FIRE-RESISTANT BRICK FOR TRAY OF FLOAT BATH AND METHOD OF ITS MANUFACTURE
ОГНЕУПОРНЫЙ КИРПИЧ ДЛЯ ПОДДОНА ФЛОАТ-ВАННЫ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ

Область техники
Настоящее изобретение относится к огнеупорному кирпичу, который используется в поддоне флоат-ванны, т.е. ванны с оловом в флоат-процессе производства листового стекла, и способу его изготовления.
Уровень техники
2
2
2
3
2
В производстве листового стекла с помощью флоат-процесса флоат-ванна, в которую поступает расплавленное стекло из стекловаренной печи с образованием ленты, представляет собой металлический корпус, выложенный огнеупорным кирпичом и заполненный расплавленным оловом. Расплав стекла из стекловаренной печи подают в ванну с оловом, он растекается по поверхности олова и образует ровное листовое стекло. Обычное листовое стекло (натрий-кальциевое силикатное стекло), используемое для остекления домов, автомобилей и т.д., содержит примерно 15 мас.% NaO. Это стекло контактирует с расплавом олова на поверхности поддона и на поверхности раздела NaO из стекла диффундирует в ванну с оловом. В качестве огнеупорного кирпича для поддона в такой флоат-ванне используют шамотный кирпич, содержащий AlO и SiO как основные компоненты, в виде минеральных фаз в основном муллита и кристобалита, в связи с его характеристиками, возможностями применения, стоимостью и т.д.
2
Входящий в состав стекла NaO проникает с поверхности огнеупорного кирпича поддона флоат-ванны внутрь кирпича с образованием нефелина и образует метаморфическую фазу, отличную от состава матрицы огнеупорного кирпича. Толщина метаморфической фазы со временем растет в направлении, перпендикулярном поверхности ванны олова. Поскольку нефелин имеет примерно в три раза больший коэффициент термического расширения, чем муллит, метаморфическая фаза отслаивается от матрицы из-за объемного расширения метаморфической фазы или термического напряжения, возникающего при изменении температурных условий во флоат-ванне, т.е. имеет место так называемый эффект отслаивания огнеупора. Чешуйки имеют меньшую удельную плотность, чем расплав олова, поэтому они всплывают в ванне с оловом и образуют наплывы на стекле или создают дефекты стекла, что является основным препятствием для получения гладкого листового стекла.
2
2
2
2
2
2
Ранее в качестве огнеупорного кирпича для поддона флоат-ванны, препятствующего отслаиванию, был раскрыт кирпич с общим содержанием щелочного металла до 3% по отношению к глине (Патент 1), а также кирпич, полученный с использованием силиката, содержащего оксид щелочного металла с размерами частиц максимально 0,09 мм в количестве 1-3 мас.% (Патент 2). Однако конкретно они содержат два оксида щелочных металлов, т.е. 0,1-0,4% NaO и 0,8-1,2% КО, и не содержат 2% КО или больше. Кроме того, известен материал, полученный с использованием вещества с диаметром частиц максимально 90 мкм, который содержит NaO и КО в количестве максимально 1 мас.% (Патент 3) и т.п. Однако ни в одном из патентов не раскрыто влияние КО, как это сделано в настоящем изобретении.
Патент 1: JP-A-6-122543
Патент 2: JP-A-6-340471
Патент 3: JP-A-2003-277134
Раскрытие изобретения
Проблемы, которые должно решить данное изобретение
Задачей настоящего изобретения является разработка способа изготовления огнеупорного кирпича, используемого в поддоне флоат-ванны при производстве листового стекла, в котором подавляется описанное выше отслаивание и в стекле отсутствуют дефекты и посторонние примеси. Кроме того, предлагаются огнеупорный кирпич для поддона флоат-ванны, который может препятствовать описанному выше явлению отслаивания, и флоат-ванны с использованием указанного огнеупорного кирпича для поддона. Кроме того, предлагается способ производства стекла с помощью флоат-ванны с использованием указанного огнеупорного кирпича для ее поддона.
