CN103813990A - 用于熔融玻璃的进料槽 - Google Patents

Abstract

一种用于熔融玻璃的进料槽，包括具有原位自浇铸和原位烧结的块的基础结构。另外，请求保护一种用于制造这样的基础结构的块以及用于玻璃制造炉的进料槽的方法。

Description

用于熔融玻璃的进料槽

技术领域

本发明涉及一种用于熔融玻璃的进料装置、用于制造这种进料装置的基础结构块的方法、以及用于制造这种进料装置的方法。

背景技术

如图1所示，用于熔融玻璃的进料装置2通常包括通过连接烧结耐火块5而形成的基础结构4、以及通过连接烧结耐火块7而形成的上部结构6。如图2所示，进料装置基础结构块5具有“U”型剖面的形状，其包括基部12，两个基本上与基部12垂直的侧柱14a、14b从基部12延伸。基础结构块的长度或“间距”L通常约610mm、宽度l在900mm和2100mm之间、且其高度h约300mm。

与熔融玻璃接触的进料装置的基础结构块必须满足非常严格的要求。

进料装置实际上是终端部分，经调整处理的、即“备用的”熔融玻璃穿过该终端部分。与在熔炉的上游中产生的缺陷不同，在进料装置中产生的任何缺陷具有导致玻璃制品成为废品的高的可能性。与在进料装置得到的那些缺陷相比，在熔炉中产生的缺陷实际上经受了更高的温度。另外，与在进料装置中产生的那些缺陷相比，在熔炉中产生的缺陷经受这些温度更长时间。因此，与在进料装置中产生的缺陷相比，消除这些缺陷的可能性更高。

与熔融玻璃接触的块的应力也和与熔融金属接触设置的块的应力极为不同，尤其在腐蚀机制方面。

通常，为了制造基础结构块，在振动或不振动的情况下，通过压制或者通过浇铸成形起始批料。尤其，当使用浇铸方法时，借助模具的与“背”（在使用期间基础结构块搁置在该“背”上）对应的面，倒U形模具在重力下可被填充起始批料。用于与熔融玻璃接触的面（称作“接触面”16）由此被保护。尤其，由于预成型件位于与其工作位置相对的位置处，故气泡从侧柱的上表面18a、18b以及从基部12的底面20冒出并远离。因而它们并未影响分别由底表面20、以及侧柱14a的内表面22a的一部分和侧柱14b的内表面22b的一部分所限定的接触面16，该部分从底表面20延伸至熔融玻璃的漂浮线N。

为了构造进料装置的基础结构，块边靠边进行布置，而不用粘合水泥。

块的装配是一项精细且漫长的操作。

永久需要一种用于更快速地制造进料装置的方法。

本发明的目的在于满足这种需求。

发明内容

根据本发明，通过用于熔融玻璃的进料装置而实现该目的，该进料装置包括包含原位自浇铸且原位烧结的块的基础结构，该块在下文被称作“根据本发明的块”。

尽管自浇铸是方法的特征，但本领域技术人员能够易于确定基础结构块是否是自浇铸：实际上，通过原位自浇铸而构造基础结构块意味着被制造的块定位成开口朝上的U形，其与上文描述的现有技术相反。因此，根据本发明的原位自浇铸的基础结构块具有在该块的侧柱的上表面处的浇铸面。实际上，浇铸面具有能够立即被本领域技术人员所识别的外观。尤其，浇铸面不具有模具的印痕，但具有特有的浇铸线（条纹）。

块微结构的分析还用于检查块是否已经被烧结。

通过原位自浇铸而构造进料装置的至少一部分，有利地用于制造大型块。

因此，有利地，通过自浇铸的制造可被快速地执行。

另外，根据常规技术，两个相邻的块被空间或“接合面”23隔开。接合面为特别易于受到熔融玻璃攻击的区域。因此，块在接合面处的损坏易于缩短进料装置的使用寿命、并且易于产生缺陷，该缺陷降低了玻璃制品的制造良率。如果在温度的作用下使接合面开口，则该损坏是特别重要的。

通过自浇铸的制造有利地用于限制接合面的数目。

具体实施方式在于在金属壳体中浇铸块，所述块置于该金属壳体内。壳体通常被设计成保护和支撑进料装置。块的长度可等于壳体的长度，所述块置于该壳体内。优选地，壳体内的全部块同时进行浇铸，由此有利地用于缩短生产时间。

如在说明书的其余部分更详细所示的，尽管所述缺陷通常与这些技术的原位实施相关，但发明人已经成功地通过原位自浇铸和原位烧结制造基础结构块。

尤其，在制造期间具有向上定向的U形开口的块的定位，倾向于使气泡冒出至工作表面上从而损坏该工作表面。

此外，适当地在干燥炉中进行控制烧结质量。相反，通常在比干燥炉中的温度低的温度下的加热期间，进行原位烧结。此外，在烧结期间，原位烧结的块的布置通常导致块的不均匀的温度，其中，与进料装置的内部接触的面与其它面相比被加热至更高的温度。这导致块的烧结的质量的差异。

由于下文描述的根据本发明的制造方法，发明人已经成功地克服了这些障碍。

根据本发明的熔融玻璃的进料装置还可具有下列可选特征中的一个或多个特征：

-所述基础结构完全由原位自浇铸且原位烧结的块构成；

-所述进料装置包括上部结构，该上部结构至少部分地、优选全部地由原位浇铸、甚至原位自浇铸和原位烧结的块构成；

-所述块包括基部和侧柱，该侧柱从所述基部延伸至由具有浇铸面的外观的上表面限定的自由端；

-所述块优选包括两个侧柱，且甚至更优选地具有U形剖面的形状；

-所述块的重量大于600kg、或者甚至大于800kg、或者甚至大于1200kg、或者甚至大于1600kg、或者甚至大于2400kg、或者甚至大于3200kg、或者甚至大于4000kg；

-沿着进料装置的纵向方向（图4中的轴线X）进行测量，所述块的长度大于0.7m、大于1m、大于1.5m、大于2m、大于3m、大于4m、或者甚至大于5m；

-所述块包括微粒和水硬性粘结剂，水硬性粘结剂优选水泥，优选基于高铝水泥的水硬性粘结剂，换句话说，以氧化物的重量百分比计，包括大于65%的氧化铝、优选地大于75%的氧化铝；

