JP7495346B2 - タックストーン - Google Patents

Description

本発明は、ガラス炉用のタックストーン、及びそのようなタックストーンを含むガラス炉に関する。

数多くのガラス製品が、化合物、例えば酸化物、炭酸塩、硫酸塩、及び硝酸塩を含む原材料のガラス化可能な混合物を溶融し且つ精練することによって製造される。この２つの段階は、炉内で行なわれる。炉の主な構成要素は、これら炉内で発生する高温及びストレスに耐えることができる耐火物である。従って、ガラス炉は一般的に、それらの性質に依存して種々の場所に配置された非常に多数の耐火製品を含む。該炉の各部品ごとに、選択された製品が、ガラスを使用不可能にするいかなる欠陥（製造歩留まりを低減させうる）も引き起こさず且つ満足のいく耐用年数を炉に与えるよう長期にわたって十分耐性のあるものでなければならない。

図１は、ガラス炉１０の片側断面を図式的に示す。特に、タンク１２、金属構造物１４、及び上部構造１６が見える。

溶融ガラスを収容することが意図されるタンク１２は、垂直側壁２２及びベースプレート２４を備えている。側壁２２は慣用的に、該タンクの全体の高さにわたって上縁２５まで延在する側タンクブロックで作製されている。

上部構造１６は、そのベース部で、慣用的に、それを介して金属構造物上に載置される中間層１８と、中間層上に載置される側壁２６と、アーチ２８とを備えている。バーナー（図示せず）が側壁２６に配置されており、そして交互に作動する。

金属構造物１４は、慣用的に、鋳鉄で作製され、該タンクの側壁２２の外側を取り囲む。それは、上部構造１６の重みを支える。

中間層１８は、図２ａに示されている形状を慣用的に有するタックストーン２０を備えており、且つ好ましくは該タックストーン２０によって構成される。慣用的に、各タックストーン２０は、Ｌ字型断面のプロファイルの一般的形態を有する。稼動中、Ｌ字の長いアーム、すなわち「上部構造アーム」３０、が、水平に延在する。Ｌ字の短いアーム、すなわち「タンクアーム３２」、が、上部構造３０の下に垂直に延在する。

タックストーン２０の外面は、
プロファイルの長さＬ_２０を区切る、それぞれ第１の端部表面２０_１及び第２の端部表面２０_２、
稼動中に金属構造物１４上に載置される水平支持面２０_１４；稼動中にタンク１２の上縁２５に面して延在する、好ましくは水平である、タンク面２０_１２；並びに、支持面２０_１４とタンク面２０_１２とを接続する下遷移面２０_{１４－１２}を備えている、下面２０_３、
好ましくは垂直である、外側面２０_４、
動作中に側壁２６が表面に載置される水平上部構造面２０_２６、並びに上部構造面２０_２６及び下面２０_３、特にタンク面２０_１２、を接続する上遷移面２０_２６－３を備えている、上面２０_５
で構成されている。

図２ｂにおいて、タンク面２０_１２、支持面２０_１４、及び上部構造面２０_２６が、点線によって区切られている。

タックストーン２０は、一般に吹込み空気による冷却のおかげで上部構造アーム３０が周囲温度に近い温度の環境に部分的にあり、一方、タンクアーム３２は、部分的に炉内にあり、約１５００℃の温度に曝露される故に、高い熱ストレスに耐えなければならない。

また、該タックストーンは、該バーナーの交互動作及び維持動作、例えば該炉の外部冷却の停止、次に、再始動を必要とする「クラッディング」動作、又はバーナーの停止、次に、再始動を必要とするバーナー若しくはバーナーブロックを変更する為の動作に起因して、熱サイクルも受ける。

該タックストーンはまた、炉の侵襲的な蒸気及び凝縮物から受ける腐食に対して耐性でなければならない。

これらのストレスに耐える為に、該タックストーンは、耐火物で作られている。

耐火物において、本発明者等は、融合物と焼結物とを区別する。焼結物とは対照的に、融合物はほとんどの場合、結晶粒を接続する粒間ガラス質相を含む。それ故に、焼結物及び融合物によって引き起こされる問題、及びこれらを解決する為に採用される技術的解決策は一般的に異なる。焼結物の生成の為に開発される組成物は、融合物の生成にそのままで必ずしも使用できるとは限らず、の逆もまた同様である。「電融」としてしばしば記載されている融合物は、適切な原材料の混合物を電気アーク炉内で溶融することによって又はこれらの生成物に好適な任意の他の技法を使用して得られる。次に、溶融物質の浴が型内で鋳造され、次に、該結果として得られた生成物は、制御された冷却サイクルを受ける。

現在、主に融合物は、タックストーンを生成する為に、特に３０～４５％のジルコニアを含むアルミナ－ジルコニア－シリカ（alumina-zirconia-silica）型の生成物（ＡＺＳと略す）、を生成する為に使用される。これらの生成物のミクロ構造は、アルファアルミナの結晶、遊離ジルコニアの結晶、コランダム－ジルコニア共晶の結晶、及び結晶間ガラス質相を実質的に含む。また、ジルコニアの非常に高い含有量（典型的には、８５％超のジルコニア）を持つ生成物が見出されることができる。これらの生成物のミクロ構造は、、遊離ジルコニアの結晶（デンドライト）及び結晶間ガラス質相を実質的に含む。

また、炉の耐用年数を延ばす為に、該炉の耐火性ブロックが、「乾燥」して、即ち接合モルタルなしで、組み立てられなければならない。密閉を確実にする為に、ブロックは、良好な表面条件と共に非常に精密な寸法を有しなければならない。それ故に、ブロック、特にタックストーン、は、隣接するブロックとの密接な接触が確実になるように、常に機械加工される。

しかしながら、亀裂に対するタックストーンの耐性は、炉の長い耐用年数を求めるガラス製造業者の要求における最近の進展を満たすのに不十分な場合がある。事実、タックストーンの亀裂は破砕につながり、破片を溶融ガラスの浴内に落とし、従って、ガラスに欠陥を生じうる。また、次に、タックストーンは、金属構造物及びタンクをもはや正しく保護しない。上部構造の残りがまた、バランスをとれないことがありうる。

