的。
在未示出的一个实施例中，各分支的侧面14i及16i具有障碍物或“波纹”，较佳具有在EP-A-0 354 844中所述的类型，该专利以引用的方式并入本文中。有利地，这些障碍物可加强本发明的耐火制品与蓄热器中移动的气体之间的交换。
分支的高度“h”优选是相同的，与所考虑的分支无关。其较佳在100mm至600mm的范围内。
类似地，分支的厚度“e”优选是相同的，与所考虑的分支无关。较佳地，厚度“e”大于15mm，更佳大于20mm和/或小于60mm，更佳小于50mm。
较佳地，本发明的制品的顶面18及底面20大体上平行，且垂直于所述侧面14i及16i，且还较佳地大体上垂直于分支10i的端面22i。
虽然上述十字形形状是较佳的，但本发明并不限于该形状。具体地，本发明的制品可具有如图2中所示的“双十字形”形状。该形状相当于经由端面22i将如图1中所示的两个十字形制品接合。然而，较佳地，该制品通过在具有双十字形腔的模具中模制获得。
还可设想其它形状。具体地，本发明的制品的形状可为管状，制品的侧边限定横截面形状，亦即垂直于气流方向的平面的形状，例如为正方形、五边形、六边形或八角形。横截面的厚度较佳地沿制品的一侧大体上恒定。
较佳地，制品的至少一侧(较佳为所有侧)和/或至少一个分支(较佳为所有分支)的高度与厚度的比率h/e大于5，较佳大于8，更佳大于10。
同样较佳地，制品的至少一侧(较佳为所有侧)和/或至少一个分支(较佳为所有分支)的长度与厚度的比率l/e大于2，较佳大于3。
下表1概述测试结果。不具有限制性的所测试的测试制品是出于说明本发明的目的而给出的。
使用以下原材料：
·AC44型氧化铝，由Pechiney销售且含有平均99.5％的Al2O3(Na2O：百万分之(ppm)3700，SiO2：100ppm，CaO：160ppm，Fe2O3：120ppm)；
·AR75型氧化铝，由Pechiney销售且含有平均99.4％的Al2O3(Na2O：2700ppm，SiO2：100ppm，CaO：160ppm，Fe2O3：110ppm)；
·NEDMAG 99氧化镁，含有大于99％的MgO，由Nedmag Industries销售。
使用如(例如)在FR-A-1 208 577或FR A-2 058 527中所述的常规电弧炉熔融法将原材料的混合物熔融，随后浇铸至模具中(例如使用在FR-A-2 088 185中所述的方法)以获得适合于充当蓄热器组件的X4型部件。这些部件具有四分支的十字形形状，各分支具有420mm的高度、130mm的长度及30mm的厚度。
对所获得的制品的平均化学分析以基于氧化物的重量百分比形式提供于表1中。
表述″其他″表示非Al2O3、MgO、SiO2、Na2O、CaO及ZrO2的任何物质。
表1的实例1的部件为由SEPR制造且销售的制品ER1682RX。其含有约50％的Al2O3，32.0％的ZrO2及15.6％的SiO2。其结晶学分析显示出约47％的刚玉，21％的玻璃相及32％的氧化锆。表1的实例2的部件为在本说明书的引言中所提及的制品ER5312RX。实例3含有97.6％的Al2O3，1.7％的MgO及0.5％的SiO2。其结晶学分析显示出约6％的尖晶石，1％的玻璃相及93％的刚玉。
表1
  部件   Al2O3+″其他″   MgO   SiO2   Na2O   CaO   ZrO2   缺陷数   孔隙率   测试A   测试B   测试C
  1*   51.30   0.00   15.60   1.10   32.0   0   14   S，F   D   C
  2*   87.50   7.5   0.5   4.5   0   14   F   C   D
  3*   97.6   1.7   0.5   0.2   0   20   S   D   I
  4*   75.2   24.6   0.18   0.17   0.22   0.05   1   ND   S   ND   ND
  5   73.2   26.3   0.10   0.10   0.2   ＜0.05   1   15   A   ND   I
  6   72.4   27.5   0.13   0.15   0.24   ＜0.02   0   16   A   ND   I
  7*   71.4   27.5   0.8   0.05   0.25   0.05   0   ND   S   ND   D
  8   72.0   27.6   0.07   0.09   0.3   0.1   0   21   A   A   I
  9   71.6   28.1   ＜0.05   ＜0.05   0.23   0.20   0   31   A   A   I