-以氧化物的重量百分比计，水硬性粘结剂、优选地高铝水泥的含量大于2%、或甚至大于3%、或甚至大于4%、或甚至大于5%和/或小于8%、优选地小于7%、优选地小于6%；

-相对于块的重量，所述块包括大于80%、优选地大于85%、优选地大于90%、优选地大于95%、优选地大于98%、优选地大于99%、优选基本上100%的氧化物；

-以氧化物的重量百分比计，所述块具有这样的组成：Al₂O₃+ZrO₂+SiO₂+CaO+MgO+TiO₂+Y₂O₃的总含量大于90%、优选地大于95%、优选地大于98%、优选地大于99%。

在第一具体实施方式中，以氧化物的重量百分比计，所述块的Al₂O₃+SiO₂+CaO+Y₂O₃的总含量大于90%、优选地大于95%、优选地大于98%、优选地大于99%。按氧化物的重量计且总计100%，所述块可尤其具有下面的组成：

-Al₂O₃>80%、优选地Al₂O₃>85%、优选地Al₂O₃>90%；

-SiO₂<10%、优选地SiO₂<8%、优选地SiO₂<7%，且优选地SiO₂>2%、优选地SiO₂>3%、优选地SiO₂>5%；

-C_aO<5%、优选地C_aO<4%、优选地C_aO<3%、优选地C_aO<2%、优选地CaO<1%，且优选地CaO>0.3%、优选地CaO>0.5%；

-Y₂O₃<5%、优选地Y₂O₃<3%，且优选地Y₂O₃>1%、优选地Y₂O₃>2%；

-其它氧化物<5%、优选地“其它氧化物”<3%。

在第二具体实施方式中，以氧化物的重量百分比计，所述块的Al₂O₃+ZrO₂+SiO₂+CaO+Y₂O₃的总含量大于90%、优选地大于95%、优选地大于98%、优选地大于99%。按氧化物的重量且总计100%，所述块可尤其具有下面的组成：

-Al₂O₃<85%、或甚至Al₂O₃<80%，且优选地Al₂O₃>45%、或甚至Al₂O₃>50%、或甚至Al₂O₃>60%；

-SiO₂<25%、或甚至SiO₂<20%，且优选地SiO₂>5%、或甚至SiO₂>10%；

-ZrO₂<35%、或甚至ZrO₂<30%、或甚至ZrO₂<25%、或甚至ZrO₂<21%、或甚至ZrO₂<17%、或甚至ZrO₂<13%，且优选地ZrO₂>8%、优选地ZrO₂>10%；

-C_aO<5%、优选地C_aO<4%、优选地C_aO<3%、优选地C_aO<2%，且优选地CaO>0.3%、优选地CaO>0.5%；

-Y₂O₃<5%、优选地Y₂O₃<4%，且优选地Y₂O₃>1%、优选地Y₂O₃>2%；

-其它氧化物<5%、优选地“其它氧化物”<3%。

本发明还涉及一种玻璃制造炉，其包括根据本发明的熔融玻璃的进料装置。本发明尤其涉及一种包括根据本发明的用于熔融的钠钙玻璃的进料装置的玻璃制造炉。

本发明还涉及一种制造根据本发明的用于玻璃制造炉的进料装置的基础结构块的方法，所述方法包括下列步骤：

a）制造可自浇铸的未成形的产品，在部分真空下该产品被活化且脱气；

b）在打算使用所述块的位置处，制造与所述块的形状相对应的模具；

c）对模具进行底部进料，其中，消除位于所述被活化、脱气且引入到所述模具中的可自浇铸的未成形产品的表面处的气泡，所述未成形产品的表面对应于所述块的用于接触熔融玻璃的表面；

d）硬化被活化、脱气和引入到所述模具中的所述可自浇铸的未成形的产品，以形成预成型件；

e）可选地，从模具中释放所述预成型件；

f）加热以干燥和烧结预成型件。

因此，这种方法涉及：

-未成形的活化的可自浇铸产品的常规制造；

-脱气；

-底部进料；和

-至少部分地吸收气泡的装置，该气泡冒出且出现在未成形的产品的表面处，在使用时，该表面将与熔融玻璃接触。

当这四个条件被满足时，发明人已经发现能够制造原位自浇铸且原位烧结的块，该块具有与熔融玻璃接触的接触表面，该块的质量相当于现有技术的工厂浇铸和干燥炉烧结的块的质量。

最后，所述方法用于制造大型块，由此减少了接合面的数目，从而延长了的进料装置的使用寿命。

制造的块的长度以及在所述块的至少一个侧柱的自由端的浇铸面的存在可构成根据本发明的制造方法的特征。

本发明还涉及一种制造用于玻璃制造炉的进料装置的方法，其包括下列步骤：

A.使用根据本发明的制造方法，制造包括基部和两个侧柱的基础结构块，该块优选是具有U形剖面的块；

B.可选地，在所述侧柱的至少一个侧柱上面装配一个或多个烧嘴砖；

C.安装模具，该模具具有适于制造上部结构块的形状；

D.在所述上部结构模具中浇铸未成形的产品。

如在说明书的其余部分更详细地所示，所述方法用于快速地制造进料装置。

优选地，用于限定所述基础结构块的内表面的芯部，被用于限定在所述基础结构块上方设置的上部结构块的内表面。

优选地，基础结构块和上部结构块被同时浇铸。

最后，本发明涉及可自浇铸的未成形的产品在原位制造玻璃制造炉的进料装置的块的用途，该块用于接触熔融玻璃、尤其是钠钙玻璃。

定义

-“粒状混合物”指微粒的干混合物（未粘合在一起）。

“微粒”指粒状混合物内的固体。

微粒的“尺寸”是其最大尺寸dM和其最小尺寸dm的平均值：(dM+dm)/2。粒状混合物的微粒的尺寸通常通过利用激光粒度分析仪而进行的粒度分布的表征来进行评估。例如，激光粒度分析仪可为HORIBA出售的Partica LA-950。粒状混合物的百分位数或“百分位”10（D₁₀）、50（D₅₀）、90（D₉₀）和99.5（D_99.5）为：在粒状混合物的微粒的累积粒度分布曲线上（粒度通过递增顺序而分类），按重量计，分别对应于10%、50%、90%和99.5%的百分数的微粒的尺寸。例如，按重量计，微粒的10%具有小于D₁₀的尺寸，而微粒的90%具有大于D₁₀的尺寸。百分位数可通过使用激光粒度分析仪而进行的粒度分布来确定。

