TW200904773A - A fused cast refractory product with a high alumina content - Google Patents

Description

200904773 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於具高氧化鋁含量之熔鑄耐火製品，且係關 於該製品作為構築蓄熱器填料，尤其構築玻璃熔爐蓄熱器 填料中之元件的用途。 【先前技術】 耐火製品包括熔鑄製品及燒結製品。 燒結製品係藉由以下步驟獲得：混合合適起始物質，隨 後形成生坯形式之混合物，且在足以燒結生坯之溫度下焙 燒所得生链歷時足以燒結生坯之時間。 燒結製品及熔鑄製品在其相應應用中所遭遇之問題及所 才木用之克服該等問題之技術解決方案通常不同。此外，由 於生產方法之較大差別，經產生以生產燒結製品之組合物 未經驗證不改變不適合於生產熔鑄製品，且反之亦然。 熔鑄製品，有時稱為"電熔融製品"，係藉由將適當起始 物質之混合物在電弧爐中熔融或藉由使用適合於該等製品 之任何其他技術獲得。隨後將熔融液澆鑄於模具中，且將 所獲得之製品進行受控冷卻。 大多數’火焰"玻璃熔爐（亦即使用氣體或燃料燃燒器作為 能源)配備有蓄熱器。料蓄熱器為裝備有形成填料且使 得可依賴於循環回收且歸還熱量之陶兗元件的連續腔室。 通常，來源於操作熔爐之熱氣體或煙霧經由蓄熱器頂部進 入填料且向填料釋放其熱能。在該階段中，向在先前循環 中加熱之其他填料之底部提供冷空氣以回收熱能；該熱空 130897.doc 200904773 = '料W離開’在填料頂部將其饋人熔爐燃燒器中以 =佳條件下燃燒燃料。構成填料之元件交替進行該功能 且因此必須具有極佳耐熱衝擊性。

構成填料之陶f+ A 件了具有各種形狀且描述於（例如）法 國專利FR 2 142 624 m48 748及FR 2 635 372 中。 用於生產填料疋件之溶鑄製品通常具有AZS(氧化紹-氧 化鍅-二氧化矽）或含鋁型組合物。

已知稱為”含紹盤σ丨丨 人 ^ 裏rm之3有大量氧化鋁之製品具有最佳 耐高溫性且因此主要用於填料頂部。 …：而玻璃溶爐中所用之操作條件中發生大量變化。可 提及之-實例為增力口對氣體燃料之使用替代油型液體燃 料，尤其在電視屏⑽evisi〇n⑽叫之玻璃炼爐中。此 外，鹼石灰玻璃熔爐中之操作條件朝向具有更高還原性質 之條件改复。熔爐操作之該等變化使得煙霧對位於蓄熱器 中之而ί火製品更具侵純。詳言 <，在還原氣氛中之操作 特有之鹼性物質（尤其游離形式之Na〇H、反〇]^等）藉由凝 結而沈積之後觀察到填料下部之腐蝕現象。目前之含鋁或 AZS型耐火製品對於該類型挑戰不具有足夠抗性。 此外，1933年12月16日申請之美國專利US_A_2 〇19 2〇8 描述包含2%至10%氧化鎂且具有良好的熱變化抗性之氧化 鋁-氧化鎂耐火製品。然而，該等製品遭遇工業可行性問 題。 此外’ SEPR生產且銷售製品ER5312Rx，其含有約 87.5% Al2〇3 ’ 4.5% Na20及 8% MgO。ER5312RX之結晶學 130897.doc 200904773 分析主要揭示β…氧化鋁。由於該贺σ且 哀裟σσ具有極佳對鹼性基汽 腐蝕之抗性，故若其性能可在某些高度苛刻操作條件^， 尤其在還原氣氛（亦即含有及過剩⑶及驗，亦即含有 蒸汽）中進一步改良則為有利的。 FR-A-2 853 897描述含有〇.4%至2.5%氧化鎮之溶缚含銘 耐火製品。該等製品提供改良之對驗性物f腐敍之抗性， 但在某些條件下，尤其在還原條件（亦即含有過量co及 鹼，亦即含有NaOH蒸汽）下其性能仍不令人滿旁_ 因此需要新穎熔鑄耐火製品’其具有增強之對鹼性凝結 物且更特定言之對游離Na0H類型凝結物腐蝕之抗性，且 其具有對熱變化之良好抗性。 本發明目標在於滿足此需要。 【發明内容】 更特定言之，本發明提供一種熔鑄耐火製品，其按重量 十八有以下平均化學組成，以基於氧化物之重量百分比 計： 25%<Mg〇<3〇%； • 70%<A12〇3<75%； •其他物質：< 1 ο/。。 如在其餘描述中可更詳細地發現，本發明之耐火製品具 有π的對鹼性腐蝕及熱衝擊之抗性。因此設想其適用於在 還原條件下操作之玻璃熔爐蓄熱器，尤其構成填料之元 件。 較佺地’本發明之製品亦包括一或多個以下可選特徵： 130897.doc 200904773 ."其他物質"為雜質，尤其Na20、Ca0、; .氧化物代表大於製品重量之99.9%，較佳為製品I重量之 約 100% ; • Ah〇3 含量為使得 70.5%<a12〇3 且 / 或 Ai2〇3<74% 或 Al2〇3<73% 之含量； •MgO含量為使得26%<Mg〇或27 5%<Mg〇且/或 MgO<29%之含量； .Si〇2含量為使得Si〇2<0.5%，較佳⑽⑽篇或甚至 SiO2S0.15% 之含量； .CaO含量為使得CaO<〇,6%，較佳CaC^〇 4%之含量；