Способы решения указанных задач
2
3
2
Настоящее изобретение имело целью решить поставленные задачи и предложить способ изготовления огнеупорного кирпича для поддона флоат-ванны, который включает введение соединения калия в глинистое вещество, содержащее 30-45 мас.% AlO и 50-65 мас.% SiO, с последующим обжигом.
2
3
2
2
2
Далее настоящее изобретение предлагает способ изготовления огнеупорного кирпича для поддона флоат-ванны, который включает использование глинистого вещества, содержащего 30-45 мас.% AlO и 50-65 мас.% SiO и максимально 1% NaO, причем соединение калия вводят в таком количестве, чтобы содержание КО в огнеупорном кирпиче для поддона флоат-ванны составляло 2-4%.
2
3
2
2
2
Настоящее изобретение далее предлагает способ изготовления огнеупорного кирпича для поддона флоат-ванны, который включает введение соединения калия в глинистое вещество, содержащее 30-45 мас.% AlO и 50-65 мас.% SiO, замешивание, формование, обжиг и затем дробление для получения гранулированного огнеупорного материала и его формование с последующим обжигом, причем ведется контроль за тем, чтобы во фракции мелких гранулированных частей указанного огнеупорного материала с размерами зерен меньше 90 мкм содержалось 2-4% КО и максимально 1% NaO.
2
2
Далее настоящее изобретение предлагает указанный способ изготовления огнеупорного кирпича для поддона флоат-ванны, в котором гранулированный огнеупорный материал содержит 20-60 мас.% фракции мелких гранулированных частей с размерами меньше 90 мкм, содержащих 2-4% КО и максимально 1% NaO.
2
2
Далее настоящее изобретение предлагает указанный способ изготовления огнеупорного кирпича для поддона флоат-ванны, в котором ведется контроль за тем, чтобы в указанном гранулированном огнеупорном материале в средней гранулированной фракции с размерами зерна от 90 мкм до 1 мм и в мелкой гранулированной фракции с размерами зерен меньше 90 мкм содержание КО составляло 2-4% и содержание NaO составляло максимально 1%.
Далее настоящее изобретение предлагает указанный способ изготовления огнеупорного кирпича для поддона флоат-ванны, в котором гранулированный огнеупорный материал содержит 20-60 мас.% средней гранулированной фракции с размерами зерна от 90 мкм до 1 мм.
2
3
2
2
Далее настоящее изобретение предлагает указанный способ получения огнеупорного кирпича для поддона флоат-ванны, который включает замешивание, формование, обжиг и затем дробление глинистого вещества, содержащего 30-45 мас.% AlO и 50-65 мас.% SiO, для получения гранулированного огнеупорного материала, введение гранулированного соединения калия в гранулированный огнеупорный материал, замешивание, формование и обжиг смеси, причем ведется контроль за тем, чтобы содержание КО в огнеупорном кирпиче для поддона флоат-ванны составляло 2-4%.
2
3
2
2
2
Далее настоящее изобретение предлагает огнеупорный кирпич для поддона флоат-ванны, который содержит 30-45 мас.% AlO, 50-65 мас.% SiO, максимально 1% NaO и 2-4% КО.
Далее настоящее изобретение предлагает огнеупорный кирпич для поддона флоат-ванны, который содержит максимально 10% кристаллической фазы кристобалита.
Кроме того, настоящее изобретение предлагает огнеупорный кирпич для поддона флоат-ванны, который содержит по меньшей мере 20% кристаллической фазы муллита.
Далее настоящее изобретение предлагает флоат-ванну с поддоном, изготовленным из указанного кирпича.
Далее настоящее изобретение предлагает способ изготовления листового стекла в указанной выше флоат-ванне.
Результаты изобретения
2
2
Огнеупорный кирпич для поддона флоат-ванны, производимый с помощью настоящего изобретения, содержит фазу стекла, обогащенную КО. Поэтому проникновение NaO с поверхности огнеупорного кирпича внутрь через ванну из олова можно затормозить, причем можно также препятствовать образованию нефелина. Кроме того, фаза стекла амортизирует объемное расширение образовавшейся метаморфической фазы нефелина и препятствует явлению отслаивания. Соответственно можно увеличить срок службы флоат-ванны с поддоном из огнеупорного кирпича. Кроме того, в способе производства листового стекла во флоат-ванне дефекты (пороки) стекла, возникающие за счет эффекта отслаивания, можно уменьшить и улучшить качество и скорость получения бездефектных продуктов.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 иллюстрирует данные рентгеновской дифракции для случая, когда сформованный продукт примера 1 обжигали при 1300°С.