それ故に、亀裂に対するより良好な耐性及び／又は長い耐用年数を有するタックストーンが必要とされている。本発明の１つの目的は、この要求を満たすことである。

本発明は、上述の外面を画定する融合タックストーンに関する。

本発明の第１の主な観点に従うと、下遷移面の少なくとも一部及び好ましくは全てが、スキンミクロ構造を有し、即ち結晶密度が、上記の面よりも４センチメートル（ｃｍ）下の深さで測定された結晶密度の４倍よりも大きい、又は６倍よりも大きい、又は７倍よりも大きい、又は９倍よりも大きいスキンミクロ構造を有する。

驚くべきことに、本発明者等は、下遷移面でのスキンミクロ構造の存在が、タックストーンの熱機械的強度及び耐腐食性を著しく改善することを見出した。それによって、炉の耐用年数は、有利に延長される。

好ましくは、炉内の環境に曝露されることが意図される表面の少なくとも一部、好ましくは全体、が、スキンミクロ構造を有する。特に、好ましくは少なくとも一部、好ましくは全体、のタンク面及び／又は上遷移面は、スキンミクロ構造を有する。

好ましくは、少なくとも一部の、好ましくは全ての、支持面、又は全ての下面、及び／又は外側面の全て若しくは一部が、スキンミクロ構造を有する。

一つの実施態様において、上部構造面及び／又は端部表面、又はタックストーンの全面は、スキンミクロ構造を有しうる。

しかしながら、該実施態様は、好ましくない。好ましくは、少なくとも上部構造面がスキンミクロ構造を持たない。好ましくは、端部表面がスキンミクロ構造を持たない。

本発明の第２の主な観点に従うと：
上部構造アームとタンクアームとの間の接合部にある上遷移面は、曲面を含み、即ち平らではなく、隆起部がなく、好ましくは円形ベースの円筒面の一部を構成する。好ましくは、この上接合面は、上部構造アームの水平面、特に上部構造面、と、タンクアームの水平面、特にタンク面、とを接続し、及び／又は
上部構造アームとタンクアームとの間の接合部にある下遷移面は、曲面を含み、隆起部がなく、好ましくは円形ベースの円筒面の一部を構成する。好ましくは、この下接合面は、上部構造アームの水平面、特に上部構造面、と、タンクアームの水平面、特にタンク面、とを接続する。

本発明の第３の主な観点に従うと、任意の断面において、タックストーンの厚さが一定である。

本発明者等は、隆起部がないこと且つ一定の厚さが、タックストーンの機械的強度を改善することを見出した。丸みの付いた形はまた、タンク中の溶融ガラスと共に排出されうる凝縮物のより良好な放出を可能にし、従って、タックストーンの腐食を制限する。

本発明の第４の観点に従うと、該支持面は、単一の脚、又は一組の脚を含み、これらは相互に同一又は異なっており、それぞれが好ましくは平らであり、又は他の脚の端面と同一平面である末端面を有し、これらは稼動中に金属構造物上に載置されることが意図される。

好ましくは、該支持面は、３又は４本の脚を精密に画定する。

好ましくは、該脚の末端面は、スキンミクロ構造を持たない。

更に好ましくは、界面材料が、支持面によって境界が定められ且つ上記端面の平面まで延在する容積を満たす。該支持面が数本の脚を画定する場合、該界面材料はこのように、該脚の高さに実質的に等しい厚さにわたって該脚の間を延在する。

該単一の脚の該末端面の面積、又は該一組の脚の該末端面の面積の累積合計は好ましくは、該支持面の面積の０．５％よりも大きく且つ１０％未満である。

当然ながら、本発明の様々な主な観点が組み合わせられうる。

主な観点のどれが考慮されても、本発明に従うタックストーンは、下記の任意の特徴の１つ以上を含みうる：
スキンミクロ構造を持つ表面は、上記表面から４センチメートル下の深さで測定された結晶密度の３０倍未満、又は２５倍未満、又は２０倍未満の結晶密度を有し；
上遷移面の少なくとも一部は、スキンミクロ構造を持つ表面であり；
下面全体は、スキンミクロ構造を持つ表面であり；
上部構造面の少なくとも一部は、上記上部構造面から４センチメートル下の深さにおける密度の４倍未満、３倍未満、又は２倍未満の結晶密度を有し；
スキンミクロ構造を持つ表面、特に下遷移面の少なくとも一部、は、１平方ミリメートル（ｍｍ^２）当たり１３０個超の結晶、好ましくは１ｍｍ^２当たり１５０個超の結晶、好ましくは１ｍｍ^２当たり１８０個超の結晶、好ましくは１ｍｍ^２当たり２００個超の結晶、１ｍｍ^２当たり２３０個超の結晶、又は１ｍｍ^２当たり２５０個超の結晶、の結晶密度を有し；
タックストーンは、酸化物に対する質量パーセンテージで８０．０％超のＺｒＯ_２含量を有し、スキンミクロ構造を持つ表面は、特に下遷移面の少なくとも一部で、１ｍｍ^２当たり６００個超の結晶、好ましくは１ｍｍ^２当たり６５０個超の結晶、好ましくは１ｍｍ^２当たり７００個超の結晶、好ましくは１ｍｍ^２当たり８００個超の結晶、１ｍｍ^２当たり９００個超の結晶、１ｍｍ^２当たり１０００個超の結晶、又は１ｍｍ^２当たり１１００個超の結晶、の結晶密度を有し；
タックストーンは、酸化物に対する質量パーセンテージで、８０．０％超のＺｒＯ_２含量を有し、スキンミクロ構造を持つ表面の上記結晶の平均等価直径は、特に下遷移面の少なくとも一部で、４５μｍ未満、好ましくは４０μｍ未満、及び／又は好ましくは２０μｍ超、又は３０μｍ超であり；
好ましくは１．０Ｗ・ｍ^－１・Ｋ^－１未満の熱伝導度を有する、好ましくは断熱材料の、好ましくは層の形をとる、界面材料が、スキンミクロ構造を持つ表面の少なくとも一部に配置されている、好ましくは接着されている；
界面材料は、変形可能であり（稼動中に遭遇する圧縮力の影響下）、好ましくはフェルト、好ましくは断熱性のフェルト、であって、熱伝導度が好ましくは１．０Ｗ・ｍ^－１・Ｋ^－１未満、又は０．７Ｗ・ｍ^－１・Ｋ^－１未満、又は０．５Ｗ・ｍ^－１・Ｋ^－１未満であり、好ましくはセラミック繊維である上記フェルト、特にアルミナ及びシリカをベースにした上記フェルト、であり；
端面は平らであり、特にクランク部を持たず、好ましくは実質的に垂直であり；
別の実施態様において、ほぞと該ほぞに相補的な形状のほぞ穴とをそれぞれが画定する第１及び第２の端部表面であって、使用位置において、上記ほぞが第１の隣接するタックストーンのほぞ穴に収容され且つ上記ほぞ穴が第２の隣接するタックストーンのほぞを受容するようになされており（オス／メス連結）；
該タックストーンが酸化物に対する質量パーセンテージで、
Ａｌ_２Ｏ_３＋ＺｒＯ_２＋ＳｉＯ_２＞８０．０％
になるような化学組成を有し；
該タックストーンが、酸化物に対する質量パーセンテージで、ジルコニア安定化剤を０．５％よりも多く且つ１０．０％未満含む化学組成を有し；
該タックストーンが、酸化物に対する質量パーセンテージで、合計で１００％として、
Ａｌ_２Ｏ_３＋ＺｒＯ_２＋ＳｉＯ_２：８４．０％よりも多く且つ９７．０％未満、
Ｙ_２Ｏ_３：５．０％未満、
Ｎａ_２Ｏ：０．１％よりも多く且つ１．５％未満、
Ｂ_２Ｏ_３：０．１％よりも多く且つ０．６％未満、
Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ＳｉＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、Ｎａ_２Ｏ、及びＢ_２Ｏ_３以外の酸化物型：１０．０％未満
になるような化学組成を有し；
該タックストーンが、酸化物に対する質量パーセンテージで：
ＺｒＯ_２：１２．０％よりも多く且つ４５．０％未満、
ＳｉＯ_２：８．０％よりも多く且つ２４．０％未満、
Ａｌ_２Ｏ_３：３５．０％よりも多く且つ６０．０％未満
になるような化学組成、又は
ＺｒＯ_２：８０．０％よりも多く且つ９７．０％未満、
ＳｉＯ_２：０．５％よりも多く且つ１５．０％未満、
Ａｌ_２Ｏ_３：０．２％よりも多く且つ３．０％未満
になるような化学組成を有する。