Na20含量為使得Na2O<0.4°/Q或Na2〇g〇,2°/。之含量； .總孔隙率大於10。/❶，較佳大於15%且/或小於3〇%，較佳 小於25% ; .製品之孔隙率係藉由孔隙構成；至少一些且較佳大體 上所有該等孔隙之形狀為管狀； •該等管狀孔隙具有較佳定向； ♦管狀孔隙之較佳定向係沿大體上垂直於固化界面 (solidification front)(或平行於固化界面前進方向）之方 向；對於具有相對於製品長度及高度較小之厚度之分支的 製品而言’分支内之管狀孔隙因此具有沿垂直於較佳意欲 與氣流接觸之分支側面方向之較佳定向· —.管狀孔隙(尤其’若適當，製品分支中之管狀孔隙)之直 徑處於1毫米[mm]至5 mm範圍内； .80%數目之管狀孔隙之直徑係小於2 ； 130897.doc 200904773 .製品包含大於97重量％之尖晶石； 該尖晶石較佳呈尖晶石柱狀晶體之形式； •尖晶石之該等柱狀晶體具有較佳定向； .e亥#晶體之較佳定向係沿大體上垂直於固化界面之方 向； •穴晶石晶體（尤其自表皮伸出）之尺寸大於〇1 mm且可達 1 5 mm ;