“最大尺寸”是所述粉末的第99.5百分位数（D_99.5）。

“中值粒径”为百分位数D₅₀，即，将微粒分为等重量的第一群体和第二群体的尺寸，所述第一群体和第二群体分别仅包含比中值粒径大、或者比中值粒径小的尺寸。

-微粒的“球形度”指微粒的最小直径与微粒的最大直径的比值，而与以何种方式获得所述球形度无关。

当微粒未通过颗粒的粒化、尤其未通过常规的粒化或者未通过雾化而形成时，该微粒被认为是“非粒化的”。

-“未成形的产品”或“未成形的凝结物”为能够凝结以构成定形产品的湿的微粒的混合物。当在凝结过程中，未成形的产品被“活化”。活化通常源自利用水或另外液体的润湿。

-可自浇铸的未成形的产品为这样的未成形产品：其能够在其自身重量作用下流动，而无需外部的振动类型的机械作用且不存在偏析。不存在偏析暗示有限的含水量。根据标准ASTM C1446-99的一般教导，使用底面70mm和100mm、高度80mm的中空截头锥体来测量可铸性值，其中混合时间15分钟，在提起截头锥体后5分钟时测量扩散后的值（以mm表示），可铸性值为在两个垂直方向上的扩散活化后的未成形产品的尺寸的平均值。可自浇铸的未成形的产品的可铸性值大于270mm。

可自浇铸的未成形的产品已经被使用20多年且对于本领域技术人员是众所周知的。它们可具有极其不同的组成。例如，它们为在论文“Les bétons réfractairesautocoulables”（Hommes et Fonderie，1993年4月，第17-20页）所述的产品。FR2937636也描述了可自浇铸的、或“自流平的”未成形的产品。

可自浇铸的未成形的产品的粒度分布可尤其通过数学预测模型来确定，例如使用Andréasen压实模型，如在“High performance refractory castable:particlesize design”（Refractories Applications and News，第8卷，第5期，第17-20页，2003年）或者在“The effect of particle-size distribution on flow of refractorycastables”（The American Ceramic Society30th Annual Refractories Symposium，1994年3月25日）描述的。

可泵送的未成形的产品为这样的未成形的产品：其能够通过泵被传送，因此避免在其通过所述泵的传送期间被破坏。

可自铸性（autocoulabilite）和可泵送性是两个不同的特性。尤其，可泵送的未成形的产品未必是可自浇铸的。例如，下文描述的比较例2的产品不是可自浇铸的，因为该产品在浇铸期间经历了偏析，但是因为其能够使用泵来放置故是可泵送的。

“成形的产品”或“成形的凝结物”是具有微结构的由聚合体构成的固体材料，在该聚合体中颗粒连接。

“聚合体”为一组其按重量计至少90%的尺寸在50μm和15mm之间的耐火颗粒。

在成形的产品中，颗粒的“尺寸”为其最大尺寸和其最小尺寸的平均值，所述尺寸在所述产品的横截面上进行测量。

预成型件为通过一般利用水进行润湿来凝固粒状混合物而得到的成形的产品的例子。其中的颗粒通过粘结相而被粘结，该粘结相可以是暂时的。

烧结产品为通过烧结预成型件而得到的成形的产品的另一示例。其中的颗粒通过“基体”而被粘结，即，一种可被结晶或不被结晶的相，其提供了颗粒之间的连续相且由烧结引起。“基体”必须与在烧结之前可选地存在的粘结相区别，例如由于水硬性粘结剂的活化而引起的粘结相。

“块”指通过浇铸未成形的产品而获得的成形的产品（与衬里不同）。

-块的“原位”浇铸或“现场浇铸”是在块待被使用的精确位置（工作位置）处实施的浇铸。原位浇铸用于制造随后不能够被移动的大型块。因此，原位浇铸一般意味着也进行原位烧结。

-模具或浇铸的“底部”进料为这样的进料：借此未成形的产品从模具的底部流动到模具的顶部。换言之，进入模具的未成形的产品在已经存在于模具中的未成形的产品下方被引入。

–加热为玻璃制造炉的第一次温度上升。

-“烧结”为热处理，借此预成型件的烧结微粒被转化形成基体，其将所述预成型件的其它微粒粘结在一起。

-“耐火材料”指其熔点或离解点大于1000℃的材料。

-“纤维”为细长的结构，通常具有0.1μm至2mm的直径且长度高达约3cm。

氧化物含量与每一对应的化学元素的总含量有关，根据行业惯例，以最稳定的氧化物的形式表示。

除非另有说明，否则根据本发明的产品的全部的氧化物的含量是关于氧化物表示的重量百分比。

“包含一”、“包括一”、或者“包括一个”指“包括至少一个”，除非另有说明。

附图说明

阅读以下的详细描述且查看附图，本发明的其它特征和优点将变得明显，其中：

-图1和图4以透视图和相同的比例示出根据现有技术的进料装置和根据本发明的进料装置，为了图的清晰以虚线示出上部结构；

-图2示出进料装置的烧结的基础结构块的透视图；

-图3示出根据本发明制造的基础结构块的剖视图，其中芯部仍处于原位；

-图5示出具有适于消除一部分气泡的形状的芯部。

在各个图中，相同或相似的构件具有相同的附图标记。

具体实施方式

块的制造

根据本发明的块可通过上文所述的下列步骤a）至步骤f）来制造。

模具和未成形的产品的制造可独立地进行。

步骤a）：未成形的产品的制造

为了使未成形的产品可自浇铸，可采用所有已知的用于制造可自浇铸的未成形的产品的技术。优选地，所制造的未成形的产品具有根据上文所述测量的大于300mm的可铸性值。

为了活化未成形的产品，各种组分通常在混合器内进行混合，尤其耐火微粒的粒状混合物、粘结剂、水、和优选地表面活性剂添加剂、或甚至促凝剂或缓凝剂。

这些组分优选地总共占未成形产品的大于90%、大于95%、或甚至基本上100%。

可考虑用于制造玻璃制造炉进料装置的基础结构的耐火微粒的粒状混合物的所有的组成。

以本领域技术人员众所周知的方式，粒状混合物的组成适合于用于待被制造的块的所期望的组成。尤其，存在于未成形的产品中的耐火氧化物基本上全部存在于烧结块中。

优选地，耐火微粒的粒状混合物包括至少一种耐火材料的90%至99%的微粒，其中，一种或多种主要组分为氧化铝（Al₂O₃）和/或氧化锆（ZrO₂）和/或二氧化硅（SiO₂）。

