大尺寸耐火砖及其生产方法技术

大尺寸耐火砖（１），特别是由Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］－ＳｉＯ↓［２］材料体系制成的锡槽底砖，它由具有在使用时与锡槽接触的上表面（３）的块体（２）组成。块体（２）的上表面（３）用一种含有碱金属硅酸盐的涂层（１３）覆盖，用以在块体（２）的上表面（３）上形成阻挡层。由于与块体（２）相比较这一层减少提供Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］而增加提供碱金属和硅酸，该阻挡层适于生成搪瓷并作为从锡槽中捕集钠的原料。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及大尺寸耐火砖(fireclay refractory brick)，特别是一种锡槽(tin bath)底砖。它的块体材料体系为Al2O3-SiO2，并具有一个与锡槽接触的表面。这种大尺寸耐火砖具有严格的方形，一个面向锡槽的面，四个侧面以及一个不与锡槽接触的表面。此大尺寸耐火砖的全部六个面在灼烧后的研磨过程中被加工成最后的大小，以保持其所需尺寸。这种用作锡槽钢结构(steel construction)衬里，并由Al2O3-SiO2材料体系制成的大尺寸耐火砖可以从DE4206734C2得知。这里感兴趣的是一种玻璃制造装置的部件，在其下部具有一个钢结构，它用大尺寸耐火砖作衬里。这样形成了一个能盛液态锡的盆体。熔化的玻璃浇注在锡槽的表面上。它在锡槽的表面流过并以薄而基本上宽于锡槽表面的带状被拉伸。这就是根据浮法制造平板玻璃的已知方法。平板玻璃含有大约15％Na2O，在玻璃和液态锡的接触表面上，Na2O扩散到液态金属中去。这样锡槽中存在有溶解形式的钠和原子氧。锡中钠和原子氧的溶解度是温度的函数。在玻璃的流动方向上，出现约1200℃-600℃的生产玻璃的温度。由热和力学引起的液态锡在锡槽内的流动使部分含有钠的锡与耐火砖块体表面相接触。所以在耐火砖和锡之间产生了钠的交换。原子钠渗入到耐火材料中去，并和耐火砖玻璃相中的二氧化硅反应生成氧化钠。由于含二氧化硅相的还原作用，耐火砖的还原部分呈灰至黑色。已知用于这种玻璃制造设备的耐火砖的长度为1000mm，宽为600mm高为300mm。它们由不同颗粒级别的颗粒、粘土和碱金属的硅铝酸盐(alkalialumosilicate)制成。经灼烧后，从矿物学角度看主要存在有富铝红柱石，少量方英石和玻璃相。这种耐火砖中玻璃相的含量是由氧化钠和氧化钾的含量来决定的。这些氧化物实质上影响到玻璃相的化学组成。在金属钠侵入耐火砖的表面层附近后，玻璃相的化学组成决定了生成哪一种碱金属硅铝酸盐--霞石还是钠长石。霞石的热胀系数大约为富铝红柱石的热胀系数的四倍。这导致耐火砖中和锡槽发生接触的表面附近一层发生扩大和生长。由于耐火砖为矩形而使这些层相互接触，应力便产生了。另一方面，还要求耐火砖经研磨的侧面之间的缝隙尽可能的小，以保持密封，使熔融锡不至于通过这些缝向下渗漏。否则会使装耐火砖的钢结构损坏。由于不能可靠地避免和不能在任何情况下避免液态锡向缝中的渗入，钢结构需冷却使渗入的锡转变为固态。由于砖接触锡槽的层的体积增大，相对于这些层的剥落发生了，这些层产生在与锡槽接触表面的边角处。由于耐火砖的陶瓷材料的比重小于锡，锡槽中从砖上剥落的材料会漂浮起来，在制造平板玻璃时这会导致严重的生产干扰。本专利技术的目的是提供上述大尺寸耐火砖，这种耐火砖具有实质上降低的形成长石或长石替代物的趋势，这样，用这种耐火砖作锡槽衬里时就能防止剥落现象的发生。按本专利技术，上述目的是用上述耐火砖来实现的，其中，块体的上表面用一种含有碱金属硅酸盐的涂层覆盖，用以在块体的上表面形成阻挡层，由于与块体相比较这一层减少提供Al2O3而增加提供碱金属和硅酸，该阻挡层适于生成搪瓷(glazing)并作为从锡槽中捕集钠的原料。本专利技术从这样的思路出发，在块体与锡槽发生接触的所有表面上，即至少是上表面和部分侧表面，如果块体是以围绕着上表面的相提供的话。该涂层形成一层薄的搪瓷。它以碱金属作为流动剂，特别是有鉴于其高SiO2含量。这一层可由涂刷、刮刀涂饰、喷洒或类似的方法组成。在涂层上生成的搪瓷只有几分之一毫米厚，但另一方面它被牢牢地固定在表面的孔上。涂层的薄层中产生搪瓷化合物是有利的，或通过提供过量的碱金属和硅酸也是可以产生搪瓷化合物的。