WO2020144315A1 - Production method for a surface-coated refractory material, surface-coated refractory material and industrial furnace - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a production method for a surface-coated refractory material.
- the invention further relates to a surface-coated refractory material which can be produced by the method and its use in an industrial furnace.
- the refractory material is often susceptible to attack by alkalis.
- Alkaline compounds are present in all natural raw materials and are released when these raw materials are burned or heated.
- An alkali attack can occur in several ways. Due to their basic properties, alkalis can directly attack the surface of the refractory material.
- the porosity of refractory materials means that alkalis can penetrate the interior of the refractory materials and corrode the refractory material there. Corrosion can be observed for both the refractory materials that are in direct contact with the heated raw material, such as the tubs of glass ovens. In addition, however, an alkali attack can also take place from the gas phase.
- Another approach is to change the surface properties of the refractory material so as to reduce alkali corrosion.
- the refinement of the surface of refractory materials with metals such as gold or platinum is known here.
- the metals prevent alkalis from penetrating into the pores of the refractory material.
- Gold and platinum, but also other metals, have the further advantage that they are not attacked by alkalis themselves.
- a method for applying a metal layer on the surface of a refractory material is described in GB 2 1 15 30 A.
- the object on which the present invention is based is to specify a production method for a refractory material which is improved in particular with regard to alkali resistance and a refractory material which has been improved in particular with regard to alkali resistance.
- the improved method and refractory material should address at least one of the above-mentioned problems, preferably represent an alternative to the surface refinement of refractory materials with metals.
- a production method for a refractory material which is improved with respect to alkali resistance and a refractory material which has been improved with respect to alkali resistance should be particularly advantageous in the event of an atmospheric alkali attack.
- the above object is achieved by a production method according to claim 1 for a surface-coated refractory material.
- the invention also leads to a corresponding refractory material of claim 11 and a glass melting furnace of claim 13, comprising a melting tank with a wall made of refractory material, in particular refractory ceramic, the refractory material being at least partially a surface-coated refractory material of the invention.
- a manufacturing method for a surface-coated refractory material is given.
- the surface-coated refractory material can in particular be a surface-coated refractory ceramic.
- the manufacturing process is particularly suitable for the production of surface-coated refractory material for use in a glass melting furnace.
- the invention is based on the consideration that an economical use of a surface finishing is advantageously possible if the raw material and production costs for the surface finishing are reduced.
- the invention has recognized that surface refinement can already be achieved if a protective layer can be produced in an improved manner, in particular without metals.
- a protective layer should particularly preferably establish an alkali resistance on the surface of the material. In particular, a significant reduction in alkali corrosion can be achieved within the framework of this consideration if penetration of alkalis into the pores of the refractory material is not possible or is reduced.
- a basic body made of refractory material, in particular made of refractory ceramic, is thus made available to the method as the starting material.
- a surface of the base body is then coated with a protective layer by the process.
- the invention is thus based on a known production method for a surface-coated refractory material, in particular refractory ceramics, preferably for a surface-coated refractory material for use in a glass melting furnace, a base body made of refractory material, in particular made of refractory ceramics, being provided and a surface of the base body with is coated with a protective layer.
- the process is characterized by the following process steps: Applying a glass raw material in the form of particles to the surface of the refractory material to be coated, the glass raw material having a transformation temperature;
- Vitrification of the glass raw material by heating the particles of the glass raw material on the surface to a temperature at or above the transformation temperature to form a glass layer on the surface.
- the glass layer is formed according to the invention into a protective layer for the base body made of refractory material.
- the invention has recognized that on the one hand a glass layer is suitable as a protective layer and can be implemented in an improved manner as an alternative to solutions based on metallic protective layers.
- the invention has recognized that the glass layer can be modified particularly advantageously as a protective layer to achieve the object; this also has an advantage over metallic protective layers.
- the glass layer is modified chemically and mechanically at least in a surface layer on a side facing away from the refractory material. This advantageously serves to increase an alkali resistance of the refractory material.
- the glass layer is modified chemically and mechanically, in particular to increase an alkali resistance of the refractory material, on a side facing away from the refractory material such that an alkali-poor and mechanically strained surface layer is formed, in particular on a base glass of the glass layer on the base body Refractory material.
- a chemically and structurally modified glass layer is applied to a refractory material for surface refinement, which preferably averts the atmospheric attack by alkali.
- the invention is particularly suitable for ceiling or wall coverings. Studies have shown that the surface resistance of, for example, chamotte compared to chamotte without surface refinement could be significantly increased by such a surface refinement. In particular, for an untreated and A refined crucible made of firebricks was shown that cracking of the crucible in the melting furnace due to an alkali attack caused by a mixture of sodium carbonate and potassium carbonate in the surface-treated crucible could be significantly reduced compared to the untreated crucible.
- the invention also leads to a surface-coated refractory material, in particular a surface-coated refractory ceramic, for use in a glass melting furnace, in particular produced according to one of the preceding claims, wherein a base body made of refractory material, in particular made of refractory ceramic, and a protective layer is formed on the surface of the base body.
- the protective layer for the base body is made of refractory material as a glass layer, and in particular to increase an alkali resistance of the refractory material, the glass layer is chemically and mechanically modified at least in a surface layer on a side facing away from the refractory material, an alkali-depleted and mechanically strained surface layer is formed.
- the surface layer is referred to as the alkali-depleted surface layer and the underlying glass as the base glass.
- the invention comprises a glass melting furnace having a melting tank with a wall made of refractory material, in particular refractory ceramic, the refractory material being at least partially made of a surface-coated refractory material as described above.
- a surface coated refractory material of the invention can advantageously be used in one or more of the following applications.
- An alkali attack from the gas phase affects the upper part of a regeneration of industrial furnaces for the production of glass. Liner linings of furnace chambers for the production of float glass are also affected. This can lead to nepheline formation, which can lead to a considerable production disruption.
- alkali attacks from the gas phase caused by burning coal damage the chamottes used in coking plants. This is also the case for chamottes that are used in tiled stoves or normal stoves that are fired with a fuel other than wood.
- Advantageous developments of the invention can be found in the subclaims and further develop the invention in relation to the task with further features.
- the glass layer is formed into a protective layer for the base body made of refractory material, which is modified chemically and mechanically in particular to increase an alkali resistance of the refractory material, at least in a surface layer on a side facing away from the refractory material.
- the glass layer is advantageously chemically and mechanically modified on a side facing away from the refractory material in such a way that an alkali-depleted and mechanically tensioned surface layer is formed.
- the formation of the alkali-depleted and mechanically stressed surface layer advantageously increases an alkali resistance of the refractory material.
- a particularly high resistance to alkali can be produced by using raw glass material that has already been reduced in alkali.
- the glass raw material and / or the particles of the glass raw material have a reduced alkali content, in particular the glass raw material and / or the particles of the glass raw material will be subjected to dealkalization.
- the particles of the glass raw material can, for example, be obtained from ground glass raw material. This can also include, for example, the use of grinding residues from flat glass, in particular grinding residues from float glass; It is advantageous that a reduced amount of alkali or the grinding residues are already de-alkalized in float glass.
- Glass raw material can preferably be borosilicate glass. The use of other types of glasses, even those that are not reduced in alkali, is also possible.
- the glass raw material and / or the ground glass raw material can advantageously be subjected to dealkalization even before it is applied to the refractory material.
- This has the advantage that that part of the glass layer on a side facing the refractory material - in particular directly below the chemically and mechanically modified part of the glass layer on a side facing away from the refractory material - has a reduced proportion of alkali or is low in alkali.
- the glass raw material and / or the ground glass raw material can advantageously material is subjected to dealkalization before being applied to the refractory material to remain with the formation of a base glass of the glass layer on the base body made of refractory material.
- the transformation temperature is in a range from 600 ° C. to 800 ° C. and the elevated temperature in the glazing is in a predetermined range from 600 ° C. to 1400 ° C.
- the glass raw material is advantageously heated to a temperature of 100-200 ° C. above the transformation temperature of the glass raw material. Depending on the glass raw material used, the glass raw material can be heated to a temperature in the range of 600-800 ° C. This process step advantageously makes a closed one
- Glass layer formed on the surface of the base body To form the closed glass layer, heating the glass raw material for a period of about 30 minutes has proven to be advantageous.
- the chemical and mechanical modification is preferably carried out with at least two further process steps which lead to the formation of an alkali-depleted and mechanically strained surface layer; these can be implemented in any order one after the other or simultaneously in one or more process steps, individually or in combination.
- This is advantageously carried out in an autoclave, in particular the step “dealkalization” and “cooling” as explained below: 1. dealkalization of at least the surface layer of the glass layer in a neutral to acidic, aqueous solution and at an elevated temperature such that the alkali becomes poor Surface layer continuously formed in the glass layer.
- the dealkalization of the surface layer of the glass layer leads to the surface having a higher alkali resistance.
- the glass layer then has two layers: a low-alkali surface layer and a base glass.
- Cooling the glass layer by reducing the temperature at a predetermined rate, such that the alkali-depleted surface layer in the glass layer in any case partially tensions.
- the alkali-depleted surface layer is continuously formed in the glass layer with a predetermined thickness. It is preferably provided in the production process that the thickness of the alkali-depleted surface layer depends on one or more of the parameters selected from the group consisting of: residence time in the aqueous solution, acidity and / or further increased temperature of the aqueous solution which is set in the aqueous solution is. A further predetermined temperature range and / or pH range in the aqueous solution, in combination with the residence time, has proven to be advantageous in the dealkalization.
