SK282596B6 - Kompozitná a monolitická žiaruvzdorná štruktúra a spôsob výroby tejto štruktúry - Google Patents

Abstract

Kompozitná a monolitická žiaruvzdorná štruktúra, prispôsobená najmä na výrobu sklárskych pecí, je tvorená komponentom v tvare bloku, pozostávajúceho z elektrického odliatku zo žiaruvzdorného materiálu založeného na báze oxidov hliníka, zirkónu, kremíka a podobne, ktorého tvar a rozmery sú prispôsobené predpokladanému použitiu a vnútri ktorého je monoliticky vsadený najmenej jeden ochranný element. Ochranný element je vysoko odolný proti vplyvom roztaveného skla a je vybratý z kovov, ušľachtilých kovov, žiaruvzdorných kovov, žiaruvzdorných materiálov, konvenčných a nekonvenčných keramických materiálov, ako sú karbidy, nitridy, boridy a podobne, alebo z materiálov založených na báze grafitu, ich zliatin a/alebo zmesí, a/alebo zlúčenín. Element je opracovaný do tvaru platne, ktorej tvar a rozmery sú prispôsobené periferiálnemu profilu žiaruvzdorného bloku a je usporiadaná vnútri bloku tak, že jej povrchy sú umiestnené v blízkosti povrchov bloku, ktoré majú byť vystavené vplyvu taveniny tak, že táto platňa vytvára vložku, ktorá pôsobí ako súvislá ochranná bariéra proti vplyvom na žiaruvzdorný materiál. Opísaný je aj spôsob výroby kompozitnej žiaruvzdornej štruktúry v konvenčných taviacich peciach.ŕ

Description

Oblasť techniky

Predkladaný vynález sa týka kompozitnej žiaruvzdornej štruktúry tvorenej elektricky odlievaným komponentom, založeného na báze keramických oxidov, žiaruvzdorných a iných materiálov a rôznych minerálnych oxidov, ktorý zahrnuje najmenej jeden rôzne tvarovaný štrukturálny element, ktorý je vysoko odolný proti korózii a alebo erózii, ktorú spôsobuje roztavené sklo a podobne.

Do rámca vynálezu taktiež patrí spôsob výroby spomínanej monolitickej kompozitnej žiaruvzdornej štruktúry, ktorá sa môže použiť pri výrobe sklárskych pecí, a to najmä v oblastiach pece, ktoré sú najviac vystavené pôsobeniu korozívnemu vplyvu roztaveného skla a podobne.

Oblasť techniky

Ako je všeobecne známe, technológia výstavby sklárskych pecí používa primerane zostavené monolitické elementy vyrobené z elektricky odlievaných žiaruvzdorných materiálov, ktoré sa nazývajú „elektricky odlievané bloky“.

Tieto elektricky odlievané bloky sa vyrábajú v rôznych tvaroch, veľkostiach, druhoch a kvalite, ale všetky sa vyrábajú odlievaním zmesi roztavených žiaruvzdorných oxidov v trojfázových elektrických oblúkových peciach, ako je to bližšie opísané v talianskej patentovej prihláške 19461 A/87 z 23. februára 1987.

Roztavená zmes sa odlieva do vhodne navrhnutých a tvarovaných foriem, kde je vystavená prvotnému čiastočnému ochladeniu a dosiahne požadovaný tvar. Elektricky odlievaný žiaruvzdorný materiál je potom ďalej ochladzovaný za riadených podmienok a na konci tohto cyklu je zvyčajne strojom mechanicky opracovaný do konečnej podoby.

Tento finálny výrobok sa všeobecne nazýva „elektricky odlievaný žiaruvzdorný blok“.

Taktiež je známe, že elektricky odlievaný žiaruvzdorný materiál je počas používania napádaný pôsobením rôznych mechanických, fyzikálnych a chemických vplyvov, ktoré pôsobia v rôznych častiach pece.

Napádanie, ktorému je žiaruvzdorný materiál vystavený, spôsobuje jeho opotrebovanie a odieranie. Rozsah opotrebenia určuje životnosť elektricky odlievaných žiaruvzdorných blokov a tým v podstatnej miere ovplyvňuje životnosť celej sklárskej pece.