融合タックストーンの表面に、即ち、融合物中に、スキンミクロ構造を得ることは、当業者に特に困難ではない。特に当業者は、溶融物質の凝固速度を増加させることによって、より微細な表面がミクロ構造に与えられうることを知っている。

溶融物質の浴が型内で鋳造される場合に、該型の特性及び該型の温度が特に、スキンミクロ構造を得る為に十分速い冷却を確実にするように適合されうる。例えば、該型が最初に周囲温度にある場合、スキンミクロ構造は、型の壁に接触した又は型の壁の近傍にある表面に形成される。通常の実施とは対照的に、このスキンが機械加工動作中に排除されない場合、スキンミクロ構造は、機械加工されていないタックストーンの表面に得られる。

しかしながら、限られた機械加工（表面形成）は、スキンミクロ構造が保持されることを可能にする。

特定の実施態様において、本発明は、タックストーンを生成する為の方法であって、下記逐次工程：
ａ）出発バッチを形成するように原材料を混合すること；
ｂ）上記出発バッチを融合して、溶融物質の浴を得ること；
ｃ）上記溶融物質を、好ましくは周囲温度で、型に鋳込み、上記溶融物質を冷却することによって凝固して、タックストーンの一般的形態を有し且つ該型に接触しているその表面がスキンミクロ構造を有する中間材を得るようにすること；
ｄ）上記中間材を該型から取り外すこと；
ｅ）スキンミクロ構造を持つ表面の少なくとも一部を保持するように、該中間材の外面を部分的に機械加工すること
を含む上記方法に関する。

好ましくは、該上部構造面又は端部表面が機械加工され、良好な安定性を炉に与える。一つの実施態様において、該支持面が機械加工されず、及び／又は該タンク面が機械加工されない。

本発明はまた、本発明に従う方法を使用して生成された又は生成されることが可能なタックストーンに関する。

本発明は更に、炉を生成する為の方法であって、該炉は、ガラス溶融タンクと、該タンクの上方に延在する上部構造と、該上部構造を支持する金属構造物とを備えており、該金属構造物と該上部構造の側壁との間の中間層において、好ましくは工程ａ）～ｄ）に従って、好ましくは工程ａ）～ｅ）に従って、生成された、本発明に従うタックストーンにおいて組み付けることを含み、該支持面が該金属構造物に、且つ上部構造面が該上部構造の該側壁に、それぞれ接触し、該タンク面が、該タンクの上縁に面する、上記方法に関する。

本発明は、最終的に、
上縁を持つタンクと；
金属構造物と；
本発明に従うタックストーンを含む中間層を持つ上部構造と
を備えており、該支持面が該金属構造物上に載置され、該タンク面が該タンクの該上縁に面して延在し、該上部構造が、該上部構造面上に載置される、ガラス炉に関する。

定義
横断面は、長さの方向に垂直な平面である。正中横断面は、半分の長さを通る横断面である。

語「下（ｌｏｗｅｒ）」及び「上（ｕｐｐｅｒ）」、「内（ｉｎｎｅｒ）」及び「外（ｏｕｔｅｒ）」、「水平」及び「垂直」は、タックストーンがガラス炉内のその使用位置にあるときの、向き又は位置を指す。

語「水平」及び「垂直」はそれぞれ、完全に水平な面及び垂直な面に対して５°未満、２°未満、又は１°未満の角度を形成する向きを意味する。

「結晶密度」は、懸案の表面を、１ミクロンのグレードまでダイヤモンドグリッドで研磨した後に上記表面の顕微鏡法によって得られた平面上で目に見える結晶をカウントすることによって決定される。各結晶は、ガラス質相によって境界が定められる。１２平方ミクロンよりも大きい表面積を持つ結晶のみが、カウントされる。タックストーンの表面がスキンミクロ構造を有するか否かを検証する為に、目に見える結晶が、研磨後の該表面のプレート上でカウントされ、次に、該タックストーンは、表面から４ｃｍ下の深さまで切り取られ、目に見える結晶が、研磨後にこのように露出された表面のプレート上でカウントされる。