ί .尖晶石晶體尺寸隨與製品表皮（亦即其外表面）之距離而 增加； .製品包括至少三個分支； .該製品包含複數個分支，其具有在100 mm至600 _範 圍内之间度（h)，及/或在1〇 111111至6〇〇 範圍内之長度 (O’及/或在15 11^至60 mm範圍内，較佳在2〇爪爪至“ mm範圍内之厚度结古 1 ； °亥回度及/或長度及/或厚度可能視 考慮中之分支而不同； •孔隙係均勻地分布於製品分支中； •本發明之製品係由整料構成； •本發明之製品為十字形； .該製品重量大於1 kg，較佳大於5kg; .該製品係由必定呈複數個部件形式之模具產生； 二發明之製品的欲置於與熱氣體或煙霧之界面處的至 ^二表面，且較佳所有該等表面展現障礙物或”波紋' 下ί::提供製造本發明之耐火製品之方法，其包含以 130897.doc •10- 200904773 a) 將起始物質混合以形成起始饋料； b) 使該起始饋料熔融以獲得熔融材料； c) 洗鑄該熔融材料且藉由冷卻使其固化以獲得耐火製 Ο · ΌΧ1 y 該方法顯著之處在於該等起始4勿質係以使得該耐火製品 與本發明一致之方式選擇。 較佳地，系統地且有方法地以保證獲得本發明之製品所 需之量的方式添加氧化物Mg〇及ai2〇3。 較佳地，將熔融材料浴在澆鑄至模具中之前進行攪拌， 詳言之藉由電弧之作用或藉由經由氧化氣體鼓泡。 本發明亦提供本發明之耐火製品之用途，其制於蓄熱 器中’尤其在玻璃熔爐之蓄熱器t ’且更特定言之作為該 等蓄熱器之填料中之填料元件。較佳土也，本發明之製品係 用作該填料之-部分中之元件’纟中冷卻氣體或煙霧經由 該部分離開填料’及/或待加熱之空氣經由該部分進入該 填料。較佳地’該製品係用作該填料之下部中之元件。 詳言之，本發明提供本發明之耐火製品之用途，其係作 為與在還原條件下操作之驗石灰玻德融爐相聯之蓄埶器 之填料元件。 …° 【實施方式】 本發明之其他特徵及優點由以τ描述及對隨附圖式 查而變得顯而易見。 定義 衬。驗I·生腐蝕"意謂由鹼性氣體凝結所致之腐蝕。可提 130897.doc 200904773 及之—實例為因來自熔融鈉鉀玻璃之煙霧所致之腐蝕，當 "亥等煙霧中之硫含量低且/或條件呈還原性時，該等煙霧 在填料下部中產生諸如NaOH或KOH之物質凝結之現象。 m之缺乏或還原條件阻礙諸如ν&2§〇4或k2s〇4之物質形 成。由此觀察到耐火製品之液相腐蝕現象。 術δ吾雜質”意謂必定與起始物質一起引入的不可避免的 組伤或由與該等組份反應產生之組份。雜質不為必需組份 而僅為容許組份。 術孔徑意s胃其最大尺寸。藉由分析製品表面之圖像 來量測孔徑。 晶體π尺寸"係由其在拋光片觀察結果之平面中量測之最 大尺寸定義。 蓄熱器填料之π下部”意謂填料之5至丨5個較低層，亦即 最低層。一般而言，認為下部由填料之丨〇個較低層構成。 表皮"為製品與模具接觸之外部，且其延伸約25〇 ^爪之 厚度。 熔融材料"為液體塊。該液體塊可含有一些固體粒子， 但其量不足以使其能夠賦予該塊以結構。一般而言，固體 粒子（異質核）之量小於5重量％ ’通常小於2重量〇/0。 除非另作說明，否則說明及申請專利範圍中所用之百分 比總指以氣化物計之重量百分比。 本發明之製品可使用製造熔鑄耐火陶瓷材料之常規用途 中之方法製造。描述於以引用的方式併入本文中之 2〇8 577或FR-A-2 058 527中之方法為適用的。詳言之，該 130897.doc 12· 200904773 方法可包含上述步驟a)至c)。 一致 在步驟a)中，以保證成品中之氧化物含量與本發明 之方式選擇起始物質。 在步驟b)中’較佳藉由不產生還原作用之相當長的電弧 。促進製品再氧化之攪拌之組合作用進行溶融。 :最小化具有金屬外觀之結核之形成且避免在成品中形 '^痕或裂紋，較佳在氧化條件下進行熔融。 較佳使用電弧熔融法’例如描述於以引用的方式併入本 法國專利FR_A_1 208 577及其增補專利第75893號及 弟82310號中之長弧熔融法。 及方法在於.使用電弧爐，其中電弧在饋料及與饋料分 之至"個電極之間放電，及調整電弧長度以使其還原 乍用減至最小’同時維持㈣材料上方之氧化氣氛，及藉 士由電弧本身之作用或藉由經由氧化氣體（例如空氣或氧氣） 妓泡來授拌該炫融材料。隨後將㈣材㈣鑄至模具中， 較佳以單—洗鑄操作。料操作較佳持續少於30秒，更佳 少於20秒’（尤其）以產生f熱器填料元件4鑄至模且中 之大體上所㈣融材料，通常至少％重量％，或甚至至少 95重量％錢_作結束時仍溶融。 較佳該模具由金屬製成 速率及製品核心與外表面 ’且較佳經冷卻以獲得較高固化 之間的高溫度梯度。 >堯炫·融材料有利地使得 料可填充（例如）預期在成品 凹部。