Фиг.2 иллюстрирует данные рентгеновской дифракции для случая, когда сформованный продукт примера 1 обжигали при 1350°С.
Фиг.3 иллюстрирует долю кристаллической фазы в случае, когда сформованный продукт примера 1 обжигали при 1300°С.
Фиг.4 иллюстрирует долю кристаллической фазы в случае, когда сформованный продукт примера 1 обжигали при 1350°С.
Фиг.5 иллюстрирует данные рентгеновской дифракции для случая, когда сформованный продукт примера 2 обжигали при 1300°С.
Фиг.6 иллюстрирует данные рентгеновской дифракции для случая, когда сформованный продукт примера 2 обжигали при 1350°С.
Фиг.7 иллюстрирует долю кристаллической фазы в случае, когда сформованный продукт примера 2 обжигали при 1300°С.
Фиг.8 иллюстрирует долю кристаллической фазы в случае, когда сформованный продукт примера 2 обжигали при 1350°С.
Наилучший способ реализации изобретения
2
3
2
2
В качестве сырья для изготовления огнеупорного кирпича для поддона флоат-ванны настоящего изобретения использовали глинистое вещество, содержащее 30-45 мас.% AlO и 50-65 мас.% SiO. Для уменьшения проникновения натриевого компонента из стекла путем диффузии в ванну олова при изготовлении огнеупорного кирпича для поддона флоат-ванны в качестве глинистого вещества используют глинистое вещество с содержанием максимально 1% NaO. При описании составов настоящего изобретения % представляет собой мас.%, если не указано иное.
2
2
2
2
В качестве источника КО в настоящем изобретении можно использовать различные соединения калия и предпочтительно использовать карбонат калия, который широко доступен по сравнительно низкой цене. Если содержание КО меньше 2 мас.%, доля кристобалита увеличивается, что затрудняет снижение скорости проникновения NaO из стекла в огнеупорный кирпич через ванну с оловом и, следовательно, предотвращает явление отслаивания. С другой стороны, если содержание КО превышает 4 мас.%, после обжига количество фазы муллита уменьшается и соответственно количество фазы стекла увеличивается, что приводит к ухудшению огнеупорных свойств кирпича.
2
3
2
2
2
2
3
2
2
3
2
В качестве конкретного способа использования глинистого вещества, содержащего 30-45 мас.% AlO и 50-65 мас.% SiO и максимально 1% NaO, и введения соединения калия в таком количестве, чтобы содержание калия в огнеупорном кирпиче для поддона флоат-ванны составляло 2-4%, можно назвать, например, способ введения соединения калия в качестве источника КО к указанному глинистому веществу, содержащему 30-45 мас.% AlO и 50-65 мас.% SiO, замешивания, формования, обжига и затем дробления вещества для получения частиц огнеупорного вещества, замешивания частиц огнеупорного вещества, формования его в нужную форму огнеупорного кирпича для поддона флоат-ванны с последующим обжигом для получения огнеупорного кирпича для поддона флоат-ванны (далее называется первым способом изготовления) и способ изготовления огнеупорного кирпича для поддона флоат-ванны, который включает введение гранул соединения калия в глинистое вещество, содержащее 30-45 мас.% AlO и 50-65 мас.% SiO, замешивание и формование смеси в огнеупорный кирпич нужной формы для поддона флоат-ванны с последующим обжигом (далее называется вторым способом изготовления).
2
2
2
В случае, когда КО в глинистом веществе содержится в небольшом количестве, количество вводимого соединения калия подбирают таким образом, чтобы содержание КО в огнеупорном кирпиче для поддона флоат-ванны составляло 2-4% с учетом уже имеющегося КО.