可使用多种耐火材料，例如来自：

-由Société Européenne des Produits Réfractaires生产和出售的熔铸耐火材料，如ER-1681或ER-1711。关于氧化物，以重量百分比计，这两种产品包含：32%至54%的ZrO₂、36%至51%的Al₂O₃、10%至16%的SiO₂、和0.2%至1.5%的Na₂O；

-熔凝的莫来石耐火材料，例如包含76.5%的Al₂O₃和22.5%的SiO₂的粉末；

-高氧化锆含量的材料，例如由Société Européenne des Produits Réfractaires出售的氧化锆CC10。该产品包含大于99%的ZrO₂且氧化锆微粒的中值粒径（D₅₀）为3.5μm；

-活性氧化铝、或者包含大于99%的Al₂O₃的活性氧化铝的混合物，活性氧化铝微粒的中值粒径在0.2μm至3μm之间变化；

-煅烧氧化铝、或者包含大于99%的Al₂O₃的煅烧氧化铝的混合物，煅烧氧化铝微粒的中值粒径在3μm至6μm之间变化；

-熔铸氧化铝，其中，微粒的尺寸在0.04mm和10mm之间；

-板状氧化铝，其中，微粒的尺寸在小于10mm；

-锆石ZrSiO₄；

-二氧化硅，如由Société Européenne des Produits Réfractaires出售的硅粉。该玻璃状石英包含大于93%的二氧化硅（SiO₂）且具有粉末的形式，其中，该微粒的尺寸在0.1μm和5μm之间且其中值粒径为0.5μm。

优选地，耐火微粒的粒状混合物包含大于1%、大于3%、大于5%和/或小于15%的活性氧化铝、或者包含大于99%的Al₂O₃的活性氧化铝的混合物，活性氧化铝微粒的中值粒径在0.5μm和3μm之间变化；

在实施方式中，耐火微粒的粒状混合物包含大于1%、大于2%、大于3%，和/或小于9%、小于8%、小于7%的硅粉。

优选地，二氧化硅微粒的中值粒径小于5μm、优选地小于1μm。优选地，以相对于耐火微粒的粒状混合物的重量百分比计，耐火微粒的粒状混合物包含优选地量在3%和5%之间的硅粉。

在实施方式中，粒状混合物包含大于1%、优选地大于5%、更优选地大于7%、且小于10%的球形微粒，即，非粒化的球形度大于0.8、优选地大于0.9的微粒。优选地，这些球形微粒的中值粒径等于或大于0.1μm且等于或小于2mm、优选地等于或小于1mm、优选地等于或小于100μm、甚至更优选地等于或小于1μm，通过所述分布的标准偏差与平均值的比值来测量的非粒化的球形微粒的尺寸的相对标准偏差，优选地小于100%、优选地小于60%、甚至更优选地小于10%，如在FR2894957中所述。优选地，所述非粒化的球形微粒包含大于90%、优选大于95%、优选大于99%的氧化铝，例如由Admatech提供的球形微粒的Admatech0502粉末，具有2μm的中值粒径。

优选地，耐火微粒的粒状混合物具有如下的粒径分布曲线：

-D_99.5<12mm、优选地D_99.5<10mm、优选地D_99.5<8mm、优选地D_99.5<6mm、优选地D_99.5<5mm，和/或

-D₅₀>50μm、优选地D₅₀>100μm且D₅₀<500μm、优选地D₅₀<400μm，和/或

-D₁₀>0.5μm、优选地D₁₀>0.8μm且D₁₀<20μm、优选地D₁₀<10μm。

甚至更优选地，

-D_99.5<12mm、优选地D_99.5<10mm、优选地D_99.5<8mm、优选地D_99.5<6mm、优选地D_99.5<5mm，和

-D₅₀>50μm、优选地D₅₀>100μm且D₅₀<500μm、优选地D₅₀<400μm，和

-D₁₀>0.5μm、优选地D₁₀>0.8μm且D₁₀<20μm、优选地D₁₀<10μm。

FR2937636提供了可适于制造可自浇铸的未成形的产品的粒径分布的示例。

优选地，粘结剂适于给予粘合、优选水化粘合。作为可用的粘结剂的示例，以非限定性的方式可提到：

-暂时性的有机粘结剂（即，其在烧结期间被完全地或部分地去除），例如树脂、纤维素或木纤维质的衍生物，例如羧甲基纤维素、糊精、明胶、海藻酸盐、甲基纤维素（les tyloses）、果胶；

-化学硬化剂，例如磷酸、单磷酸铝、硅酸乙酯、胶态氧化硅、水化氧化铝，尤其是由Almatis出售的Alphabond300；

-水硬性硬化剂，如波特兰水泥和钙铝酸盐类型的高铝水泥（诸如CA25水泥、CA14水泥或CA270水泥）。

通过化学反应或通过改变温度，粘结剂用于增大粘性以引起凝固。

优选地，粘结剂为水硬性粘结剂（或“水硬性水泥”），其在活化期间一般在环境温度下引起水硬性凝固和硬化。

优选地，水硬性水泥的氧化铝含量按重量计大于60%。更优选地，水硬性水泥包含氧化铝和铝酸钙作为主要组分。

水硬性水泥可尤其为高铝水泥或者多种水泥的混合物。为了限制石灰（CaO）含量，优选地使用高铝水泥，例如来自Almatis的CA25水泥。CA25水泥包含大于78%的Al₂O₃和小于19%的CaO。CA25水泥微粒的中值粒径约8μm。