Opotrebenie blokov žiaruvzdorného materiálu závisí od jeho kvality, typu a umiestnenia v peci. Je skutočne známe, že v peci existujú miesta, kde je opotrebenie oveľa väčšie než inde. Všeobecne je známe, že medzi najviac opotrebovávané elektricky odlievané bloky patria tie, ktoré tvoria hrdlo pece, predovšetkým blok krytu hrdla vstupu skla, a priepadovú stenu, alebo v častiach blokov, ktoré sú technicky definované ako „výtoková línia“ alebo „kovová línia“.

S cieľom predĺžiť životnosť sklárskej pece na maximálnu možnú mieru sa vyberajú a skladajú elektricky odlievané žiaruvzdorné bloky rôznej kvality a vlastností tak, aby sa vyvážil stupeň opotrebenia v jednotlivých častiach pece.

Pri výrobe sklárskych pecí sa v súčasnosti bežne používajú elektricky odlievané žiaruvzdorné bloky z rôznych zlúčenín (A1₂O₃ - ZrO₂ - SiO₂, alfa a beta A1₂O₃, ZrO_2i A1₂O₃ - Cr₂O₃ - SiO₂ - ZrO₂, atď.), ktoré sú umiestnené v rôznych špecifických oblastiach v závislosti od kvality a typu vyrábaného skla a od podmienok, ktoré musia vydržať.

Ako je známe, napriek používaniu rôznych materiálov sa nepodarilo dosiaľ dosiahnuť optimálne vyváženie opotrebenia jednotlivých častí sklárskej pece a preto, kvôli skoršiemu opotrebeniu niektorých častí, sa stále ešte nepodarilo dosiahnuť optimálnu životnosť pece.

S cieľom znížiť vplyv tejto disparity pri opotrebení a sa cieľom predĺžiť životnosť pece sa niekedy siaha k iným riešeniam mechanického typu, ako je chladenie štruktúry zvonku, alebo oprava najviac opotrebených častí pece počas prevádzky pece.

Podstata vynálezu

Cieľom tohto vynálezu je vytvoriť kompozitnú monolitickú žiaruvzdornú štruktúru, ktorá je v tvare elektricky odlievaného žiaruvzdorného bloku, ktorý má rôzne rozmery, chemicko-fyzikálne vlastnosti, ktorý má počas použitia vysokú odolnosť proti korózii/erózii spôsobovanej taveninou, najmä roztaveným sklom a ktorý má životnosť podstatne dlhšiu než sa bežne dosahuje pri elektricky odlievaných materiáloch akéhokoľvek druhu a zloženia.

Predmetom vynálezu je vytvorenie kompozitnej monolitickej žiaruvzdornej štruktúry, ktorá je urobená tak, aby pozostávala z komponentov, ktoré sú od seba fyzikálne a/alebo chemicky odlišné a sú navzájom v blízkom a stálom kontakte, pričom jeden z materiálov je zo žiaruvzdorného elektricky alebo inak odlievaného materiálu a druhá alebo ďalšie zložky sú z materiálu, ktorý odoláva vysokým teplotám a je schopný tvoriť efektívnu ochrannú bariéru pred roztaveným sklom pre žiaruvzdorný komponent.

Ďalším predmetom vynálezu je spôsob výroby spomínanej kompozitnej monolitickej žiaruvzdornej štruktúry, chápaný tak, aby bolo jednoduché a efektívne vytvoriť spomínanú štruktúru bez potreby špeciálnych a drahých zariadení.