2
2
2
2
Реакция с NaO на поверхности огнеупорного кирпича для поддона флоат-ванны, как описано выше, подавляется при использовании вещества, содержащего 2-4% КО, и чем выше удельная поверхность частиц, тем выше реакционная способность. С другой стороны, огнеупорный кирпич для поддона флоат-ванны готовят путем замешивания, формования и обжига гранулированного огнеупорного материала для производства кирпича и с точки зрения характеристик, необходимых для огнеупорного кирпича, обычно в качестве гранулированного огнеупорного материала применяют вещество с содержанием 20-60% мелкой гранулированной фракции с размером зерен меньше 90 мкм, 20-60% средней гранулированной фракции с размером зерен от 90 мкм до 1 мм и 20-60% фракции крупных гранулированных частей с размером зерен больше 1 мм. Наиболее вероятно, что в огнеупорном кирпиче для поддона флоат-ванны, производимом с использованием гранулированного огнеупорного материала, мелкая гранулированная фракция заполняется натриевым компонентом, диффундирующим через ванну с оловом, и подвергается эрозии, во вторую очередь подвергается эрозии средняя гранулированная фракция среднего размера, а крупная гранулированная фракция по-видимому разъедается в сравнительно меньшей степени. Соответственно, для уменьшения, в частности, проникновения натрия предпочтительно использовать такой гранулированный огнеупорный материал, в котором в мелкой гранулированной фракции с размерами меньше 90 мкм содержание КО составляло бы 2-4% и содержание NaO составляло максимально 1%.
2
2
2
2
2
2
Далее, более предпочтительно использовать такой материал, в котором в мелкой гранулированной фракции с размерами зерен меньше 90 мкм и в средней гранулированной фракции с размерами зерен от 90 мкм до 1 мм содержание КО составляло бы 2-4% и содержание NaO составляло максимально 1%. Более предпочтительно использовать такой материал, в котором в крупной гранулированной фракции с размерами зерен больше 1 мм содержание КО и NaO было бы таким, как описано выше, т.е. во всех гранулированных фракциях содержание КО составляло 2-4% и содержание NaO составляло максимально 1%. Как указано выше, при использовании огнеупорного кирпича, содержащего фракцию мелких гранулированных частей указанного состава, в поддоне флоат-ванны скорость образования нефелина на поверхности можно снизить и существенно затормозить отслаивание.
2
2
В первом способе изготовления предпочтительно, чтобы гранулированный огнеупорный материал, содержащий КО, замешивали, формовали и сушили и затем полученный сформованный продукт обжигали при температуре 1200-1400°С. Если сформованный продукт обжигать при температуре ниже 1200°С, продукт обжига будет нестабильным с точки зрения минеральных фаз, а если обжиг проводить при температуре выше 1400°С, то в продукте количество фазы муллита понижается, в частности доля кристаллической фазы муллита будет меньше 20%, а количество фазы стекла соответственно возрастает, что ухудшает свойства огнеупорного кирпича при высокой температуре. Сформованный продукт после обжига измельчают в дробилке и разделяют на крупные частицы с размером зерна больше 1 мм, средние частицы с размером зерна от 90 мкм до 1 мм и мелкие частицы с размером зерна меньше 90 мкм. Таким образом получают вещество для изготовления огнеупорного кирпича для поддона флоат-ванны с регулируемым содержанием КО в интервале 2-4%. Затем для получения огнеупорного кирпича для поддона флоат-ванны вещество замешивают и формуют в огнеупорный кирпич для поддона флоат-ванны нужной формы, сушат и обжигают при температуре 1200-1400°С.
2
2
2
3
2
2
При втором способе изготовления в случае, когда глинистое вещество замешивают, формуют, обжигают и затем дробят для получения гранулированного огнеупорного материала, к которому добавляют гранулы соединения калия в качестве источника КО, добавки источника КО следует равномерно распределить в глинистом веществе, содержащем AlO-SiO, и для этого предпочтительно, чтобы размер частиц по меньшей мере соответствовал размерам частиц вещества. Более предпочтительно предварительно измельчить источник добавляемого КО до меньших частиц, чем во фракции мелких гранулированных частей вещества, и затем замешивать с глинистым веществом.
