CN112236401B

CN112236401B - 隔热间隙砖

Info

Publication number: CN112236401B
Application number: CN201980037738.6A
Authority: CN
Inventors: 伊莎贝拉·卡波迪; 皮埃尔里克·维斯帕; F·M·L·维莱莫; C·希斯
Original assignee: Saint Gobain Centre de Recherche et dEtudes Europeen SAS
Current assignee: Saint Gobain Centre de Recherche et dEtudes Europeen SAS
Priority date: 2018-04-10
Filing date: 2019-04-10
Publication date: 2023-02-17
Anticipated expiration: 2039-04-10
Also published as: FR3079829B1; WO2019197484A1; FR3079829A1; EA202092116A1; EP3774674A1; BR112020020879A2; JP7296399B2; US20210130215A1; MX2020010557A; CN112236401A; US11932568B2; JP2021521083A

Abstract

本发明涉及一种隔热间隙砖，包括：‑基础间隙砖(20)；‑隔热层(40)，所述隔热层的热导率在20℃与500℃之间小于2.0W.m^‑1.K^‑1，该隔热层具有足够的刚性以自支撑，且覆盖所述基础间隙砖的隔热表面，所述隔热表面作为所述基础间隙砖的下表面(20₃)的一部分，在下过渡表面(20_14‑12)中延伸，且占据下过渡表面(20_14‑12)的超过20％，所述隔热层具有以下化学组成，以基于氧化物的质量百分比计，使得Al₂O₃+SiO₂+ZrO₂+CaO+Na₂O+MgO+K₂O+TiO₂+Fe₂O₃+HfO₂+P₂O₅+Y₂O₃>80％。

Description

隔热间隙砖

技术领域

本发明涉及用于玻璃熔炉的隔热间隙砖以及涉及包括这种隔热间隙砖的玻璃熔炉。

背景技术

许多玻璃制品都是通过熔化和提炼包含诸如氧化物、碳酸盐、硫酸盐和硝酸盐的化合物的原材料的可玻璃化混合物来制造的。这两个步骤在熔炉内进行，熔炉的关键构成要素是耐火产品，耐火产品能够耐受这些熔炉遭受的热和机械应力，特别是耐高温。因此，玻璃熔炉通常包括很多耐火产品，这些耐火产品根据其特性布置在不同的位置。针对熔炉的每个部分，所选的产品是不会导致使玻璃不能使用的缺陷(因为这会降低生产率)的产品，且是具有足够的耐久性而使熔炉具有令人满意的寿命的产品。

图1示意性地示出了玻璃熔炉10的一半横截面。具体地，可见的有槽池12、金属结构14和上部结构16。

用于容纳熔化玻璃的槽池12包括竖直侧壁22和底部24。侧壁22通常由侧面槽池砖块制成，侧面槽池砖块在槽池的整个高度上延伸直至上边缘25。

上部结构16通常包括在其底部的中间层18，支撑在中间层18上的侧壁26，以及冠状部28，上部结构16经由中间层18支撑在金属结构上。多个燃烧器(未示出)布置在侧壁26中并且交替工作。

通常由铸铁制成的金属结构14从外部围绕槽池的侧壁22。金属结构14支撑上部结构16的重量。

中间层18包括基础间隙砖20，优选地由基础间隙砖20构成，基础间隙砖20通常具有如图2a所示的形状。通常，每块基础间隙砖20具有L形横截面的型材节段的总体形状。在使用位置，L的长分支(或“上部结构分支”)30水平地延伸。L的短分支(或“槽池分支”)32在上部结构分支30下方竖直地延伸。

基础间隙砖20的外表面由以下构成：

-第一端面20₁和第二端面20₂，分别界定基础间隙砖的长度L₂₀，即型材节段的长度，

-下表面20₃，下表面20₃包括水平的放置表面20₁₄、槽池表面20₁₂以及下过渡表面20_14-12，放置表面20₁₄在使用位置中支撑在金属结构14上，槽池表面20₁₂优选为水平的并且在使用位置中面对槽池12的上边缘25延伸，下过渡表面20_14-12连接放置表面20₁₄和槽池表面20₁₂，

-外侧面20₄，外侧面20₄优选为竖直的，

-上表面20₅，上表面20₅包括上部结构表面20₂₆以及上过渡表面20_26-3，上部结构表面20₂₆优选为水平的并且在使用位置中侧壁26支撑在上部结构表面20₂₆上，上过渡表面20_26-3连接上部结构表面20₂₆和下表面20₃、特别是槽池表面20₁₂。

在图2b中，槽池表面20₁₂、放置表面20₁₄和上部结构表面20₂₆以虚线画出。

基础间隙砖20需要耐受相当大的热应力，因为上部结构分支30通常因为存在吹风冷却而部分地处于大约一百度左右的温度的环境中，而部分地位于熔炉内的槽池分支32处于大约1500℃的温度。

此外，基础间隙砖还由于多个燃烧器的交替工作和维修操作而经受热循环，维修操作例如为需要停止并随后恢复熔炉的外部冷却的被称为“槽池修补”的操作，或者需要停止并随后重启燃烧器的更换燃烧器或燃烧器单元的操作。

为了耐受这些应力，基础间隙砖由耐火产品制成，特别是由氧化铝-氧化锆-二氧化硅(缩写为AZS)类型的产品(通常包含按质量计30％-45％的氧化锆)、具有非常高的氧化锆含量的产品(通常按质量计大于85％的氧化锆)、具有高的氧化铝含量的产品(通常按质量计大于90％的氧化铝)、或锆石产品制成。

然而，基础间隙砖的抗破裂的能力有时不足以满足玻璃熔炉当前的变化需求，当前的玻璃熔炉需要更长的熔炉寿命。特别地，基础间隙砖的破裂可能导致断裂，这种断裂使得碎片掉进熔化玻璃浴中，由此在玻璃中产生瑕疵。此外，基础间隙砖由此不再能恰当地保护金属结构和槽池。还可能发现上部结构的其余部分也不再平衡。

因此，需要改善基础间隙砖的抗破裂能力。本发明的目的是满足该需要。

发明内容

本发明涉及隔热间隙砖，包含：

-基础间隙砖，所述基础间隙砖限定如上所述的外表面；

-隔热层，所述隔热层的热导率在20℃与500℃之间小于2.0W.m^-1.K^-1，且覆盖所述基础间隙砖的隔热表面，所述隔热表面被包括在所述基础间隙砖的下表面20₃内，延伸到下过渡表面20_14-12内，且占据下过渡表面20_14-12的超过20％，

所述隔热层具有如下的化学组成，以基于氧化物的质量百分比计，使得Al₂O₃、SiO₂、ZrO₂、CaO、Na₂O、MgO、K₂O、TiO₂、Fe₂O₃、HfO₂、P₂O₅和Y₂O₃的含量总和>80％，或“Al₂O₃+SiO₂+ZrO₂+CaO+Na₂O+MgO+K₂O+TiO₂+Fe₂O₃+HfO₂+P₂O₅+Y₂O₃”>80％。