澆鑄溶融材料亦使得 可製造複雜形狀；液體熔融材 表面上產生波紋或凸起之任何 可製造具有若干分支之製品。 130897.doc -13. 200904773 炼融材料之低黏度意謂其可完全填充模具，完全填充模 ’、之所有不規則物或凹部。因此其可能有利地以可靠方式 之形狀。 ^。此外’該製品具有光潔 炼融材料亦意謂製品可經製造具有低孔隙率，通 小於30%，較佳小於25%之孔隙率。 、 洗鑄熔融材料亦意謂可使用截面具有至少一種不同於剩 °八形外形或直線料形之外形的模具。詳言之，以1可 使用使得固體製品不會經由引入炫融材料之模具開⑽開 之杈具，亦即必定呈複數個部件形式之模具。 較佳地，模具呈複數個部件m利地，此意謂可在 成品表面上，且更有利地在成品表面中之任一者上，或甚 至在成品所有表面上產生凸起及凹部形式之部分。 在步驟〇中’可將製品在引入模具中之炫融材料完全固 化之前脫模。由此有利地，冷卻及固化係視情況在退火爐 中更均勻地持續。 較佳地，在將熔融材料逢鑄至模具中之後少於丨小時 内，較佳少於30分鐘内，較佳少於5分鐘内進行脫模。 詳言之，在截面平面中，固化界面較佳具有大體上與製 品輪廓（尤其在製品周邊）相同之形狀的輪廓。舉例而言， 對於十字形製品，固化界面較佳具有橫截面平面亦為=字 形之形狀。 在模具中快速冷卻，隨後較佳地將熔融材料澆鑄至模具 中之後少於5分鐘内在完全固化之前快速脫模，有利地使 130897.doc -14· 200904773 得可形成具有沿大體上垂直於固化界面之方向之較佳定向 的柱狀脊’尤其上述包含若干分支之製品。 較佳地，所用模具之腔之形狀與欲製造製品之形狀互 補。因此所製造之製品為整體的，亦即其由單—熔融部分 構成’而無黏著劑，無剪切且無組件。 如圖1中可見’本發明之製品可呈十字形，亦即包含四 個分支或翼"，10!、1〇2、1〇3及％。 較佳地，該等四個分支1〇1、％、MAW由轴χ之一中 心輪轂12輕射出’較佳以直角形成對，分支Η)丨及1〇3在平 面pi中延伸，且分支1〇2及1〇4在與平面以正交之平面μ中 延伸。 在/、餘描述中，使用指數〖總體性指定 、1〇2、1〇3及104之相應部分。 較佳地，各分支具有矩形平行六面體之一般形狀。該等 分支之位於與穿過蓄熱器之氣態流體流之界面處之側面14i 及16i較佳大體上平行於軸X。 "亥等刀支之長度丨可處於1〇 ^爪至6〇〇 之範圍内， 且刀支與另一分支之分支長度可不同。詳言之，在平面 中I伸之刀支10,及1〇3之長度可不同於在平面P2中 延伸之分支1 〇及1 〇之長” 長度L 。長度，，匕”較佳大於長度 二.D，且/或小於長度％”之3倍或甚至小於2.5倍。 -…長度"V與長度，，v之間的比率可為約2。 上：十字形形狀已證明尤其有利於促進組裝填料之操 作且亦有利於確保填料在靜態上為穩定的。 130897.doc •15- 200904773 在一未圖不之實施例中，各分支之側面14i及l6i具有障 礙物或波紋"’較佳具有EP_A_〇 354 844中所述之類型， 該專利係以引用的方式併人本文中。有利地，該等障礙物 可強化本發明之耐火製品與蓄熱器中移動之氣體之間的交 換。 分支之高度”h"較佳相同，而與所考慮之分支無關。其 較佳在100 mm至600 mm範圍内。 類似地，分支之厚度"e"較佳相同，而與所考慮之分支 無關。較佳地，厚度"e”大於15 mm，更佳大於2〇 或 小於60 mm，更佳小於50 mm。 車乂佳地，本發明之製品的頂面丨8及底面2〇大體上平行， 且垂直於該等側面l4i及16i，且亦較佳大體上垂直於分支 l〇i之端面22i。 ，雖然上述十字形形狀較佳，但本發明並不限於該形狀。 詳°之本發明之製品可具有如圖2中所示之"雙十字形” 形狀。該形狀相當於經由端面22i將如圖i中所示之兩個十 字形製品接合。然而，較佳地，該製品係藉由在具有雙十 字形腔之模具中模製獲得。 々亦可設想其他形狀。詳言之，本發明之製品之形狀可為 &狀製之側邊界定截面，亦即垂直於氣流方向之平面 之开V狀’例如為正方形、五邊形、六邊形或人角形。截面 之厚度較佳沿製品之一側大體上恆定。 較佳地，製品之至少一側，較佳所有側及/或至少—個 分支’較佳所有分支之高度與厚度之比率h/e大於5，較佳 130897.doc -16- 200904773 大於8，更佳大於1〇。 亦較佳地，製品之至少一側，較佳所有側及/或至少一 個刀支，較佳所有为支之長度與厚度之比率E/e大於2，較 佳大於3。 下表1概述測試結果。不具有限制性之所測試之測試製 品係出於說明本發明之目的而給出。 使用以下起始物質： • AC44型氧化鋁，由pechiney銷售且含有平均99 5%之

