CN1227203A - 熔铸氧化铝－氧化锆－二氧化硅耐火材料及采用它的玻璃熔炉 - Google Patents

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Abstract

一种熔铸氧化铝—氧化锆—二氧化硅耐火材料，它基本上由刚玉晶体、二氧化锆矿晶体和玻璃基质相构成，其化学组成包含(a)30—70重量%Al2O3，(b)20—59重量%ZrO2，(c)5—12重量%SiO2，(d)0.15—0.60重量%Na2O，(e)0—0.50重量%K2O，(f)0—0.40重量%Li2O，(g)0.05—0.80重量%B2O3，(h)0.05—0.80重量%P2O5，(i)总量为0.05—0.50%的选自SnO2，ZnO，CuO和MnO2中的至少一种组分。

Description

熔铸氧化铝-氧化锆-二氧化硅耐火材料 及采用它的玻璃熔炉
本发明涉及一种熔铸氧化铝-氧化锆-二氧化硅耐火材料(下文中简称为熔铸耐火材料)，它主要用于玻璃熔炉与玻璃熔体接触的部分或上层结构部分，结果所述耐火材料中玻璃基质在高温下基本没有渗出现象；本发明还涉及采用所述耐火材料的玻璃熔炉。
熔铸耐火材料的制造，是将为使该种耐火材料具有预定化学组成而配制的混合原料先在例如装有石墨电极的电弧炉中进行熔制，然后将所得的熔体浇铸到具有预定内部尺寸的铸模中(该铸模预先埋在一种绝热材料中)，随后冷却至室温凝固之。这样获得的耐火材料铸锭具有密致的晶体结构。因此，与通常的烧结耐火材料相比，它是一种抗玻璃熔体侵蚀性能极佳的耐火材料。
本发明的耐火材料在下文中称为熔铸耐火材料，因为它通常是如上所述将电炉中的耐火材料熔体烧铸成所需的形状而制得的。但是也可以采用在炉内熔制后凝固的产品或者经细化成粉末后形成聚集体作为烧结的耐火材料。
对于玻璃熔炉来说，在熔铸耐火材料中最好采用含较多量ZrO2的耐火材料，特别是因为这种耐火材料的抗侵蚀性能优异的缘故。由于ZrO2在大约900℃至1200℃的温度范围内单斜晶体相与四方晶体相之间发生相转变，所以会进行不可逆的膨胀或收缩。但是，具有玻璃基质围绕着ZrO2颗粒结构的耐火材料是已知的，该材料在上述温度范围的膨胀或收缩减少。这种耐火材料的典型例子是含33-41重量％ZrO2的熔铸氧化铝-氧化锆-二氧化硅耐火材料以及含80-95重量％ZrO2的高氧化锆含量熔铸耐火材料。
熔铸氧化铝-氧化锆-二氧化硅耐火材料是最常应用的，但它有一个问题，即其中围绕着刚玉、二氧化锆矿以及它们共晶的晶体相的玻璃基质，在高温条件下会流渗出来。耐火材料中玻璃基质的这种渗出现象会在熔制的玻璃中直接产生一些缺陷，例如玻璃纽结和条纹，并间接产生石子或砂眼。
而高氧化锆含量的熔铸耐火材料，其产生这些玻璃缺陷的可能性较小，因为其中围绕着二氧化锆矿晶相的玻璃基质相数量较少，因此近年来它们已特别应用于熔制高质量的玻璃。然而由于其ZrO2含量很高，因此价格昂贵。
熔铸氧化铝-氧化锆-二氧化硅耐火材料中玻璃基质渗出的原因是很复杂的。但可以提到的原因，例如是玻璃基质的粘度降低以及从耐火材料中逸出的气体对玻璃基质的挤出作用。在玻璃基质中含有大量玻璃网格改性剂组分如Na2O，它有降低玻璃基质粘度的作用，结果玻璃基质或其反应产物就会随着气体逸出等原因而由耐火材料结构渗流出来。
另一方面，在耐火材料熔化过程中从电弧炉的石墨电极会有碳和碳化物进入熔体，在高温氧化生成二氧化碳或一氧化碳气体，而这种气体会挤压玻璃基质。
因此，为了减少玻璃基质的渗出，必须防止玻璃基质粘度的降低，尽可能减少导致气体发生的物质污染，并尽可能使铸锭处于氧化状态。
为了增加玻璃基质的粘度，可以理解的是减少玻璃基质中玻璃网格改性剂如Na2O的含量，或者在极端情况下，使组成接近于二氧化硅玻璃的组成。然而，在此情况下，在耐火材料熔体冷却固化过程中可能形成莫来石，由此在铸锭中会生成裂纹，结果难以获得尺寸和形状适用的铸锭。
JP-B-42-15603提出一种可获得没有裂纹的耐火材料铸锭的方法，其中的玻璃基质即使在高温下也能保持高的粘度。在该方法中，所采用的玻璃基质除了含有SiO2外，还含有组分P2O5和/或V2O5，并且除含这些组分之外还含B2O3或R2O(R:Li,Na或K)。