这样它本身的厚度很小，小到不能剥落成为搪瓷块(所谓蝌蚪)避免了锡槽中的飘浮现象。涂层及其形成的搪瓷作为原子钠的捕集材料和阻挡层，这样来自锡槽中的原子钠能分别渗透到涂层的层或搪瓷中，但不再能转移到块体材料的基体中去。阻挡层的作用基于这样一点，即由于引入了涂层，开口孔也被塞满了，因而起到了力学阻挡作用。同时涂层被牢牢地固定在块体表面的孔上。通过将涂层限于一个薄层，避免了层的尺寸问题，这在现有技术中剥落并在锡槽中以碎片飘浮的问题是典型的。来自锡槽的原子钠的破坏作用导致霞石的生成，使得在涂层中先安排碱金属形式的钠看似是荒谬的，然而有利的是薄的隔离层得益于搪瓷的形成。隔离层保护了块体材料深层免受损害。如果用于本专利技术的块体的顶面被一相包围，那么使用时涂层要延伸到所有与锡槽发生接触的表面上去。得益于这一相的排列，放在钢结构中相邻放置的体块之间张力和应力转移到与接触锡槽的上表面保持有一段距离的块体区内部中去，另外，和锡槽接触的上表面上可有一个或多个槽沟，它们把块体的大尺寸的表面分割为多个小尺寸的表面且不能将力相互传递，通过这种能用于很大块体的措施使耐火砖上和锡槽发生接触的较大的表面分割所产生的较小尺寸的表面被相互隔开，显然槽沟上也延伸有涂层。还有可能放弃所述的相而仅仅是在块体的上表面设置槽沟。在这方面，在靠近棱边处设置交错的槽沟，产生一个独立于表面中心或邻近上表面边缘位置的相同大小的区或。涂层可以含有细颗粒大小形式的碱金属硅酸盐和硅铝酸盐，这样可以提高生成的搪瓷层的粘度，以对抗形成蝌蚪效应的剥离现象。涂层可以含有水玻璃或水玻璃溶液，尤其是钠型水玻璃和/或钾盐水玻璃。混合物也是可用的。涂层应尽可能薄，最大层厚为1毫米，它覆盖在块体(2)的与锡槽接触的表面(1)上，块体表面的开口孔的地方，涂层渗入得比其他地方要深，涂层层物质接着用尺子或类似的工具拉刮去多余的材料对于保持尽可能薄的涂层是有意义的。如果涂层中能有约50％-60％(重量)的碱金属硅酸盐和约50到40重量％的硅铝酸。涂层中除含有碱金属硅酸盐外，可另外含有SiO2使搪瓷的组份有所变化。依据在玻璃制造装置中不同的使用位置，耐火砖可以有不同形式的涂层。以便在玻璃的流动方向上在生产装置的始端(约1000℃或1200℃)在较高温度下形成搪瓷，或在生产装置的末端(约600℃)在较低温度下形成搪瓷。SiO2可以是硅溶胶或火成二氧化硅形式。块体可包括一相，且涂层必须覆盖与锡槽发生接触的上表面和至少由相形成的砖体侧表面的一部分。另外与锡槽发生接触的上表面上设置一个或多个槽沟，槽沟将大尺寸上表面分割成多个较小的上表面。按本专利技术方法制备这样的耐火砖，其块体由Al2O3-SiO2材料体系制成。经成型、干燥、灼烧、研磨成最终尺寸。在研磨后的尺寸上，在其与锡槽发生接触的上表面上施加一层含有碱金属硅酸盐的涂层。涂层可通过刷涂、滚压、喷涂等形式实施。涂层可以如上这样涂覆，耐火砖被安置在要使用的钢结构中，但是还有另一可能，用焙烧法在与锡槽发生接触的上表面上固定一涂层。它经历了一个特殊的热处理过程。如果在装入平板玻璃制造装置的钢结构前块体不得不较长时间受到潮气的影响，这样做特别有意义。将通过优选的实施方案进一步说明和描述本专利技术。附图中附图说明图1为在第一实施方案中耐火砖的立体图，且图2为耐火砖的第二实施方案。图1中显示的耐火砖1具有长方六面体或平行六面体形的块体2。块体2具有六个表面，即一个与锡槽发生接触的表面3，4个侧面4、5、6、7，以及一个底面8，底面朝向平板玻璃装置的钢结构内本文档来自技高网...

【技术保护点】
大尺寸耐火砖（１），特别是由Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］－ＳｉＯ↓［２］材料体系制成的锡槽底砖，它由具有与锡槽接触的上表面（３）的块体（２）组成，其特征在于：块体（２）的上表面（３）用一种含有碱金属硅酸盐的涂层（１３）覆盖，用以在块体（２）的上表面（３）上形成阻挡层，由于与块体（２）相比较这一层减少提供Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］而增加提供碱金属和硅酸，该阻挡层适于生成搪瓷并作为从锡槽中捕集钠的原料。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：汉斯佩恰尔，
申请(专利权)人：VGT工业陶瓷有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]