JP2016188170A - 耐火物及び耐火物を使用したガラス板の形成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】成形ブロック及びガラスオーバーフロートラフの作製に使用する耐火性ブロックの更なる改良を提供。
【解決手段】少なくとも約10wt%のAl2O3と、
少なくとも約1wt%のSiO2と、添加剤と、アルミニウム相と、シリカ相とを含む耐火物であって、アルミニウム相は本質的にAl2O3から成り、シリカ相は、耐火物のボディ部内のアルミニウム相全体にわたって実質的に均一に分散し、添加剤の実質的に全てがアルミニウム相の外側にあり、添加剤の実質的に全てがシリカ相内にあり、添加剤はアルミニウム相及びシリカ相のそれぞれの中にある、あるいはこれらの組み合わせからなる耐火性ブロックを提供する。
【選択図】図4
【解決手段】少なくとも約10wt%のAl2O3と、
少なくとも約1wt%のSiO2と、添加剤と、アルミニウム相と、シリカ相とを含む耐火物であって、アルミニウム相は本質的にAl2O3から成り、シリカ相は、耐火物のボディ部内のアルミニウム相全体にわたって実質的に均一に分散し、添加剤の実質的に全てがアルミニウム相の外側にあり、添加剤の実質的に全てがシリカ相内にあり、添加剤はアルミニウム相及びシリカ相のそれぞれの中にある、あるいはこれらの組み合わせからなる耐火性ブロックを提供する。
【選択図】図4
Description
本開示は、ガラスオーバーフロートラフ及びガラス成形ブロックを含めた耐火物並びにこの耐火物の使用方法を対象としている。
アルカリアルミノシリケートガラスは、機械的性能が重要となる用途で使用されている。これらのガラスはフュージョン・ドロー(fusion draw)法を用いて形成することができる。フュージョン・ドロー法において、液状ガラスはガラスオーバーフロートラフの1つ以上のリップを越えて流れ出し、液状ガラスはガラスオーバーフロートラフの下部で合流してガラス板を形成する。ガラスオーバーフロートラフは、アルミニウム材料を含む成形ブロックから形成し得る。ガラス板のサイズ及び質は、このガラス板の形成に使用するガラスオーバーフロートラフの物理的性質によって制限され得る。加えて、ガラスオーバーフロートラフの寿命は、その物理的性質に影響され得る。
成形ブロック及びガラスオーバーフロートラフの作製に使用する耐火性ブロックを更に改良することが望ましい。
添付の図面を参照することで本開示はより深く理解され、またその多数の特徴及び利点が当業者に明らかとなる。
異なる図面での同じ参照記号の使用は、同様又は同一の品目であることを示す。
図と組み合わせた以下の説明は、本明細書で開示の教示の理解を支援するためのものである。以下の論考は、本発明の教示の具体的な実施及び実施形態に焦点を合わせている。これは本発明の教示を説明し易くするためのものであり、本発明の教示の範囲又は適用可能性を限定すると解釈されるべきではない。
図1は、ある特定の実施形態の耐火物100を示す図である。耐火物100は、厚さ(t)、幅(w)及び高さ(h)を有する、直線で構成される形状を有する耐火性ブロック102になり得る。ある実施形態においては、寸法t、w又はhのいずれもが、少なくとも約0.02m、少なくとも約0.05m、少なくとも約0.11m、少なくとも約0.5m、少なくとも約1.1m、少なくとも約2.0m、少なくとも約4.0m又はそれ以上になり得る。図1に図示の実施形態において、耐火性ブロック102は、ガラスオーバーフロートラフを作製することができる成形ブロックになり得る。本明細書において成形ブロックとは、成形することでガラスオーバーフロートラフを得ることができる焼結セラミック材料のことである。
耐火性ブロック102は、多数の出発原料から形成し得る。ある実施形態において、耐火性ブロック102は1種以上の金属酸化物、1種以上の添加剤、1種以上の追加の材料又はこれらの組み合わせを使用して形成し得る。特定の実施形態において、耐火性ブロック102用の出発原料としての金属酸化物は、Al2O3及びSiO2を含み得る。ある実施形態においては、このAl2O3を粉末として用意し得る。Al2O3粉末は、約100マイクロメートル以下の平均粒径、約30マイクロメートル以下の平均粒径、約20マイクロメートル以下の平均粒径又は約15マイクロメートル以下の平均粒径を有する粒子の形態になり得る。別の実施形態において、平均粒径は、少なくとも約0.5マイクロメートル、少なくとも約1.0マイクロメートル又は少なくとも約5.0マイクロメートルである。
ある実施形態においては、異なる粒径を有するAl2O3粉末の組み合わせを使用し得る。例えば、異なる粒径のAl2O3粉末の数は、2、3、4又はそれ以上になり得る。特定の実施形態においては、2つの異なる粒径を有するAl2O3粉末を使用する。より特定の実施形態において、これら複数のAl2O3粉末の1つは、残りのAl2O3粉末の平均粒径の約50%未満、約40%未満又は約30%未満の平均粒径を有し得る。例えば、Al2O3粉末の1つは公称粒径2マイクロメートルを有し得て、残りのAl2O3粉末は10マイクロメートルの公称粒径を有し得る。これらの異なる粒径のAl2O3粉末はいずれの比でも混合し得る。例えば、2つの異なる粒径を有するAl2O3粉末を、約1:99、約2:98、約3:97、約10:90、約20:80、約50:50、約80:20、約90:10、約97:3、約98:2又は約99:1の比で混合し得る。同様に、3つ以上の異なる粒径を有するAl2O3粉末の混合物を特定の比で調製し得る。