  10   71.1   28.6   ＜0.02   ＜0.02   0.24   0.05   0   26   A   ND   I
  11   70.1   28.9   ＜0.02   ＜0.02   0.24   0.05   0   ND   A   A   I
  12   70.4   29.3   ＜0.02   0.07   0.25   0.01   1   15   A   ND   I
  13   70.2   29.5   ＜0.02   0.06   0.25   ＜0.01   1   18   A   ND   I
  14   69.7   30.0   ＜0.02   0.05   0.24   ＜0.01   1   13   A   ND   I
  15*   68.7   31.0   ＜0.02   0.03   0.26   0.05   5   34   ND   ND   I
*：不在本发明的范围内。
对于各实例，通过计算缺陷(裂痕和/或角裂)数目产生可行性指标。若观察到一个或较少的缺陷则认为可行性可接受。
为了仿真存在温度梯度时的应用及腐蚀性环境，将样品(尺寸15×30×80mm)自十字形部件中移出，且随后使用以下测试A评估：将样品置于沿长度具有自1300℃(燃烧器侧)变化至700℃(提取管侧)的温度梯度的三仪表长焰熔炉(un four àflamme de trois mètres de long)中，且该温度梯度用来再现蓄热器填料底部与顶部之间的变化。将样品置于碱性物质凝结区中。连续注入(每小时一公升)含有10％(按重量计)Na2SO4的碱性溶液以再现该碱性环境。
字母指示测试之后制品的可见外观：S对应于样品膨胀(体积增加大于5％)，F对应于出现裂痕，A表明不存在膨胀或裂化且因此对应于良好性能。ND意指“未测定”且对应于未进行测试A的样品。
使用测试B测定样品中对热变化的性能，测试B在于使已进行测试A的样品经受50个热循环。各循环包含将温度自900℃升至1350℃，随后返回900℃。字母指示测试之后制品的可见外观：D表明样品崩解，C对应于存在裂痕，A表明不存在裂化且因此对应于良好性能。ND意指“未测定”且对应于未进行测试B的样品。
通过将样品(尺寸15×15×100mm)在纯液体NaOH中在980℃下骤冷(测试C)测定部件对极限使用和/或在极长时期内的耐腐蚀性。由字母指示测试20分钟之后制品的可见外观：I对应于完整样品，D表明开始降解，C对应于材料完全变性。
由表1可确定以下观点：
当氧化镁含量(MgO)大于30％时，不再确保可行性。这可能是由于方镁石相(游离氧化镁)的形成。对于在27.5％至29％范围内的氧化镁含量而言可行性尤其良好。
还可观察到(实例4*)当氧化镁含量少于26％时，对于测试A的抗性大体上降级。该降级可能由于较低尖晶石含量，由于使用时可更迅速降级的游离刚玉的优势。
本发明的制品为对于测试A与测试C均展现良好性能的唯一制品。
在不希望受该理论束缚的情况下，本发明的制品的显著性能可由与大量尖晶石晶体存在相关的低离子传导性来说明。尖晶石晶体与刚玉晶体相比实际上较不易于化学传递。此外，即使在化学腐蚀之后，部件内的晶体形状(柱状晶体)以及晶体排列(重迭晶体)将导致其优良的内聚性。
还可观察到(实例7*)除Al2O3及MgO以外的物质的量，尤其是二氧化硅含量，必须加以限制，因为这些其他物质导致测试A及测试C中的结果降级。
将实例8的部件在中间厚度处沿截面P1及P3锯开。图3及图4的照片取自这些截面。
所述照片示出该耐火制品具有值得注意的微结构。
如图3中可见，该制品包括形状细长称为“管状”的孔隙50，总孔隙率较佳地大于10％且小于25％。在制品分支中管状孔隙的直径从1mm至5mm不等，亦即远离缩孔52(其大体上沿诸如图1的十字形制品的轴X延伸)及远离对应于制品表皮的周边区域。超过80％数目的管状孔隙具有小于2mm的直径。
令人惊讶地，管状孔隙具有在大体上垂直于固化前沿的总体方向F(且平行于该固化前沿前进的方向D)的方向的较佳定向。对于具有相对于长度及高度而言细长的分支的制品，分支内的管状孔隙因此具有在垂直于分支侧面16i的方向的较佳定向。
如图4中所示，管状孔隙在除表皮区域之外的整个分支体积内分布。该分布大体上为均匀的。
此外，图3示出该制品包括尖晶石的柱状晶体60。可见柱状尖晶石晶体具有较佳定向且在与管状孔隙50相同的较佳定向(亦即在大体上垂直于固化前沿总体方向F的方向)延伸。分支中的尖晶石晶体距离表皮的尺寸大于0.1mm且可达15mm。尖晶石晶体的尺寸随着离开制品外表面的距离而增加。
图4还展示填充为良好的，亦即部件内不存在空隙(空隙为至少一个尺寸大于15mm的空洞空间)。
通常，本发明的制品的孔隙率处于10％至30％范围内且在部件中以准均一方式分布。较佳地，孔隙率处于15％至25％的范围内。认为约20％的孔隙率最佳。