但当R2O的含量至多为0.6重量％时，应大量含有P2O5和B2O3中的至少一种，并且它们的总含量至少为2.1重量％。对于这样的玻璃基质组成，其玻璃基质在高温下的粘度不可能高。而若P2O5和B2O3的含量低，R2O含量就显得高，象上述情况一样，玻璃基质的粘度也不可能高。再者，若V2O5进入所熔制的玻璃熔体，则玻璃熔体会着色，并且免不了产生安全问题，因此使用这样的玻璃熔体是不适宜的。
通常就在浇铸之前，将氧气鼓入耐火材料熔体，为的是使铸锭达到氧化状态。但仅采取这种措施，尚不足以充分减少玻璃基质的渗出。
对于生产耐火材料还提出了下列一些方法。这些方法有：将原料先制成微细颗粒以增加比表面积，从而提高氧化程度，并以一种氧化性气体吸附于其上的方法(JP-B-5-8143)；将在低温度具有氧化作用的氧化剂加入原料中的方法(JP-B-5-30793)；降低原料中杂质(例如Fe的氧化物和Ti的氧化物)含量的方法(JP-B-4-26928)；不仅降低这些杂质，而且降低其它杂质(如Cr或Cu的氧化物)的方法(JP-B-5-7350)。
前两种方法，即吸附氧化性气体的方法和添加氧化剂的方法都有缺点，即所用的氧化性气体或氧化剂在比耐火材料熔化温度低得多的温度下即分解，因而在熔化材料中无法显示稳定的氧化作用。而后两种减少杂质含量的方法也有缺点，即碳等的污染并不能减少，因而玻璃基质的渗出不能充分减轻，而且将原料提纯到高纯度将直接导致成本的增加，而这是不适宜的。
如前所述，对于减轻耐火材料中玻璃基质的渗出问题提出过种种建议，但迄今尚未开发出完全解决此问题的熔铸氧化铝-氧化锆-二氧化硅耐火材料。因此尚无能够充分降低所熔制的玻璃熔体中缺陷(例如纽结、条纹、砂眼、石子或着色)的解决办法。
本发明的主要目的即是提供一种熔铸氧化铝-氧化锆-二氧化硅耐火材料，其中玻璃基质基本不渗出，因此减少了玻璃熔体中玻璃缺陷的形成。
本发明提供一种熔铸氧化铝-氧化锆-二氧化硅耐火材料，该耐火材料的铸锭不含缺陷，是通过维持其玻璃基质的粘度即使在高温下仍相当高的办法，从而减轻其玻璃基质的渗出现象，避免在所熔制的玻璃熔体中形成缺陷；本发明还提供采用这种耐火材料的玻璃熔炉。
本发明的熔铸氧化铝-氧化锆-二氧化硅耐火材料主要由刚玉晶体、二氧化锆矿晶体和玻璃基质相构成，其化学组成为(a)30-70重量％Al2O3,(b)20-59重量％ZrO2,(c)5-12重量％SiO2,(d)0.15-0.60重量％Na2O,(e)0-0.50重量％K2O,(f)0-0.40重量％Li2O,(g)0.05-0.80重量％B2O3,(h)0.05-0.80重量％P2O5,(i)总量为0.05-0.50重量％的选自SnO2,ZnO,CuO,MnO2中至少一种组分。
在本发明耐火材料的一个优选实施方案中，SiO2含量是7-10重量％，SiO2/(Na2O+0.66K2O)的重量比为20-30。在本发明耐火材料的另一个优选实施方案中，SiO2含量是7-10重量％,SiO2/(Na2O+0.66K2O+2.1Li2O)的重量比为20-30。
在本发明耐火材料的又一个优选实施方案中，B2O3和P2O5的总含量为0.30至0.80重量％,P2O5/B2O3的重量比为0.3-1.0。
下面叙述各组分为所述含量的原因。
Al2O3象ZrO2一样是一种重要组分。Al2O3是构成刚玉晶体的。刚玉晶体显示很强的耐侵蚀性能，并且它的特点是不发生由于温度变化引起的不正常膨胀或收缩。但若Al2O3含量超过70重量％，会形成莫来石，因此难以获得不含裂纹的铸锭。而若Al2O3含量小于30重量％，则ZrO2含量就相对较高，因此也难以获得不含裂纹的铸锭。
为了改善耐火材料的抗侵蚀性能，ZrO2的含量宜大。但在下述的玻璃基质数量范围内，ZrO2的含量超过59重量％,ZrO2相转变引起的膨胀和收缩就不会减轻，因此难以获得不含裂纹的铸锭。而若ZrO2含量小于20重量％，抗侵蚀性能就会很低。
SiO2是形成玻璃基质网格的主要组分，其含量应为5-12重量％。若少于5重量％，玻璃基质的绝对数量就会少，因此难以获得不含裂纹的铸锭，或者即使获得这样的铸锭，其结构也不佳。而若超过12重量％，会形成莫来石，玻璃基质渗出的绝对数量会增加。