ある実施形態においては、Al2O3を、反応性Al2O3、非反応性Al2O3又はこれらの組み合わせとして用意し得る。反応性Al2O3は耐火物100の密度を上昇させ、また気孔率を低下させるのに役立ち得る。本明細書において、「反応性Al2O3」は、特定のAl2O3粉末が1グラム当たり少なくとも2平方メートル(≧2m2/g)の表面積を有することを意味するものとする。また、「非反応性Al2O3」は、特定のAl2O3粉末が1グラム当たり2平方メートル未満(<2m2/g)の表面積を有することを意味するものとする。ある実施形態において、耐火物100の形成に使用する全Al2O3粉末の一部としての反応性Al2O3の量は使用する全Al2O3粉末の少なくとも約1%を含み得て、またその最高100%に及び得る。反応性Al2O3粉末と非反応性Al2O3粉末との組み合わせを使用し得る。特定の実施形態においては、耐火物100の形成に使用するAl2O3の少なくとも約2%、少なくとも約5%、少なくとも約16%、少なくとも約25%又は少なくとも約50%を反応性Al2O3として用意し得る。別の実施形態においては、耐火物100の形成に使用するAl2O3の約95%以下、約90%以下、約75%以下、約60%以下又は約50%以下を反応性Al2O3として備える。
別の実施形態においては、Al2O3の少なくとも一部をムライトとして用意し得る。特定の実施形態において、このムライトは少なくとも約62重量%(以下、「wt%」)のAl2O3、少なくとも約66wt%のAl2O3又は少なくとも約71wt%のAl2O3を含み得る。加えて、ムライトは、約78wt%以下のAl2O3、約74wt%以下のAl2O3又は約68wt%以下のAl2O3を含み得る。
SiO2の少なくとも一部をムライト、非晶質SiO2、結晶性SiO2、タルク、ガラスフリット又はこれらの組み合わせとして用意し得る。ある実施形態においては、結晶性SiO2を石英、トリジマイト、クリストバライト又はこれらの組み合わせとして用意し得る。追加の実施形態において、耐火物100にSiO2を加えるのに使用するガラスフリットは少なくとも約55wt%のSiO2含有量を有し得て、またアルカリ非含有ガラス由来になり得る。更なる実施形態において、耐火物100の製造に使用するムライトは、少なくとも約22wt%のSiO2、少なくとも約24wt%のSiO2又は少なくとも約26wt%のSiO2を含み得る。別の実施形態において、ムライトは、約24wt%以下のSiO2、約27wt%以下のSiO2又は約29wt%以下のSiO2も含み得る。追加の実施形態において、耐火物100の製造に使用するタルクは、少なくとも約36wt%のSiO2、少なくとも約44wt%のSiO2又は少なくとも約52wt%のSiO2を含み得る。別の実施形態において、タルクは、約54wt%以下のSiO2、約61wt%以下のSiO2又は約66wt%以下のSiO2を含み得る。
耐火物100の出発原料はZrも含み得る。特定の実施形態において、このZrを、ZrO2等の酸化物として用意し得る。別の実施形態においては、ZrをZrSiO4として用意し得る。加えて、出発原料は、1種以上の添加剤を含み得る。添加剤は、Ti、Y、Sr、Ba、Ca、Ta、Fe、Zn、Mg又はこれらの組み合わせを含む分子化合物になり得る。ある実施形態においては、添加剤を、酸化物、炭化物、カーボネート、ニトレート、サルフェート、ハロゲン化物、ホスフェート又はこれらの組み合わせとして用意し得る。加えて、1種以上の添加剤を、ホウ化物、炭化物、カーボネート、ニトレート、ハロゲン化物、ホスフェート、サルフェート又は同様のものと組み合わせた酸化物として用意し得る。1種以上の添加剤は、M2+、M3+、M4+、M5+又はこれらの組み合わせ等の酸化状態を有し得て、MはTi、Y、Sr、Ba、Ca、Ta、Fe、Zn又はMgである。
ある実施形態においては、添加剤を、不純物が微量な実質的に純粋な形態で用意し得る。別の実施形態においては、1種以上の添加剤を化合物として用意し得る。例えば、MgO及びTiO2を、MgTiO3化合物として用意し得る。
特定の実施形態においては、1種以上の添加剤の少なくとも一部を粉末として用意し得る。更に特定の実施形態において、この粉末は、約30マイクロメートル以下、約20マイクロメートル以下又は約15マイクロメートル以下の平均粒径を有する粒子の形態になり得る。別の実施形態において、平均粒径は、少なくとも約0.1マイクロメートル、少なくとも約0.5マイクロメートル又は少なくとも約1マイクロメートルである。