出人意料地，发明人发现这种隔热层的存在显著提高了基础间隙砖的抗破裂能力，并因此延长了其寿命。

在说明书的余下部分，这种包括基础间隙砖和隔热层的间隙砖被称为“隔热间隙砖”或“根据本发明的间隙砖”。

优选地，隔热层具有足够的刚性以自支撑。

优选地，隔热层的抗压碎强度大于10MPa，这提高了间隙砖的稳定性和隔热性。

在一个特别有利的实施方式中，隔热层为陶瓷基复合材料(或“CMC”)。已经证明CMC特别抗热降解。CMC还具有对含苏打的蒸汽的良好的抗腐蚀性。CMC通常具有足够的刚性以形成自支撑的隔热层，且其抗压强度大于1MPa以及抗压碎强度大于10MPa。

本发明还涉及一种用于制造熔炉的方法，所述熔炉包括玻璃熔化槽池、在所述槽池上延伸的上部结构、以及支撑所述上部结构的侧壁的金属结构，所述方法包括：将根据本发明的隔热间隙砖引入在所述金属结构与所述上部结构的侧壁之间的中间层，

所述上部结构的侧壁直接地或者以其他方式、优选直接地支撑在所述基础间隙砖的上部结构表面上，

所述基础间隙砖的放置表面直接地或者以其他方式、优选直接地支撑在所述金属结构上，以及

所述基础间隙砖的槽池表面面对所述槽池的上边缘。

本发明最后涉及一种玻璃熔炉，包括：

-槽池，所述槽池包括上边缘；

-金属结构；以及

-上部结构，所述上部结构包括中间层，所述中间层包括根据本发明的隔热间隙砖，

所述基础间隙砖的槽池表面面对所述槽池的上边缘。

优选地，所述中间层由根据本发明的隔热间隙砖制成。

根据本发明的隔热间隙砖还可以包括以下可选特征中的一者或多者：

-隔热表面至少延伸直至放置表面；

-隔热表面占据下过渡表面的超过60％；

-下过渡表面包括连接所述上部结构分支和槽池分支的下接合表面，以及隔热表面以至少覆盖所述下接合表面的方式延伸；

-下接合表面连接上部结构分支的包括放置表面的水平表面和槽池分支的包括槽池表面的水平表面；

-隔热表面至少延伸至下过渡表面的由上部结构分支限定的水平部分的一部分；

-隔热表面至少延伸至放置表面的一部分；

-隔热表面在整个放置表面上延伸；

-隔热表面延伸直至下过渡表面的由槽池分支限定的水平部分而不覆盖所述水平部分，或者隔热表面至少延伸至下过渡表面的由槽池分支限定的水平部分的一部分；

-隔热表面延伸直至槽池表面；

-隔热层附接到隔热表面；

-隔热层选自毡制品、隔热板、陶瓷泡沫、陶瓷基复合材料、及其混合物；

-隔热层具有如下的化学组成，以基于氧化物的质量百分比计，使得Al₂O₃+SiO₂+ZrO₂+CaO+Na₂O+MgO+K₂O+TiO₂+Fe₂O₃+HfO₂+P₂O₅+Y₂O₃>90％；

-隔热层的质量的超过90％由氧化物制成；

-隔热层由烧结材料制成；

-隔热层包括陶瓷基复合材料、优选由陶瓷基复合材料制成，陶瓷基复合材料由通过陶瓷基体粘接在一起的纤维制成，所述纤维优选构成陶瓷基复合材料的体积的大于30％和/或小于70％；

-所述纤维由氧化物材料制成，以基于氧化物的质量百分比计，所述氧化物材料包括大于50％的Al₂O₃和/或SiO₂和/或ZrO₂；

-所述纤维选自：

-由按质量计超过95％的氧化铝制成的纤维，

-由按质量计超过95％的二氧化硅制成的纤维，

-由按质量计超过95％的莫来石制成的纤维，以及

-由按质量计超过95％的玻璃制成的纤维；

-所述基体包含Al₂O₃和/或SiO₂；

-以基于基体的质量百分比计，基体具有大于65％的Al₂O₃含量和/或大于15％且小于35％的SiO₂含量和/或小于3％的除Al₂O₃和SiO₂以外的氧化物含量；

-陶瓷基复合材料具有以下化学成分，以基于氧化物的质量百分比计且对于总量100％：

-SiO₂：47％-67％，

-Al₂O₃：32％-52％，

-除Al₂O₃和SiO₂以外的氧化物种类：<5％；

-隔热层的热导率在20℃与500℃之间小于0.6W.m^-1.K^-1；

-隔热层具有夹层结构，该夹层结构包括叠置的陶瓷基复合材料的第一薄片、填充材料和陶瓷基复合材料的第二薄片，所述填充材料的热导率在20℃与500℃之间小于2.0W.m^-1.K^-1。

定义

为了清楚起见，在“基础”间隙砖与“隔热”间隙砖之间做了区分，隔热间隙砖由基础间隙砖和覆盖基础间隙砖的隔热层制成，即隔热层与基础间隙砖的下外表面的一部分接触。

横向平面是垂直于长度方向的平面。横向中间平面是经过长度的中间的横向平面。

“下”和“上”、“内”和“外”、“水平”和“竖直”是指当隔热间隙砖位于其在玻璃熔炉中的使用位置时的取向或位置，如图1所示。

“水平”和“竖直”意味着分别与完全水平和完全竖直的平面形成小于5°、或甚至小于2°、或甚至小于1°的角度的取向。

“铸造制品”、经常被称为“电铸件”意味着通过完全凝固液态的组合物而获得的产品，所述液态的组合物通过在电弧炉中熔化适当的原材料的混合物或者使用任何其它适当的技术而获得。

“烧结产品”是通过如下操作获得的产品：混合适当的原材料，然后将该混合物成形成原始状态的形状以及在一温度下烘烤得到的原始成分一定时间，所述温度和所述时间足以获得该原始成分的烧结，所述烘烤可以在使用期间原地进行。

“陶瓷基复合材料”或“CMC”意味着以传统方式由通过陶瓷基体刚性粘接在一起的纤维制成的产品。

“陶瓷”意味着不是金属产品也不是有机产品的产品。在本发明的上下文中，碳不被当作陶瓷产品。

“表皮”以传统方式意味着熔化块的外周区域，熔化块由熔化材料制成，熔化材料在凝固时放置在距模具的壁小于5毫米(mm)的位置处。

当表面的晶体密度是在所述表面之下4厘米(cm)的深度处测量的晶体密度的4倍以上、或甚至6倍以上、或甚至7倍以上、或甚至9倍以上时，所述表面具有“表皮微观结构”。

表面的“晶体密度”是通过在所述表面已经被砂布向下打磨1微米的级别之后，对该表面的显微镜截图上可见的晶体进行计数来确定。由玻璃相界定各个晶体。仅对那些表面面积大于12平方微米的晶体进行计数。为了证实基础间隙砖的表面是否具有表皮微观结构，在该表面已经被打磨之后对该表面的截图上可见的晶体进行计数，然后在该表面之下4cm的深度处切开基础间隙砖，并在因此暴露的表面已经被打磨之后对该暴露的表面的截图上可见的晶体进行计数。