Na2O具有对玻璃基质网格结构改性的作用，并能调控玻璃基质的粘度和抑制莫来石的形成。Na2O的含量是0.15-0.60重量％。若超过0.6重量％，其与常规的熔铸氧化铝-氧化锆-二氧化硅耐火材料相比的玻璃基质不致渗出的特性就无法获得。而若少于0.15重量％，就易于形成莫来石，由此难以获得没有裂纹的铸锭。
K2O并不是基本组分，但其作用与Na2O相同，其适宜含量为0-0.50重量％。
Li2O也不是基本组分，但其作用与Na2O相同，并且还有减小玻璃基质相热膨胀系数的作用。其适宜含量为0-0.50重量％。
Na2O,K2O和Li2O具有相似的作用。但最好是联合采用Na2O和K2O和/或Li2O，而非仅仅采用Na2O，这是为了加宽玻璃基质玻璃化的范围，并为了抑制莫来石的形成。
但如果Na2O,K2O和Li2O的总量太多，玻璃基质的粘度会降低。因此它们的总量宜少于0.6重量％。
通常的玻璃基质是铝硅酸钠构成的，而B2O3和P2O5单独使用或联合使用时，能起加宽玻璃基质玻璃化范围的作用。即是说，B2O3和P2O5在Na2O含量即使很低的组成范围情况下有促进玻璃化的作用，并能在高温使玻璃基质维持适当的粘度。若B2O3和P2O5分别少于0.05重量％，这些作用是难以获得的。而若分别超过0.6重量％，玻璃基质的粘度就太低，其渗出作用也就增大。
SnO2,ZnO,CuO和MnO2这些组分有使结构密致化，防止耐火材料铸锭中形成裂纹的作用。本发明中，SnO2,ZnO,CuO和MnO2中至少一种的总量通常为0.05-0.50重量％，最好是0.15-0.40重量％。
本发明的耐火材料的玻璃基质，其含B2O3和P2O5的状态中Na2O含量少于普通玻璃，因此对于作为玻璃网格形成离子Si4+的电荷，不一定能获得充分的平衡。而这里的SnO2,ZnO,CuO和MnO2与例如Na2O相比，能更为有效地平衡玻璃网格形成离子的电荷，其降低玻璃基质粘度的作用也较小。这些组分除ZnO外都在高温起氧化剂作用，因此使耐火材料熔体的氧化还原状态更趋于氧化态。SnO2是最好的。若SnO2,ZnO,CuO和MnO2中至少一种的总量少于0.05重量％，上述作用就难以获得。而若超过0.50重量％，玻璃基质的粘度就太低，其渗出作用的就增大，而且会引起着色。
另外，SiO2的含量宜为7-10重量％，SiO2/(Na2O+0.66K2O+2.1Li2O)的重量比宜为20-30。当不含K2O和Li2O时，这一比例可是SiO2/Na2O的重量比。但若含有K2O和Li2O，则采用的是SiO2/(Na2O+0.66K2O+2.1Li2O)的重量比。在后一情况下，每分子Na2O的作用可认为基本上与每分子K2O或Li2O的作用相当。因此作为分子量计算的重量，Na2O=0.66(=61.98/94.20)K2O,Na2O=2.1(61.98/29.88)Li2O。所以上述重量比中的分母采用的是Na2O重量％+0.66K2O重量％+2.1Li2O重量％。
这种组成范围玻璃基质的不渗出特性是很好的，在1500℃玻璃基质并无显著的渗出现象。
同样，B2O3和P2O5的总含量宜为0.30-0.70重量％,P2O5/B2O3的重量比宜为0.3-1.0。只要在此组成范围，总能获得没有裂纹的铸锭，其玻璃基质的不渗出特性是很好的。
具有这样一种化学组成的熔铸氧化铝-氧化锆-二氧化硅耐火材料，其结晶结构基本上由刚玉晶体、二氧化锆矿晶体和玻璃基质相构成。视具体组成而异，在实际使用时也可含有少量的其它晶体，只要不影响使用。若有上述组分以外的组分，它们的含量应是少的，不致损害本发明的目的或效果，但其含量应尽可能少，最好少于1重量％。
如果采用上述熔铸氧化铝-氧化锆-二氧化硅耐火材料作为玻璃熔炉的耐火材料，确实有可能减少玻璃缺陷如纽结、石子或砂眼的形成，因为其玻璃基质基本不渗出。
当熔铸氧化铝-氧化锆-二氧化硅耐火材料用作玻璃熔炉的耐火材料时，视其使用部位通常可分为两大类，一类为用于不接触玻璃熔体的部位和另一类为用于接触玻璃熔体的部位。