ある実施形態において、ある特定の添加剤の少なくとも一部は焼結助剤になり得る。特定例において、この焼結助剤は、耐火性ブロック102の作製に使用するSiO2の融点を低下させ且つ耐火性ブロック102の細孔内へのSiO2の配置を可能にすることで気孔率を低下させるのに役立ち得る。耐火物の気孔率を低下させることは、この耐火物を後に腐食性環境に曝露させるならば、耐食性を改良するのに役立ち得る。例示的な焼結助剤はTa、Ti、Fe、Mg、Zn、別の適切な焼結助剤又はこれらの組み合わせを含み得る。ある具体例においては、焼結助剤として備える添加剤を酸化物として用意し得る。
別の実施形態においては、ある特定の添加剤の少なくとも一部を添加してSiO2と反応させることでAlのSiO2との反応を防止し得る。特には、Mg、Ca、Ba、Sr、Y又はこれらの組み合わせを添加して、耐火性ブロック100用の出発原料として用意されるAlではなくSiO2と反応させ得る。一実施形態においては、Alの代わりとなる添加剤を酸化物として用意し得る。別の実施形態においては、Alの代わりとなる添加剤をシリケート、例えばムライト(Al6Si2O13)、タルク(Mg3SiO10(OH)2)、イットリウムシリケート(Y2Si2O7)又はこれらの組み合わせとして用意し得る。更なる実施形態においては、Al代替添加剤をアルミノシリケート、例えば菫青石(Mg2Al4Si5O18)、灰長石(CaAl2Si2O8)又はこれらの組み合わせとして用意し得る。追加の実施形態においては、Al置換添加剤をアルミネート、例えばイットリウムアルミニウムガーネット(Y3Al5O12)、スピネル(MgAl2O4)又はこれらの組み合わせとして用意し得る。
耐火性ブロック102の形成に使用し得る追加の材料は、バインダ、溶媒、分散剤、増粘剤、解膠剤、別の適切な原料又はこれらの組み合わせを含み得る。ある実施形態において、追加の材料は非金属化合物を含み得る。別の実施形態において、追加の材料は有機化合物、水又は同様のものを含み得る。
出発原料及び追加の材料を合わせ、成形することで特定の形状を有する素地を生成し得る。成形は、スリップキャスティング、等圧圧縮又はこれらの組み合わせ等の技法を用いて行い得る。形状は、直線状、円筒状、球状、楕円状又はほぼ全ての他の形状になり得る。特定の実施形態において、素地は、続いて機械加工することでガラスオーバーフロートラフを形成することができる、ブランクと称される直線から構成されるブロックの形状になり得る。別の実施形態においては、素地を、最終的な耐火物により近いものになるような形で構成することで、更なる機械加工の程度を抑え得る。例えば、耐火物100がガラスオーバーフロートラフを含む場合、素地の形状はガラスオーバーフロートラフにより似たものになり得て、続く機械加工の量及び廃棄されるセラミック材料の量が減少する。特に、素地は、テーパー部に隣接した直線部を有し得る。この直線部は、ガラスオーバーフロートラフが形成される領域に対応するテーパー領域を有する。別の実施形態においては、素地を、ガラスオーバーフロートラフがテーパー部に隣接するように成形し得る。
素地の生成後、この素地をオーブン、ヒータ、炉又は同様のもので加熱することで焼結セラミック材料を含む耐火性ブロック102を形成する。この加熱工程は、水分、溶媒又は別の揮発性成分を蒸発させる、有機材料を気化させる又はこれらの組み合わせを行う初期加熱を含み得る。この初期加熱は、約100〜約300℃の範囲の温度で約10〜約200時間の範囲の期間にわたって行い得る。この初期加熱に続いて、焼結を、約1400〜1700℃の範囲の温度で約10〜約100時間の範囲の期間にわたって行って耐火性ブロック102を形成し得る。
耐火性ブロック102の形状は概して、素地の形状に対応する。したがって、耐火性ブロック102は、素地に関して上述したような形状のいずれをも有し得る。焼結中、若干の収縮が起き得て、耐火性ブロック102は素地より小さくなり得る。
耐火性ブロック102等の焼結物は、フューズ・キャスティング(fuse casting)によって形成された物体とは区別することができる。特に、フューズ・キャスティングで形成された物体は、物体の結晶化した粒子が構成する網目構造を埋める極めて多量の粒間ガラス相を含むことが多い。対照的に、焼結物は、別の相との粒界に形成される複数の相を含み得る。ミクロ構造における違いにより、それぞれの用途において焼結物及びフューズ・キャスト物が直面する問題並びにこれらの問題を解決するにあたって採る技術的解決策は一般に異なる。さらに、焼結による物体の製造とフューズ・キャスティングによる物体の製造との違いにより、フューズ・キャスト製品用に開発された組成物を焼結製品の製造にはアプリオリに使用しない場合もある。
ある実施形態において、耐火性ブロック102は、少なくとも約20wt%のAl2O3、少なくとも約50wt%のAl2O3、少なくとも約70wt%のAl2O3、少なくとも約85wt%のAl2O3、少なくとも約90wt%のAl2O3又は少なくとも約92wt%のAl2O3を含み得る。別の実施形態において、耐火性ブロック102は、約95wt%以下のAl2O3、約94wt%以下のAl2O3、約93wt%以下のAl2O3又は約90wt%以下のAl2O3を含み得る。追加の実施形態において、耐火性ブロック102は、少なくとも約1.1wt%のSiO2、少なくとも約1.5wt%のSiO2、少なくとも約2.1wt%のSiO2又は少なくとも約2.7wt%のSiO2を含み得る。更なる実施形態において、耐火性ブロック102は、約7wt%以下のSiO2、約6wt%以下のSiO2又は約4wt%以下のSiO2を含み得る。