Al203(Na20 :百萬分之（ppm)37〇〇，Si〇2 : 1〇〇 ， CaO : 160 ppm，Fe203 : 120 ppm); .AR75型氧化鋁，由pechiney銷售且含有平均99 4%之

Al203(Na20 : 2700 ppm，Si〇2 : 1〇〇 ppin，Ca〇 : 160 ppm > Fe203 ： 110 ppm)； .NEDMAG 99氧化鎂，含有大於99%iMg〇，由Nedmag Industries銷售。 使用如（例如）FR-A-1 208 577或FR Α·2 058 527中所述之 4知電弧爐融法將起始物質混合物炼融，隨後燒鑄至模 具中（例如使用FR-A-2 088 185中所述之方法）以獲得適合 於充當蓄熱器元件之X4型部件。該等部件具有四分支十字 形形狀’各分支具有420 mm之高度、130 mm之長度及3〇 mm之厚度。 對所獲得之製品的平均化學分析係以基於氧化物之重量 百分比形式提供於表1中。 術語’’其他'’表示不為Al2〇3、MgO、Si02、Na20、Ca〇及 130897.doc •17- 200904773

Zr02之任何物質。 表1之實例1部件為由SEPR製造且銷售之製品 ER1682RX ° 其含有約 50% Al2〇3，32.0% Zr02 及 15.6% Si〇2。其結晶學分析揭示約47%剛玉，21%玻璃相及32%氧 化錯。表1之實例2部件為在說明書之引言中提及之製品 ER5312RX。實例 3 含有 97 6% Al2〇3，i 7% Mg〇 及 〇 5%