2
2
3
2
2
2
В случае, если исходное глинистое вещество содержит нужное количество КО, а именно когда для изготовления огнеупорного кирпича для поддона флоат-ванны используют глинистое вещество, содержащее 30-45% AlO, 50-65 мас.% SiO, максимально 1% NaO и 2-4% КО, скорость образования нефелина на поверхности можно понизить и таким образом затормозить отслаивание.
2
3
2
2
2
В огнеупорном кирпиче для поддона флоат-ванны, содержащем 30-45% AlO, 50-65 мас.% SiO и максимально 1% NaO, доля кристаллической фазы кристобалита выше 10% означает относительно малое количество фазы стекла в огнеупорном кирпиче; при этом объемное расширение нефелина, образовавшегося на поверхности в результате реакции с NaO из стекла, проникшего в огнеупорный кирпич через ванну с оловом, не удается амортизировать за счет фазы стекла и предотвратить отслаивание, что является недостатком.
Доля кристаллической фазы кристобалита выражена процентным отношением (масса кристобалита)/{(масса кристобалита) + (масса муллита)}, а массы кристобалита и муллита можно получить из аналитических кривых, предварительно построенных по данным для интенсивности пиков кристобалита и муллита, измеренных на дифрактометре (метод θ/2θ, излучение Cu-Ka 1).
Интенсивность пиков от порошкового образца определяют на порошковом дифрактометре и сравнивают с аналитической кривой, предварительно построенной на основании интенсивности пиков от образцов с долями кристобалита и муллита, различающимися на пять пунктов, чтобы определить искомую долю.
С другой стороны, если в огнеупорном кирпиче для поддона флоат-ванны доля кристаллической фазы муллита меньше 20%, то это означает относительно большое количество фазы стекла в огнеупорном кирпиче и в этом случае свойства огнеупорного кирпича при высоких температурах ухудшаются.
Доля кристаллической фазы муллита выражена процентным отношением (масса муллита)/{(масса кристобалита) + (масса муллита)}, а массы кристобалита и муллита можно определять описанным выше способом с помощью дифрактометра.
2
При изготовлении крупных кирпичей, например огнеупорного кирпича для поддона флоат-ванны, прессованием с помощью, например, масляного гидравлического пресса в плоскости, перпендикулярной к направлению прессования, могут возникнуть слоистые дефекты (ламинирование). Если для поддона флоат-ванны используют огнеупорный кирпич в состоянии, при котором дефекты параллельны стеклу во флоат-ванне, то может ускориться отслаивание нефелина, образовавшегося в результате реакции с NaO из стекла, проникшим в огнеупорный кирпич через ванну олова с поверхности огнеупорного кирпича за счет его объемного расширения, т.е. происходит явление отслаивания. Соответственно предпочтительно, чтобы направление прессования во время прессования было таким, при котором возможное направление образования ламинатов было перпендикулярно стеклу во флоат-ванне с учетом направления кладки огнеупорного кирпича во флоат-ванне.
Огнеупорный кирпич для поддона флоат-ванны, изготовленный одним из указанных выше способов, предпочтительно обладает пористостью в интервале 15-20%, объемной удельной плотностью в интервале 2,1-2,3 и прочностью на сжатие в интервале 30-70 МПа, т.е. структурой с удовлетворительной механической прочностью.
Далее, во флоат-ванне для получения листового стекла с использованием описанного выше огнеупорного кирпича для поддона флоат-ванны можно затормозить отслаивание огнеупорного кирпича для поддона флоат-ванны, т.е. срок службы огнеупорного кирпича для поддона флоат-ванны может быть увеличен и таким образом период времени до замены огнеупорного кирпича для поддона флоат-ванны, который потребует закрытия флоат-ванны, будет более длительным. Соответственно эффективность флоат-ванны будет повышена и затраты на замену относительно времени работы могут быть снижены до сравнительно небольшой величины.
Кроме того, в способе изготовления стекла с использованием флоат-ванны, выложенной рассмотренным огнеупорным кирпичом для поддона, уменьшаются дефекты (пороки) стекла, возникающие в результате отслаивания, улучшается качество стекла и скорость получения бездефектного продукта возрастает. Соответственно, цена изготовления стекла может быть понижена.
Примеры
Настоящее изобретение будет рассмотрено более подробно с помощью примеров и сравнительных примеров.