耐火性ブロック102は添加剤を含み得る。ある実施形態において、この添加剤は、TiO2、Y2O3、SrO、BaO、CaO、Ta2O5、Fe2O3、ZnO又はMgOを含み得る。特定の実施形態において、耐火性ブロック102は、少なくとも約0.2wt%の添加剤を含み得る。追加の実施形態において、耐火性ブロック102は、約8wt%以下の添加剤を含み得る。より特定の実施形態において、耐火性ブロック102は少なくとも約0.2wt%の添加剤、少なくとも約0.4wt%の添加剤又は少なくとも約0.6wt%の添加剤を含み得る。別の実施形態において、耐火性ブロック102は、約8wt%以下の添加剤、約7wt%以下の添加剤又は約6wt%以下の添加剤を含み得る。
ある実施形態において、この添加剤は、耐火性ブロック102の複数の添加剤のうちのある特定の添加剤である。特定の実施形態において、耐火性ブロック102は、複数の添加剤の各添加剤を少なくとも約0.3wt%、複数の添加剤の各添加剤を少なくとも約0.8wt%、複数の添加剤の各添加剤を少なくとも1.6wt%又は複数の添加剤の各添加剤を少なくとも2.5wt%含む。特定の実施形態において、耐火性ブロック102はこの特定の添加剤を少なくとも約5wt%含む。加えて、耐火性ブロック102における複数の添加剤の総含有量は、少なくとも約1.5wt%、少なくとも約3wt%、少なくとも約5wt%又は少なくとも約7wt%である。さらに、耐火性ブロック102における複数の添加剤の総含有量は、約14wt%以下、約12wt%以下又は約10wt%以下になり得る。
ある実施形態において、耐火性ブロック102はTiO2を含む。特定の実施形態において、耐火物102は、少なくとも約0.2wt%のTiO2、少なくとも約0.4wt%のTiO2又は少なくとも0.6wt%のTiO2を含む。別の実施形態において、耐火性ブロック102は、約4.0wt%以下のTiO2、約3.0wt%以下のTiO2又は約2.0wt%以下のTiO2を含む。
耐火性ブロック102は、添加剤としてMgOも含み得る。ある実施形態において、耐火性ブロック102は、少なくとも約0.2wt%のMgO、少なくとも約0.4wt%のMgO又は少なくとも約0.6wt%のMgOを含む。別の実施形態において、耐火性ブロック102は、約4.5wt%以下のMgO、約3.5wt%以下のMgO又は約2.5wt%以下のMgOを含み得る。更に別の実施形態において、耐火性ブロック102はCaOを含み得る。特に、耐火性ブロック102は、少なくとも約0.2wt%のCaO、少なくとも約0.5wt%のCaO又は少なくとも約0.7wt%のCaOを含み得る。
ある実施形態において、耐火性ブロック102は、添加剤としてFe2O3を含む。特定の実施形態において、耐火性ブロック102は、少なくとも約0.2wt%のFe2O3、少なくとも約0.7wt%のFe2O3又は少なくとも約0.9wt%のFe2O3を含む。別の実施形態において、耐火性ブロック102は、添加剤としてTa2O5を含む。具体例において、耐火性ブロック102は、少なくとも約0.2wt%のTa2O5、少なくとも約0.4wt%のTa2O5又は少なくとも約0.6wt%のTa2O5を含む。追加の実施形態において、耐火性ブロック102は、約2.0wt%以下のTa2O5、約1.1wt%以下のTa2O5又は約0.7wt%以下のTa2O5を含み得る。
耐火性ブロック102は、添加剤としてY2O3も含み得る。ある実施形態において、耐火性ブロック102は、少なくとも約1wt%のY2O3、少なくとも約2wt%のY2O3又は少なくとも約3wt%のY2O3を含み得る。追加の実施形態において、耐火性ブロック102は、約8wt%以下のY2O3、約7wt%以下のY2O3又は約6wt%以下のY2O3を含み得る。
ある実施形態において、耐火性ブロック102は、1種類の添加剤又は特定の組み合わせの複数の添加剤を含み得る。特定の実施形態において、耐火性ブロック102は、耐火性ブロック102の唯一の添加剤としてTiO2を含み得る。別の実施形態において、耐火性ブロック102は、添加剤としてTiO2及びMgOを含み得る。更なる実施形態において、耐火性ブロックはTiO2、Fe2O3及びTa2O5を含み得る。耐火性ブロック102は唯一の添加剤としてTa2O5も含み得て、あるいは耐火性ブロック102は唯一の添加剤としてY2O3を含み得る。