Si〇2。其結晶學分析揭示約6%尖晶石，1%玻璃相及”。乂剛 玉。 表1

部件 Α1203 + "其他" Mg〇 Si〇2 Na20 CaO Zr02 缺陷數 孔隙率 測試 A 測試 B 測試 c 丄Φ 51.30 0.00 15.60 1.10 32.0 0 14 S，F D C *2 3(5 87.50 7.5 0.5 4.5 0 14 F C D J 97.6 1.7 0.5 0.2 0 20 S D I 4 75,2 24.6 0.18 0.17 0.22 0.05 1 ND S ND ND /5.1 26.3 —27.5 0.10 0.13 0.10 ^0.15 0.2 —0.24 <0.05 <0.02 —1 0 16 A ~A~ ND —ND _L· I 6 72Α — Ί* 〇 71.4 27.5 0.8 0.05 0.25 0.05 0 ND S ND D 〇 72.0 27.6 0.07 0,09 0.3 0.1 0 21 A A I y 71,6 28.1 <0.05 <0.05 0.23 0.20 0 31 A A I 1U 71.1 28.6 <0.02 <0.02 0.24 0.05 0 26 A ND I 11 70.1 28.9 <0.02 <0.02 0.24 0.05 0 ND A A I— \λ 70.4 29.3 <0,02 0.07 0.25 0.01 1 15 A ND I ιό ΛΑ 70.2 29.5 <0.02 0.06 0.25 <0.01 1 18 A ND I 14 69.7 30.0 <0.02 0.05 0.24 <0.01 1 13 A ND I Ο 68.7 31.0 <0.02 0.03 0.26 0.05 5 34 ND ND I *:不屬於本發明之範疇内 對於各實例’藉由計數缺陷（裂痕及/或角裂）數目產生可 行性指標。若觀察到一個或更少缺陷則認為可行性可接 受。 為模擬溫度梯度存在下之應用及腐蝕性氣氛，將樣品 (尺寸15x3 0x80 mm)自十字形部件移出，且隨後使用以下 測試A評估：將樣品置於沿長度具有自1300。(〕（燃燒器側、 130897.doc -18· 200904773 變化至700°C (提取管側）之溫度梯度的三儀錶長焰熔爐 (three meter long flame furnace)中，且該溫度梯度意欲複 製蓄熱器填料底部與頂部之間的變化，將樣品置於驗性物 質凝結區中。連續注入（每小時一公升）含有丨〇%(按重量 計）NajO4之鹼性溶液以複製鹼性氣氛。 字母指示測試之後製品之可見外觀：8對應於樣品膨脹 (體積增加大於5%)，F對應於裂痕外觀，且A表明不存在膨 脹或裂化且因此對應於良好性能。ND意謂"未測定"且對應 於未進行測試A之樣品。 使用測試B測定樣品中對熱變化之性能，測試b在於使 已進行測試A之樣品經受5〇個熱循環。各循環包含將溫度 自900°C升至1350°C，隨後返回900。〇。字母指示測試之後 製品之可見外觀：D表明樣品崩解，C對應於存在裂痕， 且A表明不存在裂化且因此對應於良好性能。nd意謂"未 測定"且對應於未進行測試B之樣品。 藉由將樣品（尺寸15x15x100 mm)在純液體NaOH中在 980 C下驟冷（測試C)測定部件對極端用途及/或在極長時期 内之耐腐蝕性。字母指示測試20分鐘之後製品之可見外 觀：I對應於完整樣品’ D表明開始降解，且c對應於材料 完全變性。 由表1可確定以下觀點： 當氧化鎂含量（MgO)大於3 0%時，不再確保可行性。此 可能由於方鎂石相（游離氧化鎂）之形成。對於在27 5%至 29%範圍内之氧化鎂含量而言可行性尤其良好。 130897.doc •19- 200904773 亦可觀察到（實例4*)當氧化鎂含量少於26%時，對於測 試A之抗性大體上降級。該降級可能由於較低尖晶石含 量’由於使用時可更迅速降級之游離剛玉之優勢。 本發明之製品僅為對於測試A與測試C均展現良好性能 之製品。 不希望受該理論束缚’本發明之製品的顯著性能可由與 大量尖晶石晶.體存在相關之低離子傳導性說明。尖晶石晶 體實際上比剛玉晶體難以化學傳遞。此外，部件内之晶體 形狀（柱狀晶體）以及晶體排列（重疊晶體）將誘導其優良内 聚性，甚至在化學進攻之後。 亦可觀察到(實例7*)Ah〇3及MgO以外的物質之量，尤其 二氧化矽含量，須加以限制，因為該等其他物質導致測試 A及測試C中之結果降級。 將實例8之部件在中間厚度處沿截面p 1及沿p3鑛開。圖3 及圖4之照片係取自該等截面。 照片展示該耐火製品具有值得注意之微結構。 如圖3中可見，該製品包括形狀細長稱為，，管狀"之孔隙 5〇，總孔隙率較佳大於1〇%且小於25%。在製品分支中管 狀孔隙之直徑自1 mm至5 mm不等，亦即距離縮孔 (shrinkage cavity)52(其大體上沿諸如圖十字形製品之 軸X延伸）及距離對應於製品表皮之周邊區域。超過乂數 目之管狀孔隙具有小於2 mm之直徑。 令人驚訝地，管狀孔隙具有沿大體上垂直於固化界面之 總體方向F(且平行於該固化界面前進之方向D)之方向的較 130897.doc -20- 200904773 佳定向。對於具有相對於長度及高度而言細長之分支的製 品，分支内之管狀孔隙因此具有沿垂直於分支側面16之方 向的較佳定向。 如圖4中可見，管狀孔隙在除表皮區域之外的整個分支 體積内分布。該分布大體上為均勻的。 此外，圖3展示該製品包括尖晶石之柱狀晶體6〇。可見 柱狀尖晶石晶體具有較佳定向且沿與管狀孔隙5〇相同之較 佳定向（亦即沿大體上垂直於固化界面總體方向F之方向I) 延伸。分支中之尖晶石晶體距離表皮之尺寸大於〇1且 可達15 mm。尖晶石晶體之尺寸隨離開製品外表面之距離 而增加。 圖4亦展不填充為良好的，亦即部件内不存在空隙（空隙 為至少一個尺寸大於15 mm之空洞空間）。 通㊉，本發明之製品的孔隙率處於1〇%至3〇%範圍内且 在部件中以準均—方式分布。較佳地，孔隙率處於Η%至 25%範圍内。認為約2〇%之孔隙率最佳。 孔隙體積及該孔隙體積之Μ分布有利地使得本發明之 製品可有效地適應溫度變化所致之體積變化，甚至在經受 驗性氣氣彳呆作條件之後。 通常，亦可觀察到該等孔隙具有小尺寸（直徑約為i賴 至5mm ’且對於大多數孔隙而言約為lmm)。 對實例6、8及9之本發明之製品的結晶學分析揭示超過 。之2〇3 MgO尖晶石’該等尖晶石晶體具有在⑽㈣ 至15 mm範圍内之距離表皮之尺寸。 130897.doc -21· 200904773 第二相（方鎂石）構成。該 ，其在使相冷卻之過程中 實例13主要由尖晶石以及痕量 等兩個相之存在對於可行性有害 行為表現不同且可產生裂痕。 除不可避免之雜質以夕卜的化合物之存在為不合乎Μ 的。詳言之’須避免 Na20、ca0、B203、K20、cr:、 Τι〇2及Zr〇2。其相應含量須較佳少於〇 〇5%。

