огнеупорный кирпич для поддона флоат-ванны и способ его изготовления

Формула изобретения

1. Способ изготовления огнеупорного кирпича для поддона флоат-ванны, включающий добавление соединения калия к глинистому веществу, содержащему следующие оксиды: 30-45 мас.% Al₂O ₃ и 50-65 мас.% SiO₂, замешивание, формование, обжиг и затем дробление материала для получения гранулированного огнеупорного материала, замешивание гранулированного огнеупорного материала, формование в огнеупорный кирпич для поддона флоат-ванны нужной формы с последующим обжигом, при котором регулируют содержание К₂О в мелкой гранулированной фракции с размером зерен меньше 90 мкм в указанном гранулированном огнеупорном материале, чтобы оно составляло 2-4% и содержание Na₂O составляло самое большое 1%.

2. Способ изготовления огнеупорного кирпича для поддона флоат-ванны по п.1, в котором гранулированный огнеупорный материал содержит 20-60 мас.% мелкой гранулированной фракции с размером зерен меньше 90 мкм, содержащих 2-4% К₂ О и самое большое 1% Na₂O.

3. Способ изготовления огнеупорного кирпича для поддона флоат-ванны по п.1, в котором регулируют содержание К₂О в средней гранулированной фракции с размером зерен от 90 мкм до 1 мм и мелкой гранулированной фракции с размером зерен меньше 90 мкм в указанном гранулированном огнеупорном материале, чтобы оно составляло 2-4% и содержание Na₂O не превышало 1%.

4. Способ изготовления огнеупорного кирпича для поддона флоат-ванны по п.3, в котором гранулированный огнеупорный материал содержит 20-60 мас.% гранулированной средней фракции с размерами зерен от 90 мкм до 1 мм.

5. Огнеупорный кирпич для поддона флоат-ванны, содержащий 30-45 мас.% Al₂O₃, 50-65 мас.% SiO₂ , самое большое 1% Na₂O и 3-4% К₂О.

6. Огнеупорный кирпич для поддона флоат-ванны по п.5, содержащий максимально 10% кристаллической фазы кристобалита.

7. Огнеупорный кирпич для поддона флоат-ванны по п.5, содержащий по меньшей мере 20% кристаллической фазы муллита.

8. Флоат-ванна с поддоном, выполненным из кирпича, описанного в пп.5-7.

9. Способ получения листового стекла, который включает использование флоат-ванны, по п.8.

Описание изобретения к патенту

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

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.% Na₂O. Это стекло контактирует с расплавом олова на поверхности поддона и на поверхности раздела Na₂O из стекла диффундирует в ванну с оловом. В качестве огнеупорного кирпича для поддона в такой флоат-ванне используют шамотный кирпич, содержащий Al₂O₃ и SiO₂ как основные компоненты, в виде минеральных фаз в основном муллита и кристобалита, в связи с его характеристиками, возможностями применения, стоимостью и т.д.

Входящий в состав стекла Na₂O 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.

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% Na₂O и 0,8-1,2% К ₂О, и не содержат 2% К₂О или больше. Кроме того, известен материал, полученный с использованием вещества с диаметром частиц максимально 90 мкм, который содержит Na₂O и К₂О в количестве максимально 1 мас.% (Патент 3) и т.п. Однако ни в одном из патентов не раскрыто влияние К ₂О, 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

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.% Al₂O₃ и 50-65 мас.% SiO₂ , с последующим обжигом.

Далее настоящее изобретение предлагает способ изготовления огнеупорного кирпича для поддона флоат-ванны, который включает использование глинистого вещества, содержащего 30-45 мас.% Al₂O₃ и 50-65 мас.% SiO₂ и максимально 1% Na₂O, причем соединение калия вводят в таком количестве, чтобы содержание К₂ О в огнеупорном кирпиче для поддона флоат-ванны составляло 2-4%.

Настоящее изобретение далее предлагает способ изготовления огнеупорного кирпича для поддона флоат-ванны, который включает введение соединения калия в глинистое вещество, содержащее 30-45 мас.% Al₂O₃ и 50-65 мас.% SiO₂ , 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% К₂О и максимально 1% Na₂O.

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% К₂ О и максимально 1% Na₂O.

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 К₂О составляло 2-4% и содержание Na₂O 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.

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.% Al₂O₃ и 50-65 мас.% SiO ₂, 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 К₂ О в огнеупорном кирпиче для поддона флоат-ванны составляло 2-4%.

Далее настоящее изобретение предлагает огнеупорный кирпич для поддона флоат-ванны, который содержит 30-45 мас.% Al₂O₃, 50-65 мас.% SiO₂, максимально 1% Na₂O и 2-4% К₂О.

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

Огнеупорный кирпич для поддона флоат-ванны, производимый с помощью настоящего изобретения, содержит фазу стекла, обогащенную К₂О. Поэтому проникновение Na ₂O 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

В качестве сырья для изготовления огнеупорного кирпича для поддона флоат-ванны настоящего изобретения использовали глинистое вещество, содержащее 30-45 мас.% Al₂O₃ и 50-65 мас.% SiO₂. 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% Na₂O. При описании составов настоящего изобретения % представляет собой мас.%, если не указано иное.