Tento cieľ, predmet a ostatné skutočnosti vyplývajúce z nasledujúceho opisu, je dosiahnutý kompozitnou a monolitickou žiaruvzdornou štruktúrou, predovšetkým, nie však výlučne, prispôsobenou na výrobu sklárskych pecí, ktorá je uskutočnená podľa tohto vynálezu komponentom v tvare bloku vytvoreného z elektrického odliatku zo žiaruvzdorného materiálu založeného na báze oxidov hliníka, zirkónu, kremíka a podobne, ktorého tvar a rozmery sú prispôsobené predpokladanému použitiu a vnútri ktorého je monoliticky vsadený najmenej jeden ochranný element; ochranný element je vysoko odolný proti vplyvom roztaveného skla a podobne a je vybratý z kovov, ušľachtilých kovov, žiaruvzdorných kovov, žiaruvzdorných materiálov, konvenčných a nekonvenčných keramických materiálov, ako sú karbidy, nitridy, boridy a podobne, alebo z materiálov založených na báze grafitu, ich zliatin a/alebo zmesí, a/alebo zlúčenín; element je dôkladne opracovaný do tvaru platne, ktorej tvar a rozmery sú prispôsobené periferiálnemu profilu žiaruvzdorného bloku a je usporiadaná vnútri bloku tak, že jej povrchy sú umiestnené v blízkosti povrchov bloku, ktoré majú byť vystavené vplyvu taveniny tak, že táto platňa vytvára vložku, ktorá pôsobí ako súvislá ochranná bariéra proti vplyvom na žiaruvzdorný materiál.

Podrobnejšie, spomínaný ochranný element je vytvorený v tvare tuhej tenkej dosky, ktorá môže mať rôzne geometrické tvary profilu „C-“, „I-“, „L-“, „O-“, „S-“, „U-“, „V-“ a podobne; valcových alebo kónických rúr, pričom základný profil môže mať otvorený alebo uzavretý obvod; môže byť zložený alebo vytvorený tak, že tvorí otvorené alebo uzavreté pevné teleso tvaru škatule; spomínaná doska je najmenej z jedného kovu prednostne zvoleného spome dzi molybdénu, tantalu, volfrámu a platiny žiaruvzdorných kovov, konvenčných a nekonvenčných keramických materiálov, ako sú karbidy, nitridy, boridy a podobne, prípadne ich zliatin a/alebo zmesí, a/alebo zlúčenín.

Vynález sa týka aj spôsobu výroby uvedenej kompozitnej žiaruvzdornej štruktúry; tento spôsob je uvedený so zvláštnymi podmienkami a operačnými krokmi, ako modifikácia konvenčného cyklu na výrobu elektricky odlievaných žiaruvzdorných blokov v zodpovedajúcich taviacich peciach, pričom spomínané bloky sa prednostne predpokladajú ako určené na výrobu sklárskych pecí.

Spôsob podľa predkladaného vynálezu spočíva v nasledovných krokoch;

- príprava konvenčnej formy na výrobu bloku žiaruvzdorného materiálu požadovaných rozmerov;

- príprava najmenej jednej ochrannej vložky, ktorá je vysoko odolná proti vplyvom roztaveného skla a má tvar a rozmery prispôsobené tak, aby tvorila súvislú ochrannú bariéru najmenej pre tie oblasti, o ktorých sa predpokladá že budú najviac vystavené spomínanému vplyvu;

- umiestnenie pomocných a/alebo závesných elementov vnútri spomínanej formy, ktoré sú vytvarované a usporiadané tak, aby udržiavali spomínanú vložku v stabilnej polohe vnútri formy a tým úplne ponorenú do žiaruvzdorného bloku po jeho odliatí a tiež, že povrchy, ktoré tvoria ochrannú bariéru budú umiestnené paralelne a budú umiestnené v blízkosti povrchov bloku, ktoré majú byť chránené pred vplyvom roztaveného skla;

- odlievanie roztaveného žiaruvzdorného materiálu do formy podľa metódy a so zariadením na vpúšťanie roztaveného materiálu tak, aby nedošlo k posunu vložky vzhľadom na steny formy; a nakoniec

- ukončenie odlievania, keď je forma naplnená a ochladenie žiaruvzdorného bloku podľa predpísaného cyklu tak, aby sa dosiahol tesný, trvalý a permanentný kontakt medzi vložkou, pomocnými elementmi a žiaruvzdorným blokom.

