Un método de preparación de un material refractario para un horno de fusión de vidrio,

que comprende:

proporcionar un primer conjunto de componentes que comprende alúmina y zirconia;

proporcionar un aglutinante de sílice coloidal a del 5% en peso al 20% en peso del peso seco del primer conjunto de componentes,

mezclar el primer conjunto de componentes con el aglutinante de sílice coloidal para formar una composición refractaria que comprende del 10% en peso al 45% en peso de alúmina, al menos el 35% en peso de zirconia, y al menos el 20% en peso de sílice; y

formar la composición refractaria sobre la superficie del horno .

Composición refractaria para hornos de fusión de vidrio.

Campo de la invención Esta invención se refiere, en general, a un método de preparación de composiciones refractarias especialmente útiles para hornos de fusión de vidrio. Más particularmente, esta invención se refiere a un método de preparación de refractarias de sílice coloidal para el revestimiento de hornos de fusión de vidrio.

Antecedentes

Los hornos de fusión de vidrio son recipientes revestidos de material refractario con forma de contenedores para fundir y contener vidrio. En la operación de fusión, Los materiales que componen el vidrio entrante se calientan a aproximadamente 2800ºF (1550ºC) . Los materiales que componen el vidrio habitualmente incluyen una mezcla de polvo de vidrio (cullet) y materiales de carga. El polvo de vidrio es vidrio machacado procedente del proceso de fabricación. Los materiales de carga incluyen arena (sílice) , cal (piedra caliza o carbonato cálcico reducido a monóxido de calcio) , ceniza de sosa (monóxido de sodio) , y algunas veces otros materiales tales como feldespato, torta de sal y óxidos metálicos. Durante la operación de fusión, el polvo de vidrio se funde en primer lugar para aumentar la transferencia de calor a los materiales de carga y para reducir el tiempo de fusión.

Los hornos de fusión de vidrio incluyen hornos de crisol, cubas de fusión de vidrio, hornos de cuba, y similares. Los hornos de crisol tienen una configuración en forma de crisol o cuenco y típicamente se usan para fundir cantidades más pequeñas de vidrio. Las cubas de fusión de vidrio varían entre cubas más pequeñas, cubas de día, y cubas más grandes de fusión continua. Las cubas de día se llenan habitualmente con materiales que componen vidrio para la fusión durante una noche. Las cubas de fusión continua son hornos grandes en los materiales que componen vidrio se cargan en un extremo, se funden y fluyen al otro extremo para su retirada. Las cubas de fusión de vidrio típicamente están construidas de ladrillos o bloques refractarios diferentes en un armazón de acero. Los bloques encajan conjuntamente sin argamasa y, típicamente, se disponen en una forma rectangular para contener al vidrio fundido. La presión mecánica del armazón de acero y los bloques externos mantiene a los bloques juntos. Las cubas de fusión de vidrio tienen generalmente cámaras regenerativas para precalentar el aire de combustión para temperaturas de la llama más altas.

Los bloques refractarios habitualmente reciben un desgaste considerable por el vidrio fundido y la carga de materiales que componen vidrio. El vidrio fundido es altamente corrosivo. Los bloques refractarios habitualmente están hechos de arcillas compuestas que tienen alúmina, zirconia y sílice (AZS) . Los bloques refractarios de AZS están hechos de material fundido moldeado en moldes, que se maquinan después del endurecimiento.

La operación de fusión en cubas de fusión continua continúa esencialmente sin parar hasta que la cuba ya no es utilizable. Durante la operación de fusión, los bloques refractarios pueden rayarse y pueden desarrollar puntos o partes desgastadas donde el vidrio fundido ha erosionado o disuelto el material refractario. Los puntos de desgaste típicamente crecen hasta que el material refractario no consigue contener al vidrio fundido. Los puntos de desgaste acortan la vida útil de las cubas de fusión de vidrio y a menudo son impredecibles, alterando de este modo la producción de vidrio fundido.

El documento EP 1 810 956 A1 se refiere a un material refractario monolítico a base de zirconia. El documento CH 509 950 A se refiere a un proceso para la producción de artículos antitérmicos con alta resistencia a los cambios de temperatura.

El documento US 2004/266, 604 A1 se refiere a una composición refractaria en bruto, en particular para producir cámaras de fusión de horno para vidrio. El documento US-A-5.155.070 se refiere a una composición de recubrimiento refractaria. El documento FR-A-2 241 512 se refiere a la producción de artículos refractarios de acuerdo con un proceso de moldeo. El documento EP-A-0 939 065 se refiere a un material refractario de alúminazirconia-sílice moldeado en fundido y un horno de fusión de vidrio que lo emplea. El documento DE 27 38 974 A1 se refiere a composiciones ignífugas y artículos a base de aluminio-zircón-óxido de silicio. El documento DE 198 45 761 A1 se refiere a un material de construcción sinterizado, de cerámica fina, de alta resistencia, estable a alta temperatura, un procedimiento para su producción y una unidad de construcción a partir de de un material cerámico.