优选地，以相对于未成形产品的干物质的重量百分比计，粘结剂、尤其是水硬性水泥的量大于2%、或甚至大于3%、或甚至大于4%，和/或小于8%、优选地小于7%。

优选地，未成形的产品还包括表面活性剂，优选地，以相对于干物质的重量比例计，表面活性剂的量为0.01%至1%，优选地大于0.02%、或甚至大于0.05%、或甚至大于0.1%，和/或小于0.5%，优选地甚至小于0.4%。该表面活性剂的作用特别是用于改变未成形的产品的流变特性以便于其泵送。优选地，使用改性的聚羧酸酯类型的表面活性剂、优选改性的醚聚羧酸酯类型的表面活性剂、更优选地基于聚乙二醇的表面活性剂。

优选地，未成形的产品还包括促凝剂，以相对于未成形的产品的干物质的重量百分比计，优选地促凝剂的比例为0.01%至0.15%。这种促凝剂本身对于本领域技术人员来讲是已知的，例如由Zschimmer和Schwarz出售的Silubit BL05。

未成形的产品的可铸性取决于引入的水的量以及粒状混合物的微粒的粒径分布。

以相对于耐火微粒的粒状混合物和粘结剂的重量的重量百分比计，未成形的产品包含的水的量优选地大于4.5%、或大于5%、或大于6%，和/或小于9%、小于8%、小于7%。

水的添加使粘结剂、尤其是水硬性水泥活化，即，导致凝固的开始。

未成形的产品可包括纤维，尤其是平均长度介于10mm和24mm之间的纤维，例如聚丙烯、聚丙烯腈或聚乙烯醇的纤维。在优选的实施方式中，为了提高可铸性，未成形的产品不包含纤维。

在添加水后，未成形的产品具有如下文限定的偏析层，其厚度“e”小于7mm、优选地小于5mm、优选地小于4mm、优选地小于3mm。

在负压下，对未成形的产品进行脱气的操作，以促进气泡的产生和气泡的提取。已知该操作用于提取溶解在或困在未成形的产品内的一部分空气，因此限制后来的气泡产生，尤其是在硬化期间。

优选地，在部分真空的腔室内，优选地在与混合器不同的装置内，进行脱气。优选地，该腔室内的压力小于0.2Pa，优选地小于0.1Pa。

对于每单位的引入的600kg的未成形的产品，完全脱气时间（包括用以向真空腔室内进料的时间和未成形的产品在所述腔室内的保留时间），可在1分钟和20分钟之间、或甚至在1分钟和15分钟之间。换句话说，1200kg的未成形的产品的完全脱气时间，优选地在2分钟和40分钟之间、或甚至在2分钟和30分钟之间。

在实施方式中，未成形的产品从混合器通过泵被转移到该装置内。

脱气装置优选地为腔室，未成形的产品被引入到该腔室内。如在实施例中所述，当未成形的产品进入部分真空的腔室内时，空气大体上被除去。

术语“脱气的”限定了已经受过负压的未成形的产品，即使所述脱气不彻底。

脱气装置优选地是可移动的，且可根据需要被移动到待被填充的多种模具附近。例如，脱气装置可通过升降机或轨道被移动。

优选地，脱气装置被设置成尽可能地靠近模具内的注入点。

在实施方式中，对湿润的但基本上未活化的未成形的产品进行脱气，例如在添加水后但在添加促凝剂之前。在步骤a)中，因此可在活化之前进行脱气。然而，优选地，可对活化的未成形的产品进行脱气。

步骤b）：模具的制造

用于制造根据本发明的块的模具、或者“基础结构模具”，可使用模板以常规的方式进行制造。

然而，由于块意在被原位浇铸和原位烧结，故对于模具的至少一部分，优选地由用于在块被浇铸后保留在原位的壁构成。尤其，进料装置的块的外表面（在图2中所述外表面具有附图标记24）通常是隔热的。因此，有利的是在制造块之前安装所述隔热件使得其可适于成型。

类似地，为了限定模具的一部分，可使用隔离层、凝结物子层、或金属外壳28，该金属外壳28通常被称作“壳体”且通常通过隔断层29而与块5隔开（参见图3）。

优选地，基础结构模具包括芯部30，其用于赋予待被制造的根据本发明的块5的内表面的形状（图3）。在图2中，所述内表面由底表面20、和侧柱的内表面22a和内表面22b构成。所述芯部还可适于赋予设置在所述块5的上面的上部结构块7的内表面32的形状，例如U形剖面。换句话说，已经用于制造基础结构块的芯部30随后可在不需要移动的情况下，被用于制造设置在所述基础结构块的上面的上部结构块。由此，有利地加快了进料装置的制造。

优选地，芯部、更一般地模具的用于限定块的表面（该表面用于接触熔融玻璃，称作“接触表面”）的部分，适于能够消除、至少部分地消除、优选地基本完全消除气泡，该气泡从放置在模具内的未成形的产品中冒出且到达模具的用于限定接触面的表面。

优选地，模具的这部分由以下构成：

-芯部，其包括或覆盖有至少一个疏气层（即，允许气泡的消除）和/或由疏气材料构成；

-适合于在与未成形的产品的交界面上形成负压的芯部，以获得排气功能；或

-具有适合于消除一部分所述气泡的形状的芯部；或

-具有这些特征的组合的芯部。

在实施方式中，排气层为模板衬里，例如

的内衬。

芯部的排气区延伸以至少限定接触表面。

尤其，多孔芯部利用透气性用于减少或甚至消除芯部接触的未成形的产品的气泡。在实施方式中，芯部由发泡聚苯乙烯制成。

为了具有适于消除气泡的形状，在用于限定底表面20的部分，芯部优选地包含相对于水平面倾斜角度为θ的表面，该角度θ优选地大于1°、大于2°、大于3°、大于4°，和/或优选地小于6°或小于5°。因此，在图5中示出的芯部30包含两个基本上平坦的表面36和38，其相对于水平面倾斜角度θ为5°，以用于限定V形的底表面。

步骤c）：模具进料

通过底部进料来对模具供料。

为此目的，活化的且脱气的可自浇铸的未成形的产品能够通过管道进入模具中，在填充操作开始时，管道的自由端在靠近模具的底部的位置处终止，然后保持在已经填充模具的产品中。优选地，泵被用于将产品引入到模具中。