用于不接触玻璃熔体部位的耐火材料是用于例如上部结构即炉拱的耐火材料。近年来已采用氧作为燃料的一种燃烧系统，此时玻璃熔制是在比以往更为炽烈的温度条件下进行。在这种条件下，宜采用ZrO2含量低，Al2O3含量相对较高的耐火材料，因为可以认为刚玉在结构上更能耐温度的变化，而由刚玉生成的高温产物在玻璃熔体冷却时是不易留在其中的，而且所得耐火材料的体积膨胀率很小。
因此，对于用作此用途的耐火材料，其Al2O3含量宜为50-70重量％，而ZrO2含量宜为20-38重量％。当这种耐火材料用于玻璃熔炉不接触玻璃熔体的部位如上部结构即炉拱时，确实有可能减少玻璃熔体中玻璃缺陷如纽结或石子的形成。
另一方面，用于接触玻璃熔体部位的耐火材料是用于例如侧壁即铺砌部位的，此时需要耐火材料有良好的抗侵蚀性能。为使接触玻璃熔体的耐火材料具有好的抗侵蚀性能，其ZrO2含量应较高。用于此用途时，ZrO2含量宜为35-59重量％，而Al2O3含量宜为30-53重量％。若这种耐火材料用于玻璃熔炉接触玻璃熔体的部位如侧壁即铺砌部位时，确实有可能减少玻璃缺陷如纽结或砂眼的形成。
下面将结合一些实施例详述本发明。但应理解，本发明绝不受限于这些具体实施例。实施例
以Bayer法氧化铝、低碱氧化铝等作为Al2O3原料，以脱二氧化硅的氧化锆、二氧化锆矿、锆石等作为ZrO2原料，以二氧化硅砂等作为SiO2原料，以碳酸钠等作为Na2O原料，以碳酸钾等作为K2O原料，以磷酸硼、氧化硼、磷酸钠等作为B2O3和P2O5原料，以及以氧化锡作为SnO2原料，氧化锌作为ZnO原料，氧化铜作为CuO原料，二氧化锰作为MnO2原料；将这些原料按预定量称重并加以混合。将混合物在一具有石墨电极的500kVA单相电弧炉中于1900℃完全熔化，获得熔体。然后将此熔体浇铸在埋入一个二氧化硅-氧化铝空心球的内部尺寸为350mm高×160mm长×130mm宽的砂模中，冷却至室温获得铸锭。首先，将所得的铸锭沿相距160mm两边的中心线切成两半，检查其上面是否存在裂纹，然后检查其显微结构。结果(样品1至40)列于表1至表4中。
显微结构用一光学显微镜检查，发现所有的铸锭均基本上由刚玉晶体、二氧化锆矿晶体和玻璃基质相构成。
然后，从铸锭不含其底部表面的部分截取一个样品，测定其化学组成。各组分的组成用下述的仪器测定之。
ZrO2、SiO2、P2O5、SnO2、ZnO、CuO和MnO2的含量是用荧光X射线分析仪测定的。Na2O和K2O的含量是将样品用氢氟酸和硫酸的混合酸进行分解后用原子吸收光谱测定的。B2O3含量是将样品用碱熔化法进行分解后用ICP原子发射光谱测定的。铸锭除了含有上述测定的组分外，还含有很少量的Fe2O3,TiO2等，但Al2O3含量是从总量减去上述测量组分的量来计算的。化学组成测量结果示于表1至表4中。
另外对每一个所得的铸锭测定玻璃基质的渗出量，结果列于表1至表4中。玻璃基质渗出量的测量方法，是在距铸锭底部表面30-100mm的横截面范围里不含表面的部位(即距侧表面至少20mm的部位)切取边长各为30mm的立方形样品，将此样品在1500℃和1600℃各加热48小时。以基于加热前质量计算的加热后质量减少的百分数作为渗出量的衡量。
用作比较例的是不含B2O3,P2O5,SnO2,ZnO,CuO和MnO2的普通样品以及含有这些组分的量超出本发明组成范围的样品，它们的制备方法和分析方法与本发明实施例相同。其结果列于表5(比较例41至48)中。
由表1至表4可见，本发明产品明显地显示很好的玻璃基质不渗出性能(即在1500℃玻璃基质基本不渗出或完全不渗出)。
对于本发明产品，可以认为其玻璃基质在高温有很高的粘度，主要是由于玻璃基质中的Na2O和/或K2O含量减少的缘故。对于通常的耐火材料产品，在铸锭冷却时容易形成裂纹。而在本发明中，通过加入适量的选自B2O3,P2O5,SnO2,ZnO,CuO和MnO2中的至少一种组分，总可以获得没有裂纹并且结构良好的铸锭。而且，SiO2即玻璃基质的含量得以减少，由此可以预期玻璃基质的绝对渗出量可以减少。
由上所述应当理解，当本发明的产品用作玻璃熔炉(尤其是接触玻璃熔体部位或上层结构部位)的炉体材料时，有可能减少所熔制玻璃缺陷如纽结、条纹、砂眼、石子等的形成。
表1
化学组成     1     2     3     4     5     6     7     8     9     10     11     12