Prednostne, spomínaný materiál je zvolený zo žiaruvzdorného elektricky alebo inak odlievaného materiálu, špeciálne spomedzi materiálov, ktorých hlavné komponenty sú individuálne chemické látky alebo ich kombinácie, ako napríklad AI2O3, S1O2, Ζ1Ό2, Cr₂O₃, MgO a ich zmesi. Navyše spomínané vložky sú prednostne zostavené z materiálov, ktorých hlavné komponenty sú Mo, Pt, Ta, W, ušľachtilé kovy alebo žiaruvzdorné materiály všeobecne, grafit, keramické materiály, ale taktiež špeciálne materiály, ako boridy, nitridy, karbidy a silicidy a podobne, všetky samotné, ale aj ako zliatiny, zmesi alebo zlúčeniny.

Samozrejme, s cieľom dosiahnuť blízky a stabilný kontakt medzi žiaruvzdorným blokom a vložkou, zvolené materiály pre vložku, žiaruvzdorný blok a podporné elementy musia mať podobné charakteristiky tepelnej rozťažnosti.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Ďalšie charakteristiky a výhody predkladaného vynálezu budú ozrejmené v detailných opisoch s odvolávkami na priložené výkresy, ktoré znázorňujú neobmedzujúci príklad uskutočnenia vynálezu, na ktorých:

obr. 1, la a lb sú postupne perspektívny, čelný a bočný pohľad na typ kovovej vložky tvaru kovovej dosky profilu tvaru L;

obr. 2 a 2a sú bočný a čelný pohľad na kovovú vložku tvaru platne;

obr. 3 a 3a sú bočný a čelný pohľad na ďalšiu kovovú vložku tvaru dosky;

obr. 4 a 4a sú bočný a čelný pohľad na vložku, ktorá má profil tvaru U;

obr. 5, 5a a 5b sú postupne perspektívny, čelný a bočný pohľad na iný typ kovovej vložky tvaru kovovej dosky zahnutej tak, že má profil tvaru L;

obr. 6 je pohľad na vložku pozostávajúcu z pevnej valcovej tyče;

obr. 6 až 1 la sú pohľady na série podporných elementov na pridržiavanie a upevnenie vložky (znázornenej na predošlých obrázkoch) vnútri formy; spomínané elementy môžu byť vyrobené z kovu, grafitu, žiaruvzdorného materiálu alebo keramiky, pripadne z ďalších prispôsobených materiálov rôzneho tvaru a veľkosti;

obr. 12 je rez konvenčnou formou na výrobu elektricky odlievaného žiaruvzdorného bloku, vnútri ktorého je kovová vložka tvaru dosky profilu L a je upevnená pomocou pomocných elementov vybratých spomedzi tých, čo sú znázornené na obr. 6 až 11 a;

obr. 12a a 12b sú rez odlievacou formou v mieste XII-X1I obrázku 12 a pohľad na obrázok 12 zo smeru obr. 13 je namiesto schematického pohľadu na využitie kompozitnej štruktúry vytvorenej podľa vynálezu, ide o oblasť, kadiaľ preteká roztavené sklo, nazýva sa „hrdlo“, pričom F je smer toku roztaveného skla z taviacej vane do pracovnej časti vaňovej taviacej pece, a obr. 14 je časová závislosť korózie bloku, presnejšie porovnanie profilu v priebehu korózie s pôvodným profilom žiaruvzdorného bloku.

Príklad uskutočnenia vynálezu

S odvolaním sa na uvedené obrázky a na predchádzajúci opis, kompozitná žiaruvzdorná štruktúra podľa uvádzaného vynálezu je v podstate tvorená monolitickým komponentom tvoreným žiaruvzdorným materiálom, ktorý je elektricky (alebo inak) odliaty, je založený na keramických oxidoch, najmä na oxidoch systému AZS (t. j. oxidoch hliníka, zirkónu, kremíka) a obsahuje najmenej jednu kovovú vložku, ktorá je doň úplne ponorená a táto vložka slúži ako bariéra chrániaca žiaruvzdorný materiál pred vplyvom roztaveného skla alebo iných korozívnych materiálov.