K... 在鹼性蒸汽存在下氧化絡之存在將導致形成尤其有毒之 六價鉻。起始物質中氧化鈦之存在將導致形成鈦酸銘相， 其對尖晶石相有害。該不穩定之鈦酸鹽相本身將在熱循環 期間導致不良性能。氧化鍅之存在將導致製品稠化且不能 使本發明之製品維持所需孔隙度。 顯然，本發明不限於所述及所示之實施例。 舉例而言，本發明之製品在與氣體之界面處之表面可展 現對氣體流之複數個障礙物，但亦可大體上為平整的且平 行於氣體流延伸。 【圖式簡單說明】 •圖1及圖2為本發明之耐火製品之實例的透視圖； •圖3為沿圖i中所示之平面p3，在中間高度下，自本發 明之财火製品朝向核心之表皮（在圖3十在右方）之截面的光 學顯微鏡（Reichert Polyvar 2)圖像，各垂直白線之長度對 應於500微米（μπι);且 •圖4為本發明之耐火製品沿^中所示之平面ρι之縱截 面之照片，該截面經過兩個分支1〇ι及1〇3，且經過中心輪 轂12，以及該照片之細節。 130897.doc -22- 200904773 【主要元件符號說明】 1〇1 、l〇2 、l〇3 、104 分 支 /翼 12 中 心 輪轂 14j 、142 ' 143 、144 側 面 16, 、162 ' I63 ' I64 側 面 18 頂 面 20 底 面 22j 、222 、223 、224 端 面 50 孔 隙 52 縮 孔 60 柱狀 晶體 D 方 向 e 厚度 F 方 向 h 度 £ι ' 長度 PI、 P2、 P3 平 面 X 轴 -23 130897.doc

Claims (1)