- the alkali resistance of refractory materials can be adapted to the individual requirements that are specified by the various fields of application.
- the temperature is advantageously reduced from the elevated temperature to room temperature at a predetermined rate.
- the predetermined rate should be in a range that is advantageous for generating a mechanical stress within the surface layer. It is preferably provided in the manufacturing process that the glass layer is formed on the surface of the refractory material with particles from a sol-gel process and / or the glass layer on the surface of the refractory material is produced by a sol-gel process.
- the particle shape of the glass raw material is a flour, in particular a flour with a particle size in the range of 4 pm.
- This particle size is particularly advantageous since there is already a reduction in the alkali content in the glass raw material in a manufacturing process for producing glass raw material with this particle size.
- the neutral to acidic, aqueous solution is an acidic solution with a pH value of slightly to moderately in the acidic range. It has been shown that when using an acidic solution, a pH in the given range is particularly suitable for dealkalization.
- FIG. 1 is a block diagram of a manufacturing process for a surface coated refractory
- FIG. 2 shows a schematic illustration of a surface-coated refractory material
- FIG. 3A shows a comparative example based on a result of a test for alkali resistance on a crucible made of firebrick as a refractory material.
- FIG. 1 shows a block diagram 100 of a manufacturing method for a surface coated refractory material.
- the blocks shown represent the individual process steps of the manufacturing process.
- the blocks 110 and 160 mark the beginning and the end of the manufacturing process. There are four process steps in between.
- a glass raw material in the form of particles is applied to a surface of the refractory material.
- the glass raw material has a Transformation temperature.
- the glass powder is glazed on the surface of the refractory material.
- the glass powder is heated to a temperature at or above the transformation temperature of the glass raw material.
- the glazing creates a closed layer of glass on the surface of the refractory material.
- a surface layer of the glass layer is dealkalized.
- the glass layer is placed in an aqueous, neutral to acidic solution at an elevated temperature.
- a final method step 150 the glass layer is cooled down to room temperature by a rate-wise reduction in temperature.
- a surface-coated refractory material produced by the manufacturing method 100 is shown in FIG. 2.
- the surface-coated refractory material is characterized by three components: a base body 230 and a surface coating consisting of a base glass 220 and an alkali-depleted surface layer 210.
- the base body 230 corresponds to an uncoated refractory material.
- the refractory material of the base body 230 is a refractory ceramic.
- the base body also consists of other refractory materials.
- the surface coating consisting of the base glass 220 and the alkali-depleted surface layer 210 is located on a surface of the base body 230.
- the base glass 220 forms a lower layer, which is located directly on the surface of the base body 230.
- the alkali-depleted surface layer 210 is located on the base glass 220 and thus forms an outer layer of the surface coating.
- the alkali-depleted surface layer 210 contributes to an increased alkali resistance, particularly in the case of atmospheric attacks. Furthermore, the alkali-depleted surface layer 210 and the base glass 220 are characterized by a different expansion coefficient, which leads to a stress close to the surface. The near-surface tension results in a reduction in transport processes within the surface coating and contributes to a further increase in alkali resistance. Act it If the base glass 220 is an alkali-reduced glass, the base glass 220 also serves as an alkali barrier.
- the glass raw material and / or the ground glass raw material can advantageously be subjected to dealkalization even before it is applied to the refractory material.
- the surface coating consisting of base glass 220 and alkali-depleted surface layer 210 can be applied to base body 230, for example, by the production method shown in FIG. 1. However, it is also possible to use other manufacturing methods to produce the surface coating.
- 3A and 3B show a comparative example based on a result of a test for alkali resistance on a crucible made of firebrick as a refractory material.
- a crucible with common firebricks serves as a reference; d. H. with a base made of refractory material without coating a surface of the base with a protective layer.
- An identical crucible was treated by the method according to the concept of the invention, i. H. the base body made of refractory material was made available and a surface of the base body was coated with a protective layer.
- Various treatment options could be used here, with the steps taking place in all cases:
- the glass raw material by heating the particles of the glass raw material on the surface, in particular together with the base body, to an elevated temperature at or above the transformation temperature to form a glass layer on the surface, wherein -
- the glass layer is formed as a protective layer for the base body made of refractory material
- the glass layer is chemically and mechanically modified on a side facing away from the refractory material, in such a way that an alkali-depleted and mechanically strained surface layer is formed.
- 3A shows a top view of the crucible - in view (i) the reference and in view (ii) a crucible which has been treated according to the method according to the concept of the invention in order to visualize the improved alkali resistance.
- 3B shows the cut crucible along the cutting plane (left and right) - again in view (i) the reference and in view (ii) the crucible which was treated by the method according to the concept of the invention.
- crucibles were prepared from existing firebricks and exposed to a test temperature. Different test temperatures were chosen
- test temperature was set at 1350 ° C. Different trial operating times were also chosen
- test action time was set to one hour.
- the crucibles were filled with a mixture of 30 g of sodium carbonate and 30 g of potassium carbonate and covered with a lid. They were then preheated to 600 ° C and converted into the melting furnace at the test temperature of 1350 ° C.
- the alkali resistance of the refractory material could be increased by the formation of the alkali-depleted and mechanically strained surface layer.
- FIG. 3A (i) and FIG. 3A (ii) it can be seen particularly well that the crucible walls of the untreated reference crucible (reference) 300 have burst due to the alkali attack and cracks 301 have formed. In contrast, no cracks are visible in a crucible wall of the crucible 310 which has been surface-treated according to the method of the invention.
- 3B (i) shows the cut untreated reference crucible 300 from FIG. 3A (i). The cracks 301 in the crucible walls of the reference crucible 300 can also be clearly seen in this view.
- the discoloration around a chamber in the reference crucible 300 clearly shows a depth of penetration of the alkalis.
- the maximum penetration depth 302 extends from the chamber to an underside of the crucible.
- the depth of penetration 303 of the surface-treated crucible 310 is reduced by approximately half.
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Abstract
The invention relates to a production method for a surface-coated refractory material, wherein a main body made of refractory material, in particular refractory ceramic, is provided and a surface of the main body is coated with a protective layer. According to the invention: - a glass raw material in the form of particles is applied to the surface of the refractory material that is to be coated, the glass raw material having a transition temperature; - the glass raw material is vitrified by heating the particles of the glass raw material on the surface, in particular together with the main body, to an increased temperature at or above the transition temperature in order to form a glass layer on the surface, wherein: - the glass layer is formed as a protective layer for the main body made of refractory material; and - the glass layer is chemically and mechanically modified on a side facing away from the refractory material such that an alkali-depleted and mechanically stressed surface layer is formed.
Description
Herstellungsverfahren für ein oberflächenbeschichtetes Feuerfestmaterial, oberflächenbeschichtetes Feuerfestmaterial und Industrieofen Manufacturing process for a surface-coated refractory material, surface-coated refractory material and industrial furnace
Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für ein oberflächenbeschichtetes Feuerfestmaterial. Die Erfindung betrifft weiter ein oberflächenbeschichtetes Feuerfestmaterial herstellbar nach dem Verfahren sowie dessen Verwendung in einem Industrieofen. The invention relates to a production method for a surface-coated refractory material. The invention further relates to a surface-coated refractory material which can be produced by the method and its use in an industrial furnace.
Bei Feuerfestmaterialien, insbesondere bei deren Verwendung in Hochtemperaturumge- bungen wie Industrieöfen, ist häufig eine Anfälligkeit des Feuerfestmaterials gegenüber einem Angriff von Alkalien zu beobachten. Alkaliverbindungen sind in allen natürlichen Rohstoffen vorhanden und werden bei einer Verbrennung oder Erhitzung dieser Rohstoffe freigesetzt. Ein Alkaliangriff kann über mehrere Wege erfolgen. Alkalien können durch ihre basischen Eigenschaften direkt die Oberfläche des Feuerfestmaterials angreifen. Zudem können durch die Porosität von Feuerfestmaterialien Alkalien auch das innere der Feuerfestmaterialien Vordringen und dort das Feuerfestmaterial korrodieren. Eine Korrosion kann sowohl für die Feuerfestmaterialien beobachtet werden, die direkt in Kontakt mit dem erhitzten Rohmaterial stehen, wie zum Beispiel die Wannen von Glasöfen. Darüber hinaus kann ein Alkaliangriff jedoch auch aus der Gasphase heraus erfolgen. Ein solcher atmosphärischer Alkaliangriff kann eine erhebliche Reduzierung der Lebenszeit der betreffenden Feuerfestmaterialien zur Folge haben. Aus diesem Grund gibt es bereits verschiedene Ansätze um Feuerfestmaterialien zu schützen.
Ein Lösungsansatz zur Reduzierung einer Alkalikorrosion ist die Veränderung der Volumeneigenschaften der Feuerfestmaterialien. In US 6 313 057 B1 beispielsweise wird ein chemisch und strukturell verändertes Feuerfestmaterial vorgeschlagen, das eine größere Resistenz gegenüber einem atmosphärischen Alkaliangriff aufweist. Jedoch bedeutet eine Änderung der chemischen und strukturellen Eigenschaften der Feuerfestmaterialien einen erheblichen Mehraufwand in der Produktion dieser Materialien. With refractory materials, particularly when used in high-temperature environments such as industrial furnaces, the refractory material is often susceptible to attack by alkalis. Alkaline compounds are present in all natural raw materials and are released when these raw materials are burned or heated. An alkali attack can occur in several ways. Due to their basic properties, alkalis can directly attack the surface of the refractory material. In addition, the porosity of refractory materials means that alkalis can penetrate the interior of the refractory materials and corrode the refractory material there. Corrosion can be observed for both the refractory materials that are in direct contact with the heated raw material, such as the tubs of glass ovens. In addition, however, an alkali attack can also take place from the gas phase. Such an atmospheric alkali attack can result in a significant reduction in the life of the refractory materials in question. For this reason, there are already various approaches to protect refractory materials. One approach to reducing alkali corrosion is to change the volume properties of the refractory materials. For example, US Pat. No. 6,313,057 B1 proposes a chemically and structurally modified refractory material which has greater resistance to an atmospheric alkali attack. However, a change in the chemical and structural properties of the refractory materials means a considerable additional effort in the production of these materials.