語「スキン」は、慣用的に、凝固中に、型の壁面から５ミリメートル（ｍｍ）未満にある溶融物質から形成された融合ブロックの周辺領域を意味する。

一部が他の部分を「支持し」、他の部分「の上に載置され」、又は他の部分「に接触」している場合、これら２つの部分は一方が他方の上に載置されている。これらの部分の間の接触は、直接的であっても間接的であってもよい。「間接接触」は、この支持体、例えばフェルトの影響下、２つの部分が中間要素によって、好ましくは界面材料によって離間していることを意味する。

タンク面は、使用位置において、タンクの上縁に「面する」、即ちこの縁部に実質的に平行に、この縁部の上方に及びすぐ近くに延在する表面である。タンク面は、タンクの縁部から最小距離にある外面上のポイントの組によって、このように画定される。好ましくは水平であるタンク面は、それ故に、タンクのアームと上部構造との間の接合部でクランク３５を越えてタンクの外側に向かって延在しない。クランク３５は、特に、直角の隆起部を画定しうる。

語「機械加工」は、精密な表面幾何形状を得る為に、それを介して耐火性部分の表面が機械加工される研削動作を意味する。慣用的に、本発明の特定の実施態様において、機械加工は、少なくともスキンの除去をもたらす。

明瞭化を目的として、酸化物の化学式を使用して、組成物中のこれら酸化物の含量を示す。例えば、「ＺｒＯ_２」、「ＳｉＯ_２」、又は「Ａｌ_２Ｏ_３」は、これらの酸化物の含量を示し、「ジルコニア」、「シリカ」、及び「アルミナ」は、それぞれＺｒＯ_２、ＳｉＯ_２、及びＡｌ_２Ｏ_３から形成されたこれらの酸化物の相を指すのに使用される。

他に指示しない限り、本発明に従うタックストーン内の全ての酸化物の含量は、酸化物に対する質量パーセンテージである。金属元素の酸化物の質量含量は、産業の通常の慣習に従って最も安定な酸化物の形で表される、該元素の総含量に関する。

融合物において、酸化物は慣用的に、質量の９５％超、９７％超、９９％超、好ましくは実質的に１００％である。

ＨｆＯ_２は、ＺｒＯ_２から化学的に分離することができない。しかしながら、本発明に従うと、ＨｆＯ_２は、自発的に添加されない。ＨｆＯ_２は、それ故に、酸化ハフニウムの微量のみを指し、該酸化物は常に、一般に５％未満、一般に２％未満の質量含量で、ジルコニアの供給源中に天然に存在する。本発明に従うタックストーンにおいて、ＨｆＯ_２の質量含量は、好ましくは５％未満、好ましくは３％未満、好ましくは２％未満である。明瞭化を目的として、本発明者等は、酸化ジルコニア及び微量の酸化ハフニウムの総含量を、「ＺｒＯ_２」又は「ＺｒＯ_２＋ＨｆＯ_２」のいずれかとして示すことができる。それ故に、ＨｆＯ_２は、「ＺｒＯ_２、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｎａ_２Ｏ、Ｂ_２Ｏ_３、及びＹ_２Ｏ_３以外の酸化物型」に含まれない。

本発明の更なる特徴及び利点は、以下の詳細な記載を読むことから及び添付図面を検証することから、明らかにされよう。

図１は、ガラス炉の片側断面を図式的に示す。 図２ａは、本発明に従う例示的なタックストーンの図式的な斜視図である。図示されている形はまた、慣用的なタックストーンの通常の形状である。 図２ｂは、本発明に従う例示的なタックストーンの図式的な斜視図である。図示されている形はまた、慣用的なタックストーンの通常の形状である。 図２ｃは、本発明に従う例示的なタックストーンの図式的な斜視図である。図示されている形はまた、慣用的なタックストーンの通常の形状である。 図２ｄは、本発明に従う例示的なタックストーンの図式的な斜視図である。図示されている形はまた、慣用的なタックストーンの通常の形状である。 図３ａは、本発明の好ましい実施態様におけるガラス炉の例示的なタックストーンの図式的な斜視図である。 図３ｂは、本発明の好ましい実施態様におけるガラス炉の例示的なタックストーンの図式的な斜視図である。

図１は導入部において記載されているので、本発明者等は次に、導入部で部分的に記載されている図２ａを参照する。

タックストーン２０の長さＬ_２０は好ましくは、１０ｃｍよりも大きく且つ好ましくは１００ｃｍ未満である。その幅ｌ_２０は好ましくは、３０ｃｍよりも大きく及び／又は１００ｃｍ未満であり、その高さｈ_２０は好ましくは、１０ｃｍよりも大きく及び／又は５０ｃｍ未満である。

断面、即ち長さＬ_２０の方向に垂直な断面、において、「軸Ｘ」は、上面２０_５と下面２０_３との間の途中まで延在する線である。

該タックストーンの厚さｅ_２０は、正中横断面に含有される軸Ｘ上の点で、該点で軸Ｘに垂直に測定された場合に最小寸法になる。好ましくは、軸Ｘに沿ったタックストーンの平均厚さは１０ｃｍよりも大きく及び／又は５０ｃｍ未満である。好ましくは、該厚さは、軸Ｘに沿って一定である。

好ましくは、該タックストーンは、横断面でのその寸法が、懸案の断面とは独立するようになされたプロファイルである。

好ましくは、支持面２０_１４がスキンミクロ構造を有する。好ましい実施態様において、下面２０_３全体及び／又は上遷移面２０_２６－３の全て若しくは一部、好ましくは上遷移面２０_２６－３の少なくとも非水平部分、及び／又はタックストーンの外側面２０_４、が、スキンミクロ構造を有する。このようにして、亀裂耐性及び機械加工時間が改善される。

該スキンミクロ構造が、型の表面に接触するようになることから得られる急速冷却によって得られる場合、該ミクロ構造を持つタックストーンの表面は、上部構造の側壁２６との又は金属構造物とのタックストーン２０の乾燥アセンブリに有害な、幾何形状のばらつきを有しうる。