由此，与常规的填充不同，通常从斜槽将未成形的产品注入模具中，底部进料限制了在模具的供料期间将空气引入产品中。

持续填充直到所期望的水平。

未成形的产品在其引入模具之前的脱气可以仅仅是部分的。实际上，气泡持续冒出且能够特别到达模具的表面，该表面限定块的用于接触熔融玻璃的表面。如上所述，该模具表面被改变使得至少一些到达所述模具表面的气泡被消除。

步骤d）：硬化

优选地，通过底部进料而引入的未成形的产品在其硬化之前不进行操作，尤其不进行振动操作。

通常源自水的添加的粘结剂活化，导致未成形的产品的凝固和硬化，该未成形的产品被转化成预成型件。

步骤e）：脱模

脱模相当于去除一个或多个模具壁。尤其，限定块的内表面的芯部被去除或消除。

步骤f）：加热

优选地，加热包括干燥操作，该操作包括在12小时和48小时之间的时段期间，温度在80℃和150℃之间的平稳期，然后温度升高至进料装置的工作温度，通常在1150℃和1450℃之间。

这导致块的干燥和烧结。

升温还可助于脱模，例如通过使芯部熔化。

进料装置的制造

上文描述的用于制造根据本发明的块的方法用于制造大型块。实际上，这些块不需要在制造后被移动。因此，如图4所示，接合面23的数目有利地减少。

上部结构块可为现有技术中的块。

在实施方式中，上部结构块也可原位、可选地通过自浇铸进行制造。然而，与基础结构块相比，对于上部结构块的制造要求没那么严格；首先，由于上部结构块不与熔融玻璃接触，另外由于气泡倾向于冒出，从而从上部结构块的内表面离开。

如图3所示，在已经制造一个或多个基础结构块后，可将一个或多个烧嘴砖34放置在这些块的侧柱上。

因此，模具被设置成具有适于制造上部结构块的形状。如上文所述的基础结构模具，上部结构的模具的至少一部分可由不用拆卸的元件构成，例如外部模板或外部绝缘件。优选地，为了限定上部结构块的内表面，使用已用于限定下方的基础结构块的内表面的芯部。由此，有利地加速了进料装置的制造速率。

然后，在所述上部结构的模具中浇铸未成形的产品。

用于制造上部结构块的未成形的产品的组成可与用于制造基础结构块的未成形的产品的组成相同或不同。

上部结构块可通过根据本发明的方法进行制造或者不通过根据本发明的方法进行制造。尤其，可使用不是可自浇铸的产品的未成形的产品。

可执行振动步骤。

后续的硬化、脱模、干燥和烧结的步骤可与上文所述的用于制造基础结构块的那些步骤相同。

可以以循环的方式进行块的制造，其中，上部结构块的制造根据相对应的基础结构块的制造而进行。

在实施方式中，根据下列顺序进行操作：

-制造第一基础结构块；

-制造第二基础结构块以及位于第一基础结构块的上方的第一上部结构块；

-制造第三基础结构块以及位于第二基础结构块的上方的第二上部结构块；

-制造第四基础结构块以及位于第三基础结构块的上方的第三上部结构块；

-等等。

在另一实施方式中，根据下列顺序进行操作：

-制造全部的基础结构块；

-制造全部的上部结构块

在分别制造一个或多个块后、或者同时在加热进料装置期间，基础结构块和/或上部结构块的制造芯部可逐区被去除。

进料装置的一部分（在逐区浇铸的情况下）或者全部可根据本发明的方法进行制造。

实施例

下面的实施例用于以非限定的方式阐述本发明。

比较例1为由SAVOIE REFRACTAIRES出售的、长度L为0.61m的BPAL进料装置的基础结构块。

比较例2为通常用于制造玻璃制造炉的未成形的产品。

所述未成形的产品被如下使用：

将50kg的干粒状混合物引入到Bonnet行星式混合机内。以相对于粒状混合物的重量百分比计，然后加入10.1%的胶态氧化硅的水溶液。然后整个混合物混合15分钟。

然后，将得到的未成形的产品引入到腔室的集料斗内，该腔室通过蝶形阀与料斗隔开。

然后，将该腔室置于真空（0.08Pa）下。

当集料斗的三分之二的体积被填充未成形的产品时，把将集料斗与腔室连接的蝶形阀打开。然后，未成形的产品能够流动且随后当腔室被充满时进行脱气，通过膜式泵维持腔室内的真空。

如果必要，当凝结物被转移到腔室内时，集料斗继续被供料。然而，必须确保只要填充正在进行则腔室和集料斗之间的真空不被打破。

一旦容器被填充有与待被浇铸的块的体积相对应的量的未成形的产品，则打破真空。

模具具有进料装置的U形剖面的基础结构块的形状。模具的用于形成接触表面的芯部由发泡聚苯乙烯制成。

腔室安装在模具的一个侧柱的上方。

腔室的底部与直径50mm和长度500mm的排放管连接，该排放管的自由端被插塞封闭。所述自由端被设置成与模具的底部直接接触。然后去除插塞并回收。由于其可自铸性特性，活化的且脱气的未成形的产品在其自身重量的作用下流动。模具在约4分钟内被填满。在凝固后，预成型件从模具中取出。

在浇铸和凝固后，得到预成型件。

从模具中取出预成型件，然后在120℃下在烘箱中干燥24小时。

然后，根据下列循环，在干燥炉中烧结预成型件：

-温度以30℃/h的速率从20℃升至1300℃；

-在1300℃下稳定10小时；

-温度以30℃/h的速率降低至环境温度。

如下制造实施例1：

在由Eirich出售的RV11强力混合机内制备粒状混合物，以相对于所述粒状混合物的重量百分比计，所述粒状混合物包括94%的氧化铝（包括6%的煅烧氧化铝、10.5%的活性氧化铝和67%的板状氧化铝）和由Société Européenne desProduits Réfractaires出售的硅粉，该硅粉包含大于93%的二氧化硅（SiO₂）且具有粉末的形式，其中微粒的尺寸在0.1μm和5μm之间且中值粒径为0.5μm。所述粒状混合物的重量为550kg。