Resumen

Esta invención proporciona un método de preparación de un material refractario para un horno de fusión de vidrio que incluye proporcionar un primer conjunto de componentes que comprenden alúmina y zirconia. Un aglutinante de sílice coloidal se proporciona a del 5% en peso al 20% en peso del peso seco del primer conjunto de componentes y se mezcla con el primer conjunto de componentes para formar una composición refractaria. La composición refractaria incluye del 10% en peso al 45% en peso de alúmina, al menos el 35% en peso de zirconia, y al menos el 20% en peso de sílice. La composición refractaria se forma en la superficie del horno de fusión de vidrio.

Las anteriores y otras características y ventajas de la presente invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de las realizaciones preferidas actualmente, cuando se lea junto con los ejemplos adjuntos.

Breve descripción de las figuras

La invención puede entenderse mejor en referencia a la siguiente figura y descripción detallada. Los componentes en la figura no están necesariamente a escala, haciéndose hincapié en ilustrar los principios de la invención.

La figura 1 representa una vista en perspectiva parcial de una cuba de fusión de vidrio con un sistema refractario de sílice coloidal de una realización de la invención.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

La presente invención se describirá adicionalmente a continuación. En los siguientes párrafos, diferentes aspectos de la invención se definen con más detalle. Cada aspecto definido de este modo puede combinarse con cualquier otro aspecto o aspectos a menos que se indique claramente lo contrario. En particular, cualquier característica de la que se indica que es preferida o ventajosa puede combinarse con cualquier otra característica o características de las que se indica que son preferidas o ventajosas.

La presente invención proporciona un método de preparación de una composición refractaria de sílice coloidal que es especialmente útil para hornos de fusión de vidrio. En particular, la composición refractaria incluye una cantidad relativamente alta de zirconia, que proporcionaba una resistencia sorprendentemente buena a entornos corrosivos a alta temperatura. La composición refractaria preparada mediante el método descrito en este documento también puede usarse en otras aplicaciones, tales como otros tipos de hornos.

La figura 1 representa una vista en perspectiva parcial de un horno o cuba de fusión de vidrio 100 con un sistema refractario. La cuba de fusión de vidrio 100 puede tener características y componentes adicionales tales como cámaras de fusión y refinado, regeneradores, quemadores y similares, que no se muestran. La cuba de fusión de vidrio 100 tiene un armazón 102 que soporta una cámara de fusión 104 y paredes laterales 106. El armazón 102 está hecho de placas y vigas de acero y puede comprender otros materiales adecuados para un horno de fusión de vidrio. Las paredes laterales 106 se extienden verticalmente desde la cámara de fusión 104 para formar una forma de recipiente para fundir y contener vidrio. La cámara de fusión 104 tiene uno o más revestimientos de la cámara de fusión 108 de materiales refractarios. Las paredes laterales 106 también tienen uno o más revestimientos de las paredes laterales de materiales refractarios. Los revestimientos pueden tener los mismos o diferentes materiales refractarios.

Los materiales refractarios usados en la cuba 100 son generalmente ladrillos, bloques o una configuración monolítica. Los bloques generalmente incluyen alúmina, zirconia, sílice, una combinación de las mismas, u otro material refractario adecuado para hornos de fusión de vidrio. La composición refractaria de sílice coloidal descrita en este documento es especialmente útil para revestir la superficie de... [Seguir leyendo]

1.Un método de preparación de un material refractario para un horno de fusión de vidrio, que comprende: proporcionar un primer conjunto de componentes que comprende alúmina y zirconia; proporcionar un aglutinante de sílice coloidal a del 5% en peso al 20% en peso del peso seco del primer conjunto de componentes, mezclar el primer conjunto de componentes con el aglutinante de sílice coloidal para formar una composición refractaria que comprende del 10% en peso al 45% en peso de alúmina, al menos el 35% en peso de zirconia, y al menos el 20% en peso de sílice; y formar la composición refractaria sobre la superficie del horno.

2.El método de la reivindicación 1, en el que la composición refractaria comprende del 15% en peso al 40% en peso de alúmina, del 40% en peso al 60% en peso de zirconia, y del 20% en peso al 40% en peso de sílice. 3.El método de la reivindicación 1, en el que la composición refractaria comprende del 15% en peso al 30% en peso de alúmina, del 40% en peso al 55% en peso de zirconia, y del 25% en peso al 35% en peso de sílice.

4.El método de la reivindicación 1, en el que la composición refractaria comprende al menos el 40% en peso de zirconia. 5.El método de la reivindicación 1, en el que el primer conjunto de componentes comprende del 10% en peso al 35% en peso de alúmina, del 60% en peso al 85% en peso de zircón, y hasta el 10% en peso de sílice.

6.El método de la reivindicación 1, en el que el aglutinante de sílice representa del 6% en peso al 12% en peso del peso seco del primer conjunto de componentes. 20 7.El método de la reivindicación 1, en el que la composición refractaria se forma mediante un método seleccionado entre moldeo, bombeo y proyección.