Al2O3ZrO2SiO2Na2OK2O1)Li2OB2O3P2O5SnO2ZnOCuOMnO2S/N2)P+B3)P/B4)裂纹结构  57.333.58.060.51……0.110.100.360.000.000.0015.80.210.91无好  54.436.18.320.54……0.100.100.380.000.000.0015.40.201.0无好  49.241.08.610.56……0.100.090.380.000.000.0015.40.190.90无好  46.144.28.500.55……0.100.100.400.000.000.0015.50.201.0无好  45.941.411.40.58……0.180.080.380.000.000.0019.70.260.44无好     51.536.710.50.57……0.130.110.480.000.000.0018.40.240.85无好  48.342.28.400.54……0.090.080.370.000.000.0015.60.170.9无好  50.840.57.680.240.18…0.110.100.310.000.000.0021.30.210.91无好  50.440.87.800.350.11…0.150.110.280.000.000.0018.60.260.73无好  51.539.58.010.150.25…0.180.120.260.000.000.0025.00.300.67无好  50.240.98.070.15…0.100.170.110.250.000.000.0022.40.280.65无好  49.641.38.230.100.110.080.180.110.260.000.000.0024.20.290.61无好
渗出量：1,500℃1,600℃ 0.732.10 0.702.05 0.681.94 0.651.80 0.621.76 0.241.29 0.231.18 0.251.05 0.401.33 0.101.03 0.150.98 0.080.80
    单位是重量百分数或重量比1)…表示原料不含K2O和Li2O组分，所以它们的含量不测量。2)S/N表示SiO2/Na2O或SiO2/(Na2O+0.66K2O+2.1Li2O)的重量比。3)P+B表示B2O3和P2O5的总含量。4)P/B表示P2O5/B2O3的重量比。
表2
化学组成     13     14     15     16     17     18     19     20     21     22
Al2O3ZrO2SiO2Na2OK2O1)Li2OB2O3P2O5SnO2ZnOCuOMnO2S/N2)P+B3)P/B4)裂纹结构     52.040.96.310.30……0.210.100.100.000.000.0021.00.310.48无好     51.738.68.700.37……0.220.170.220.000.000.0023.50.390.77无好     50.939.58.410.29……0.380.310.190.000.000.0029.00.690.82无好     47.243.77.810.22……0.400.350.250.000.000.0035.50.750.88无好     50.640.18.020.160.20…0.340.280.240.000.000.0027.70.620.82无好     48.741.58.450.30……0.570.210.190.000.000.0028.20.780.37无好     61.828.88.030.30……0.350.280.390.000.000.0026.80.630.80无好     33.057.08.560.32……0.330.360.350.000.000.0026.80.691.1无好     52.338.08.120.43……0.720.080.260.000.000.0018.90.800.11无好  49.740.58.280.43……0.100.730.260.000.000.0019.30.837.3无好