“机加工”意味着磨削操作，其中，耐火组件的表面被机加工以获得精确的表面几何结构。传统上，以及在本发明的一个具体实施方式中，机加工导致至少移除表皮。

如果说一个组件“支撑”另一个组件或者一个组件“支撑在”另一个组件上，则这两个组件彼此抵靠。这两个组件可以接触，或者可以通过中间元件、特别是通过隔热层隔开。

槽池表面是在使用位置“面对”槽池的上边缘，即基本上平行于该边缘延伸、在该边缘之上且紧邻该边缘的表面。因此，槽池表面由外表面的距槽池的边缘最小距离的点的集合来限定。因此，优选为水平的槽池表面不会朝向槽池的外侧延伸超过内边缘35，内边缘35界定槽池分支的下水平表面(图2b)。内边缘35可以特别地限定直角的拐角。

为了清楚起见，氧化物的化学式用来表示这些氧化物在组合物中的含量。例如，“ZrO₂”、“SiO₂”或“Al₂O₃”表示这些氧化物的含量，而“氧化锆”、“二氧化硅”和“氧化铝”分别用来表示由ZrO₂、SiO₂、和Al₂O₃构成的这些氧化物的相。

除非另有说明，否则所有的氧化物含量都是基于氧化物的质量百分比。根据工业上使用的通常惯例，金属元素的氧化物的质量含量涉及以最稳定的氧化物的形式表示的该元素的总含量。

HfO₂在化学上与ZrO₂不能分离。然而，根据本发明，没有特意添加HfO₂。因此，HfO₂仅指微量的二氧化铪，该氧化物一直自然地存在于氧化锆源中，其质量含量通常低于5％、通常低于2％。在基础间隙砖中，HfO₂的质量含量优选小于5％、优选小于3％、优选小于2％。为了清楚起见，氧化锆和微量的二氧化铪的总含量可以无差别地表示为“ZrO₂”或者“ZrO₂+HfO₂”。

氧化物含量的总和不意味着所有这些氧化物都存在。

“包括”或“包含”或“具有”将被非限制性地解释。

附图说明

通过阅读以下的详细描述以及通过研究附图，本发明的其他特征和优点将变得明显，在附图中：

-图1示意性地示出了玻璃熔炉的一半截面；

-图2(图2a、图2b、图2c)是根据本发明的隔热间隙砖的示例的示意性透视图，示出的基础间隙砖的形状是传统间隙砖的传统形状；

-图3是本发明的一个优选实施方式中的隔热间隙砖的一个示例的示意性透视图；

-图4示意性地示出了用于测量隔热层的耐高温性(pyroscopic resistance)的装置；

-图5(图5a、图5b、图5c、图5d)示出了用于测试示例的设备；

-图6(图6a、图6b)示出了在示例的第二测试之后根据本发明的间隙砖和不是根据本发明的间隙砖，裂纹已经利用标记指示。

具体实施方式

根据本发明的隔热间隙砖包括基础间隙砖20和隔热层40。

基础间隙砖

由于图1已经在前面描述过，因此现在参照图2a，图2a也部分地在前面描述过。

基础间隙砖20的形状可以是已知用于传统间隙砖的形状。

基础间隙砖20的长度L₂₀优选大于10cm且优选小于100cm。基础间隙砖20的宽度l₂₀优选大于30cm和/或小于100cm，基础间隙砖20的高度h₂₀优选大于10cm和/或小于50cm。

在横截面中，即在垂直于长度L₂₀方向的横截面中，在上表面20₅与下表面20₃的中间延伸的线被称为“轴线X”。基础间隙砖的厚度e₂₀是在横向中间平面中包含的轴线X上的点处，垂直于轴线X测量的最短尺寸。优选地，基础间隙砖沿轴线X的平均厚度大于10cm和/或小于50cm。优选地，该厚度沿轴线X是恒定的。

优选地，在任一横截面中，基础间隙砖的厚度都是恒定的。

该基础间隙砖优选为型材节段(profile section)，这意味着其在横向平面中的尺寸与所考虑的节段的横向平面无关。

如在图2的实施方式中所示，上表面和/或下表面可以由多个平面构成。

在一个优选实施方式中(图3)，上表面和/或下表面包括至少一个曲面。

优选地，基础间隙砖的上过渡表面20_26-3在包含上部结构分支和槽池分支之间的接合的部分中，限定了上接合表面21，该上接合表面21是弯曲的(即非平面的)而没有任何尖锐边缘，优选地，上接合表面21包括圆底圆柱体的一部分或者甚至由圆底圆柱体的一部分构成。优选地，如所示出的，该圆柱体部分在90°的角度上延伸(圆柱体的四分之一部分)。

优选地，该上接合表面连接上部结构分支的水平表面、特别是包含上部结构表面的水平表面与槽池分支的水平表面、特别是槽池表面。

优选地，基础间隙砖的下过渡表面20_14-12在包含上部结构分支和槽池分支之间的接合的部分，限定了弯曲的下接合表面23而没有尖锐边缘，优选地，下接合表面23包括圆底圆柱体的一部分或者甚至由圆底圆柱体的一部分构成。优选地，如所示出的，该圆柱体部分在90°的角度上延伸。

优选地，该下接合表面连接上部结构分支的水平表面、特别是包含放置表面的水平表面与槽池分支的水平表面、特别是包含槽池表面的水平表面。

在一个实施方式中，该圆柱体部分与上过渡表面的圆柱体部分基本上共轴。

当通过在模具中铸造来获得基础间隙砖时，该模具优选通过3D打印来制造，因为这使得能够更容易地形成没有尖锐边缘的表面，特别是上过渡表面和/或下过渡表面，尤其是这些过渡表面的圆柱体部分。由此提高基础间隙砖的机械强度。

基础间隙砖的端面20₁和20₂优选为平面的、特别是无间断，优选彼此基本平行，且优选基本上为竖直的。

此外，在一个实施方式中，基础间隙砖的第一端面和第二端面分别限定榫头和与所述榫头互补的形状的榫眼，使得在使用位置中，所述榫头被容纳在相邻的第一基础间隙砖的榫眼中，以及使得所述榫眼容纳相邻的第二间隙砖的榫头(凸/凹互锁)。

基础间隙砖的化学成分可以是已知用于传统间隙砖的成分。

基础间隙砖的质量的超过95％、优选超过97％、优选超过99％、优选超过99.5％、优选超过99.9％由氧化物构成。

优选地，以基于氧化物的质量百分比计，基础间隙砖具有Al₂O₃+ZrO₂+SiO₂>80.0％的化学组成。

在一个实施方式中，优选地铸造的基础间隙砖具有如下的化学组成，该化学组成包括以基于氧化物的质量百分比计大于0.5％、或甚至大于1.5％、或甚至大于3.0％、或甚至大于4.0％、或甚至大于5.0％、或甚至大于6.0％，和/或小于10.0％、或甚至小于9.0％、或甚至小于8.0％的氧化锆稳定剂，特别是CaO和/或Y₂O₃和/或MgO和/或CeO₂，优选为Y₂O₃和/或CaO，优选为Y₂O₃。