Изучение образцов методом порошковой рентгеновской дифракции проводили на приборе Х Pert-MPD (метод θ/2θ, излучение Cu-Ka 1) фирмы PHILIPS. Предварительно изучили пять типов образцов с соотношением муллита и кристобалита, равным 100:0, 75:25, 50:50, 25:75 и 0:100, для построения аналитической кривой на основании указанных соотношений и интенсивности пиков на дифрактограммах.
2
3
2
Химический анализ образцов AlO-SiO из примеров 1 и 2 с определением массовых процентов оксидов приведен в таблице.
2
2
Глинистое вещество А содержит 1,1 мас.% КО и глинистое вещество В содержит 0,3 мас.% КО.
Таблица
Вещество А
Вещество В
SiO<sub>2</sub>
56,3
62,2
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
40,0
33,6
Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
1,4
1,1
TiO<sub>2</sub>
0,6
1,9
CaO
0,1
0,3
MgO
0,5
0,3
Na<sub>2</sub>O
0,0
0,1
K<sub>2</sub>O
1,1
0,3
100
100
Пример 1
2
2
2
К 10 г глинистого вещества А добавили карбонат калия в качестве источника КО в следующих количествах: без добавки (1,1%), а также 2, 3 или 4% мас.% КО после смешения. Вещество без добавки карбоната калия соответствует образцу 1 (сравнительный пример 1), а смеси с карбонатом калия, добавленным для содержания КО 2%, 3% и 4%, соответствуют образцам 2 (пример 1), образцу 3 (пример 1) и образцу 4 (пример 1) соответственно. Карбонат калия предварительно измельчали в ступке. Замешивание проводили в ступке. Замешанный продукт помещали в форму и формовали таблетки с помощью пресса. Сформованный продукт обжигали при 1300°С в течение 24 ч.
После обжига образец дробили на гранулы и полученный гранулированный огнеупорный материал замешивали, формовали в виде двух образцов нужной формы огнеупорного кирпича для поддона флоат-ванны и эти два сформованные образца сушили и обжигали при 1300°С и 1350°С соответственно с образованием двух типов огнеупорного кирпича для поддона флоат-ванны. Гранулированный огнеупорный материал содержал 30% мелкой гранулированной фракции с размером зерен меньше 90 мкм, 30% средней гранулированной фракции с размером зерен от 90 мкм до 1 мм и 40% крупной гранулированной фракции с размером зерен больше 1 мм. Состав изготовленного кирпича практически тот же, что и состав вещества.
2
Результаты изучения методом рентгеновской дифракции тестовых образцов изготовленного огнеупорного кирпича для поддона флоат-ванны и доли кристаллических фаз приведены на фиг.1, 2, 3 и 4. Фиг.1 иллюстрирует данные рентгеновской дифракции тестовых образцов, полученных обжигом сформованных образцов при 1300°С, фиг.2 показывает данные рентгеновской дифракции тестовых образцов, полученных обжигом сформованных образцов при 1350°С. На фиг.3 приведены доли кристаллических фаз в тестовых образцах, полученных обжигом сформованных образцов при 1300°С, и на фиг.4 показаны доли кристаллических фаз в тестовых образцах, полученных обжигом сформованных образцов при 1350°С. На вертикальной оси указана интенсивность пика от каждого кристалла, а на горизонтальной оси - мас.% КО.
2
2
2
Из фиг.1 и 2 следует, что интенсивности пиков, отражающие доли кристобалита и кварца, уменьшаются с увеличением мас.% КО до 2, 3 и 4% (пример 1) по сравнению с образцом, в который карбонат калия не добавляли (доля кристаллической фазы кристобалита равна 11%) (сравнительный пример 1). Кроме того, видно, что доля кристаллической фазы кристобалита также уменьшается. Это показывает, что увеличивается количество фазы стекла, богатой КО, что ингибирует реакцию с NaO на поверхности огнеупорного кирпича, используемого для поддона флоат-ванны.
Кроме того, как следует из фиг.3 и 4, доля кристаллической фазы кристобалита в образце без добавки карбоната калия превышает 10% (сравнительный пример 1), а в образце, в котором карбонат калия добавили до содержания 2, 3 или 4%, доля кристаллической фазы кристобалита меньше 10% (пример 1).