渗出量：1,500℃1,600℃ 0.050.30 0.010.49 0.030.63 0.000.81 0.000.53 0.090.89 0.000.50 0.000.62 0.251.52 0.401.80
    单位是重量百分数或重量比1)…表示原料不含K2O和Li2O组分，所以它们的含量不测量。2)S/N表示SiO2/Na2O或SiO2/(Na2O+0.66K2O+2.1Li2O)的重量比。3)P+B表示B2O3和P2O5的总含量。4)P/B表示P2O5/B2O3的重量比。
表3
化学组成     23     24     25     26     27     28     29     30
Al2O3ZrO2SiO2Na2OB2O3P2O5SnO2ZnOCuOMnO2S/N     50.939.88.120.330.330.250.000.180.000.0024.6     50.340.38.050.320.320.260.000.380.000.0025.2     51.439.57.950.300.360.240.000.010.150.0026.5     51.639.08.100.320.330.260.000.000.350.0025.3     51.639.37.980.310.350.280.000.000.020.1625.7     50.540.28.010.320.350.260.000.000.010.3225.0     47.339.811.20.450.420.400.000.420.000.0024.9     52.840.45.900.300.200.180.000.000.160.0019.7
裂纹结构渗出量：1,500℃1,600℃      无好0.021.75      无好0.031.52      无好0.111.76      无好0.151.72      无好0.131.50      无好0.211.87      无好0.412.01      无好0.151.53
    单位为重量％，而S/N表示SiO2/Na2O的重量比。
表4
化学组成     31     32     33     34     35     36     37     38     39     40
Al2O3ZrO2SiO2Na2OK2OLi2OB2O3P2O5SnO2ZnOCuOMnO2S/N     49.640.98.410.200.160.000.210.200.000.250.000.0027.5     52.438.57.910.370.000.000.250.290.000.120.160.0021.4     50.540.28.030.290.000.000.260.290.000.150.010.1827.7     51.039.58.220.270.000.000.390.320.000.100.100.0930.4     50.140.38.290.150.200.000.340.280.000.110.100.1029.4     57.633.57.550.430.000.000.420.260.000.220.010.0117.6     62.327.68.780.300.000.000.430.280.000.210.010.0029.3     36.154.58.120.300.000.000.330.360.000.210.000.0027.1     50.640.28.080.130.000.110.350.250.000.240.000.0022.4     48.142.58.160.110.100.070.330.280.000.260.000.0025.5
裂纹结构渗出量：1,500℃1,600℃      无好0.451.40      无好0.021.72      无好0.091.33      无好0.021.21      无好0.101.45      无好0.451.85      无好0.061.20      无好0.010.85      无好0.151.32      无好0.080.91