在一个实施方式中，优选地铸造的基础间隙砖具有如下的化学组成，以基于氧化物的质量百分比计，对于100％的总量，使得：

-Al₂O₃+ZrO₂+SiO₂：大于80.0％、优选大于84.0％、优选大于86.0％，和/或小于97.0％、或甚至小于95.0％、或甚至小于94.0％，

-Y₂O₃：小于5.0％、或甚至小于4.0％、或甚至小于3.0％，以及优选大于0.5％、或甚至大于1.5％、或甚至大于2.0％，

-Na₂O：大于0.1％、或甚至大于0.2％，和/或小于1.5％、优选小于1％、优选小于0.6％、优选小于0.5％、或甚至小于0.4％，

-B₂O₃：大于0.1％、或甚至大于0.2％，以及小于0.6％、优选小于0.5％、或甚至小于0.4％，

-除Al₂O₃、ZrO₂、SiO₂、Y₂O₃、Na₂O和B₂O₃以外的氧化物种类：小于13.0％、优选小于9.0％、优选小于8.0％、优选小于5.0％、或甚至小于3.0％、或甚至小于2.0％、或甚至小于1.0％、或甚至小于0.5％。

-ZrO₂：大于12.0％、优选大于20.0％、优选大于25.0％、优选大于30.0％，和/或小于46.0％、优选小于42.0％，以及

-SiO₂：大于8.0％、优选大于10.0％，和/或小于24.0％、优选小于20.0％、优选小于17.0％，以及

-Al₂O₃：大于35.0％、优选大于40.0％，和/或小于60.0％、优选小于55.0％、优选小于50.0％，以及

-除Al₂O₃、ZrO₂和SiO₂以外的氧化物种类：小于10.0％、优选小于8.0％、优选小于6.0％、或甚至小于4.0％、或甚至小于3.0％，

或者使得：

-ZrO₂：大于80.0％、优选大于85.0％，和/或小于97.0％、优选小于96.0％，以及

-SiO₂：大于0.5％、优选大于1.0％、优选大于2.0％、优选大于3.0％，和/或小于15.0％、优选小于12.0％，优选小于10.0％，以及

-Al₂O₃：大于0.2％，和/或小于3.0％、优选小于2.0％，以及

-除Al₂O₃、ZrO₂和SiO₂以外的氧化物种类：小于8.0％、优选小于6.0％、优选小于4.0％，

或者使得：

-Al₂O₃：大于90.0％、优选大于91.0％，和/或小于98.0％、优选小于97.0％，以及

-SiO₂：大于0.2％，和/或小于7.0％、优选小于6.0％、或甚至小于4.0％、或甚至小于3.0％，以及

-除Al₂O₃和SiO₂以外的氧化物种类：小于8.0％、优选小于6.0％、优选小于5.0％，

或者使得：

-ZrO₂：大于62.0％、优选大于64.0％，和/或小于71.0％、优选小于69.0％，以及

-SiO₂：大于26.0％、优选大于28.0％，和/或小于36.0％、优选小于34.0％，以及

-除ZrO₂和SiO₂以外的氧化物种类：小于6.0％、优选小于4.0％、优选小于3.0％，

或者使得：

-SiO₂：大于90.0％、优选大于93.0％，以及

-除SiO₂以外的氧化物种类：小于10.0％、优选小于7.0％。

间隙砖的微观结构可以是已知用于传统间隙砖的微观结构。

优选地，间隙砖为铸造制品并且还可以包括以下可选特征中的一者或多者：

-间隙砖的下过渡表面的至少一部分、优选全部具有表皮微观结构；

-间隙砖的将要暴露于熔炉内环境的表面的至少一部分、优选全部具有表皮微观结构。特别是，优选地，槽池表面和/或上过渡表面的至少一部分、优选全部具有表皮微观结构；

-基础间隙砖的放置表面20₁₄的至少一部分、优选全部，优选下表面20₃的全部和/或上过渡表面20_26-3的全部或一部分，优选上过渡表面20_26-3的至少非水平部分和/或外侧面20₄的全部或一部分具有表皮微观结构。因此，抗破裂能力和机加工时间都得到改进；

-基础间隙砖的至少上部结构表面和端面不具有表皮微观结构；

-具有表皮微观结构的表面的晶体密度为在所述表面之下4cm的深度处测量的晶体密度的30倍以下、或甚至25倍以下、或甚至20倍以下；

-具有表皮微观结构的表面、特别是下过渡表面的至少一部分的晶体密度大于每平方毫米(mm²)130个晶体、优选大于每平方毫米150个晶体、优选大于每平方毫米180个晶体、优选大于每平方毫米200个晶体、大于每平方毫米230个晶体、或甚至大于每平方毫米250个晶体；

-以基于氧化物的质量百分比计，基础间隙砖的ZrO₂含量大于80.0％，以及具有表皮微观结构的表面、特别是下过渡表面的至少一部分的晶体密度大于每平方毫米600个晶体、优选大于每平方毫米650个晶体、优选大于每平方毫米700个晶体、优选大于每平方毫米800个晶体、大于每平方毫米900个晶体、大于每平方毫米1000个晶体、或甚至大于每平方毫米1100个晶体；

-以基于氧化物的质量百分比计，间隙砖的ZrO₂含量大于80.0％，以及具有表皮微观结构的表面、特别是下过渡表面的至少一部分的所述晶体的平均等效直径小于45μm、优选小于40μm，和/或优选大于20μm或大于30μm。

在铸造间隙砖(即作为铸造制品制成的间隙砖)的表面上获得表皮微观结构对于本领域技术人员来说没有特别的难度。具体地，本领域技术人员知道通过提高熔化材料凝固的速度而能够在表面上更好地形成微观结构。

当熔化材料浴被倒入模具中时，模具的特性和模具的温度可特别适于确保冷却足够快以获得表皮微观结构。例如，当模具最初在室温下时，表皮微观结构形成在与模具的壁接触或接近的表面上。如果不像例行操作的一部分那样做，而是该表皮在机加工操作期间没有被清除，则因此在基础间隙砖的还没有进行机加工的那些表面上获得表皮微观结构。

然而，有限的机加工(表面处理)确实允许保留表皮微观结构。

在一个实施方式中，基础间隙砖设置有用于锚固在玻璃熔炉的金属壳体中的锚固装置42。该锚固装置例如由螺钉、挂钩、金属板、或切口构成。该锚固装置优选附接在距上部结构表面小于20cm、优选小于10cm、优选小于5cm处，或者甚至附接到上部结构表面(图3)。

基础间隙砖可以是烧结产品。

当然，以上描述的尺寸、形状和微观结构是非限制性的。

隔热层

优选地，隔热层40具有如下的化学组成，使得，以基于氧化物的质量百分比计，Al₂O₃+SiO₂+ZrO₂+CaO+Na₂O+MgO+K₂O+TiO₂+Fe₂O₃+HfO₂+P₂O₅+Y₂O₃>85％，优选大于90％，或者甚至大于95％。

优选地，隔热层40具有如下的化学组成，使得，以基于氧化物的质量百分比计，Al₂O₃+SiO₂+ZrO₂+CaO+Na₂O+MgO+K₂O+TiO₂+Fe₂O₃+HfO₂>80％，优选大于85％，优选大于90％，或者甚至大于95％。

优选地，隔热层具有如下的化学组成，以基于氧化物的质量百分比计，使得Al₂O₃+SiO₂+ZrO₂+CaO+HfO₂>80％，优选大于85％，优选大于90％，或者甚至大于95％。