V závislosti od typu bloku elektricky odlievaného žiaruvzdorného bloku a najmä od jeho relatívnej polohy v štruktúre, ktorá tvorí pec na tavenie skla, sa použijú kovové vložky ako napríklad na obrázkoch 1 až 6, alebo iné, ktorých tvar je prispôsobený požadovanému účelu a na upevnenie vložky v roztavenom žiaruvzdornom bloku sa použijú rôzne typy pomôcok, ktorých príklady sú na obrázkoch 6 až 1 la, alebo podobné.

Takto napríklad prvý typ vložky pozostáva z obdĺžnikovej kovovej dosky (obrázok 1, la, lb), ktorá je zohnutá tak, že tvorí profil tvaru L a má dve rovnaké (alebo prípadne rôzne) krídla la a lb pozdĺž záhybu s polomerom zakrivenia R; na opačných koncoch napríklad krídla la je výrez alebo zahĺbenina polkruhového tvaru (prípadne má iný profil) a jej účelom je prerušiť kontinuitu obvodu vložky.

Podobne kovová vložka z obrázku 2 taktiež pozostáva z kovovej dosky 2, ktorá je zahnutá taktiež tak, aby tvorila profil L a má dve krídla 2a a 2b. Krídlo 2a je zakončené časťou 2c, ktorá je zahnutá do uhla a taktiež má polkruhové výrezy. Krídlo 2b je zakončené časťou, ktorá je podobne zahnutá ako časť 2c.

Podobne vložky podľa obrázkov 3, 4 a 5 pozostávajú z kovových dosiek, ktoré sú pozahýbané do tvaru L alebo U a taktiež majú zárezy 3a, 4a a 5a.

Len konce vložky 4 nie sú zahnuté.

Spomínané vložky sú prednostne zostavené z materiálov, ktorých hlavné komponenty sú Mo, Pt, Ta, W, ušľachtilé kovy alebo žiaruvzdorné materiály všeobecne, grafit, keramické materiály, ale taktiež špeciálne materiály ako boridy, nitridy, karbidy a silicidy a podobne, všetky samotné, ale aj ako zliatiny, zmesi alebo zlúčeniny. Taktiež môžu byť chemicky, fyzikálne alebo mechanicky upravené tak, aby boli prispôsobené požiadavkám; napríklad rozmery, ako dĺžka, šírka a hrúbka závisia od rozmerov bloku, v ktorom má táto vložka tvoriť ochrannú zónu.

Tvar spomínanej vložky kopíruje vonkajší tvar tej časti bloku, ktorá je takto chránená proti vplyvu roztaveného skla.

Rôzne druhy pomocných elementov, ako napríklad tie, ktoré sú znázornené na obrázkoch 6 až 11 a, sa používajú na stabilizovanie polohy vložiek vnútri formy.

Na obrázkoch 6 až 7 sú pohľady na série podporných elementov tvaru tyče alebo tŕňa na pridržiavanie a upevnenie vložky (znázornenej na predošlých obrázkoch) vnútri formy; spomínané elementy môžu byť vyrobené z kovu, grafitu, žiaruvzdorného materiálu alebo keramiky, prípadne z ďalších prispôsobených materiálov, ktoré upevnia vložku podľa obr.6, pozostávajúcu z pevnej valcovej tyče vnútri formy.

Užší koniec tŕňa z obr. 6 je zasunutý do steny formy, pričom jeden koniec valcovej vložky z obr. 6 je uložený tak, že dosadá na vyčnievajúcu časť s väčším priemerom. Podložka z obr. 7 pozostáva z platne 7, vyrobenej z kovu alebo iného materiálu s dierou 7a, do ktorej je zasunutý voľný koniec valcovej tyče; časť 7b, ktorá je nakreslená čiarkované, je zasunutá do steny formy. Na obrázkoch 8 až 11 a sú znázornené ostatné pomocné elementy rôznych tvarov z laterálne formovanými zárezmi 8b a 10b alebo drážkami 9b a 11b na ich koncoch. Tieto drážky alebo zárezy majú umožniť stabilné upevnenie vložiek tvorených rôzne pozohýbanými doskami.