特定の実施形態において、耐火性ブロック102はZrO2を含む。例えば、耐火性ブロック102は、約0.3wt%以下のZrO2、約0.2wt%以下のZrO2、約0.05wt%以下のZrO2を含み得る又は実質的にZrO2を含有しない。本明細書において、表現「実質的に〜を含有しない」とは、特定の材料の含有量が微量を越えないもの、例えば100重量ppm以下であることを意味する。別の実施形態において、耐火性ブロック102は、少なくとも0.03wt%のZrO2、少なくとも0.1wt%のZrO2又は少なくとも0.25wt%のZrO2を含み得る。より特定の実施形態において、耐火性ブロック102は、耐火性ブロック102におけるZrO2の量に対応する量のY2O3を含み得る。例えば、耐火性ブロック102は、少なくとも約0.2wt%のZrO2及び少なくとも約0.2wt%のY2O3を含み得る。追加の実施形態においては、ある量のY2O3を耐火性ブロック102に備えることで、耐火性ブロック102におけるZrO2の結晶状態の変化を防止し得る。
耐火性ブロック102を機械加工することで、異なる形状、より滑らかな表面又はその両方を作り出し得る。図2の具体例においては、耐火性ブロック102を機械加工してガラスオーバーフロートラフ200を形成し得る。耐火物でもあるこのガラスオーバーフロートラフ200は、ガラスオーバーフロートラフ部202とテーパー部204とを含むボディを有する。ガラスオーバーフロートラフ部202は、ガラスオーバーフロー成形ブロック200のに長さに沿って減少する深さを有するトラフを含む。図3では、例示的な形状のテーパー部204の断面図を示す。より具体的には、テーパー部は、くさび形状2042、凹面形状2044又は凸面形状2046を含み得る。特定の用途に関するニーズ又は要望を叶えるために他の形状も採用し得る。
耐火性ブロック102は、アルミニウム、ケイ素、アルカリ(例えば、Na、K)、アルカリ土類(例えば、Ca、Ba、Sr)又はこれらの組み合わせ(「Al−Siガラス」)を含むガラスの形成に使用するガラスオーバーフロートラフ200を得るのに特に適した1つ以上の物理的性質を有し得る。特に、耐火性ブロック102の物理的性質は、腐食を減少させることで耐火性ブロック102から形成されるガラスオーバーフロートラフの寿命を延長し得る。耐火性ブロック102の腐食が少ないことは、耐火性ブロック102の機械的完全性の維持に役立ち得る。耐火性ブロック102が少なくとも特定の理論密度を有し且つ特定の見掛け気孔率を越えないならば、耐火性ブロック102の腐食を減少させ得る。さらに、耐火性ブロック102がガラスオーバーフロートラフを含む場合、腐食が少ないことで、ガラスオーバーフロートラフからこのガラスオーバーフロートラフを使用して形成されるガラスに移動する物質の量が減少し、このガラスオーバーフロートラフを使用して形成するガラス板の組成をより良好に制御し得る。耐火性ブロック102の腐食の減少は実質的に、脈理、ノット等の欠陥の発生も防止し得る。理論密度の割合が特定の値を越えると、及び/又は耐火性ブロック102の見掛け気孔率が特定の値を越えると、耐火性ブロック102の腐食が低下し得る。加えて、耐火性ブロック102が特定の理論密度を有し且つ特定の見掛け気孔率を越えず、また耐火性ブロック102がガラスオーバーフロートラフを含む場合、耐火性ブロック102の細孔に入り込むガラス材料の量は減少し得る。その結果、形成中のガラス板の欠陥も減少し得る。
さらに、耐火性ブロック102のクリープ速度を最小値に抑えることで、耐火性ブロック102がガラスオーバーフロートラフを含む場合に、垂れ下がり変形を最小限に抑え得る。本明細書で言う垂れ下がり変形とは、耐火性ブロック102とこの耐火性ブロック102を使用して形成しているガラス板との合計重量によって加えられる力に起因する耐火性ブロック102の変形を意味し得る。垂れ下がり変形を最小限に抑えることで、特定の値を越えない厚さ(例えば、約1mm以下)を有し且つ少なくとも特定の長さ(例えば、少なくとも約2m)を有するガラス板の製造にガラスオーバーフロートラフを使用し得る。
ある実施形態において、耐火性ブロック102は、少なくとも約2.1MPa−m1/2、少なくとも約2.5MPa−m1/2又は少なくとも約2.9MPa−m1/2の破壊靭性を有し得る。耐火性ブロック102の破壊靭性は、押込試験で測定し得る。特定の実施形態においては、破壊靭性を、本特許出願の出願日の時点でのASTM E384−89に準拠してIF法(indentation fracture method)により、加荷重0.5kgで測定し得る。耐火性ブロック102の破壊靭性の上昇は、耐火性ブロック102の加熱中に生じ得る耐火性ブロック102の亀裂を最小限に抑え得る。