在一个实施方式中，隔热层具有如下的化学组成，以基于氧化物的质量百分比计，使得Al₂O₃+SiO₂>80％，优选大于85％，优选大于90％，或者甚至大于95％。

优选地，隔热层的质量的大于90％、优选大于95％、优选大于98％、优选大于99％、优选大于99.5％由氧化物组成。

优选地，隔热层40选自：

-毡制品，优选为由陶瓷纤维制成的毡制品，优选具有按质量计大于80％、或甚至大于85％、或甚至大于90％的Al₂O₃+SiO₂含量，

-隔热板或刚性纤维隔热板，

-陶瓷泡沫，优选具有按质量计大于80％、或甚至大于85％、或甚至大于90％的Al₂O₃+SiO₂含量，

-陶瓷基复合材料(CMC)，优选其质量的大于90％、优选大于95％、优选大于98％、优选大于99％、优选大于99.5％由氧化物制成，

-及以上的混合物。

隔热层40的热导率在20℃与500℃之间、优选在20℃与600℃之间、优选在20℃与700℃之间、优选在20℃与800℃之间、优选在20℃与900℃之间、优选在20℃与1000℃之间小于2.0W.m^-1.K^-1、优选小于1.8W.m^-1.K^-1、优选小于1.5W.m^-1.K^-1、优选小于1.3W.m^-1.K^-1、优选小于1W.m^-1.K^-1、优选小于0.9W.m^-1.K^-1、优选小于0.8W.m^-1.K^-1、优选小于0.7W.m^-1.K^-1、优选小于0.6W.m^-1.K^-1、优选小于0.5W.m^-1.K^-1。

优选地，隔热层40覆盖下过渡表面20_14-12的超过40％、超过60％、超过70％、超过80％、超过90％、或甚至100％。

基础间隙砖的包括在下表面内并由隔热层覆盖(即与隔热层接触)的表面被称为“隔热表面”。

隔热表面在连接所述基础间隙砖的放置表面20₁₄与槽池表面20₁₂的下过渡表面20_14-12的至少一部分上延伸、优选在整个下过渡表面20_14-12上延伸。

如图2c所示，隔热层在下过渡表面20_14-12内不必延伸直至放置表面。然而，优选地，隔热层优选延伸至距放置表面小于30mm、优选小于20mm、优选小于10mm。优选地，隔热表面延伸直至放置表面，即至少延伸直至图2a、图2b和图3中所示的线44。

在所示的实施方式中，隔热表面因此在下过渡表面20_14-12的由上部结构分支限定的水平部分的至少一部分上延伸、至少直至延伸到达放置表面20₁₄。

在一个实施方式中，隔热表面不延伸直至覆盖(甚至部分覆盖)放置表面(图2a和图2b)。

在一个实施方式中，如图3所示，隔热表面部分地或甚至全部延伸至放置表面。在使用位置中(图1)，隔热表面因此被压紧在放置表面20₁₄与金属结构14之间。当隔热层是刚性的时，将隔热层压紧在放置表面与金属结构之间使得该隔热层抵靠隔热表面而无需将该隔热层附接到基础间隙砖。

特别地，隔热表面可以在放置表面的超过50％、60％、70％、80％、90％、或甚至100％上延伸。

优选地，隔热表面至少延伸至连接上部结构分支和槽池分支的下接合表面23，如图2a所示。

优选地，隔热表面至少延伸直至放置表面以及至少延伸直至接合表面。该实施方式对于防止在工作中出现裂纹特别有效。

在一个实施方式中，隔热表面在槽池分支侧不延伸超过下接合表面23。因此，在图2b中，隔热表面不延伸至槽池分支的下水平表面、即不超过下边缘35，这使得隔热板砖块更容易实现。

在一个优选实施方式中，隔热表面在整个放置表面上延伸直至下边缘35。

在另一个实施方式中，隔热表面在槽池分支侧延伸超过下接合表面23。在图2a所示的实施方式中，隔热表面因此部分地覆盖槽池分支的下水平表面。

优选地，如图2a所示，隔热表面延伸直至槽池表面。然而，优选地，隔热表面在槽池分支侧不延伸直至覆盖(甚至部分覆盖)槽池表面，即不超过图2a、图2b和图3所示的线46。

在一个优选实施方式(图2a)中，隔热表面延伸至基础间隙砖的整个下过渡表面20_14-12。

在一个优选实施方式中，隔热表面在整个放置表面上延伸并且延伸至基础间隙砖的整个下过渡表面20_14-12。

优选地，隔热表面是连续的，即为一个整片。

隔热层可以通过任何现有技术中已知的方式被保持在隔热表面上。

优选地，隔热层刚性地附接至基础间隙砖，即隔热层与基础间隙砖形成一个整体，使得在制造熔炉时更容易处理隔热层。优选地，隔热层粘接至隔热表面，如图2a所示。

优选地，用于将隔热层附接至隔热表面的粘合剂选自陶瓷粉末和粘结剂的混合物，优选以液体形式应用粘合剂。

优选地，上述粉末为粉末状的氧化铝和/或二氧化硅和/或莫来石。优选地，上述粘结剂选自硅胶、硅酸钠、有机树脂、有机粘合剂及其混合物。所使用的粘合剂还可以是商业上可获得的粘合剂，诸如来自Unifrax公司的Fixwool FX粘合剂。

在一个实施方式中，隔热表面被局部结构化以改善隔热层40的附接。例如，可以形成一个或多个刻痕，例如圆形的、自身封闭的，从而产生一个或多个附接区域。

还可以通过紧固件来进行附接，例如通过容纳在凹部中的支架来进行附接，该凹部限定包括在放置表面20₁₄与内边缘35之间的下过渡表面20_14-12，从而利用所述下过渡表面夹置隔热层。

优选地，隔热层40的平均厚度优选为恒定的，且小于40mm、优选小于32mm、优选小于28mm、优选小于22mm、或甚至小于18mm或小于15mm，和/或优选大于3mm、优选大于5mm、优选大于10mm。

优选地，隔热层40具有足够的刚性以自支撑，即当其在室温下使用时可以维持其形状。优选地，隔热层的形状与隔热表面的形状互补。

隔热层40优选包括陶瓷纤维、特别是氧化铝纤维和/或二氧化硅纤维和/或氧化锆纤维和/或玻璃纤维、优选经浸出的玻璃纤维。

优选地，隔热层包括CMC，优选由CMC制成。有利地，CMC具有足够的机械强度以抵挡冲击，且具有足够的刚性以容易处理以及与基础间隙砖组装而不变形。

优选地，CMC包括以下可选特征中的一者或多者：

-优选地，CMC被烧结；

-根据阿基米德推挤原理通过吸液方法测量的CMC的开孔率大于25％、优选大于30％且小于45％、优选小于35％；

-CMC的质量的超过90％、优选超过95％、优选超过98％、优选超过99％、优选超过99.5％由氧化物构成；

-优选地，CMC包括按体积计大于30％、优选大于40％、优选大于50％、优选大于60％和/或小于70％的纤维；

-上述纤维由氧化物材料制成，该氧化物材料优选包括按质量计大于50％、优选大于60％、或甚至大于70％、或甚至大于80％、或甚至大于90％的Al₂O₃和/或SiO₂和/或ZrO₂；