Ein anderer Ansatz ist es, die Oberflächeneigenschaften des Feuerfestmaterials zu verändern, um so eine Alkalikorrosion zu verringern. Bekannt ist hier die Veredlung der Oberfläche von Feuerfestmaterialien mit Metallen wie beispielsweise Gold oder Platin. Die Metalle verhindern, dass Alkalien in die Poren des Feuerfestmaterials Vordringen. Gold und Platin, aber auch andere Metalle, haben weiterhin den Vorteil, dass sie selbst nicht von Alkalien angegriffen werden. Ein Verfahren zum Aufbringen einer Metallschicht auf die Oberfläche eines Feuerfestmaterials ist in GB 2 1 15 30 A beschrieben. Another approach is to change the surface properties of the refractory material so as to reduce alkali corrosion. The refinement of the surface of refractory materials with metals such as gold or platinum is known here. The metals prevent alkalis from penetrating into the pores of the refractory material. Gold and platinum, but also other metals, have the further advantage that they are not attacked by alkalis themselves. A method for applying a metal layer on the surface of a refractory material is described in GB 2 1 15 30 A.
Allerdings sind die Rohstoffkosten für die Veredlung des Feuerfestmaterials mit Metallen sehr hoch. Zudem führt eine Veredlung des Feuerfestmaterials nur zu einer geringen Erhöhung der Alkaliresistenz des Feuerfestmaterials. However, the raw material costs for refining the refractory material with metals are very high. In addition, refining the refractory material only leads to a slight increase in the alkali resistance of the refractory material.
Ein vorteilhafterer Ansatz ist in US2010/0242542 A1 beschrieben, gemäß dem eine Alkalikorrosion des Feuerfestmaterials in Kontakt mit einer Glasschmelze dadurch verhindert wird, dass Aluminium, Zinn oder Metallalkoholate in die Poren des Feuerfestmaterials ein- gebracht ist, sodass bei Glasschmelztemperaturen eine reduzierende Wirkung von Aluminium, Zinn oder der Metallalkoholate eintritt, sodass darüber gebildete Oxide in den Poren des Feuerfestmaterials dieses vor Alkalikorrosion schützen. A more advantageous approach is described in US2010 / 0242542 A1, according to which alkali corrosion of the refractory material in contact with a glass melt is prevented by introducing aluminum, tin or metal alcoholates into the pores of the refractory material, so that aluminum has a reducing effect at glass melting temperatures , Tin or the metal alcoholates occurs, so that oxides formed in the pores of the refractory material protect it from alkali corrosion.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein -insbesondere hinsichtlich Alkaliresistenz- verbessertes Herstellungsverfahren für ein Feuerfestma- terial und ein -insbesondere hinsichtlich Alkaliresistenz- verbessertes Feuerfestmaterial anzugeben. The object on which the present invention is based is to specify a production method for a refractory material which is improved in particular with regard to alkali resistance and a refractory material which has been improved in particular with regard to alkali resistance.
Insbesondere sollte das verbesserte Verfahren und Feuerfestmaterial zumindest eines der obengenannten Probleme adressieren, vorzugsweise eine Alternative zur Oberflächenveredlung von Feuerfestmaterialien mit Metallen darstellen. Besonders vorteilhaft soll ein hin- sichtlich Alkaliresistenz verbessertes Herstellungsverfahren für ein Feuerfestmaterial und ein hinsichtlich Alkaliresistenz verbessertes Feuerfestmaterial wirksam bei einem atmosphärischen Alkaliangriff sein.
Erfindungsgemäß wird die vorstehende Aufgabe durch ein Herstellungsverfahren nach Anspruch 1 für ein oberflächenbeschichtetes Feuerfestmaterial gelöst. Die Erfindung führt auch auf ein entsprechendes Feuerfestmaterial des Anspruchs 11 und einen Glasschmelzofen des Anspruchs 13 aufweisend eine Schmelzwanne mit einer Wand aus Feuerfestma- terial, insbesondere Feuerfestkeramik, wobei das Feuerfestmaterial wenigstens teilweise ein oberflächenbeschichtetes Feuerfestmaterial der Erfindung ist. In particular, the improved method and refractory material should address at least one of the above-mentioned problems, preferably represent an alternative to the surface refinement of refractory materials with metals. A production method for a refractory material which is improved with respect to alkali resistance and a refractory material which has been improved with respect to alkali resistance should be particularly advantageous in the event of an atmospheric alkali attack. According to the invention, the above object is achieved by a production method according to claim 1 for a surface-coated refractory material. The invention also leads to a corresponding refractory material of claim 11 and a glass melting furnace of claim 13, comprising a melting tank with a wall made of refractory material, in particular refractory ceramic, the refractory material being at least partially a surface-coated refractory material of the invention.
Nach Anspruch 1 ist ein Herstellungsverfahren für ein oberflächenbeschichtetes Feuerfestmaterial gegeben. Dabei kann es sich bei dem oberflächenbeschichteten Feuerfestmaterial insbesondere um eine oberflächenbeschichtete Feuerfestkeramik. Weiterhin ist das Her- stellungsverfahren insbesondere für die Herstellung von oberflächenbeschichtete Feuerfestmaterial zur Verwendung in einem Glasschmelzofen geeignet. According to claim 1, a manufacturing method for a surface-coated refractory material is given. The surface-coated refractory material can in particular be a surface-coated refractory ceramic. Furthermore, the manufacturing process is particularly suitable for the production of surface-coated refractory material for use in a glass melting furnace.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass eine wirtschaftliche Nutzung einer Oberflächenveredlung vorteilhaft möglich ist, wenn die Rohstoff- und Produktionskosten für die Oberflächenveredlung verringert sind. Darüber hinaus hat die Erfindung erkannt, dass bereits eine Oberflächenveredelung erreicht werden kann, wenn eine Schutzschicht in verbesserter Weise, insbesondere ohne Metalle darstellbar ist. Besonders vorzugsweise sollte eine Schutzschicht bereits an der Oberfläche des Materials eine Alkaliresistenz etablieren. Insbesondere kann im Rahmen dieser Überlegung eine deutliche Reduzierung der Alkalikorrosion erreicht werden, wenn ein Eindringen von Alkalien in die Poren des Feuerfestmaterials nicht möglich bzw. reduziert ist. The invention is based on the consideration that an economical use of a surface finishing is advantageously possible if the raw material and production costs for the surface finishing are reduced. In addition, the invention has recognized that surface refinement can already be achieved if a protective layer can be produced in an improved manner, in particular without metals. A protective layer should particularly preferably establish an alkali resistance on the surface of the material. In particular, a significant reduction in alkali corrosion can be achieved within the framework of this consideration if penetration of alkalis into the pores of the refractory material is not possible or is reduced.
Als Ausgangsmaterial wird dem Verfahren also ein Grundkörper aus Feuerfestmaterial, insbesondere aus Feuerfestkeramik, zur Verfügung gestellt. Eine Oberfläche des Grundkörpers wird im Anschluss durch das Verfahren mit einer Schutzschicht beschichtet. Die Erfindung geht somit aus von einem an sich bekannten Herstellungsverfahren für ein oberflächenbeschichtetes Feuerfestmaterial, insbesondere Feuerfestkeramik, vorzugsweise für ein oberflächenbeschichtetes Feuerfestmaterial zur Verwendung in einem Glasschmelzofen, wobei ein Grundkörper aus Feuerfestmaterial, insbesondere aus Feuerfestkeramik, zur Verfügung gestellt wird und eine Oberfläche des Grundkörpers mit einer Schutzschicht beschichtet wird. A basic body made of refractory material, in particular made of refractory ceramic, is thus made available to the method as the starting material. A surface of the base body is then coated with a protective layer by the process. The invention is thus based on a known production method for a surface-coated refractory material, in particular refractory ceramics, preferably for a surface-coated refractory material for use in a glass melting furnace, a base body made of refractory material, in particular made of refractory ceramics, being provided and a surface of the base body with is coated with a protective layer.
Das Verfahren ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:
- Aufbringen eines Glasrohmaterials in Form von Partikeln auf die zu beschichtende Oberfläche des Feuerfestmaterials, wobei das Glasrohmaterial eine Transformationstemperatur aufweist; According to the invention, the process is characterized by the following process steps: Applying a glass raw material in the form of particles to the surface of the refractory material to be coated, the glass raw material having a transformation temperature;
- Verglasen des Glasrohmaterials durch Erhitzen der Partikel des Glasrohmaterials auf der Oberfläche auf eine Temperatur bei oder oberhalb der Transformationstemperatur zur Ausbildung einer Glasschicht auf der Oberfläche. Vitrification of the glass raw material by heating the particles of the glass raw material on the surface to a temperature at or above the transformation temperature to form a glass layer on the surface.