即使在经受碱性环境操作条件之后，孔隙体积及该孔隙体积的均匀分布有利地使得本发明的制品可有效地适应温度变化所致的体积变化。
通常，还可观察到所述孔隙具有小尺寸(直径约为1mm至5mm，且对于大多数孔隙而言约为1mm)。
对实例6、8及9的本发明的制品的结晶学分析揭示超过97％的Al2O3-MgO尖晶石，所述尖晶石晶体在远离表皮处的尺寸在100μm至15mm范围内。
实例13主要由尖晶石以及第二相(方镁石)的痕量构成。该两个相的存在对于可行性有害；它们在使相冷却的过程中的行为表现不同且可产生裂痕。
除不可避免的杂质以外的化合物的存在为不合乎需要的。具体地，须避免Na2O、CaO、B2O3、K2O、Cr2O3、TiO2及ZrO2。它们各自的含量须较佳少于0.05％。
在碱性蒸汽存在下氧化铬的存在将导致形成尤其有毒的六价铬。在原材料中存在氧化钛将导致形成钛酸铝相，其对尖晶石相有害。该不稳定的钛酸盐相本身将在热循环期间导致不良性能。存在氧化锆将导致制品稠化且不能使本发明的制品维持所需孔隙度。
显然，本发明不限于所述及所示的实施例。
举例而言，本发明的制品在与气体的界面处的表面可展现对气体流的多个障碍物，但也可大体上为平整的且平行于气体流延伸。

Claims (29)

1.一种重量大于1kg的熔铸耐火制品，按照重量以基于氧化物的重量百分比计具有以下平均化学组成：
25%<MgO<30%；
70%<Al2O3<75%；
其他物质<1%，
所述制品具有大于10%的总孔隙率，并且是通过如下方法获得的：该方法包括将起始馈料熔融以获得熔融材料的步骤，以及接着在该步骤之后的浇铸该熔融材料并通过冷却使该熔融材料固化的步骤，其中所述制品的多孔结构的至少一部分由形状为管状的孔隙构成，所述管状孔隙具有在垂直于所述固化前沿的方向的较佳定向。
2.如权利要求1所述的制品，包括至少70.5%的氧化铝Al2O3。
3.如权利要求1所述的制品，包括少于73%的氧化铝Al2O3。
4.如权利要求1所述的制品，包括至少27.5%的氧化镁MgO。
5.如权利要求1所述的制品，包括少于29%的氧化镁。
6.如权利要求1所述的制品，包括少于0.5%的二氧化硅SiO2。
7.如权利要求1所述的制品，包括少于0.2%的二氧化硅SiO2。
8.如权利要求1所述的制品，包括少于0.6%的石灰CaO含量和/或少于0.4%的氧化钠Na2O含量。
9.如权利要求1所述的制品，包括0.4%或少于0.4%的石灰CaO含量和/或0.2%或少于0.2%的氧化钠Na2O含量。
10.如权利要求1所述的制品，具有小于30%的总孔隙率。
11.如权利要求10所述的制品，具有大于15%且小于25%的总孔隙率。
12.如权利要求1所述的制品，其中所述多孔结构由形状为管状的孔隙构成。
13.如权利要求1所述的制品，其中所述管状孔隙的直径在1mm至5mm范围内。
14.如权利要求13所述的制品，其中超过80%数目的所述管状孔隙具有小于2毫米的直径。
15.如权利要求1所述的制品，包含以重量计大于97%的尖晶石Al2O3-MgO。
16.如权利要求15所述的制品，其中所述尖晶石呈尖晶石的柱状晶体形式，具有在大体上垂直于所述固化前沿的方向的较佳定向。
17.如权利要求15所述的制品，其中所述尖晶石晶体尺寸大于0.1mm且小于15mm。
18.如权利要求15所述的制品，其中所述尖晶石晶体的尺寸随着与所述制品的外表面的距离增加而增大。
19.如权利要求1所述的制品，包含多个分支，所述分支具有在100mm至600mm范围内的高度h，和/或在10mm至600mm范围内的长度l，和/或在15mm至60mm范围内的厚度e。
20.如权利要求19所述的制品，其中至少一个分支的高度与厚度的比率h/e大于5，和/或至少一个分支的长度与厚度的比率l/e大于2。
21.如权利要求19所述的制品，其中所述孔隙均匀分布于所述制品的所述分支中。
22.如权利要求1所述的制品，呈十字形部件的形式。
23.如权利要求1所述的制品，其中置于与热气体或烟雾的交界处的所述制品的至少一些表面展现出障碍。
24.如权利要求1所述的制品，使用包括将熔融材料浇铸至模具中的步骤的方法而制造。
25.如权利要求24所述的制品，其中所述模具为呈多个部件形式的模具。
26.如权利要求1所述的制品，其中，以基于所述氧化物的重量百分比计：
26%<MgO<30%
70%<Al2O3<74%。
27.一种熔炉的蓄热器，包括如权利要求1所述的制品。
28.如权利要求27所述的蓄热器，所述耐火制品用作所述蓄热器的填料的下部的填料组件。
29.如权利要求27所述的蓄热器，所述蓄热器与在还原条件下操作的碱石灰玻璃熔炉相联。
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