-上述纤维是选自以下纤维的纤维：由按质量计大于95％、优选大于98％、优选大于99％、优选基本上100％的氧化铝制成的纤维，由按质量计大于95％、优选大于98％、优选大于99％、优选基本上100％的二氧化硅制成的纤维、优选由按质量计大于95％、优选大于98％、优选大于99％、优选基本上100％的无定形二氧化硅制成的纤维，由按质量计大于95％、优选大于98％、优选大于99％、优选基本上100％的莫来石制成的纤维，由按质量计大于95％、优选大于98％、优选大于99％、优选基本上100％的玻璃、优选经浸出的玻璃制成的纤维；

-上述纤维优选以多根细丝的形式被捆绑在一起，一根细丝通常包含几百根至几千根纤维；

-上述纤维、优选上述细丝优选是连续的且其长度大于50mm、或甚至大于100mm。

-在一个实施方式中，上述纤维、优选上述细丝以机织物(具有纬向细丝和经向细丝)或毡垫(非纺织)的形式排布。优选地，机织物和/或毡垫以使得基本上平行于基础间隙砖的隔热表面延伸的方式排布在CMC中；

-以质量百分比计，基体由大于90％、优选大于95％、优选大于99％的氧化物制成；优选地，基体几乎全部由氧化物制成；

-基体包含Al₂O₃和/或SiO₂；

-优选地，基体包含Al₂O₃和SiO₂；

-优选地，以基于基体的质量百分比计，基体中的Al₂O₃含量大于65％、优选大于70％；

-优选地，以基于基体的质量百分比计，基体中的SiO₂含量大于15％、优选大于20％和/或小于35％、优选小于30％；

-优选地，以基于基体的质量百分比计，基体中的除Al₂O₃和SiO₂以外的氧化物含量小于3％、优选小于2％、优选小于1％；

-优选地，Al₂O₃含量大于60％、优选大于65％；

-在一个实施方式中，以基于氧化物的基体的质量百分比计，Al₂O₃和SiO₂的总含量大于80％、优选大于85％、优选大于90％、优选大于95％；

-在一个实施方式中，基体中的二氧化硅是无定形的；

-在一个实施方式中，以基于氧化物的质量百分比计且对于100％的总量，CMC具有以下化学成分：

-SiO₂:47％-67％，

-Al₂O₃:32％-52％，

-除Al₂O₃和SiO₂以外的氧化物种类：<5％，优选<4％，优选<3％，优选<2％；

-CMC的热导率在20℃与500℃之间、优选在20℃与600℃之间小于1.3W.m^-1.K^-1、优选小于1W.m^-1.K^-1、优选小于0.9W.m^-1.K^-1、优选小于0.8W.m^-1.K^-1、优选小于0.7W.m^-1.K^-1、优选小于0.6W.m^-1.K^-1、优选小于0.5W.m^-1.K^-1；

-CMC的表观密度大于1.4g/cm³、或甚至大于1.50g/cm³和/或小于2g/cm³、优选小于1.9g/cm³、优选小于1.80g/cm³。

在一个实施方式中，隔热层具有夹层结构，该夹层结构包括叠置的第一薄片、填充材料和第二薄片。

第一薄片和第二薄片可以彼此附接，优选其附接方式使得在两端形成管状开口、在其一端形成套筒开口、或形成密封壳体。

第一薄片和第二薄片中的至少一者、优选每一者由CMC制成。

第一薄片和第二薄片中的至少一者、优选每一者的厚度大于2mm、优选大于3mm、优选大于5mm。

优选地，填充材料的热导率在20℃与500℃之间、优选在20℃与600℃之间、优选在20℃与700℃之间、优选在20℃与800℃之间、优选在20℃与900℃之间、优选在20℃与1000℃之间小于2.0W.m^-1.K^-1、优选小于1.8W.m^-1.K^-1、优选小于1.5W.m^-1.K^-1、优选小于1.3W.m^- ¹.K^-1、优选小于1W.m^-1.K^-1、优选小于0.9W.m^-1.K^-1、优选小于0.8W.m^-1.K^-1、优选小于0.7W.m^-1.K^-1、优选小于0.6W.m^-1.K^-1、优选小于0.5W.m^-1.K^-1。优选地，填充材料的热导率低于第一薄片和第二薄片的热导率。

填充材料可以为刚性的或松散的，例如为中空的氧化铝珠粒的形式、纤维丝的形式(例如氧化铝丝)。

优选地，隔热层40配置成使得其根据标准ASTM C1341-13测量的三点弯曲屈服强度大于3MPa，优选大于6MPa，优选大于10MPa。有利地，由此提高了隔热层的机械强度、特别是其冲击强度。

优选地，而且当隔热层40布置在基础间隙砖的槽池分支的下表面(图中槽池分支的下水平表面)的至少一部分上时是必须的，隔热层配置成使得其耐高温性大于400℃、优选大于600℃、优选大于800℃、优选大于1000℃。有利地，由此提高了隔热间隙砖的稳定性。

隔热间隙砖的厚度为e的隔热层的对温度T的耐高温性采用以下方法确定：将长度a等于500mm、宽度b等于400mm、以及具有厚度e的所述隔热层的测试样本放置在电炉中、在由RI34制成的厚度等于60mm的砖块48上，根据图4所示的设置，尺寸x等于250mm。在该设置中，RI34砖块中的一个砖块被相对于隔热层定向，就像隔热间隙砖在使用位置时的金属结构一样。

然后执行以下热循环：

-以50℃/h的速度从室温升高到温度T，

-温度T被保持24小时，

-然后以50℃/h的速度降低到室温。

在完全冷却之后，确定板在其自身重量下的变形，该变形通过沿各个对角线测量的变形量的平均值来估计。如果板在其自身重量下的变形小于或等于5mm，则认为隔热层具有超过温度T的耐高温性。

为了测量隔热间隙砖的厚度为e的隔热层的抗压强度，从该间隙砖的隔热层取出尺寸等于50×50×10mm³的测试样本，厚度10mm为在厚度e方向上的厚度。

然后在室温下、在厚度方向上、以0.1mm/min的位移速度，将负载施加到测试样本的50×50mm²的表面面积的整个表面面积上。加大负载直到测试样本变形。抗压强度等于用牛顿表示的所述负载除以其上施加所述负载的表面面积(在本示例中为25cm²)。

优选地，隔热层40配置成使得其例如如上描述测量的抗压强度大于5MPa、优选大于10MPa。

为了测量厚度为e的隔热层的抗压碎强度，提取尺寸等于50×50×10mm³的测试样本，厚度10mm为在厚度e方向上的厚度。

然后在室温下、在厚度方向上、以0.1mm/min的位移速度，将负载施加到测试样本的50×50mm²的整个表面面积上。加大负载直到测试样本的厚度减小一半(或换句话说减小5mm)。抗压碎强度等于用牛顿表示的负载除以其上施加所述负载的表面面积(在本示例中为25cm²)。

为了使金属结构的间隙砖隔热，传统上使用由纤维垫(“隔热垫”)组成的隔热层。与这些层不同，隔热层40的例如如上所述测量的抗压碎强度优选大于10MPa，由此提高上部结构的稳定性。