Zunächst wird die Glasschicht erfindungsgemäß zu einer Schutzschicht für den Grundkörper aus Feuerfestmaterial gebildet. First, the glass layer is formed according to the invention into a protective layer for the base body made of refractory material.
Die Erfindung hat erkannt, dass sich zum einen eine Glasschicht als Schutzschicht eignet und in verbesserter Weise als Alternative zu Lösungen basierend auf metallischen Schutzschichten umsetzen lässt. The invention has recognized that on the one hand a glass layer is suitable as a protective layer and can be implemented in an improved manner as an alternative to solutions based on metallic protective layers.
Darüber hinaus hat die Erfindung erkannt, dass sich die Glasschicht als Schutzschicht zur Lösung der Aufgabe besonders vorteilhaft modifizieren lässt; auch dies mit Vorteil gegenüber metallischen Schutzschichten. Zudem wird erfindungsgemäß die Glasschicht chemisch und mechanisch wenigstens in einer Oberflächenschicht an einer dem Feuerfestmaterial abgewandten Seite modifiziert. Vorteilhaft dient dies zur Erhöhung einer Alkaliresistenz des Feuerfestmaterials. In addition, the invention has recognized that the glass layer can be modified particularly advantageously as a protective layer to achieve the object; this also has an advantage over metallic protective layers. In addition, according to the invention, the glass layer is modified chemically and mechanically at least in a surface layer on a side facing away from the refractory material. This advantageously serves to increase an alkali resistance of the refractory material.
Erfindungsgemäß wird die Glasschicht --insbesondere zur Erhöhung einer Alkaliresistenz des Feuerfestmaterials-- an einer dem Feuerfestmaterial abgewandten Seite chemisch und mechanisch modifiziert wird, derart, dass eine alkali verarmte und mechanisch verspannte Oberflächenschicht gebildet wird, insbesondere auf einem Grundglas der Glasschicht auf dem Grundkörper aus Feuerfestmaterial. According to the invention, the glass layer is modified chemically and mechanically, in particular to increase an alkali resistance of the refractory material, on a side facing away from the refractory material such that an alkali-poor and mechanically strained surface layer is formed, in particular on a base glass of the glass layer on the base body Refractory material.
Mit anderen Worten wird gemäß dem Konzept der Weiterbildung eine chemisch und strukturell modifizierte Glasschicht auf ein Feuerfestmaterial zur Oberflächenveredlung aufge- bracht, die vorzugsweise den atmosphärischen Alkaliangriff abwendet. In other words, according to the concept of the further development, a chemically and structurally modified glass layer is applied to a refractory material for surface refinement, which preferably averts the atmospheric attack by alkali.
Insbesondere eignet sich die Erfindung bei Decken- oder Wand-Verkleidungen. In Untersuchungen hat sich gezeigt, dass durch eine solche Oberflächenveredelung die Alkaliresistenz von beispielsweise Schamotte gegenüber einer Schamotte ohne Oberflächenveredlung deutlich erhöht werden konnte. Insbesondere konnte für einen unbehandelten und
einen oberflächenveredelten Tiegel aus Schamottesteinen gezeigt werden, dass ein Aufbrechen des Tiegels im Schmelzofen aufgrund eines Alkaliangriffs verursacht durch ein Gemisch aus Natriumcarbonat und Kaliumcarbonat bei dem oberflächenveredelten Tiegel im Vergleich zum unbehandelten Tiegel deutlich reduziert werden konnte. Die Erfindung führt auch auf ein oberflächenbeschichtetes Feuerfestmaterial, insbesondere eine oberflächenbeschichtete Feuerfestkeramik, zur Verwendung in einem Glasschmelzofen, insbesondere hergestellt nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei ein Grundkörper aus Feuerfestmaterial, insbesondere aus Feuerfestkeramik, und auf der Oberfläche des Grundkörpers eine Schutzschicht ausgebildet ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Schutzschicht für den Grundkörper aus Feuerfestmaterial als eine Glasschicht gebildet ist, und insbesondere zur Erhöhung einer Alkaliresistenz des Feuerfestmaterials, die Glasschicht wenigstens in einer Oberflächenschicht an einer dem Feuerfestmaterial abgewandten Seite chemisch und mechanisch modifiziert ist, wobei eine alkaliverarmte und mechanisch verspannte Oberflächenschicht gebildet ist. Dabei wird im Folgenden die Oberflächenschicht als alkaliverarmte Oberflächenschicht und das darunterliegende Glas als Grundglas bezeichnet. The invention is particularly suitable for ceiling or wall coverings. Studies have shown that the surface resistance of, for example, chamotte compared to chamotte without surface refinement could be significantly increased by such a surface refinement. In particular, for an untreated and A refined crucible made of firebricks was shown that cracking of the crucible in the melting furnace due to an alkali attack caused by a mixture of sodium carbonate and potassium carbonate in the surface-treated crucible could be significantly reduced compared to the untreated crucible. The invention also leads to a surface-coated refractory material, in particular a surface-coated refractory ceramic, for use in a glass melting furnace, in particular produced according to one of the preceding claims, wherein a base body made of refractory material, in particular made of refractory ceramic, and a protective layer is formed on the surface of the base body. According to the invention, it is provided that the protective layer for the base body is made of refractory material as a glass layer, and in particular to increase an alkali resistance of the refractory material, the glass layer is chemically and mechanically modified at least in a surface layer on a side facing away from the refractory material, an alkali-depleted and mechanically strained surface layer is formed. In the following, the surface layer is referred to as the alkali-depleted surface layer and the underlying glass as the base glass.
Weiterhin umfasst die Erfindung einen Glasschmelzofen aufweisend eine Schmelzwanne mit einer Wand aus Feuerfestmaterial, insbesondere Feuerfestkeramik, wobei das Feuerfestmaterial wenigstens teilweise aus einem oberflächenbeschichteten Feuerfestmaterial wie oben beschrieben ist. Furthermore, the invention comprises a glass melting furnace having a melting tank with a wall made of refractory material, in particular refractory ceramic, the refractory material being at least partially made of a surface-coated refractory material as described above.
Ein oberflächenbeschichtetes Feuerfestmaterial der Erfindung kann vorteilhaft Verwendung finden bei einer oder mehreren der folgenden Anwendungen. Betroffen von einem Alkaliangriff aus der Gasphase heraus ist beispielsweise der obere Teil einer Regeneration von Industrieöfen zur Herstellung von Glas. Auch Scharmottenauskleidungen von Ofenkammern zur Herstellung von Floatglas sind betroffen. Hier kann es zu einer Nephelinbildung kommen, die zu einer erheblichen Produktionsstörung führen kann. Ebenfalls ist bekannt, dass Alkaliangriffe aus der Gasphase ausgelöst durch eine Verbrennung von Kohle die in Kokereien benutzten Schamotten beschädigt. Ebenfalls ist das der Fall für Schamotten, die in Kachelöfen oder normalen Herden verwendet werden, für deren Befeuerung ein anderer Brennstoff als Holz genutzt wird.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen und bilden die Erfindung in Bezug auf die Aufgabenstellung mit weiteren Merkmalen weiter. A surface coated refractory material of the invention can advantageously be used in one or more of the following applications. An alkali attack from the gas phase, for example, affects the upper part of a regeneration of industrial furnaces for the production of glass. Liner linings of furnace chambers for the production of float glass are also affected. This can lead to nepheline formation, which can lead to a considerable production disruption. It is also known that alkali attacks from the gas phase caused by burning coal damage the chamottes used in coking plants. This is also the case for chamottes that are used in tiled stoves or normal stoves that are fired with a fuel other than wood. Advantageous developments of the invention can be found in the subclaims and further develop the invention in relation to the task with further features.
Die Glasschicht wird zu einer Schutzschicht für den Grundkörper aus Feuerfestmaterial gebildet, die insbesondere zur Erhöhung einer Alkaliresistenz des Feuerfestmaterials, che- misch und mechanisch wenigstens in einer Oberflächenschicht an einer dem Feuerfestmaterial abgewandten Seite modifiziert wird. The glass layer is formed into a protective layer for the base body made of refractory material, which is modified chemically and mechanically in particular to increase an alkali resistance of the refractory material, at least in a surface layer on a side facing away from the refractory material.
Vorteilhaft wird die Glasschicht zur Erhöhung einer Alkaliresistenz des Feuerfestmaterials an einer dem Feuerfestmaterial abgewandten Seite chemisch und mechanisch modifiziert, derart, dass eine alkali verarmte und mechanisch verspannte Oberflächenschicht gebildet wird. To increase an alkali resistance of the refractory material, the glass layer is advantageously chemically and mechanically modified on a side facing away from the refractory material in such a way that an alkali-depleted and mechanically tensioned surface layer is formed.
Vorteilhaft erhöht die Bildung der alkaliverarmten und mechanisch verspannten Oberflächenschicht eine Alkaliresistenz des Feuerfestmaterials. Insbesondere eine besonders hohe Alkaliresistenz lässt sich durch eine Verwendung von bereits alkalireduziertem Rohglasmaterial hersteilen. Im Rahmen einer Weiterbildung weist das Glasrohmaterial und/oder die Partikel des Glasrohmaterials einen reduzierten Alkaligehalt auf, insbesondere werden das Glasrohmaterial und/oder die Partikel des Glasrohmaterials einer Entalkalisierung unterworfen werden. The formation of the alkali-depleted and mechanically stressed surface layer advantageously increases an alkali resistance of the refractory material. In particular, a particularly high resistance to alkali can be produced by using raw glass material that has already been reduced in alkali. As part of a further development, the glass raw material and / or the particles of the glass raw material have a reduced alkali content, in particular the glass raw material and / or the particles of the glass raw material will be subjected to dealkalization.