一つの実施態様において、界面材料４０が、スキンミクロ構造を持つ表面の少なくとも一部に対して配置されている。界面材料４０は、相互接触することが意図される２つの表面に順応するように、及び／又はそれらを互いに断熱するように構成される。

該界面材料は、表面の幾何学的ばらつきを補償するように、変形可能な材料でありうる。

該界面材料は、熱伝導度が好ましくは１．０Ｗ・ｍ^－１・Ｋ^－１未満、０．７Ｗ・ｍ^－１・Ｋ^－１未満、又は０．５Ｗ・ｍ^－１・Ｋ^－１未満、の断熱材料でありうる。

該界面材料は好ましくはフェルトであり、好ましくは断熱性のフェルトであって、好ましくはセラミック繊維で作製された、特にアルミナ及びシリカをベースにしたフェルトである。

該界面材料は、スキンミクロ構造を持つ表面の全て又は部分上に、特に変形可能な材料がない場合に別の小片と直接接触する可能性のある接触面上に、配置されうる。

断熱性及び／又は変形可能な界面材料は好ましくは層の形をとり、その厚さが好ましくは４０ｍｍ未満、好ましくは３２ｍｍ未満、好ましくは２８ｍｍ未満、好ましくは２２ｍｍ未満、及び／又は好ましくは３ｍｍよりも大きく、又は５ｍｍよりも大きい。

更に好ましくは、該界面材料は、好ましくは接着によって、スキンミクロ構造を持つ表面に固定される。図２ａでは、スキンミクロ構造を持つ支持面上に接着される。該界面材料は有利には、機械加工がないことから生ずる任意の寸法のばらつきにも関わらず、離間している２つの部品のアセンブリを安定化させる。

一つの実施態様において、スキンミクロ構造を持つ表面は、特に変形可能な材料の場合に界面材料４０の固定を改善する為に、局所的に構造化される。例えば、１以上の取着ゾーンを創出する為に、それぞれが閉じている１以上の円形の溝が設けられうる。

一つの実施態様において、該界面材料が下面全体にわたって延在する。

好ましくは、該界面材料は、スキンミクロ構造を持たない表面上に延在しない。

図２ｃ又は３ｂに示されている好ましい実施態様において：
下面２０_３全体（支持面２０_１４、タンク面２０_１２、並びに支持面２０_１４及びタンク面２０_１２に接続する下遷移面２０_{１４－１２}）、
外側面２０_４全体、及び
水平ではない上遷移面２０_２６－３の部分
が、スキンミクロ構造を有する（図２ｃ及び図３ｂの斜線領域）。該界面材料は好ましくは独占的に支持面２０_１４全体にわたり及び水平ではない下遷移面２０_{１４－１２}の部分全体にわたり延在する（図２ｃ及び図３ｂ）。

図２ｄに示されている実施態様において、支持面２０_１４、即ち使用位置で金属構造物に面して延在する表面、が、１以上の、好ましくは２から４本の、脚４２を含み、それらの端面４４は平らであり同一平面にある。脚の高さｈ_４２は好ましくは１ｍｍよりも大きく、好ましくは２ｍｍよりも大きく、及び／又は２ｃｍ未満であり、好ましくは１ｃｍ未満であり、好ましくは８ｍｍ未満であり、好ましくは５ｍｍ未満である。

該脚の端面は表面を画定し、それを介してタックストーンが金属構造物上に載置される。これらを機械加工することにより、表面を完全に順応させた状態でタックストーンを設置することが可能になり、該タックストーンの精密な位置決めが可能になる。

好ましい実施態様において、該脚の端面にはスキンミクロ構造を有しない。しかしながら、支持面２０_１４の残り及び／又は脚の表面の残りはスキンミクロ構造を有しうる。

好ましくは、使用位置において、界面材料４０は、タックストーンと金属構造物との間の空間を満たす。言い換えれば、界面材料４０は、脚の間を延在する。界面材料４０は、層の形をとり得、例えば脚の形状に適合させた穴４６によって穿孔された不織マットでありうる。有利には、脚はこのように所定位置で界面材料４０を保持するのを助ける。

実施態様において、端面４４を除いて支持面２０_１４は機械加工されない。機械加工操作はそれによって有利に、実質的に加速される。

脚の端面の面積Ｓ_４４の総計、又は支持面が単一の脚を画定するときの脚の端面の面積は、好ましくは支持面２０_１４の面積の０．５％よりも大きく、好ましくは１％よりも大きく、２％よりも大きく、且つ／又は１０％未満、好ましくは８％未満、好ましくは５％未満である。一つの実施態様において、各端面が、１０ｃｍ^２未満、５ｃｍ^２未満、３ｃｍ^２未満の表面積を有する。

好ましくは、該脚は並んでおらず、そのことがタックストーンの安定性を改善する。

該脚の形状は限定的でない。特に、該脚の形状は円筒形であり得、好ましくは円形のベースを備え（図示されているように）、しかしながら、円錐形又は平行六面体でありうる。該脚は、必ずしも全てが同じ形状を有する必要はない。

一つの実施態様において、少なくとも１つの又は各脚が、タックストーンの全長に沿って延在する。

好ましくは、該脚の形状に、アンダーカットを持つ領域がない。

一つの実施態様において、精密に決定された幾何形状を有する型、例えば３次元印刷によって作製された型、が使用される。

好ましくは、本発明によるタックストーンは、その質量の８０％よりも多くまで、アルミナ、ジルコニア、シリカ、及び場合によってはジルコニア安定化剤、特に酸化イットリウム、を含む、電融材料を含み、好ましくは該電融材料によって構成される。該材料は、ＡＺＳ型のものであり得、又は非常に高いジルコニア含量（典型的には、質量パーセンテージで８０％超のＺｒＯ_２を含む）を有しうる。

一つの実施態様において、本発明に従うタックストーンは、０．５％よりも多く、１．５％よりも多く、３．０％よりも多く、４．０％よりも多く、５．０％よりも多く、又は６．０％よりも多く、及び／又は１０．０％未満、９．０％未満、又は８．０％未満、のジルコニア安定化剤、特にＣａＯ及び／又はＹ_２Ｏ_３及び／又はＭｇＯ及び／又はＣｅＯ_２、好ましくはＹ_２Ｏ_３及び／又はＣａＯ、好ましくはＹ_２Ｏ_３、を含む。