优选地，隔热层40配置成使得其例如如上所述测量的抗压碎强度大于20MPa、优选大于30MPa、优选大于50MPa，由此提高上部结构的稳定性。

因此，隔热层40的抗压碎强度大于传统上放置于间隙砖与金属结构之间的由纤维垫(“隔热垫”)组成的隔热层的抗压碎强度。

优选地，隔热层40配置成使得其具有高的抗热冲击性。

优选地，隔热层40配置成使得其对含苏打的蒸汽具有高的抗腐蚀性。有利地，由此延长隔热层在玻璃熔炉中的使用寿命。

使用CMC、特别是以上描述的那些类型的CMC，极好地适于获得这些特性。

制造

可以采用所有的用于制造间隙砖的传统方法。

可以采用所有的能够获得CMC的制造方法。

特别地，制造方法可以包括以下步骤：

-用浆体浸渍许多机织物或毡垫、优选细丝形成的机织物或毡垫，从而能够在干燥和/或烧结后形成基体；

-对所述机织物和/或毡垫进行分层，

可以通过冲压、或真空成型来进行所述分层。

可以对机织物或毡垫进行分层，使得各种机织物或毡垫的细丝基本上全部具有相同的方向、或者不同的方向(例如45°)，特别是根据所需的机械特性。可以在具有间隙砖的隔热表面的轮廓的刚性支撑件上进行分层，从而获得轮廓接近所述隔热表面的轮廓的CMC。

当隔热层为刚性的时，其形状优选适应于隔热表面。该形状可以是用于制造隔热层的方法的结果，或者可以随后获得、例如通过机加工或通过变形获得。

在一个实施方式中，在基础间隙砖和/或隔热层为原始状态、即在烧结之前，将基础间隙砖和/或隔热层布置到使用位置。基础间隙砖优选为混凝土的形式。然后在熔炉中原地进行基础间隙砖的烧结和/或隔热层的烧结。

示例

为了再现使用中经受的应力载荷，具有L形横截面的型材节段的形状、长度L₂₀等于270mm、宽度l₂₀等于625mm、高度h₂₀等于230mm以及厚度e₂₀等于170mm的基础间隙砖(图2a)被放置在熔炉中，熔炉中再创建操作条件，如图5a、图5b、图5c和图5d所示。图5a和图5b以间隙砖的横向中间平面分别示出用于测试不根据本发明的间隙砖和根据本发明的间隙砖的测试设置的横截面。尺寸t、u、w、y和z分别等于440mm、160mm、160mm、330mm和500mm。图5c和图5d示出了用于间隙砖的布置的透视图。

压力为4bar(巴)且在室温(20℃)下的空气经由氧化铝管道间歇性地吹到间隙砖的下过渡表面上，所述氧化铝管道的内径等于25mm、在其一端封闭、且包括宽度为4.5mm以及长度为270mm的狭槽，从而允许空气沿图5a和图5b中箭头56所指的方向泄漏。

每个间隙砖的放置表面支撑在两排50₁和50₂RI34砖块上，每个间隙砖的槽池表面支撑在一排52RI34砖块上，所述砖块的厚度等于60mm。RI34砖块54₁和54₂支撑在两排RI30砖块上，每一排的厚度等于60mm。

仅对间隙砖的端面进行机加工。其他表面如铸造的那样且具有表皮微观结构。端面通过竖直壁隔热，该竖直壁由一层RI28砖块和两层RI30砖块制成(图5c中仅示出了两个壁中的一个壁)，每层砖块的厚度等于60mm。

在每个基础间隙砖的上部结构表面上放置

毡制品55，随后是一排57厚度等于60mm的RI30砖块，毡制品55的厚度等于12mm且由Unifrax公司销售。

RI28砖块、RI30砖块和RI34砖块由Saint-Gobain Performance Ceramics&Refractories公司销售。

测试在两个基础间隙砖上进行，这两个基础间隙砖由Saint-Gobain SEFPRO公司销售的同一种材料ER1195制成，且并排放置，两个基础间隙砖中的一个基础间隙砖没有隔热层且作为参考，而一个基础间隙砖覆盖有隔热层，隔热表面在整个放置表面上延伸且延伸到整个下过渡表面，从而构成隔热间隙砖。隔热层由

毡制品制成，该毡制品具有等于12mm的恒定厚度、热导率在20℃与1000℃之间小于0.5W.m^-1.K^-1、由Unifrax公司销售。使用由Unifrax公司销售的

FX将隔热层粘接到适当位置。

热电偶T(其位置在图5c中示出)用于调节气体燃烧器，使得能够调整在两个间隙砖的上过渡表面侧上的温度。

测试如下进行，温度使用热电偶T来调节：

-温度以25℃/h的速度从室温升高到1400℃、无吹气，

-温度在1400℃维持1小时，无吹气，

-温度在1400℃维持6小时，有吹气，

-温度在1400℃维持6小时，无吹气，

-前两个紧邻的阶段连续重复5次，

-温度以25℃/h的速度降低到室温。

通过目测评估对间隙砖的损坏。在测试之前和之后进行的该目测使得能够显示可能会产生的任何裂纹的存在。

可以使用Richert Polyvar 2型光学显微镜(优选使用×5倍放大率)、结合图像分析软件J来执行产品的微观结构的分析和表征。图像分析软件允许隔离独立晶体(即，由玻璃相围绕的晶体)以及确定独立晶体的表面面积。特别地，能够区分游离态氧化锆的晶体或氧化铝-氧化锆共熔合金的晶体。只保留其表面面积大于12平方微米的晶体。

具有表皮微观结构的每平方毫米的表面区域(Nc-表面)的晶体数目(Nc)以及位于测试样本内4cm的表面上的每平方毫米的表面区域(Nc-内部)的晶体数目被评估。给定的值对应于4组测量的平均值。计算Nc-表面与Nc-内部的比率。高于4的比率表明是表皮微观结构。

在对待分析的材料在1000℃煅烧1小时之后，针对其数量不超过0.5％的元素以及针对硼和锂，使用“电感耦合等离子体”或ICP来测量产品的化学成分。为了确定其他元素的含量，通过熔化材料制造待分析的材料珠粒，然后使用X射线荧光光谱进行化学分析。

隔热层的热导率通常由热扩散率、表观密度和质量比热容的乘积给出。

使用利用具有1000W的功率的卤素灯的闪光方法来测量隔热层的扩散率。

通过对隔热层的已知表观容积进行加权来确定表观密度，表观密度为所述加权的结果与所述表观容积的比率。

通过差示扫描量热法(或DSC)来测量质量比热容。

所进行的测试显示，经测试后，参考间隙砖具有位于下过渡表面上和槽池表面上的两道裂纹，裂纹的长度大于100mm且具有在0.5mm与1mm之间的开口。根据本发明的隔热间隙砖没有裂纹。

对两个基础间隙砖进行第二测试，这两个基础间隙砖由Saint-Gobain SEFPRO公司销售的同一种材料ER1681制成，且并排放置。

第一基础间隙砖没有隔热层且作为参考。

第二基础间隙砖覆盖有隔热层，隔热表面在整个放置表面和整个下过渡表面上延伸，从而构成根据本发明的隔热间隙砖。

隔热层由陶瓷基复合材料(CMC)制成，厚度恒定且等于13mm，热导率在20℃与500℃之间小于0.6W.m^-1.K^-1。该CMC的质量的44％由机织物制成，剩余部分由氧化铝和二氧化硅基体制成，所述机织物由经浸出的玻璃纤维制成，所述经浸出的玻璃纤维的二氧化硅含量按质量计大于90％。该CMC的开孔率等于38％、表观密度等于1.65g/cm³、Al₂O₃含量等于42％、SiO₂含量等于57％、以及其他氧化物的含量等于1％，Al₂O₃、SiO₂和其他氧化物的含量以基于所述陶瓷基复合材料的氧化物的质量百分比表示。