Die Partikel des Glasrohmaterials können zum Beispiel aus aufgemahlenem Glasrohmaterial gewonnen sein. Dies kann zum Beispiel auch die Verwendung von Schleifrückstän- den von Flachglas, insbesondere Schleifrückstände von Floatglas, umfassen; vorteilhaft ist, dass Floatglas bereits einen reduzierten Alkalianteil oder die Schleifrückstände ental- kalisiert werden. Glasrohmaterial kann vorzugsweise Borosilikatglas sein. Die Verwendung anderer Gläserarten, auch solche die nicht alkalireduziert sind, ist ebenfalls möglich. The particles of the glass raw material can, for example, be obtained from ground glass raw material. This can also include, for example, the use of grinding residues from flat glass, in particular grinding residues from float glass; It is advantageous that a reduced amount of alkali or the grinding residues are already de-alkalized in float glass. Glass raw material can preferably be borosilicate glass. The use of other types of glasses, even those that are not reduced in alkali, is also possible.
Generell kann vorteilhafterweise das Glasrohmaterial und/oder das aufgemahlene Glas- rohmaterial bereits vor dem Aufbringen auf das Feuerfestmaterial einer Entalkalisierung unterworfen werden. Dies hat den Vorteil, dass bereits derjenige Teil der Glasschicht an einer dem Feuerfestmaterial zugewandten Seite --insbesondere direkt unterhalb des chemisch und mechanisch modifizierten Teils der Glasschicht an einer dem Feuerfestmaterial abgewandten Seite-- einen reduzierten Alkalianteil hat bzw. alkaliverarmt ist. D. h. Insbe- sondere kann vorteilhafterweise das Glasrohmaterial und/oder das aufgemahlene Glasroh-
material bereits vor dem Aufbringen auf das Feuerfestmaterial einer Entalkalisierung unterworfen werden zum Verbleib unter Bildung eines Grundglases der Glasschicht auf dem Grundkörper aus Feuerfestmaterial. In general, the glass raw material and / or the ground glass raw material can advantageously be subjected to dealkalization even before it is applied to the refractory material. This has the advantage that that part of the glass layer on a side facing the refractory material - in particular directly below the chemically and mechanically modified part of the glass layer on a side facing away from the refractory material - has a reduced proportion of alkali or is low in alkali. I.e. In particular, the glass raw material and / or the ground glass raw material can advantageously material is subjected to dealkalization before being applied to the refractory material to remain with the formation of a base glass of the glass layer on the base body made of refractory material.
Vorzugsweise ist im Herstellungsverfahren vorgesehen, dass die Transformationstempe- ratur in einem Bereich von 600°C bis 800°C liegt und die erhöhte Temperatur bei der Verglasung in einem vorbestimmten Bereich von 600°C bis 1400°C liegt. It is preferably provided in the manufacturing process that the transformation temperature is in a range from 600 ° C. to 800 ° C. and the elevated temperature in the glazing is in a predetermined range from 600 ° C. to 1400 ° C.
Vorteilhafterweise wird das Glasrohmaterial auf eine Temperatur von 100-200°C oberhalb der Transformationstemperatur des Glasrohmaterials erhitzt. Je nach verwendetem Glasrohmaterial kann das Glasrohmaterial damit auf eine Temperatur im Bereich von 600- 800°C erhitzt werden. Durch diesen Verfahrensschritt wird vorteilhaft eine geschlosseneThe glass raw material is advantageously heated to a temperature of 100-200 ° C. above the transformation temperature of the glass raw material. Depending on the glass raw material used, the glass raw material can be heated to a temperature in the range of 600-800 ° C. This process step advantageously makes a closed one
Glasschicht auf der Oberfläche des Grundkörpers ausgebildet. Zur Ausbildung der geschlossenen Glasschicht hat sich das Erhitzen des Glasrohmaterials für eine Dauer von etwa 30 min als vorteilhaft erwiesen. Glass layer formed on the surface of the base body. To form the closed glass layer, heating the glass raw material for a period of about 30 minutes has proven to be advantageous.
Vorzugsweise erfolgt das chemisch und mechanische Modifizieren mit wenigstens zwei weiteren Verfahrensschritten, die zur Bildung einer alkali verarmten und mechanisch verspannten Oberflächenschicht führen; diese können in beliebiger Reihenfolge nacheinander oder gleichzeitig in einem oder mehreren Prozessschritten, einzeln oder in Kombination, umgesetzt werden. Vorteilhaft wird dies, insbesondere der Schritt„Entalkalisieren“ und „Abkühlen“ wie nachfolgend erläutert, in einem Autoklaven durchgeführt: 1. Entalkalisieren wenigstens der Oberflächenschicht der Glasschicht in einer neutralen bis sauren, wässrigen Lösung und bei erhöhter Temperatur, derart, dass sich die alkaliverarmte Oberflächenschicht in der Glasschicht durchgehend ausbildet. Das Entalkalisieren der Oberflächenschicht der Glasschicht führt dazu, dass die Oberfläche eine höhere Alkaliresistenz aufweist. Als Folge des Entalkalisierens weist die Glasschicht im Anschluss zwei Schichten auf: eine alkaliarme Oberflächenschicht und ein Grundglas. The chemical and mechanical modification is preferably carried out with at least two further process steps which lead to the formation of an alkali-depleted and mechanically strained surface layer; these can be implemented in any order one after the other or simultaneously in one or more process steps, individually or in combination. This is advantageously carried out in an autoclave, in particular the step “dealkalization” and “cooling” as explained below: 1. dealkalization of at least the surface layer of the glass layer in a neutral to acidic, aqueous solution and at an elevated temperature such that the alkali becomes poor Surface layer continuously formed in the glass layer. The dealkalization of the surface layer of the glass layer leads to the surface having a higher alkali resistance. As a result of the dealkalization, the glass layer then has two layers: a low-alkali surface layer and a base glass.
2. Abkühlen der Glasschicht durch Reduzieren der Temperatur mit einer vorbestimmten Rate, derart, dass sich die alkali verarmte Oberflächenschicht in der Glasschicht jedenfalls teilweise verspannt. 2. Cooling the glass layer by reducing the temperature at a predetermined rate, such that the alkali-depleted surface layer in the glass layer in any case partially tensions.
Vorzugsweise ist im Herstellungsverfahren vorgesehen, dass sich die alkali verarmte Ober- flächenschicht in der Glasschicht durchgehend ausbildet mit einer vorbestimmten Dicke.
Vorzugsweise ist im Herstellungsverfahren vorgesehen, dass die Dicke der alkaliverarmten Oberflächenschicht abhängig ist von einem oder mehreren der Parameter ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Verweildauer in der wässrigen Lösung, Säuregrad und/oder weitere erhöhte Temperatur der wässrigen Lösung, die in der wässrigen Lösung eingestellt ist. Ein weiterer vorgegebener Temperaturbereich und/oder pH-Bereich in der wässrigen Lösung hat sich in Kombination mit der Verweildauer als vorteilhaft bei der Entalkalisierung erwiesen. It is preferably provided in the manufacturing process that the alkali-depleted surface layer is continuously formed in the glass layer with a predetermined thickness. It is preferably provided in the production process that the thickness of the alkali-depleted surface layer depends on one or more of the parameters selected from the group consisting of: residence time in the aqueous solution, acidity and / or further increased temperature of the aqueous solution which is set in the aqueous solution is. A further predetermined temperature range and / or pH range in the aqueous solution, in combination with the residence time, has proven to be advantageous in the dealkalization.
Durch die Anpassung der der alkali verarmte Oberflächenschicht lässt sich die Alkaliresistenz von Feuerfestmaterialien an die individuellen Anforderungen, die durch die verschie- denen Anwendungsfelder vorgegeben werden, anpassen. By adapting the alkali-depleted surface layer, the alkali resistance of refractory materials can be adapted to the individual requirements that are specified by the various fields of application.
Vorteilhaft wird die Temperatur von der erhöhten Temperatur bis auf Raumtemperatur mit einer vorbestimmten Rate reduziert. Die vorbestimmte Rate sollte in einem Bereich liegen, der vorteilhaft ist für eine Erzeugung einer mechanischen Verspannung innerhalb der Oberflächenschicht. Vorzugsweise ist im Herstellungsverfahren vorgesehen, dass die Glasschicht auf der Oberfläche des Feuerfestmaterials mit Partikeln aus einem Sol-Gel-Prozess gebildet wird und/oder die Glasschicht auf der Oberfläche des Feuerfestmaterials durch einen Sol-Gel-Pro- zess hergestellt wird. The temperature is advantageously reduced from the elevated temperature to room temperature at a predetermined rate. The predetermined rate should be in a range that is advantageous for generating a mechanical stress within the surface layer. It is preferably provided in the manufacturing process that the glass layer is formed on the surface of the refractory material with particles from a sol-gel process and / or the glass layer on the surface of the refractory material is produced by a sol-gel process.
Vorzugsweise ist im Herstellungsverfahren vorgesehen, dass die Partikelform des Glas- rohmaterials ein Mehl ist, insbesondere ein Mehl mit einer Partikelgröße im Bereich von 4 pm. Diese Partikelgröße ist besonders vorteilhaft, da es in einem Herstellungsprozess zur Herstellung von Glasrohmaterial mit dieser Partikelgröße bereits zu einer Reduzierung des Alkaligehalts im Glasrohmaterial kommt. It is preferably provided in the manufacturing process that the particle shape of the glass raw material is a flour, in particular a flour with a particle size in the range of 4 pm. This particle size is particularly advantageous since there is already a reduction in the alkali content in the glass raw material in a manufacturing process for producing glass raw material with this particle size.