好ましくは、本発明に従うタックストーンは、酸化物に対する質量パーセンテージで、合計で１００％として、
Ａｌ_２Ｏ_３＋ＺｒＯ_２＋ＳｉＯ_２：８０．０％よりも多く、好ましくは８４．０％よりも多く、好ましくは８６．０％よりも多く、及び／若しくは９７．０％未満、若しくは９５．０％未満、若しくは９４．０％未満、並びに／又は
Ｙ_２Ｏ_３：０．５％よりも多く、１．５％よりも多く、２．０％よりも多く、及び／若しくは５．０％未満、４．０％未満、又は３．０％未満、並びに／又は
Ｎａ_２Ｏ：０．１％よりも多く、０．２％よりも多く、及び／若しくは０．６％未満、好ましくは０．５％未満、又は０．４％未満、並びに／又は
Ｂ_２Ｏ_３：０．１％よりも多く、又は０．２％よりも多く、及び／若しくは０．６％未満、好ましくは０．５％未満、又は０．４％未満、並びに／又は
Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ＳｉＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、Ｎａ_２Ｏ、及びＢ_２Ｏ_３以外の酸化物型：１０．０％未満、好ましくは９．０％未満、更に好ましくは８．０％未満、５．０％未満、若しくは３．０％未満、若しくは２．０％未満、若しくは１．０％未満、若しくは０．５％未満
になるような化学組成を有する。

一つの実施態様に従うと、本発明に従うタックストーンは：
ＺｒＯ_２：１２．０％よりも多く、好ましくは１５．０％よりも多く、好ましくは１８．０％よりも多く、若しくは２２．０％よりも多く、及び／若しくは４５．０％未満、若しくは４０．０％未満、若しくは３５．０％未満、若しくは３０．０％未満、若しくは２５．０％未満、並びに／又は
ＳｉＯ_２：８．０％よりも多く、好ましくは１０．０％よりも多く、好ましくは１２．０％よりも多く、及び／若しくは２４．０％未満、若しくは２０．０％未満、１７．０％未満、若しくは１４．０％未満、並びに／又は
Ａｌ_２Ｏ_３：３５．０％よりも多く、好ましくは３８．０％よりも多く、若しくは４０．０％よりも多く、及び／若しくは６０．０％未満、好ましくは５５．０％未満、若しくは５０．０％未満、４６．０％未満、若しくは４４．０％未満
になるような化学組成を有する。

一つの実施態様に従うと、本発明に従うタックストーンは、
ＺｒＯ_２：８０．０％よりも多く、好ましくは８３．０％よりも多く、好ましくは８６．０％よりも多く、及び／若しくは９７．０％未満、若しくは９５．０％未満、若しくは９４．０％未満、並びに／又は
ＳｉＯ_２：０．５％よりも多く、好ましくは１．５％よりも多く、好ましくは２．５％よりも多く、好ましくは４．０％よりも多く、若しくは６．０％よりも多く、８．０％よりも多く、８．５％よりも多く、及び／若しくは１５．０％未満、若しくは１２．０％未満、１０．０％未満、若しくは８．０％未満、並びに／又は
Ａｌ_２Ｏ_３：０．２％よりも多く、好ましくは１．０％よりも多く、及び／若しくは３．０％未満、好ましくは２．０％未満
になるような化学組成を有する。

一つの実施態様に従うと、タックストーンは、ガラス炉の金属エンベロープに固着させる為のデバイス４２を有する。この固着デバイスは例えば、ネジ、フック、金属板、又は切欠きを含む。該固着デバイスは好ましくは、上部構造面から２０ｃｍ未満、好ましくは１０ｃｍ未満、好ましくは５ｃｍ未満、に固定され（図２ｃ）、又は上部構造面に固定される（図３ａ）。

当然ながら、上述の寸法及び形状は、限定的なものでない。

図３は、本発明に従うタックストーンの好ましい形状の、図式的な斜視図を示す。

上部構造アームとタンクアームとの間の接合部において、上遷移面２０_２６－３は、隆起部のない上接合面２１を画定し、好ましくは（図示されているように）９０°を超える角度（円筒体の４分の１）に延在する且つ好ましくはこれらのアームの２つのそれぞれの水平面を接続する、円形の円筒状ベースの一部を好ましくは構成する。

好ましくは、上部構造アームとタンクアームとの間の接合部で、下遷移面２０_{１４－１２}が、隆起部のない下接合面２３を画定し、好ましくは（図示されているように）９０°を超えた角度に延在する、好ましくはこれらのアームの２つのそれぞれの水平面を接続する、円形の円筒状ベースの一部を好ましくは含み又は構成する。一つの実施態様において、この円筒部分は、上遷移面の円筒部分と実質的に同軸である。

型を生成する為の３次元印刷の使用は、隆起部のない表面、特に上遷移面及び／又は下遷移面の、特にこれらの遷移面の円筒部分の、より容易な生成を可能にする。タックストーンの機械的強度はそれによって改善される。

好ましい実施態様において、図３に示されているように、タックストーンの厚さが軸Ｘに沿って一定である。

稼動中のタックストーンが被る応力を再現する為に、寸法１５０×１００×８５ｍｍ^３の試験片が炉内に配置され、第１の広い面（「高温面」（hot face）と呼ぶ）が加熱手段に近接しており、且つ、反対側の第２の広い表面（「低温面」（cold face）と呼ぶ）が、閉じたときに炉の扉に対して存在するようになされた。

加熱手段の温度は、高温面で１３５０℃に到達するまで、１時間当たり３０℃の速度で上昇させた。この温度は、試験の全体を通して維持された。

次に、炉の扉が周期的に開かれ、３時間３サイクルにわたり６００℃～１０００℃で低温面の温度のばらつきを引き起こし（扉を１．５時間開放し、ドアを１．５時間閉じる）、次に、温度が６００℃で１５時間維持された。この処理が、連続５日間にわたり繰り返された。