相对于粒状混合物，量为3%的CA270水泥被加入，且全部材料混合1分钟。

同时，使用与钻孔机的端部附接的搅拌器，来制备由水（4.9%）、表面活性剂（0.03%的由BASF制造的

FS20）以及可选地促凝剂（silubit BL05）构成的混合物。混合时间是30秒。将混合物倾倒在耐火微粒的粒状混合物上。全部材料混合15分钟。

然后，使用Lansdown Products出售的Primeapump润滑泵排放管后，将由此活化的可自浇铸的未成形的产品倒入Reed双活塞泵（型号B20hp）的漏斗内。

然后，将所得到的未成形的产品从漏斗（允许泵活塞的均匀进料的漏斗）泵送且引入到腔室的集料斗内，其通过蝶形阀与漏斗隔开。

如同在比较例2中一样，随后进行脱气、U形剖面基础结构模具的底部进料、脱模、干燥和烧结。

接触表面

在脱模后，待与熔融玻璃接触的表面（在进料装置底部的接触表面16）的外观，如果符合以下条件，则被认为是令人满意的：

当长度L等于或大于1米时：

-在任何测量为10cm×10cm的正方形C（图2）上，该表面具有：

○直径大于5mm的至多一个气泡，和

○直径在3mm和5mm之间的至多一个气泡，和

○直径小于的3mm的至多22个气泡，和

-沿着该表面的长度L的每一米，所述表面具有：

○直径大于5mm的至多2个气泡，

○直径在3mm和5mm之间的至多40个气泡，和

○直径小于3mm的至多200个气泡，或

当长度L小于1米时，所述表面具有直径大于5mm的至多2个气泡、直径在3mm和5mm之间的至多40个气泡和直径小于3mm的至多200个气泡。

通过下列测试来评估对于钠钙玻璃的接触性能：

腐蚀试验

由钠钙玻璃引起的腐蚀通过以下测试来评估：将1300℃的熔融的钠钙玻璃浴与其壁由待被测试的样品构成的容器接触51天的时间。每一样品的长度250mm、宽度50mm和高度100mm。在测试期间，玻璃不被更新。玻璃仅被补充以获得80mm的玻璃深度。测试结束时，通过以下计算来评估对于每一样品的被腐蚀的体积：

在测试前使用卡尺测量样品的体积。初始体积（Vi）等于高度×宽度×50mm。

为了测量最终体积（Vf），基本上在样品的中间长度处，切割相关样品的切片，该切片的长度为50mm。

通过该切片的双流体静力称重来测量最终体积（Vf）：将切片放置在真空下然后用水浸泡、在空气中和在浸没状态下称重；重量的差异对应于切片的体积（浮力原理）。

通过在测试期间体积的损失来评估腐蚀的体积Vc。

Vc＝Vf-Vi

使待被评估的样品的腐蚀体积的比率Vc_ech与参照样品的腐蚀体积的比率Vc_ref（比较例1）相关，以提供耐腐蚀性性能指标或“腐蚀指数”Ic，根据式：

$I_C=\frac{{\mathrm{Vc}}_{\mathrm{ech}}}{{\mathrm{Vc}}_{\mathrm{ref}}}*100$

因此，大于100的指数Ic表示与参照实施例的腐蚀体积相比更小的腐蚀体积。

石料释放试验

用于评估烧结耐火制品在熔融的钠钙玻璃内释放石料的能力的石料释放试验如下进行：耐火制品的烧结至其高度的四分之三的芯部（直径10mm和长度80mm的圆柱体）在填充有熔融的钠钙玻璃的且放置在温度为1300℃的熔炉内铂坩埚内进行回火。然后，在熔融玻璃中停留72小时后，从熔融物中取出芯部。在芯部的端部形成玻璃滴。释放在玻璃滴内的石料以及释放在铂坩埚内残留的玻璃内的石料的量与已知的参照制品的量相比较，且用指数0至5表示，指数0对应于无石料的玻璃，而指数5对应于玻璃内石料的最大值。

石料释放试验的优异结果对应于玻璃制品的低废品率，该玻璃制品由穿过利用测试的烧结耐火产品制造的进料装置的熔融玻璃制造。

可铸性

使用底面为70mm和100mm且高度为80mm的中空截头锥体，根据标准ASTM C1446-99来测量可铸性。所述锥体的较大的底部被水平地置于桌上。在已混合15分钟后，未成形的产品被倒入锥体中。等待一分钟以克服潜在的触变性机制后，锥体被提起使得未成形的产品自然地扩散在桌面上，扩散后5分钟时，不进行振动或任何其它能量输入。由此得到的未成形的产品的层的尺寸被测量，然后测量所述层的与所述第一尺寸垂直的尺寸。“可铸性”为这两次测量的平均值，以mm表示。

偏析

通过下面的测试评估偏析的能力：以混合物制备25kg的未成形的产品，混合时间为15分钟，然后倒入预先涂油的截棱锥形式的料斗内，该料斗设置有向下的尖端，料斗的高度为320mm、顶部正方形入口部分为350mm×350mm和最初由活盖封闭的底部正方形出口部分为130mm×130mm。

然后，料斗的活盖突然打开，未成形的产品在其重量下通过出口流入到预先涂油的直半圆形PVC槽的上端（距离地面700mm），该PVC槽的直径为170mm、长度为1600mm，该槽的底端距离地面380mm。

未成形的产品倒入该槽且落入在该槽下方设置的模具内，该模具低于槽的底端。模具是250mm×150mm×150mm的木质模具，填充横截面为150mm×150mm，涂油且水平放置在地面上。

进行这点后进行等待，直到未成形的产品硬化成块的形式。

在110℃烘烤24小时后，从块中心将块锯成两部分，从而使两个锯开的面具有250mm×150mm的横截面。偏析导致最大的颗粒移动远离块的顶面。通过从块的顶面延伸的表面浮浆层的厚度（e）（可在锯开的面上测量）来评估偏析的能力。该层也被称作“偏析层”。当浮浆层的厚度（e）大于7mm时，偏析的能力被认为是不可接受的。