Vorzugsweise ist im Herstellungsverfahren vorgesehen, dass die neutrale bis saure, wäss- rige Lösung eine säurehaltige Lösung mit einem pH-Wert leicht bis mäßig im sauren Bereich ist. Es hat sich gezeigt, dass bei einer Verwendung einer säurehaltigen Lösung ein pH-Wert in dem gegebenen Bereich besonders geeignet für das Entalkalisieren ist. It is preferably provided in the production process that the neutral to acidic, aqueous solution is an acidic solution with a pH value of slightly to moderately in the acidic range. It has been shown that when using an acidic solution, a pH in the given range is particularly suitable for dealkalization.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Diese soll die Ausführungsbeispiele nicht notwendigerweise maßstäblich dar- stellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterung dienlich, in schematisierter und/oder
leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im Folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsform oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und be- liebig einsetzbar und beanspruchbar sein. Der Einfachheit halber sind nachfolgend für identische oder ähnliche Teile oder Teile mit identischer oder ähnlicher Funktion gleiche Bezugszeichen verwendet. Embodiments of the invention will now be described below with reference to the drawing. This is not necessarily to show the exemplary embodiments to scale, rather the drawing, where useful for explanation, is in a schematic and / or slightly distorted shape. With regard to additions to the teachings which can be seen directly from the drawing, reference is made to the relevant prior art. It should be taken into account here that various modifications and changes regarding the form and the detail of an embodiment can be made without departing from the general idea of the invention. The features of the invention disclosed in the description, in the drawing and in the claims can be essential for the development of the invention both individually and in any combination. In addition, all combinations of at least two of the features disclosed in the description, the drawing and / or the claims fall within the scope of the invention. The general idea of the invention is not limited to the exact form or detail of the preferred embodiment shown and described below, or limited to an object that would be limited compared to the object claimed in the claims. For the specified design ranges, values within the stated limits should also be disclosed as limit values and can be used and claimed as required. For the sake of simplicity, the same reference numerals are used below for identical or similar parts or parts with an identical or similar function.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeich- nung; diese zeigt in: Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of the preferred exemplary embodiments and with reference to the drawing; this shows in:
Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Herstellungsverfahrens für ein oberflächenbeschichtetes Feuerfestmaterial; 1 is a block diagram of a manufacturing process for a surface coated refractory;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines oberflächenbeschichteten Feuerfestmaterials; Fig. 3A Fig. 3B ein Vergleichsbeispiel anhand eines Ergebnisses eines Tests zur Alkaliresistenz an einem Tiegel aus Schamottsteinen als Feuerfestmaterial. 2 shows a schematic illustration of a surface-coated refractory material; FIG. 3A FIG. 3B shows a comparative example based on a result of a test for alkali resistance on a crucible made of firebrick as a refractory material.
Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm 100 eines Herstellungsverfahrens für ein Oberflächen beschichtetes Feuerfestmaterial. Die dargestellten Blöcke stellen die einzelnen Verfahrensschritte des Herstellungsverfahrens dar. Die Blöcke 110 und 160 markieren den Beginn bzw. das Ende des Herstellungsverfahrens. Dazwischen liegen vier Verfahrensschritte. In einem ersten Verfahrensschritt 120 wird ein Glasrohmaterial in Form von Partikeln auf eine Oberfläche des Feuerfestmaterials aufgebracht. Das Glasrohmaterial verfügt über eine
Transformationstemperatur. In einem zweiten Verfahrensschritt 130 wird das Glasmehl auf der Oberfläche des Feuerfestmaterials verglast. 1 shows a block diagram 100 of a manufacturing method for a surface coated refractory material. The blocks shown represent the individual process steps of the manufacturing process. The blocks 110 and 160 mark the beginning and the end of the manufacturing process. There are four process steps in between. In a first method step 120, a glass raw material in the form of particles is applied to a surface of the refractory material. The glass raw material has a Transformation temperature. In a second method step 130, the glass powder is glazed on the surface of the refractory material.
Dazu wird das Glasmehl auf eine Temperatur bei oder oberhalb der Transformationstemperatur des Glasrohmaterials erhitzt. Durch das Verglasen entsteht eine geschlossene Glasschicht auf der Oberfläche des Feuerfestmaterials. In einem darauffolgenden Verfahrensschritt 140 wird eine Oberflächenschicht der Glasschicht entalkalisiert. Dazu wir die Glasschicht in eine wässrige, neutrale bis saure Lösung mit erhöhter Temperatur gegeben. For this purpose, the glass powder is heated to a temperature at or above the transformation temperature of the glass raw material. The glazing creates a closed layer of glass on the surface of the refractory material. In a subsequent method step 140, a surface layer of the glass layer is dealkalized. For this purpose, the glass layer is placed in an aqueous, neutral to acidic solution at an elevated temperature.
In einem abschließenden Verfahrensschritt 150 wird die Glasschicht durch eine ratenweise Reduzierung der Temperatur bis auf Raumtemperatur abgekühlt. Ein durch das Herstel- lungsverfahren 100 hergestelltes oberflächenbeschichtetes Feuerfestmaterial ist in Fig. 2 gezeigt. In a final method step 150, the glass layer is cooled down to room temperature by a rate-wise reduction in temperature. A surface-coated refractory material produced by the manufacturing method 100 is shown in FIG. 2.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines oberflächenbeschichteten Feuerfestmaterials 200. Das oberflächenbeschichtete Feuerfestmaterial ist gekennzeichnet durch drei Bestandteile: einem Grundkörper 230 und einer Oberflächenbeschichtung bestehend aus einem Grundglas 220 und einer alkaliverarmten Oberflächenschicht 210. Der Grundkörper 230 entspricht einem un beschichteten Feuerfestmaterial. Bei dem hier dargestellten oberflächenbeschichtetem Feuerfestmaterial 200 handelt es sich bei dem Feuerfestmaterial des Grundkörpers 230 um eine Feuerfestkeramik. In anderen Ausführungsformen des oberflächenbeschichteten Feuerfestmaterials 200 besteht der Grundkörper auch aus an- deren Feuerfestmaterialien. 2 shows a schematic illustration of a surface-coated refractory material 200. The surface-coated refractory material is characterized by three components: a base body 230 and a surface coating consisting of a base glass 220 and an alkali-depleted surface layer 210. The base body 230 corresponds to an uncoated refractory material. In the surface-coated refractory material 200 shown here, the refractory material of the base body 230 is a refractory ceramic. In other embodiments of the surface-coated refractory material 200, the base body also consists of other refractory materials.
Auf einer Oberfläche des Grundkörpers 230 befindet sich die Oberflächenbeschichtung bestehend aus dem Grundglas 220 und der alkaliverarmten Oberflächenschicht 210. Das Grundglas 220 bildet dabei eine untere Schicht, die sich direkt auf der Oberfläche des Grundkörpers 230 befindet. Die alkali verarmte Oberflächenschicht 210 befindet sich auf dem Grundglas 220 und bildet damit eine äußere Schicht der Oberflächenbeschichtung. The surface coating consisting of the base glass 220 and the alkali-depleted surface layer 210 is located on a surface of the base body 230. The base glass 220 forms a lower layer, which is located directly on the surface of the base body 230. The alkali-depleted surface layer 210 is located on the base glass 220 and thus forms an outer layer of the surface coating.
Die alkaliverarmte Oberflächenschicht 210 trägt zu einer erhöhten Alkaliresistenz insbesondere bei Atmosphärenangriffen bei. Weiterhin sind die alkaliverarmte Oberflächenschicht 210 und das Grundglas 220 durch einen unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten gekennzeichnet, der zu einer oberflächennahen Spannung führt. Die oberflächennahe Spannung resultiert in einer Reduzierung von Transportprozessen innerhalb der Oberflächenbeschichtung und trägt zu einer weiteren Erhöhung der Alkaliresistenz bei. Handelt es
sich bei dem Grundglas 220 um ein alkalireduziertes Glas, so dient auch das Grundglas 220 als eine Alkalibarriere. The alkali-depleted surface layer 210 contributes to an increased alkali resistance, particularly in the case of atmospheric attacks. Furthermore, the alkali-depleted surface layer 210 and the base glass 220 are characterized by a different expansion coefficient, which leads to a stress close to the surface. The near-surface tension results in a reduction in transport processes within the surface coating and contributes to a further increase in alkali resistance. Act it If the base glass 220 is an alkali-reduced glass, the base glass 220 also serves as an alkali barrier.
Generell kann vorteilhafterweise das Glasrohmaterial und/oder das aufgemahlene Glasrohmaterial bereits vor dem Aufbringen auf das Feuerfestmaterial einer Entalkalisierung unterworfen werden. In general, the glass raw material and / or the ground glass raw material can advantageously be subjected to dealkalization even before it is applied to the refractory material.
Dies hat den Vorteil, dass bereits derjenige Teil der Glasschicht an einer dem Feuerfestmaterial 230 zugewandten Seite, also das Grundglas 220 wie in Fig. 2 gezeigt --insbesondere direkt unterhalb des chemisch und mechanisch modifizierten Teils der Glasschicht an einer dem Feuerfestmaterial 230 abgewandten Seite, also direkt unterhalb der alkaliver- armten Oberflächenschicht 210-- einen reduzierten Alkalianteil hat bzw. alkaliverarmt ist. This has the advantage that that part of the glass layer on a side facing the refractory material 230, that is to say the base glass 220 as shown in FIG. 2, in particular directly below the chemically and mechanically modified part of the glass layer on a side facing away from the refractory material 230, thus directly below the alkali-depleted surface layer 210-- has a reduced alkali content or is alkali-depleted.