Соответственно было установлено, что явление отслаивания можно затормозить при использовании огнеупорного кирпича для поддона флоат-ванны из примера 1.
Пример 2
2
2
2
Аналогично примеру 1, к 10 г глинистого вещества В добавили карбонат калия в качестве источника КО в количестве 0,3 (не добавляли), 2, 3, 4 или 6 мас.% КО после смешения. Вещество без добавки карбоната калия соответствует образцу 5 (сравнительный пример 2) и смеси с карбонатом калия, добавленным для содержания КО 2%, 3%, 4% и 6%, соответствуют образцу 6 (пример 2), образцу 7 (пример 2), образцу 8 (пример 2) и образцу 9 (сравнительный пример 3) соответственно. Карбонат калия предварительно измельчали в ступке. Замешивание проводили в ступке. Замешанный продукт помещали в форму и формовали таблетки с помощью пресса. Сформованный продукт обжигали при 1300°С в течение 24 ч.
После обжига образец дробили на гранулы и полученные частицы огнеупорного вещества замешивали, формовали в виде двух образцов нужной формы огнеупорного кирпича для поддона флоат-ванны и эти два сформованные образца сушили и обжигали при 1300°С и 1350°С соответственно с образованием двух типов огнеупорного кирпича для поддона флоат-ванны. Гранулированный огнеупорный материал содержал 30% мелкой гранулированной фракции с размером зерен меньше 90 мкм, 30% средней гранулированной фракции с размером зерен от 90 мкм до 1 мм и 40% крупной гранулированной фракции с размером зерен больше 1 мм. Состав изготовленного кирпича был практически тот же, что и состав материала.
2
Результаты изучения методом рентгеновской дифракции тестовых образцов изготовленного огнеупорного кирпича для поддона флоат-ванны и определения долей кристаллических фаз приведены на фиг.5, 6, 7 и 8. Фиг.5 иллюстрирует данные рентгеновской дифракции тестовых образцов, полученных обжигом сформованных образцов при 1300°С, и фиг.6 показывает данные рентгеновской дифракции тестовых образцов, полученных обжигом сформованных образцов при 1350°С. На фиг.7 показаны доли кристаллических фаз в тестовых образцах, полученных обжигом сформованных образцов при 1300°С, и на фиг.8 показаны доли кристаллических фаз в тестовых образцах, полученных обжигом сформованных образцов при 1350°С. На вертикальной оси указана доля каждой кристаллической фазы, а на горизонтальной оси - мас.% КО.
2
Найдено, что интенсивности пиков кристобалита и кварца в образцах без добавки карбоната калия (сравнительный пример 2) больше, чем в примере 1. Это означает, что количество фазы стекла в огнеупорном кирпиче мало и соответственно реакция с NaO на поверхности огнеупорного кирпича, используемого в поддоне флоат-ванны, не может быть подавлена.
2
2
2
К этому веществу добавляют карбонат калия в количестве 2, 3, 4 или 6 мас.% КО после смешения с последующим обжигом, и в результате интенсивности пиков кристобалита и кварца при содержании КО, равном 2, 3 или 4% (пример 2), уменьшаются, а реакция с NaO, как описано в примере 1, подавляется. При добавлении 6% карбоната калия после смешения (сравнительный пример 3) и последующем обжиге интенсивность пика муллита весьма заметно уменьшается и доля муллита значительно понижается до максимально 20%, как показано на фиг.7 и 8. Фаза стекла присутствует в избытке, и свойства огнеупорного кирпича при высоких температурах ухудшаются. Соответственно установлено, что явление отслаивания можно затормозить при использовании огнеупорного кирпича для поддона флоат-ванны из примера 2.
Применение в промышленности
Настоящее изобретение применимо для производства огнеупорного кирпича для поддона флоат-ванны, поскольку получен высокий эффект подавления явления отслаивания.
Полное раскрытие японской патентной заявки №2004-325473, 9 ноября 2004 г., включая технические условия, формулу и реферат, включено здесь ссылкой во всей полноте.