    单位为重量％，但S/N是SiO2/Na2O或SiO2/(Na2O+0.66K2O+2.1Li2O)的重量比
表5
化学组成     41     42     43     44     45     46     47     48
Al2O3ZrO2SiO2Na2OK2OLi2OB2O3P2O5SnO2ZnOCuOMnO2S/N1)P+B2)P/B3)裂纹结构     53.233.512.11.20……………………10.1……无好     45.142.811.01.09……………………10.1……无好     42.541.213.01.18……0.850.830.35………11.01.680.98无差     43.943.012.50.48……0.020.020.03………26.00.041有差     54.240.84.500.15……0.080.070.15………30.00.150.9有差     42.042.012.51.20……0.850.83…0.600.000.0010.21.680.98无差     44.442.512.50.50……0.030.02…0.030.000.0025.00.050.67有差     49.840.58.500.40……0.080.07…0.200.240.2121.30.150.88无差
渗出量：1,500℃1,600℃ 1.153.15 0.902.81 2.805.62 NDND NDND 3.126.03 NDND 1.504.20
 1)S/N表示SiO2/Na2O或SiO2/(Na2O+0.66K2O+2.1Li2O)的重量比。2)P+B表示B2O3和P2O5的总含量。3)P/B表示P2O5/B2O3的重量比。在此表中，…表示原料中不含该组分，因此其含量不测量，ND表示其结构太差、无法切取样品进行渗出量的测量。
本发明熔铸氧化铝-氧化锆-二氧化硅耐火材料与普通耐火材料相比，在高温下其玻璃基质具有极佳的不渗出特性。因此它不仅适用于玻璃熔炉中与玻璃熔体不接触的部位(如其上部结构部位)，而且适用于与玻璃熔体接触的部位(如炉壁铺砌部分)。采用本发明的耐火材料产品，可以在很大程度上减少所熔制玻璃的缺陷，因此本发明产品的工业价值是很大的。

Claims (10)

1．一种熔铸氧化铝-氧化锆-二氧化硅耐火材料，它基本上由刚玉晶体、二氧化锆矿晶体和玻璃基质相构成，其化学组成包含(a)30-70重量％Al2O3,(b)20-59重量％ZrO2,(c)5-12重量％SiO2,(d)0.15-0.60重量％Na2O,(e)0-0.50重量％K2O,(f)0-0.40重量％Li2O,(g)0.05-0.80重量％B2O3,(h)0.05-0.80重量％P2O5,(i)总量为0.05-0.50％的选自SnO2,ZnO,CuO和MnO2中的至少一种组分。
2．如权利要求1所述的的耐火材料，其中SnO2含量为0.05-0.50重量％
3．如权利要求1所述的的耐火材料，其中选自ZnO,CuO和MnO2中的至少一种组分的总含量为0.05-0.50重量％。
4．如权利要求1所述的的耐火材料，其中SiO2含量为7-10重量％，SiO2/(Na2O+0.66K2O+2.1Li2O)的重量比为20-30。
5．如权利要求1、2、3或4所述的耐火材料，其中B2O3和P2O5的总含量为0.30-0.80重量％,P2O5/B2O3的重量比为0.3-1.0。
6．如权利要求1、2、3、4或5所述的耐火材料，其中Al2O3含量为50-70重量％，ZrO2含量为20-38重量％。
7．采用权利要求1、2、3、4、5或6的耐火材料的玻璃熔炉。
8．采用权利要求6的耐火材料作为其不接触玻璃熔体部位的玻璃熔炉。
9．如权利要求1、2、3、4或5所述的耐火材料，其中ZrO2含量为35-59重量％，Al2O3含量为30-53重量％。
10．采用权利要求9的耐火材料作为其接触玻璃熔体部位的玻璃熔炉。
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