В качестве источника К₂О в настоящем изобретении можно использовать различные соединения калия и предпочтительно использовать карбонат калия, который широко доступен по сравнительно низкой цене. Если содержание К₂О меньше 2 мас.%, доля кристобалита увеличивается, что затрудняет снижение скорости проникновения Na₂O из стекла в огнеупорный кирпич через ванну с оловом и, следовательно, предотвращает явление отслаивания. С другой стороны, если содержание К₂О превышает 4 мас.%, после обжига количество фазы муллита уменьшается и соответственно количество фазы стекла увеличивается, что приводит к ухудшению огнеупорных свойств кирпича.

В качестве конкретного способа использования глинистого вещества, содержащего 30-45 мас.% Al₂O₃ и 50-65 мас.% SiO₂ и максимально 1% Na₂O, 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 К₂ О к указанному глинистому веществу, содержащему 30-45 мас.% Al ₂O₃ и 50-65 мас.% SiO₂, 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.% Al₂ O₃ и 50-65 мас.% SiO₂, замешивание и формование смеси в огнеупорный кирпич нужной формы для поддона флоат-ванны с последующим обжигом (далее называется вторым способом изготовления).

В случае, когда К₂О в глинистом веществе содержится в небольшом количестве, количество вводимого соединения калия подбирают таким образом, чтобы содержание К₂ О в огнеупорном кирпиче для поддона флоат-ванны составляло 2-4% с учетом уже имеющегося К₂О.

Реакция с Na₂O на поверхности огнеупорного кирпича для поддона флоат-ванны, как описано выше, подавляется при использовании вещества, содержащего 2-4% К₂О, 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 К₂О составляло бы 2-4% и содержание Na₂O составляло максимально 1%.

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 К₂О составляло бы 2-4% и содержание Na₂O составляло максимально 1%. Более предпочтительно использовать такой материал, в котором в крупной гранулированной фракции с размерами зерен больше 1 мм содержание К₂О и Na₂O было бы таким, как описано выше, т.е. во всех гранулированных фракциях содержание К₂О составляло 2-4% и содержание Na₂O 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.

В первом способе изготовления предпочтительно, чтобы гранулированный огнеупорный материал, содержащий К₂ О, 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 К₂О 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.

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 К₂О, добавки источника К₂О следует равномерно распределить в глинистом веществе, содержащем Al₂O₃-SiO ₂, и для этого предпочтительно, чтобы размер частиц по меньшей мере соответствовал размерам частиц вещества. Более предпочтительно предварительно измельчить источник добавляемого К₂ О до меньших частиц, чем во фракции мелких гранулированных частей вещества, и затем замешивать с глинистым веществом.

В случае, если исходное глинистое вещество содержит нужное количество К₂О, а именно когда для изготовления огнеупорного кирпича для поддона флоат-ванны используют глинистое вещество, содержащее 30-45% Al₂O₃, 50-65 мас.% SiO ₂, максимально 1% Na₂O и 2-4% К₂О, скорость образования нефелина на поверхности можно понизить и таким образом затормозить отслаивание.

В огнеупорном кирпиче для поддона флоат-ванны, содержащем 30-45% Al₂ O₃, 50-65 мас.% SiO₂ и максимально 1% Na ₂O, 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 Na₂O 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 /2 , 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.

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 Na₂O 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 /2 , 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.

Химический анализ образцов Al₂O₃-SiO₂ из примеров 1 и 2 с определением массовых процентов оксидов приведен в таблице.

Глинистое вещество А содержит 1,1 мас.% К₂ О и глинистое вещество В содержит 0,3 мас.% К₂О.

Таблица
	Вещество А	Вещество В
SiO2	56,3	62,2
Al 2O3	40,0	33,6
Fe2O 3	1,4	1,1
TiO2	0,6	1,9
CaO	0,1	0,3
MgO	0,5	0,3
Na2O	0,0	0,1
K 2O	1,1	0,3
	100	100

Пример 1

К 10 г глинистого вещества А добавили карбонат калия в качестве источника К₂О в следующих количествах: без добавки (1,1%), а также 2, 3 или 4% мас.% К₂О после смешения. Вещество без добавки карбоната калия соответствует образцу 1 (сравнительный пример 1), а смеси с карбонатом калия, добавленным для содержания К₂О 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.

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.% К₂ О.

Из фиг.1 и 2 следует, что интенсивности пиков, отражающие доли кристобалита и кварца, уменьшаются с увеличением мас.% К₂О 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 К₂О, что ингибирует реакцию с Na₂O 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

Аналогично примеру 1, к 10 г глинистого вещества В добавили карбонат калия в качестве источника К₂О в количестве 0,3 (не добавляли), 2, 3, 4 или 6 мас.% К₂О после смешения. Вещество без добавки карбоната калия соответствует образцу 5 (сравнительный пример 2) и смеси с карбонатом калия, добавленным для содержания К₂О 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.

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.% К₂ О.

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 Na₂O на поверхности огнеупорного кирпича, используемого в поддоне флоат-ванны, не может быть подавлена.

К этому веществу добавляют карбонат калия в количестве 2, 3, 4 или 6 мас.% К₂О после смешения с последующим обжигом, и в результате интенсивности пиков кристобалита и кварца при содержании К₂О, равном 2, 3 или 4% (пример 2), уменьшаются, а реакция с Na₂O, 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.