下面的表1汇总了得到的结果：

表1

表1示出了根据本发明的实施例1的未成形的产品：

-与比较例2的产品相反，不具有偏析能力；

-尽管与在工厂得到的浇铸条件相比浇铸条件不太有利，但仍产生了具有令人满意的表面外观的烧结制品；

-产生耐腐蚀性与比较例1的耐腐蚀性基本上相同且远高于比较例2的耐腐蚀性的烧结制品。

进行各种浇铸技术，实施例1的未成形的产品被转化成烧结制品。表2汇总了所得到的结果：

表2

表2示出对于可自浇铸的产品的积极效果：

-在浇铸之前使未成形的产品脱气，和

-未成形的产品的底部进料浇铸，和

-使用疏气层和/或芯部，该芯部包括在表面上多孔的至少一层，或者在其主主体内完全多孔（在此为发泡聚苯乙烯芯部）。

如清晰显示，根据本发明的制造方法通过原位自浇铸来制造熔融玻璃进料装置的基础结构块，该块具有基本上与通常在工厂制造且在干燥炉内烧结的产品相同的抗钠钙玻璃引起的腐蚀以及石料释放的性能。有利地，因此可以制造大型块，从而限制了接合面的数量，因而延长进料装置的使用寿命。

原位自浇铸还用于增大进料装置的制造速率。

明显地，本发明不限于在说明性的且非限制性的实施例中提供和描述的实施方式。

Claims (21)

1.一种用于熔融玻璃的进料装置，所述进料装置包括基础结构（4），所述基础结构包括原位自浇铸且原位烧结的块（5）。

2.如前一项权利要求所述的进料装置，其中，所述块包括基部（12）和侧柱（14a；14b），所述侧柱从所述基部延伸至由具有浇铸面外观的上表面（18a；18b）限定的自由端。

3.如前述权利要求中任一项所述的进料装置，其中，所述块具有“U”型剖面的形状。

4.如前述权利要求中任一项所述的进料装置，其中，沿着所述进料装置的纵向方向（X）测量，所述块的长度大于0.7m。

5.如前一项权利要求所述的进料装置，其中，所述长度大于1m。

6.如前一项权利要求所述的进料装置，其中，所述长度大于2m。

7.如前一项权利要求所述的进料装置，包括壳体（28），所述块置于所述壳体内，所述块的长度等于所述壳体的长度。

8.如前述权利要求中任一项所述的进料装置，其中，所述块包括颗粒和水硬性粘结剂。

9.如前一项权利要求所述的进料装置，其中，以氧化物的重量百分比计，高铝水泥的含量大于2%且小于8%。

10.如前述权利要求中任一项所述的进料装置，其中，所述块具有这样的组成：以氧化物的重量百分比计，Al₂O₃+ZrO₂+SiO₂+CaO+MgO+TiO₂+Y₂O₃的总含量大于90%。

11.如前一项权利要求所述的进料装置，其中，所述块具有这样的组成：以氧化物的重量百分比计，Al₂O₃+SiO₂+CaO+Y₂O₃的总含量大于90%。

12.如前一项权利要求所述的进料装置，其中，按氧化物的重量且总量为100%计，所述组成满足：

-Al₂O₃>80%，

-SiO₂<10%，

-CaO<5%，

-Y₂O₃<5%，

-其它氧化物<5%。

13.如权利要求1至9中任一项所述的进料装置，其中，所述块具有这样的组成：以氧化物的重量百分比计，Al₂O₃+ZrO₂+SiO₂+CaO+Y₂O₃的总含量大于90%。

14.如前一项权利要求所述的进料装置，其中，按氧化物的重量且总量为100%计，所述组成满足：

-Al₂O₃>45%，

-25%>SiO₂>5%，

-35%>ZrO₂>8%，

-CaO<5%，

-Y₂O₃<5%，

-其它氧化物<5%。

15.如前述权利要求中任一项所述的进料装置，其中，所述基础结构完全由原位自浇铸且原位烧结的块构成。

16.如前述权利要求中任一项所述的进料装置，包括至少部分地由原位浇铸且原位烧结的块构成的上部结构（6）。

17.一种用于制造用于玻璃制造炉的根据前述权利要求中任一项所述的进料装置的基础结构的块的方法，所述方法包括以下步骤：

a）制造能够自浇铸的未成形的产品，在部分真空下所述未成形的产品被活化且脱气；

b）在意图使用所述块的位置处，制造与所述块的形状相对应的模具；

c）向所述模具进行底部进料，其中，消除位于被活化、脱气且引入到所述模具中的所述能够自浇铸的未成形的产品的表面处的气泡，所述能够自浇铸的未成形的产品的表面对应于所述块的意图接触熔融玻璃的表面；

d）硬化被活化、脱气且引入到所述模具中的所述能够自浇铸的未成形的产品，以形成预成型件；

e）可选地，从模具中释放所述预成型件；

f）加热以干燥和烧结所述预成型件。

18.如前一项权利要求所述的制造方法，其中，在步骤c）中，气泡被充分消除使得所述块的用于接触熔融玻璃的表面具有：

如果所述块的长度（L）等于或大于1米，则

-在任何测量为10cm×10cm的正方形C上，

○直径大于5mm的至多一个气泡，和

○直径在3mm和5mm之间的至多一个气泡，和

○直径小于的3mm的至多22个气泡，和

-沿着所述表面的长度的每一米，

○直径大于5mm的至多2个气泡，和

○直径在3mm和5mm之间的至多40个气泡，和

○直径小于3mm的至多200个气泡，或

如果所述长度（L）小于1米，则

○直径大于5mm的至多2个气泡，和

○直径在3mm和5mm之间的至多40个气泡，和

○直径小于3mm的至多200个气泡。

19.一种用于制造用于玻璃制造炉的进料装置的方法，包括以下步骤：

A.使用如前一项权利要求所述的制造方法，制造包括基部（12）和两个侧柱（14a；14b）的基础结构块（5）；

B.可选地，在所述侧柱中的至少一个侧柱上面装配一个或多个烧嘴砖（34）；

C.安装模具，所述模具具有适于制造上部结构块的形状；

D.在所述上部结构的模具中浇铸未成形的产品。

20.如前一项权利要求所述的方法，其中，基础结构块和上部结构块通过浇铸被同时制造。

21.如紧邻的前两项权利要求中任一项所述的方法，其中，用于限定所述基础结构块的内表面的芯部（30）被用于限定在所述基础结构块的上方设置的上部结构块的内表面。

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