試験片の性能が、試験の前後で動的ヤング率又は「ＭＯＥ」を測定することによって評価された。ＭＯＥは、フラットモードで、Ｕｌｔｒａｔｅｓｔ社製のＵｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｔｅｓｔｅｒ ＩＰ８を使用して、試験片中での超音波の伝搬の速度を測定することによって決定された。表１で、２０℃で測定された初期ＭＯＥに、「ＭＯＥｉｎｉ」とマーク付けされ、試験後の残留ＭＯＥに「ＭＯＥｒｅｓ」とマーク付けされ、ＭＯＥの損失（「ＭＯＥｒｅｓ」－「ＭＯＥｉｎｉ」）／「ＭＯＥｉｎｉｔｉａｌ」に、「ΔＭＯＥ」とマーク付けされる。

生成物のミクロ構造が、ＩｍａｇｅＪ画像解析ソフトウェアを備えたＲｉｃｈｅｒｔ Ｐｏｌｙｖａｒ ２型の光学顕微鏡を使用して、好ましくは×５の倍率を使用して、分析され、特徴付けられることができた。画像解析ソフトウェアは、独立した（即ち、ガラス質相によって取り囲まれた）結晶の単離、及びそれらの表面積の決定を可能にする。特に、遊離ジルコニア又はアルミナ－ジルコニア共晶の結晶を区別することが可能である。表面積が１２平方ミクロンよりも大きい結晶のみがカウントされた。

低温面の表面（Ｎｃ－ｓｕｒｆａｃｅ）の及び試験片内４ｃｍに位置する表面（Ｎｃ－ｉｎｔｅｒｎａｌ）の、１ｍｍ^２当たりの結晶（Ｎｃ）の数をカウントした。与えられた値は、４回にわたり読み取った平均に該当する。Ｎｃ－ｓｕｒｆａｃｅ及びＮｃ－ｉｎｔｅｒｎａｌの間の比を計算した。４よりも大きい、又は７よりも大きい比は、スキンミクロ構造を表す。

試験片ｎｏ．１は、全ての面が機械加工され且つＳＥＦＰＲＯ社によって販売されたＡＺＳ ＥＲ１６８１材料からなる、参照試験片である。

試験片ｎｏ．２は、全ての面が機械加工され且つＳＥＦＰＲＯ社によって販売されたＥＲ１１９５材料からなる、参照試験片である。

試験片Ｎｏ．３は、低温面を除いた全ての面が機械加工され且つＳＥＦＰＲＯ社によって販売されたＥＲ１１９５材料からなる、試験片である。

試験片Ｎｏ．４は、低温面を除いた全ての面が機械加工され且つＳＥＦＰＲＯ社によって販売されたＥＲ１６８１材料からなる、参照試験片である。

耐腐食性を測定する為に、直径２２ｍｍ及び高さ１００ｍｍの円筒バーを試験片から切り取り、アルカリ石灰ガラスの浴に浸漬させたバーを回転させることからなる試験に供した。試験片の回転速度は、１分当たり６回転であった。実施例２及び３では、ガラスを１５５０℃にし、試験を７２時間続けた。実施例４では、ガラスを１５００℃にし、試験を４８時間続けた。試験の終わりに、各バーごとに、腐食した試験片の残りの容積を、評価した。参照生成物の残りの容積（各試験で存在する実施例１）を、比較基準として選択した。任意の他の腐食バーの残りの容積と、参照腐食バーの残りの容積との比を、１００倍した値は、腐食指数（Ｉｃ）に該当し、参照生成物の場合に対する、試験がなされた試験片の耐腐食性の評価を与える。このように１００よりも大きいスコアは、参照生成物の場合よりも小さい腐食損失を表す。それ故に、懸案の生成物は、参照生成物よりも、溶融ガラスによる腐食に対して良好な耐性を有する。

また、５００℃での温度での試験片の熱機械的強度が、ＭＯＲ／ＭＯＥ比を使用して評価された。次に、破断力（ＭＯＲ）及びＭＯＥが、寸法１５×２５×１５０ｃｍ^３の試験片において測定された。３点曲げ載置が、２つの下方支持体間が１２５ｍｍの距離で、Ｓｈｉｍａｄｚｕプレス機を使用してＩＳＯ ＮＦ ＥＮ ８４３規格に合わせて生成された。ゴムをパンチ上に配置して、亀裂の開始を回避した。パンチ低下速度は、１分当たり５ｍｍで一定であった。

結果が表１に示されている：

実施例は、ΔＭＯＥを３よりも大きい値で割ることができるので、スキンミクロ構造（生成物の周辺での結晶密度の高い勾配）が、生成物の安定性に著しい改善をもたらすことを示す。

ＭＯＲ／ＭＯＥ比の増大は、本発明に従うタックストーンの優れた熱機械的強度を示す。

記載されている実施態様は、単なる例示であり、本発明の範囲から離れることなく、特に技術的均等物の置換によって変更できることが明らかである。

Claims (18)