Na obrázkoch 12, 12a a 12b sú znázornené kompletné príklady uloženia vložiek vnútri formy tvaru rúry obdĺžnikového prierezu pred odlievaním žiaruvzdorného bloku. Vložka v tomto prípade je tvaru ako na obrázku 1 označená vzťahovou značkou 1, čo je doska s profilom tvaru L s vertikálne usporiadanými krídlami la a lb. Dolná hrana krídla la zapadá do drážky 9b dvoch vertikálnych pomocných elementov valcového tvaru 9 (obr. 9), ktorých opačný koniec než ten s drážkou je zapustený do zadnej steny formy 12. Krídlo lb je podobne uložené na dvoch podporných elementoch 9, ktoré sú taktiež zapustené do zadnej steny formy, ako je to vidieť z obr. 12a. Spomínané krídla la a lb sú navyše upevnené navrchu formy pomocou dvoch valcových elementov 8, ktoré sú horizontálne zasunuté do priľahlých stien formy, (obr. 12b.)

Usporiadanie krídel vložky 1 je také, aby umožňovalo, aby bola vložka úplne ponorená do formy a tým aj vnútri odliatku a súčasne aby sa tieto krídla udržali stabilne paralelne a blízko uložené k povrchu odliatku.

Samozrejme aj iné podporné elementy môžu byť použité na upevnenie iných druhov vložiek, ako sú napríklad tie, čo sú uvedené na priložených obrázkoch.

Spôsob odlievania žiaruvzdorného materiálu do formy, s cieľom vytvoriť kompozitnú štruktúru podľa tohto vynálezu, zahrnuje teda nasledujúce kroky:

- uloženie, upevnenie a/alebo zavesenie najmenej jednej vložky vnútri odlievacej formy pomocou spomínaných vhodne štruktúrovaných a umiestnených podporných elementov, takže vložka je úplne ponorená do odliatku tak, že povrchy, ktoré majú tvoriť bariéru proti korozívnemu pôsobeniu roztaveného skla sú umiestnené v blízkosti povrchu odliateho bloku, ktorý má byť vystavený týmto účinkom;

- odliatie roztaveného žiaruvzdorného materiálu do formy podľa vhodnej metódy a so zariadením zabezpečujúcim prietok a požadovaný smer prúdenia roztaveného materiálu, čo zabezpečí, že sa materiál dostane do formy v plánovanom čase a neposunie sa poloha vložky alebo vložiek vzhľadom na formu a tým sa dosiahne rovnomerné a úplné zaplnenie formy.

V tomto kroku je evidentné, ako je dôležité vybrať materiály na podporné elementy a vložky, ich tvar a rozmery.

Definícia týchto súvisiacich charakteristík musí rešpektovať vlastnosti vložky a žiaruvzdorného materiálu a je základom pre:

predchádzanie akejkoľvek zmene elementov počas odlievania, ktorá by mohla spôsobiť posuv vložky proti jej plánovanej polohe;

vytvoriť permanentnú kontinuitu štruktúry medzi elementmi a žiaruvzdornou časťou kompozitnej štruktúry po vychladnutí bloku; a vytvoriť permanentný pevný a odolný kontakt bez diskontinuity medzi elementmi a vložkou po vychladnutí bloku.

Navyše je nevyhnutné vychladzovať kompozitnú štruktúru podľa vhodného teplotného cyklu, aby sa zabezpečilo vytvorenie uniformnej mikrokryštalickej štruktúry žiaruvzdornej zložky a permanentný dobrý kontakt medzi spomínanou žiaruvzdornou zložkou a vložkou.

Na tento účel je nevyhnutné zvoliť vlastnosti žiaruvzdornej zložky, vložky a podporných elementov tak, aby mali rovnaké vlastnosti, čo sa týka rozťažnosti.