Die Oberflächenbeschichtung bestehend aus Grundglas 220 und alkaliverarmter Oberflächenschicht 210 kann auf den Grundkörper 230 beispielsweise durch das in Fig. 1 gezeigten Herstellungsverfahren aufgebracht werden. Es ist jedoch auch möglich andere Herstellungsverfahren zu benutzen, um die Oberflächenbeschichtung herzustellen. Beispiel eines Schamotttests mit Alkalischmelze The surface coating consisting of base glass 220 and alkali-depleted surface layer 210 can be applied to base body 230, for example, by the production method shown in FIG. 1. However, it is also possible to use other manufacturing methods to produce the surface coating. Example of a firebrick test with alkaline melt
Fig. 3A und Fig. 3B zeigt ein Vergleichsbeispiel anhand eines Ergebnisses eines Tests zur Alkaliresistenz an einem Tiegel aus Schamottsteinen als Feuerfestmaterial. Als Referenz dient ein Tiegel mit üblichen Schamottsteinen; d. h. mit einem Grundkörper aus Feuerfestmaterial ohne eine Oberfläche des Grundkörpers mit einer Schutzschicht zu beschichten. Ein gleicher Tiegel wurde nach dem Verfahren gemäß dem Konzept der Erfindung behandelt, d. h. der Grundkörper aus Feuerfestmaterial wurde zur Verfügung gestellt und eine Oberfläche des Grundkörpers mit einer Schutzschicht beschichtet. Hier konnten verschiedene Behandlungsvarianten genutzt werden, wobei in allen Fällen, die Schritte erfolgten: 3A and 3B show a comparative example based on a result of a test for alkali resistance on a crucible made of firebrick as a refractory material. A crucible with common firebricks serves as a reference; d. H. with a base made of refractory material without coating a surface of the base with a protective layer. An identical crucible was treated by the method according to the concept of the invention, i. H. the base body made of refractory material was made available and a surface of the base body was coated with a protective layer. Various treatment options could be used here, with the steps taking place in all cases:
- Aufbringen eines Glasrohmaterials in Form von Partikeln auf die zu beschichtende Ober- fläche des Feuerfestmaterials, wobei das Glasrohmaterial eine Transformationstemperatur aufweist, Applying a glass raw material in the form of particles to the surface of the refractory material to be coated, the glass raw material having a transformation temperature,
- Verglasen des Glasrohmaterials durch Erhitzen der Partikel des Glasrohmaterials auf der Oberfläche, insbesondere zusammen mit dem Grundkörper, auf eine erhöhte Temperatur bei oder oberhalb der T ransformationstemperatur zur Ausbildung einer Glasschicht auf der Oberfläche, wobei
- die Glasschicht als eine Schutzschicht für den Grundkörper aus Feuerfestmaterial gebildet wird, und - Glazing the glass raw material by heating the particles of the glass raw material on the surface, in particular together with the base body, to an elevated temperature at or above the transformation temperature to form a glass layer on the surface, wherein - The glass layer is formed as a protective layer for the base body made of refractory material, and
- die Glasschicht an einer dem Feuerfestmaterial abgewandten Seite chemisch und mechanisch modifiziert wird, derart, dass eine alkaliverarmte und mechanisch verspannte Oberflächenschicht gebildet wird. - The glass layer is chemically and mechanically modified on a side facing away from the refractory material, in such a way that an alkali-depleted and mechanically strained surface layer is formed.
In Fig. 3A ist eine Draufsicht auf den Tiegel gezeigt - in Ansicht (i) die Referenz und in Ansicht (ii) einen Tiegel, der nach dem Verfahren gemäß dem Konzept der Erfindung behandelt wurde, um die verbesserte Alkaliresistenz zu visualisieren. In Fig. 3B ist der aufgeschnittene Tiegel entlang der Schnittebene (links und rechts) gezeigt - in Ansicht (i) wie- derum die Referenz und in Ansicht (ii) der Tiegel, der nach dem Verfahren gemäß dem Konzept der Erfindung behandelt wurde. 3A shows a top view of the crucible - in view (i) the reference and in view (ii) a crucible which has been treated according to the method according to the concept of the invention in order to visualize the improved alkali resistance. 3B shows the cut crucible along the cutting plane (left and right) - again in view (i) the reference and in view (ii) the crucible which was treated by the method according to the concept of the invention.
Für den Test wurden aus vorhandenen Schamottesteinen Tiegel präpariert und einer Versuchstemperatur ausgesetzt. Es wurden unterschiedliche Versuchstemperaturen gewähltFor the test, crucibles were prepared from existing firebricks and exposed to a test temperature. Different test temperatures were chosen
- in diesem hier gezeigten repräsentativen Vergleichsbeispiel wurde die Versuchstempe- ratur auf 1350°C festgelegt. Es wurden auch unterschiedliche Versuchswirkzeiten gewählt- In this representative comparative example shown here, the test temperature was set at 1350 ° C. Different trial operating times were also chosen
- in diesem hier gezeigten repräsentativen Vergleichsbeispiel wurde die Versuchswirkzeit auf eine Stunde festgelegt. - In this representative comparative example shown here, the test action time was set to one hour.
In diesem hier gezeigten repräsentativen Vergleichsbeispiel für das Konzept der Erfindung wurden die Tiegel mit einem Gemisch aus 30 g Natriumcarbonat und 30 g Kaliumcarbonat befüllt und mit einem Deckel abgedeckt. Anschließend wurden sie auf 600°C vorgetempert und bei der Versuchstemperatur von 1350°C in den Schmelzofen umgesetzt. In this representative comparative example for the concept of the invention shown here, the crucibles were filled with a mixture of 30 g of sodium carbonate and 30 g of potassium carbonate and covered with a lid. They were then preheated to 600 ° C and converted into the melting furnace at the test temperature of 1350 ° C.
Beim Erreichen dieser Versuchstemperatur verblieben sie für die Versuchswirkzeit von einer Stunde im Ofen und wurden anschließend abgetempert und von oben --wie in Fig. 3A bei einem Referenz-Tiegel in Ansicht (i) und dem nach dem Konzept der Erfindung behan- delten Tiegel in Ansicht (ii) ersichtlich-- abgebildet. When this test temperature was reached, they remained in the furnace for the test effective time of one hour and were subsequently annealed and from above - as in FIG. 3A with a reference crucible in view (i) and the crucible treated according to the concept of the invention in View (ii) visible-- shown.
Anschließend wurden die Tiegel im kalten Zustand halbiert und --wie in Fig. 3B bei dem Referenz-Tiegel in Ansicht (i) und dem nach dem Konzept der Erfindung behandelten Tiegel in Ansicht (ii) ersichtlich-- entlang der Schnittebene abgebildet.
Durch die Behandlung nach dem Konzept der Erfindung am Tiegel in Ansicht (ii) ist im Vergleich zum Referenz-Tiegel in Ansicht (i) in Fig. 3A eine deutliche Verbesserung hinsichtlich des Alkaliburstings zu sehen. The crucibles were then halved in the cold state and - as can be seen in FIG. 3B for the reference crucible in view (i) and the crucible treated according to the concept of the invention in view (ii) - along the cutting plane. As a result of the treatment according to the concept of the invention on the crucible in view (ii), in comparison to the reference crucible in view (i) in FIG. 3A, a clear improvement can be seen in terms of alkali bursting.
Wie auch im Vergleich zum Referenz-Tiegel in Ansicht (i) in Fig. 3B erkennbar, ist bei dem aufgeschnittenen Tiegel in Ansicht (ii), der nach dem Konzept der Erfindung behandelt wurde, das Gefüge weniger angegriffen und die Infiltration der Schmelze deutlich reduziert bzw. minimiert. As can also be seen in comparison to the reference crucible in view (i) in FIG. 3B, the structure of the cut crucible in view (ii), which was treated according to the concept of the invention, is less attacked and the infiltration of the melt is significantly reduced or minimized.
Im Ergebnis konnte also durch die Bildung der alkaliverarmten und mechanisch verspannten Oberflächenschicht eine Alkaliresistenz des Feuerfestmaterials erhöht werden. Im Vergleich von Fig. 3A (i) und Fig. 3A (ii) ist besonders gut erkennbar, dass sich aufgrund des Alkaliangriffs die Tiegelwände des unbehandelten Referenz-Tiegels (Referenz) 300 aufgeplatzt sind und sich Risse 301 gebildet haben. In einer Tiegelwand des gemäß dem Verfahren der Erfindung oberflächenbehandelten Tiegels 310 sind hingegen keine Risse sichtbar. In Fig. 3B (i) ist der aufgeschnittene unbehandelte Referenz-Tiegel 300 aus Fig. 3A (i) gezeigt. Auch in dieser Ansicht sind deutlich die Risse 301 in den Tiegelwänden des Referenz-Tiegels 300 zu sehen. Weiterhin lässt sich anhand der Verfärbung um eine im Referenz-Tiegel 300 befindliche Kammer deutlich eine Eindringtiefe der Alkalien erkennen. Die maximale Eindringtiefe 302 reicht beim unbehandelten Referenz-Tiegel 300 von der Kam- mer bis zu einer Unterseite des Tiegels. Im Vergleich hierzu ist die Eindringtiefe 303 des oberflächenbehandelten Tiegels 310 um circa die Hälfte reduziert.