1. 上縁（２５）を持つタンク（１２）と、
   金属構造物（１４）と、
   融合タックストーン（２０）を含む中間層（１８）を持つ上部構造（１６）と
   を備えているガラス炉であって、前記融合タックストーン（２０）が
   ガラス炉の金属構造物（１４）上に載置される支持面（２０_１４）、
   上記ガラス炉のタンク（１２）の上縁（２５）に面するタンク面（２０_１２）、及び
   該支持面と該タンク面とを接続する下遷移面（２０_{１４－１２}）
   を含む下面（２０_３）と、
   上記ガラス炉の上部構造（１６）の側壁（２６）を受ける上部構造面（２０_２６）、及び
   該上部構造面（２０_２６）と該下面（２０_３）とを接続する上遷移面（２０_２６－３）
   を含む上面（２０_５）と
   を画定し、
   該下遷移面の少なくとも一部が、上記下遷移面よりも４センチメートル下の深さにおける結晶密度の４倍よりも大きい結晶密度を有し、そのような面は、「スキンミクロ構造」を持つ表面と称され、結晶密度は、研磨後の表面１ｍｍ^２当たり１２μｍ^２よりも大きい表面積を有する結晶の数によって評価され、上記深さにおける結晶密度は、上記深さまで該タックストーンを切った後に露出した表面上で評価される
   ことを特徴とする、前記ガラス炉。
2. 該上遷移面の少なくとも一部が、スキンミクロ構造を持つ表面である、請求項１に記載のガラス炉。
3. 該下面全体が、スキンミクロ構造を持つ表面である、請求項１又は２に記載のガラス炉。
4. 該上部構造面の少なくとも一部が、上記上部構造面よりも４センチメートル下の深さにおける密度の４倍未満の結晶密度を有する、請求項１～３のいずれか１項に記載のガラス炉。
5. 変形可能であり及び／又は１．０Ｗ・ｍ^－１・Ｋ^－１未満の熱伝導度を有する界面材料（４０）の層が、スキンミクロ構造を持つ表面の少なくとも一部の上に配置されている、請求項１～４のいずれか１項に記載のガラス炉。
6. 前記タックストーンが、酸化物に対する質量パーセンテージで、
   Ａｌ_２Ｏ_３＋ＺｒＯ_２＋ＳｉＯ_２＞８０．０％
   になるような化学組成を有する、請求項１～５のいずれか１項に記載のガラス炉。
7. 前記タックストーンが、酸化物に対する質量パーセンテージで、ジルコニア安定化剤を０．５％よりも多く且つ１０．０％未満含む、請求項１～６のいずれか１項に記載のガラス炉。
8. 前記タックストーンが、酸化物に対する質量パーセンテージで、合計で１００％として、
   Ａｌ_２Ｏ_３＋ＺｒＯ_２＋ＳｉＯ_２：８３．８％よりも多く且つ９７．０％未満、
   Ｙ_２Ｏ_３：０．５％よりも多く且つ５．０％未満、
   Ｎａ_２Ｏ：０．１％よりも多く且つ０．６％未満、
   Ｂ_２Ｏ_３：０．１％よりも多く且つ０．６％未満、
   Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ＳｉＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、Ｎａ_２Ｏ、及びＢ_２Ｏ_３以外の酸化物型：１０．０％未満
   になるような化学組成を有する、請求項１～７のいずれか１項に記載のガラス炉。
9. 前記タックストーンが、酸化物に対する質量パーセンテージで、
   ＺｒＯ_２：１２．０％よりも多く且つ４５．０％未満、
   ＳｉＯ_２：８．０％よりも多く且つ２４．０％未満、
   Ａｌ_２Ｏ_３：３５．０％よりも多く且つ６０．０％未満
   になるような化学組成を有する、請求項１～８のいずれか１項に記載のガラス炉。
10. 前記タックストーンが、酸化物に対する質量パーセンテージで、
    ＺｒＯ_２：８０．０％よりも多く且つ９７．０％未満、
    ＳｉＯ_２：０．５％よりも多く且つ１５．０％未満、
    Ａｌ_２Ｏ_３：０．２％よりも多く且つ３．０％未満
    になるような化学組成を有する、請求項１～９のいずれか１項に記載のガラス炉。
11. 該下遷移面の上記少なくとも一部分が、１ｍｍ^２当たり６５０個超の結晶の結晶密度を有する、請求項１０に記載のガラス炉。
12. 該下遷移面の上記少なくとも一部の該結晶の平均等価直径が、４５μｍ未満である、請求項１０又は１１に記載のガラス炉。
13. 該支持面が単一の脚又は一組の脚を画定し、各脚が、使用中に該金属構造物上に載置されることが意図される末端面（４４）を有し、上記末端面がスキンミクロ構造を持たない、請求項１～１２のいずれか１項に記載のガラス炉。
14. 該単一の脚の該末端面の面積、又は該一組の脚の該末端面の面積（Ｓ_４４）の累積合計が、該支持面の面積の０．５％よりも大きく且つ１０％未満である、請求項１３に記載のガラス炉。
15. 該界面材料が、該支持面によって境界が定められ且つ上記の１又は複数の末端面の平面にまで延在する容積を満たす、請求項５に従属する場合の１３又は１４に記載のガラス炉。
16. 上部構造アームとタンクアームとの間の接合部で、該上遷移面が、該上部構造アームの水平面と該タンクアームの水平面とを接続する、隆起部のない湾曲した上接合面（２１）を含み、及び／又は
    該上部構造アームと該タンクアームとの間の接合部で、該下遷移面が、該上部構造アームの水平面と該タンクアームの水平面とを接続する、隆起部のない湾曲した下接合面（２３）を含む、
    請求項１～１５のいずれか１項に記載のガラス炉。
17. 炉を生成する方法であって、該炉は、ガラス溶融タンクと、該タンクの上方に延在する上部構造と、該上部構造を支持する金属構造物とを備えており、該方法は、
    下記逐次工程：
    ａ）出発バッチを形成するように原材料を混合すること、
    ｂ）上記出発バッチを融合して、溶融物質の浴を得ること、
    ｃ）上記溶融物質を型に鋳込み、上記溶融物質を冷却することによって凝固して、タックストーンの一般的形態を有し且つ該型に接触しているその表面がスキンミクロ構造を有する中間材を得るようにすること、ここで、該表面は、該表面よりも４センチメートル下の深さにおける結晶密度の４倍よりも大きい結晶密度を有し、そのような面が、前記スキンミクロ構造を持つ表面と称され、結晶密度は、研磨後の表面１ｍｍ ^２ 当たり１２μｍ ^２ よりも大きい表面積を有する結晶の数によって評価され、上記深さにおける結晶密度は、上記深さまで該タックストーンを切った後に露出した表面上で評価される、
    ｄ）上記中間材を該型から取り外すこと、
    ｅ）スキンミクロ構造を持つ該表面の少なくとも一部を保持するように、該中間材の外面を部分的に機械加工すること、
    を含む方法に従いタックストーンを製造すること、及び、
    金属構造物と上部構造の側壁との間の中間層において前記タックストーンを組み付けることを含み、
    該タックストーン（２０）が、金属構造物（１４）に接触する支持面（２０_１４）、上部構造（１６）の側壁（２６）に接触する上部構造面（２０_２６）、及びタンク（１２）の上縁（２５）に面するタンク面（２０_１２）を画定する、
    前記炉を生成する方法。
18. 工程ｅ）で、該上部構造面が機械加工され、及び／又は該支持面が機械加工されず、及び／又は該タンク面が機械加工されない、請求項１７に記載の炉を生成する方法。

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