別の実施形態において、耐火性ブロック102に関するガラス接触界面の質を測定し得る。特に、本特許出願の出願日の時点での、ASTM C621−09「溶融ガラスに対する耐火物の等温耐食性標準試験法」の変化形を用い得る。ある具体例においては、寸法10×10×50mm3を有する1つ以上の試料を作製する。試料を、箱型電気炉の内部に吊るす。白金るつぼにある量のガラスカレット(例えば、50gのアルカリアルミノシリケートガラス)を充填し、次にるつぼを炉内に置く。充填したるつぼ及び試料を試験温度(例えば、1200℃)まで加熱し、その間、試料はガラス上に吊るされたままである。試験温度で試料を溶融したガラス中へと下降させ、試料の底部を装置の上部取付具に取り付け、溶融物に、ある特定の距離(例えば、約30mm)で約120時間にわたってこの試験温度で浸漬させる。次に、試料を試験温度のガラスから引き出し、試料及びるつぼを冷却する。冷却後、試料をその最長寸法に沿って半分に切断し、半分にしたもの両方を研磨する。ガラスと試料との界面を立体顕微鏡で観察する。試料がガラス溶融物に溶け込んでいたら、及び/又は試料片がガラス溶融物中に落下したら、界面を「緩い」とし得る。緩い界面は、ガラス製造に悪影響(すなわち、収率、質)を与える脈理、ストーン(一次又は再結晶化)等のガラスの欠陥につながる。ガラスと試料との間に、ガラス又は試料において明らかな反応がなくはっきりとした界面が存在する場合、界面を「固い」とし得る。固いガラス接触性能を有する耐火物を使用することで高品質のガラスを良好な収率で製造し得る。
さらに、耐火性ブロック102のブリスタリング性能を測定し得る。ある実施形態において、寸法5×25×25mm3を有する試料を作製する。約5gのガラスカレットを試料の上面に置く。ガラスカレットが載った試料を箱型電気炉において最高1200℃まで速度5〜10℃/分で加熱する。ガラスカレットが載った試料を、温度1200℃で16時間にわたって維持する。次に、試料を速度約20℃/分で冷却することで、冷却時のガラスの失透を回避する。ガラスに取り込まれる多数の気泡を、立体顕微鏡を用いて観察する。特定数の気泡、例えば少なくとも20個の気泡が観察されたら、ブリスタリングレベルは「高い」と報告される。気泡が観察されない、又はガラス中に観察される気泡の数が特定の数を越えない、例えば20個未満、好ましくは10個以下の場合、ブリスタリングレベルは「低い」。殆どのガラス成形作業において、ブリスタがあるガラス板は不合格とされることが多く、ブリスタリングを最小限に抑えることが望まれる。
加えて、耐火性ブロック102の理論密度(Th.D)の割合を測定し得る。ある実施形態において、耐火性ブロック102の理論密度の割合は、約98%以下、約97%以下又は約96%以下になり得る。別の実施形態において、耐火物102の理論密度の割合は、少なくとも約91%、少なくとも約92%又は少なくとも約93%になり得る。本明細書で言及するところの理論密度とは、試料が、その気孔率(開放及び閉鎖)が0に等しい場合に有し得る密度である。本明細書においては高密度化とも称される、任意の試料についての理論密度の割合を、式1:
(D/Th.D.)×100=%Th.D.(高密度化) (式1)
に示すように、その理論密度に対するその密度(D)の比から計算し得る。耐火性ブロック102が多数の酸化物を含む場合、耐火性ブロック102の理論密度を、式2:
W乾燥/[W酸化物1/Th.D酸化物1+W酸化物2/Th.D酸化物2+…+W酸
化物n/Th.D酸化物n]=Th.D (式2)
(式中、W乾燥は酸化物混合物の乾燥重量であり、W酸化物はある特定の酸化物の重量であり、Th.D酸化物はある特定の酸化物の理論密度である)
に示されるように、耐火性ブロックに含まれる酸化物混合物の化学的組成に基づいて計算し得る。
(D/Th.D.)×100=%Th.D.(高密度化) (式1)
に示すように、その理論密度に対するその密度(D)の比から計算し得る。耐火性ブロック102が多数の酸化物を含む場合、耐火性ブロック102の理論密度を、式2:
W乾燥/[W酸化物1/Th.D酸化物1+W酸化物2/Th.D酸化物2+…+W酸
化物n/Th.D酸化物n]=Th.D (式2)
(式中、W乾燥は酸化物混合物の乾燥重量であり、W酸化物はある特定の酸化物の重量であり、Th.D酸化物はある特定の酸化物の理論密度である)
に示されるように、耐火性ブロックに含まれる酸化物混合物の化学的組成に基づいて計算し得る。
加えて、本明細書で言及するところの密度とは、耐火性ブロックの試料の測定された重量と、開放気孔率なしのその体積との比のことである。体積は、密度d液体を有する水に試料を浸漬させることで測定する。この方法は浸漬密度法又はアルキメデス法と称されるる場合があり、以下のステップを含む:(1)表面及び開放孔から空気及び吸着された水を排除するために試料を真空処理し、(2)試料を水に浸漬させて開放孔を水で満たし、(3)水に浸漬させた試料の重量を測定し(W浸漬)、(4)試料を液体から取り出し、今度は空気中で試料の重力測定を行う前に表面を拭き(W湿潤)、(5)試料を乾燥させ、その重量を測定する(W乾燥)。以下の式3、4を用いて、試料の密度を測定し得る。
(W乾燥−W浸漬)/d液体=V(試料の体積) (式3)
W乾燥/V=D (式4)
(W乾燥−W浸漬)/d液体=V(試料の体積) (式3)
W乾燥/V=D (式4)
さらに、耐火性ブロック102の見掛け気孔率を測定し得る。特定の実施形態において、耐火性ブロック102の見掛け気孔率は、約1.0体積%以下、約0.8体積%以下、約0.5体積%以下又は約0.2体積%以下になり得る。本明細書における開放(又は見掛け)気孔率とは、アクセス可能な細孔の体積である(すなわち、充填可能な体積)。見掛け気孔率を本明細書では式5で示されるような総体積の割合として表し、細孔の体積(V細孔)を、式6:
(V細孔/V)×100=%細孔 (式5)
(W湿潤−W乾燥)/d液体=V細孔 (式6)
に従って計算する。
(V細孔/V)×100=%細孔 (式5)
(W湿潤−W乾燥)/d液体=V細孔 (式6)
に従って計算する。
耐火性ブロック102のクリープ速度も測定し得る。クリープ速度は、曲げクリープ速度になり得る。この曲げクリープ速度は、耐火物を既定の温度で既定の期間にわたって既定の機械的応力に供した場合の、耐火物の長さに対して直角の方向における耐火物のたわみ速度の測定値である。ある実施形態において、耐火性ブロック102のクリープ速度は、約1.0×10−4h−1以下、約5.0×10−5h−1以下、約7.5×10−6h−1以下、約4.9×10−6h−1以下又は約1.01×10−6h−1以下になり得る。別の実施形態において、耐火性ブロック102のクリープ速度は、少なくとも約2.00×10−6h−1、少なくとも約8.00×10−6h−1又は少なくとも約1.00×10−5h−1になり得る。特定の実施形態において、クリープ速度は4点曲げ試験装置を使用して測定され、外側の支持体間の距離は約80mm、内側の支持体は約40mmで離間されている。試験対象である、表面を研削した8×9×100mmの材料棒材を下部支持体上に置き、約2MPaの応力を上部取付具を介して印加した。この試験を、温度約1275℃で約50時間にわたって行う。時間の関数としての棒材のたわみを試験の間ずっと記録し、次に棒材の変形を計算する。特定の実施形態においては、G.W.Hollenberg et al.著の“Calculation of Stresses and Strains in Four Point Bending Creep Tests,”J.Am.Ceram.Soc.,Vol.54、N°6,p196−199(1971)に記載されるように、Hollenbergモデルを使用して、棒材のたわみから棒材の変形を計算し得る。
耐火性ブロック102は、約500マイクロメートル以下、約300マイクロメートル以下又は約110マイクロメートル以下の平均サイズを有する粒子を含み得る。別の実施形態において、耐火性ブロック102の粒子は、少なくとも約10マイクロメートル、少なくとも約30マイクロメートル又は少なくとも約50マイクロメートルの平均サイズを有する粒子を含み得る。粒径は、耐火性ブロック102の研磨した部位を観察し、また多数の単独の粒子(無作為に選択した少なくとも100個の粒子)の長さ(最大寸法)及び幅(最小寸法)を測定することで推定する。平均粒径を、幅、長さ又はこれらの組み合わせ、例えば粒子の平均幅及び平均長さの平均値(すなわち、(平均幅+平均長さ)/2)を用いて求め得る。ある実施形態において、平均粒径は、粒子の幅の平均値、粒子の長さの平均値、幅若しくは長さに対応する中央値又は同様のものをベースとし得る。粒径を比較する場合は、試料の長さを別の試料又は従来技術の組成物の長さと比較し、試料の幅を別の試料又は従来技術の組成物の幅と比較し、試料の粒子についての中央値を別の試料又は従来技術の組成物の粒子についての中央値と比較する。
別の実施形態において、サイズ分布は、平均長さ及び平均幅に関する、上述したような、粒子について収集したデータから求め得る。本明細書において、D10値は10番目のパーセンタイルを表し、D50値は50番目のパーセンタイルを表し、D90値は90番目のパーセンタイルを表す。したがって、D50は中央値に対応する。ある実施形態において、粒径の基準として長さを用いる場合、耐火性ブロック102のグレインのサイズに関し、D10、D50値、D90値又はこれらの組み合わせは、約450マイクロメートル以下、約300マイクロメートル以下又は約150マイクロメートル以下になり得る。粒径の基準として長さを用いる追加の実施形態において、耐火性ブロック102の粒子のサイズに関して、D10、D50値、D90値又はこれらの組み合わせは、少なくとも約5マイクロメートル、少なくとも約20マイクロメートル又は少なくとも約50マイクロメートルである。
焼結セラミック材料内での粒径の分布は、単一のモード又は2、3、4等の複数のモードを有し得る。ある実施形態において、焼結セラミック材料は、二峰性の平均粒径分布を有し得る。特定の実施形態において、モードの1つは、もう一方のモードの平均粒径の約50%未満、約40%未満又は約30%未満である平均粒径を有し得る。
さらに、耐火性ブロック102は1つ以上の相、例えばアルミニウム相及びシリカ相を有し得る。特定の実施形態においては、耐火性ブロック102のアルミニウムの実質的に全てがアルミニウム相に配置され得る。別の実施形態において、耐火性ブロック102が1種以上の添加剤を含む場合、これらの添加剤の任意の1種以上をアルミニウム相及びシリカ相のそれぞれに配置し得る。追加の実施形態においては、耐火性ブロック102の添加剤の任意の1種以上の実質的に全てをアルミニウム相の外側に配置し得る。より特定の実施形態においては、添加剤の任意の1種以上の実質的に全てをシリカ相内に配置し得る。更なる実施形態において、シリカ相は、耐火性ブロック102のボディ部内のアルミニウム相全体にわたって実質的に均一に分散している。更に別の実施形態において、耐火性ブロック102は、耐火性ブロック102の縁とボディ部の間で、ボディ部の外側に配置された周縁領域を含み、この周縁領域のいずれの部位も、耐火性ブロック102の縁の約20mm以下、耐火物の縁の約10mm以下、耐火物の縁の約5mm以下又は耐火性ブロック102の縁の約1mm以下内にあり得る。