As a result, the alkali resistance of the refractory material could be increased by the formation of the alkali-depleted and mechanically strained surface layer. In comparison of FIG. 3A (i) and FIG. 3A (ii), it can be seen particularly well that the crucible walls of the untreated reference crucible (reference) 300 have burst due to the alkali attack and cracks 301 have formed. In contrast, no cracks are visible in a crucible wall of the crucible 310 which has been surface-treated according to the method of the invention. 3B (i) shows the cut untreated reference crucible 300 from FIG. 3A (i). The cracks 301 in the crucible walls of the reference crucible 300 can also be clearly seen in this view. Furthermore, the discoloration around a chamber in the reference crucible 300 clearly shows a depth of penetration of the alkalis. With the untreated reference crucible 300, the maximum penetration depth 302 extends from the chamber to an underside of the crucible. In comparison to this, the depth of penetration 303 of the surface-treated crucible 310 is reduced by approximately half.
Claims
1 . Herstellungsverfahren (100) für ein oberflächenbeschichtetes Feuerfestmaterial (200), insbesondere Feuerfestkeramik, vorzugsweise für ein oberflächenbeschichtetes Feuerfestmaterial zur Verwendung in einem Glasschmelzofen, wobei ein Grundkörper (230) aus Feuerfestmaterial, insbesondere aus Feuerfestkeramik, zur Verfügung gestellt wird und eine Oberfläche des Grundkörpers mit einer Schutzschicht beschichtet wird, gekennzeichnet durch 1 . Production method (100) for a surface-coated refractory material (200), in particular refractory ceramics, preferably for a surface-coated refractory material for use in a glass melting furnace, wherein a base body (230) made of refractory material, in particular made of refractory ceramic, is provided and a surface of the base body with a Protective layer is coated, characterized by
- Aufbringen eines Glasrohmaterials in Form von Partikeln auf die zu beschichtende Ober- fläche des Feuerfestmaterials, wobei das Glasrohmaterial eine Transformationstemperatur aufweist, Applying a glass raw material in the form of particles to the surface of the refractory material to be coated, the glass raw material having a transformation temperature,
- Verglasen des Glasrohmaterials durch Erhitzen der Partikel des Glasrohmaterials auf der Oberfläche, insbesondere zusammen mit dem Grundkörper, auf eine erhöhte Temperatur bei oder oberhalb der T ransformationstemperatur zur Ausbildung einer Glasschicht auf der Oberfläche, wobei - Glazing the glass raw material by heating the particles of the glass raw material on the surface, in particular together with the base body, to an elevated temperature at or above the transformation temperature to form a glass layer on the surface, wherein
- die Glasschicht als eine Schutzschicht für den Grundkörper aus Feuerfestmaterial gebildet wird, und - The glass layer is formed as a protective layer for the base body made of refractory material, and
- die Glasschicht an einer dem Feuerfestmaterial abgewandten Seite chemisch und mechanisch modifiziert wird, derart, dass eine alkaliverarmte und mechanisch verspannte Oberflächenschicht (210) gebildet wird, insbesondere auf einem Grundglas (220) der Glas- schicht auf dem Grundkörper (230) aus Feuerfestmaterial. - The glass layer on a side facing away from the refractory material is chemically and mechanically modified such that an alkali-depleted and mechanically braced surface layer (210) is formed, in particular on a base glass (220) of the glass layer on the base body (230) made of refractory material.
2. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Bildung der alkaliverarmten und mechanisch verspannten Oberflächenschichteine Alkaliresistenz des Feuerfestmaterials erhöht. Manufacturing method according to claim 1, characterized in that the formation of the alkali-depleted and mechanically strained surface layer increases an alkali resistance of the refractory material.
3. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das3. Manufacturing method according to claim 1 or 2, characterized in that the
Verfahren weiter die Schritte aufweist:
- Entalkalisieren wenigstens der Oberflächenschicht der Glasschicht in einer neutralen bis sauren, wässrigen Lösung, bei einer weiteren erhöhten Temperatur, vorzugsweise derart, dass sich die alkali verarmte Oberflächenschicht in der Glasschicht durchgehend ausbildet, und/oder - Abkühlen der Glasschicht durch Reduzieren der Temperatur von der weiteren erhöhtenThe method further comprises the steps: - De-alkalizing at least the surface layer of the glass layer in a neutral to acidic, aqueous solution, at a further elevated temperature, preferably such that the alkali-depleted surface layer forms continuously in the glass layer, and / or - cooling the glass layer by reducing the temperature from the further increased
Temperatur vorzugsweise derart, dass sich die alkali verarmte Oberflächenschicht in der Glasschicht jedenfalls teilweise verspannt. Temperature preferably such that the alkali-depleted surface layer in any case partially tensions in the glass layer.
4. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Transformationstemperatur in einem Bereich von 600°C bis 800°C liegt und die erhöhte Temperatur in einem Bereich von 600°C bis 1400°C liegt. 4. Manufacturing method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the transformation temperature is in a range from 600 ° C to 800 ° C and the elevated temperature is in a range from 600 ° C to 1400 ° C.
5. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Glasrohmaterial und/oder die Partikel des Glasrohmaterials einen reduzierten Alkaligehalt aufweisen, insbesondere das Glasrohmaterial und/oder die Partikel des Glasrohmaterials einer Entalkalisierung unterworfen werden, insbesondere zum Verbleib unter Bildung des Grundglases (220) der Glasschicht auf dem Grundkörper (230) aus Feuerfestmaterial. 5. Production method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the glass raw material and / or the particles of the glass raw material have a reduced alkali content, in particular the glass raw material and / or the particles of the glass raw material are subjected to dealkalization, in particular to remain with formation of the Base glass (220) of the glass layer on the base body (230) made of refractory material.
6. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die alkali verarmte Oberflächenschicht (210) in der Glasschicht durchgehend mit einer vorbestimmten Dicke ausbildet. 6. Manufacturing method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the alkali-depleted surface layer (210) forms continuously in the glass layer with a predetermined thickness.
7. Herstellungsverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Dicke in der wässrigen Lösung eingestellt wird abhängig von einem oder mehreren der Parameter ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Verweildauer in der wässrigen Lösung, Säuregrad und/oder weitere erhöhte Temperatur der wässrigen Lösung. 7. The manufacturing method according to claim 6, characterized in that the predetermined thickness is set in the aqueous solution depending on one or more of the parameters selected from the group consisting of: residence time in the aqueous solution, acidity and / or further increased temperature of the aqueous solution .
8. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Temperatur von der erhöhten Temperatur bis auf Raumtemperatur mit einer vorbestimmten Rate reduziert wird. 8. Manufacturing method according to one of claims 1 to 7, characterized in that a further temperature is reduced from the elevated temperature to room temperature at a predetermined rate.
9. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasschicht auf der Oberfläche des Feuerfestmaterials mit Partikeln aus einem Sol-Gel-Prozess gebildet wird.
9. Manufacturing method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the glass layer is formed on the surface of the refractory material with particles from a sol-gel process.
10. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikelform des Glasrohmaterials ein Mehl ist, insbesondere ein Mehl mit einer Partikelgröße im Bereich von 2 bis 6 pm, insbesondere um 4 gm. 10. Production method according to one of claims 1 to 9, characterized in that the particle shape of the glass raw material is a flour, in particular a flour with a particle size in the range from 2 to 6 pm, in particular around 4 gm.
11. Oberflächenbeschichtetes Feuerfestmaterial, insbesondere eine oberflächenbe- schichtete Feuerfestkeramik, vorzugsweise zur Verwendung in einem Glasschmelzofen, insbesondere hergestellt nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 10, wobei ein Grundkörper aus Feuerfestmaterial, insbesondere aus Feuerfestkeramik, und auf der Oberfläche des Grundkörpers eine Schutzschicht ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht für den Grundkörper aus Feuerfestmaterial als eine Glasschicht gebildet ist, und die Glasschicht wenigstens in einer Oberflächenschicht an einer dem Feuerfestmaterial abgewandten Seite chemisch und mechanisch modifiziert ist, wobei eine alkaliverarmte und mechanisch verspannte Oberflächenschicht gebildet ist. 11. Surface-coated refractory material, in particular a surface-coated refractory ceramic, preferably for use in a glass melting furnace, in particular produced according to one of the preceding claims 1 to 10, wherein a base body made of refractory material, in particular made of refractory ceramic, and a protective layer is formed on the surface of the base body , characterized in that the protective layer for the base body is made of refractory material as a glass layer, and the glass layer is chemically and mechanically modified at least in one surface layer on a side facing away from the refractory material, an alkali-depleted and mechanically strained surface layer being formed.
12. Oberflächenbeschichtetes Feuerfestmaterial nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die alkali verarmte und mechanisch verspannte Oberflächenschicht eine Alkaliresistenz des Feuerfestmaterials erhöht. 12. Surface-coated refractory material according to claim 11, characterized in that the alkali-poor and mechanically strained surface layer increases an alkali resistance of the refractory material.
13. Glasschmelzofen aufweisend eine Schmelzwanne mit einer Wand aus Feuerfestmaterial, insbesondere Feuerfestkeramik, wobei das Feuerfestmaterial wenigstens teil- weise ein Oberflächen beschichtetes Feuerfestmaterial nach Anspruch 11 oder 12 ist.
13. A glass melting furnace comprising a melting tank with a wall made of refractory material, in particular refractory ceramic, the refractory material being at least partially a refractory material coated on the surface according to claim 11 or 12.
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