经测试后，根据本发明的隔热间隙砖(图6a)基本上没有裂纹，而参考间隙砖(图6b)充斥着裂纹，图中用黑色标记示出裂纹以使裂纹更明显可见。

现在显然，本发明能够提高抗破裂能力，并因此延长熔炉的寿命。

当然，本发明不限于仅以说明方式给出的示例。不用说，所描述的实施方式仅为示例以及这些实施方式可以在不脱离本发明的范围的情况下被修改、特别是通过替换技术等同物来修改。

Claims

1.一种玻璃熔炉（10），包括：

- 槽池（12），所述槽池包括上边缘（25）；

- 金属结构（14）；以及

- 上部结构（16），所述上部结构包括侧壁（26）和中间层（18），所述中间层包括隔热间隙砖，

所述隔热间隙砖用于布置在所述玻璃熔炉（10）的所述中间层（18）中，

所述隔热间隙砖包括：

- 铸造或烧结的基础间隙砖（20），所述基础间隙砖呈L形横截面的型材节段的形式，并包括上部结构分支（30）和槽池分支（32），所述基础间隙砖限定由以下构成的外表面：

- 第一端面（20₁）和第二端面（20₂），所述第一端面和所述第二端面界定所述基础间隙砖的长度（L₂₀），

- 下表面（20₃），所述下表面包括支撑在所述金属结构（14）上的水平的放置表面（20₁₄）、面对所述槽池（12）的上边缘（25）延伸的槽池表面（20₁₂）、以及连接所述放置表面（20₁₄）和所述槽池表面（20₁₂）的下过渡表面（20_14-12），

- 外侧面（20₄），

- 上表面（20₅），所述上表面包括在其上支撑所述侧壁（26）的上部结构表面（20₂₆）、以及连接所述上部结构表面（20₂₆）和所述下表面（20₃）的上过渡表面（20_26-3）；

- 隔热层（40），所述隔热层的热导率在20°C与500°C之间小于2.0 W.m^-1.K^-1，具有足够的刚性以自支撑，且覆盖所述基础间隙砖的隔热表面，

所述隔热表面被包括在所述基础间隙砖的下表面（20₃）内，延伸到所述下过渡表面（20_14-12）中，且占据所述下过渡表面（20_14-12）的超过20%，

所述隔热层具有以下化学组成，以基于氧化物的质量百分比计，使得Al₂O₃ + SiO₂ +ZrO₂ + CaO + Na₂O + MgO + K₂O + TiO₂ + Fe₂O₃ + HfO₂ + P₂O₅ + Y₂O₃ > 80%，

其中，所述隔热表面没有延伸到覆盖所述放置表面的程度，或者所述隔热层（40）被压紧在所述放置表面（20₁₄）与所述金属结构（14）之间。

2.如权利要求1所述的玻璃熔炉，其中，所述下过渡表面（20_14-12）包括连接所述上部结构分支（30）和所述槽池分支（32）的下接合表面（23），以及所述隔热表面以至少覆盖所述下接合表面（23）的方式延伸。

3.如权利要求2所述的玻璃熔炉，其中，所述下接合表面（23）连接所述上部结构分支（30）的包括所述放置表面（20₁₄）的水平表面和所述槽池分支（32）的包括所述槽池表面（20₁₂）的水平表面。

4.如权利要求1至3中任一项所述的玻璃熔炉，其中，所述隔热层（40）的抗压碎强度大于10 MPa。

5.如权利要求1所述的玻璃熔炉，其中，所述隔热层（40）包括以下：由通过陶瓷基体粘接在一起的纤维制成的陶瓷基复合材料。

6.如权利要求5所述的玻璃熔炉，其中，所述隔热层（40）由以下制成：由通过陶瓷基体粘接在一起的纤维制成的陶瓷基复合材料。

7.如权利要求5所述的玻璃熔炉，其中，所述纤维由氧化物材料制成，以基于氧化物的质量百分比计，所述氧化物材料包括超过50%的Al₂O₃和/或SiO₂和/或ZrO₂；和/或，其中，所述纤维构成所述陶瓷基复合材料的体积的大于30%。

8.如权利要求7所述的玻璃熔炉，其中，所述纤维选自：

- 由按质量计超过95%的氧化铝制成的纤维，

- 由按质量计超过95%的二氧化硅制成的纤维，

- 由按质量计超过95%的莫来石制成的纤维，以及

- 由按质量计超过95%的玻璃制成的纤维。

9.如权利要求5所述的玻璃熔炉，其中，所述基体包含Al₂O₃和/或SiO₂。

10.如权利要求5所述的玻璃熔炉，其中，以基于所述基体的质量百分比计，所述基体具有大于65%的Al₂O₃含量和/或大于15%且小于35%的SiO₂含量，和/或小于3%的除Al₂O₃和SiO₂以外的氧化物含量。

11.如权利要求5所述的玻璃熔炉，其中，所述陶瓷基复合材料具有以下化学成分，以基于氧化物的质量百分比计且对于总量100%：

- SiO₂：47% - 67%，

- Al₂O₃：32% - 52%，

- 除Al₂O₃和SiO₂以外的氧化物种类：< 5%。

12.如权利要求1所述的玻璃熔炉，其中，所述隔热层（40）附接到所述隔热表面。

13.如权利要求1所述的玻璃熔炉，其中，所述隔热表面至少延伸直至所述放置表面和/或直至所述槽池表面（20₁₂）。

14.如权利要求1所述的玻璃熔炉，其中，所述隔热表面占据所述下过渡表面（20_14-12）的超过60%。

15.如权利要求1所述的玻璃熔炉，其中，所述隔热表面至少延伸至所述下过渡表面（20_14-12）的由所述上部结构分支限定的水平部分的一部分。

16.如权利要求1所述的玻璃熔炉，其中，所述隔热表面至少延伸至所述放置表面（20₁₄）的一部分。

17.如权利要求1所述的玻璃熔炉，其中，所述隔热表面延伸直至所述下过渡表面（20_14-12）的由所述槽池分支限定的水平部分，而不覆盖所述水平部分。

18.如权利要求1所述的玻璃熔炉，其中，所述隔热表面至少延伸至所述下过渡表面（20_14-12）的由所述槽池分支限定的水平部分的一部分。

19.如权利要求1所述的玻璃熔炉，其中，所述隔热层（40）由烧结材料制成和/或所述隔热层（40）的热导率在20°C与500°C之间小于0.6 W.m^-1.K^-1。

20.如权利要求1所述的玻璃熔炉，其中，所述隔热层（40）具有夹层结构，所述夹层结构包括叠置的陶瓷基复合材料的第一薄片、填充材料和陶瓷基复合材料的第二薄片，所述填充材料的热导率在20°C与500°C之间小于2.0 W.m^-1.K^-1。