1. 200904773 十、申請專利範圍：

   一種熔鑄耐火製品，其按重量計具有 成，以基於氧化物之重量百分比計： 以下平均化學組 25%<Mg〇<3〇% ； 70%<AI2〇3<75% ； 其他物質< 1 〇/〇。 2. 如^求項i之製品，其包括至少7〇5%之氧化铭⑷斗 3. 如前述請求項中任一項之製品，其包括少於 鋁（ai2〇3)。 其包括至少27.5°/。之氧 4.如前述請求項中任一項之製品 化鎂（Mg〇)。 5. 如前述請求項中任一項之_ σ 貝口口 ’其包括少於29%之氧化 鎮0 6 ·如月ij述請求項中任一 jrg σ , 只T仕項之其包括少於0.5%之二氧 化矽（Si02)。 7. 如前述請求項之制〇 ，甘^1 , Θ <展。〇’其包括少於0.2%之二氧化矽 (Si〇2) 〇 8. 如前述請求項中任一項之製品，其包括少於〇6%之石灰 (Ca〇)含置及/或少於0.4%之氧化鈉（Na20)含量。 9·如則述清求項中任一項之製品，其包括〇·4%或少於〇4% 之石灰（Ca〇)含量及/或0.2%或少於0.2%之氧化鈉（Na20) 含量。 10.如刖述凊求項中任一項之製品，其具有大於1〇%且小於 3 0°/。之總孔隙率。 130897.doc 200904773 11. 如前述請求項之製品 孔隙率。 其具有大於1 5%且小於25%之總 12.如前述請求項中任 率之至^ #分係由形狀為管狀之孔隙構成。 13 .如前述請求項萝〇 衣DD ’其中該孔隙率係由形狀為管狀之 項之多孔製品，其中該製品之孔隙 孔隙構成 14. ( =前兩個請求項中任—項之製品，其中該管狀孔隙之直 徑在1 mm至5 mm範圍内。

   15.如前述請求項 制σ 口’其中超過80〇/〇數目之該等管狀孔 隙具有小於2毫米之直徑。 16·如1求項12至15中任—項之製品，其中該等管狀孔隙具 有沿垂直於固化界面之方向的較佳定向。 17.如岫述咕求項中任一項之製品其包含大於Μ重量％之 尖晶石（Al2〇3_Mg〇)。 18·如前述請求項之製品，其中該尖晶石係呈尖晶石之柱狀 曰曰體形式’其具有沿大體上垂直於該固化界面之方向的 較佳定向。 19.如岫兩個請求項中任一項之製品，其中該尖晶石晶體尺 寸係大於0.1 mm且小於15 mm。 2〇·如前三個請求項中任一項之製品，其中該等尖晶石晶體 之尺寸隨著與該製品之外表面之距離增加而增加。 21.如前述請求項中任一項之製品，其包含複數個分支，該 專分支具有在1〇〇 mm至600 mm範圍内之高度（h)，及/或 在10 mm至600 mm範圍内之長度（£)，及/或在15 mm至60 130897.doc 200904773 mm範圍内之厚度（e)。 22.如前述請求項之製品，1 之比幅大於5,及/或：小，一個分支之高度與厚度 率"e大於2。 ^ ^個分支之長度與厚度之比 23. 如前兩個請求項中任-項之製品 布於该製品之該等分支中。 其中該等孔隙均勻分 項之製品 24.如前述請求項中任 式。 其呈十字形部件之形 霧之界面處之該製品之至：:此f中置於與熱氣體或煙 26. 如前述請求項中任一項之數。：二展現障礙物。 料澆鑄至;I i 、，、係使用包括將熔融材 堯禱至模具中之步驟的方法而製^ 27. 如前述請求項之， 之模具。 该模具為呈複數個部件形式 28.如前述請求項中任-項之製品，其中： 26%<Mg〇<3〇〇/0 70%<A12〇3<74〇/〇 以基於該等氧化物之重量百分比計。 種如刖述請求項中任一項之製品的用途，其係用於熔 爐之蓄熱器中。 3〇·如月；）述清求項之用途’其中該耐火製品係用作該蓄熱器 之填料之下部的填料元件。 3 1 ·如削兩個請求項中任一項之用途，其中該蓄熱器係與在 還原條件下操作之鹼石灰玻璃熔爐相聯。 130897.doc