Blok vyrobený opísanou metódou môže byť použitý na ktorejkoľvek pozícii označenej 1 až 9 na obr. 13. Spomínaný obrázok 13 znázorňuje jedno z riešení časti sklárskej pece technicky nazývanej „hrdlo“.

V tejto časti sa vyskytuje intenzívna korózia žiaruvzdorného materiálu, ktorá najviac ohrozuje bloky na pozíciách 1,2 a 3, najmä však blok na pozícii 1, čo je najkritickejší element aj z hľadiska jeho štrukturálnej funkcie v hrdle na obr. 13.

Hrdlo je základný prvok sklárskej pece a jeho opotrebenie prakticky určuje životnosť celej pece, niekedy spôsobuje jej predčasný výpadok. Korózia blokov, ktoré tvoria hrdlo, sa objavuje podľa typického profilu, znázorneného na obr. 14, kde F je smer prúdenia roztaveného skla, B je profil počiatočného bloku a t, a t₂ sú profily v priebehu korózie, kde t₂ nasleduje po fi.

Vložka I, znázornená čiarkovanou čiarou vnútri bloku na pozícii 1, ktorá sa nachádza medzi roztaveným sklom a žiaruvzdorným materiálom funguje ako ochranná bariéra pre žiaruvzdorné teleso, čím mu zabraňuje v priamom kontakte s roztaveným sklom a tým zabraňuje aj korózii a erózii a v praxi predlžuje životnosť bloku.

Vynález, tak ako je opísaný a znázornený pomocou niektorých uskutočnení, je samozrejme rozšíriteľný v praktickom využití aj na ďalšie štrukturálne a funkčné ekvivalenty, modifikácie a variácie, najmä v roztavených žiaruvzdorných materiáloch, vložkách a podporných elementoch, ako aj v počte a vzájomnej polohe spomínaných vložiek a podporných elementov, čo neobmedzuje rozsah ochrany vynálezu.

Claims (6)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Kompozitná a monolitická žiaruvzdorná štruktúra, na výrobu predovšetkým sklárskych pecí, vyznačujúca sa tým, že obsahuje komponent v tvare bloku, vyrobeného z elektro-odliatku zo žiaruvzdorného materiálu založeného na báze oxidov hliníka, zirkónu, kremíka, ktorého periferiálny tvar a rozmery sú prispôsobené predpokladanému použitiu, a vnútri ktorého je monoliticky vsadený najmenej jeden ochranný element; pričom tento ochranný element je vysoko odolný proti vplyvom roztaveného skla a je vybratý z kovov, ušľachtilých kovov, žiaruvzdorných kovov, žiaruvzdorných materiálov, keramických materiálov, ako sú karbidy, nitridy, boridy, alebo z materiálov založených na báze grafitu, ich zliatin a/alebo zmesí, a/alebo zlúčenín; ochranný element je vytvorený v podstate v tvare platne, ktorej tvar a rozmery sú také, že definujú profil podobný časti periferiálnemu profilu žiaruvzdorného bloku, ktorý je prispôsobený na to, aby mohol byť vystavený pôsobeniu sklenenej taveniny, ochranný element je úplne uložený vnútri bloku a má bočné časti definujúce vonkajšie rovné plochy umiestnené v blízkosti, a v podstate paralelne, vonkajších povrchov bloku, ktoré sú prispôsobné na to, aby boli vystavené vplyvu sklenenej taveniny, pričom sa vytvára súvislá ochranná bariéra proti pôsobeniu sklenenej taveniny na zvyšok žiaruvzdorného komponentu, ktorý sa nachádza za ochrannou bariérou.
2. 2. Kompozitná a monolitická žiaruvzdorná štruktúra podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že ochranný element je v tvare tuhej dosky alebo tenkej vrstvy, ktorá má rôzne geometrické tvary prednostne s profilom tvaru „C-“, „I-“, „L-“, „O-“, „S-“, „U“, „V-“; valcových alebo kónických rúr, ktorých základný profil má otvorený alebo uzavretý obvod; výhodne je zložený alebo vytvorený tak, že vytvára otvorené alebo uzavreté pevné teleso tvaru škatule; doska alebo vložky sú vytvorené z najmenej jedného kovu prednostne zvoleného spomedzi molybdénu, tantalu, volfrámu a platiny, žiaruvzdorných kovov, keramických materiálov na báze grafitu, karbidov, nitridov, boridov, silicidov, prípadne ich zliatin a/alebo zmesí, a/alebo zlúčenín.
3. 3. Spôsob výroby kompozitnej žiaruvzdornej štruktúry podľa nárokov 1 a 2, využívajúci konvenčné formy na odlievanie blokov žiaruvzdorného materiálu alebo podobne, vyznačujúci sa tým, že spočíva v krokoch:

   - príprava konvenčnej formy na výrobu bloku žiaruvzdorného materiálu požadovaných rozmerov;

   - príprava najmenej jednej ochrannej vložky, ktorá je vysoko odolná proti vplyvom roztaveného skla a má tvar a rozmery prispôsobené na vytvorenie súvislej ochrannej bariéry' najmenej pre tie oblasti, ktoré sú prispôsobené na najsilnejšie pôsobenie uvedeného vplyvu;

   - umiestnenie pomocných a/alebo závesných elementov pre vložku vnútri formy, ktoré majú taký tvar a rozmery, aby udržiavali vložku v stabilnej polohe a úplne ponorenú vnútri formy a úplne uloženú v žiaruvzdornom bloku po jeho odliatí, a tiež tak, že jej povrchy, ktoré tvoria ochrannú bariéru, budú umiestnené v blízkosti a paralelne vzhľadom na povrch bloku, ktoré majú byť vystavené vplyvom sklenenej taveniny; a potom

   - odlievanie, s jasne určeným a plánovaným časovaním, roztaveného žiaruvzdorného materiálu do formy podľa spôsobu a so zariadením na vpúšťanie roztaveného materiálu, ktoré sú schopné zabrániť tomu, aby nedošlo k posunu vložky vzhľadom na steny formy; a nakoniec

   - ukončenie odlievania, keď je forma naplnená a ochladenie žiaruvzdorného bloku obsahujúceho vložku podľa predpísaného cyklu, tak aby sa dosiahol tesný, trvalý a permanentný kontakt medzi vložkou, pomocnými elementmi a žiaruvzdorným blokom.
4. 4. Spôsob podľa nároku 3, vyznačujúci sa tým, že krok odlievania zahrnuje odlievanie žia ruvzdorného materiálu, ktorý je vybraný z materiálov taviteľných elektricky alebo iným spôsobom, a predovšetkým spomedzi žiaruvzdorných materiálov, ktorých komponenty sú vybrané zo skupiny A1₂O₃, SiO₂, ZrO₂, Cr₂O₃, MgO a ich zmesi alebo zlúčenín.
5. 5. Spôsob podľa nárokov 3a 4, vyznačujúci sa tým, žev prípravnom kroku sa pripravia vložky, ktoré sú prednostne zostavené z materiálov, ktorých hlavné komponenty sú Mo, Pt, Ta, W, ušľachtilé kovy alebo žiaruvzdorné materiály, vo všeobecnosti na báze grafitu, konvenčné alebo nekonvenčné keramické materiály, a taktiež špeciálne materiály, ako boridy, nitridy, karbidy a silicidy, všetky samotné, ale aj ako ich zliatiny a/alebo zmesi, a/alebo zlúčeniny, ktoré boli podrobené čiastočnému alebo úplnému chemickému, fyzikálnemu alebo mechanickému opracovaniu, s cieľom čiastočnej alebo úplnej zmeny ich charakteru, vlastnosti, vzhľadu, veľkosti, tvaru alebo povrchových podmienok.
6. 6. Spôsob podľa nárokov 3až5, vyznačujúci sa tým, že pri prípravných a odlievacích krokoch sa s cieľom dosiahnuť stabilný, dokonalý a odolný kontakt medzi žiaruvzdornou zložkou a vložkou volia materiály na žiaruvzdornú zložku, vložku a podporné a/alebo závesné elementy tak, aby mali konzistentné rozťažné vlastnosti.