ある実施形態において、シリカ相はケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸バリウム、ケイ酸ストロンチウム、ケイ酸イットリウム又はこれらの組み合わせを含む。特定の実施形態において、耐火性ブロック102は、約1.0wt%以下のアルカリ金属酸化物(例えば、Na2O、K2O)、約0.5wt%以下のアルカリ金属酸化物、約0.3wt%以下のアルカリ金属酸化物、約0.3wt%以下のアルカリ金属酸化物を含む又は実質的にアルカリ金属酸化物を含有しない。より特定の実施形態において、存在する場合、アルカリ金属酸化物の実質的に全てがシリカ相内にある。更なる実施形態において、シリカ相内に配置される1種以上の添加剤は、シリカ相の融点に影響し得る。シリカ相の融点は、少なくとも約1300℃、少なくとも約1400℃、少なくとも約1500℃、少なくとも約1600℃又は少なくとも約1700℃になり得る。別の実施形態において、シリカ相の融点は、少なくとも、耐火物の形成に用いる焼結温度前後より高い。
ガラスオーバーフロー成形ブロックの形態にある場合、耐火性ブロック102は、フュージョン法でのガラス板形成において有用になり得る。図4は、ガラス板302を形成中のガラスオーバーフロー成形ブロックの斜視図である。ガラスオーバーフロー成形ブロックを、約1050〜約1300℃の範囲の温度まで加熱する。ガラスオーバーフロー成形ブロックは、上述したように、ガラスオーバーフロートラフ部202とテーパー部204とを含む。図示したような実施形態において、ガラスオーバーフロー成形ブロックは、概して形成予定のガラス板302の幅を規定するエンドガード206も含む。ガラスオーバーフロー成形ブロックは更に、溶融ガラス組成物を受け取る投入口208を含む。ガラスオーバーフロートラフ部202内のトラフは、トラフが満杯になるまで溶融ガラス組成物を受け取る。その後、溶融ガラス組成物はガラスオーバーフロートラフ部202のリップの少なくとも1つから流れ出す。次に、溶融ガラス組成物は、ガラスオーバーフロートラフ部202の対向する外面及びテーパー部204に沿って流れる。ガラスオーバーフロートラフ部202の反対側にあるテーパー部204の最後で、対向する外面に沿って流れる溶融ガラス組成物は合流してガラス板302を形成する。別の実施形態においては、別のタイプのガラス物体を形成し得る。
ある実施形態において、ガラス板302は、少なくとも約20マイクロメートル、少なくとも約30マイクロメートル又は少なくとも約50マイクロメートルの厚さを有し得る。別の実施形態において、ガラス板302は、約5mm以下、約3mm以下又は約1.1mm以下の厚さを有し得る。幅に関し、本方法では、いずれの所望の幅のガラス板302も得られるようにエンドガード206を設定することができる。例えば、ガラス板302は、少なくとも約0.5m、少なくとも約1.1m、少なくとも約2.0m、少なくとも約4.0m又はそれより大きい幅を有し得る。
多くの異なる態様及び実施形態が可能である。これらの態様及び実施形態の一部を本明細書に記載する。本明細書を読めば、当業者ならば、これらの態様及び実施形態が説明のためのものにすぎず、本発明の範囲を限定しないことがわかる。
実施形態は、下に挙げる項目の1つ以上に従ったものになり得る。
項目1:少なくとも約10wt%のAl2O3と、
少なくとも約1wt%のSiO2とを含む耐火物であって、
耐火物は、約0.5wt%以下のZrO2を含み、
耐火物は、少なくとも約0.2wt%の添加剤を含み、
耐火物は、約8wt%以下の上記添加剤を含み、
耐火物は、少なくとも約0.25wt%の上記添加剤を含み、
耐火物は、TiO2、Y2O3、SrO、BaO、CaO、Ta2O5、Fe2O3、ZnO、MgO又はこれらの組み合わせを含み、
耐火物のクリープ速度は約1×10−4h−1以下であり、
耐火物のクリープ速度は少なくとも約1×10−6h−1であり、
耐火物の理論密度の割合は少なくとも約90%であり、
耐火物は、約2vol%以下の見掛け気孔率を有し、
耐火物はガラスオーバーフロートラフ又は成形ブロックを含む、
あるいはこれらの組み合わせである。
少なくとも約1wt%のSiO2とを含む耐火物であって、
耐火物は、約0.5wt%以下のZrO2を含み、
耐火物は、少なくとも約0.2wt%の添加剤を含み、
耐火物は、約8wt%以下の上記添加剤を含み、
耐火物は、少なくとも約0.25wt%の上記添加剤を含み、
耐火物は、TiO2、Y2O3、SrO、BaO、CaO、Ta2O5、Fe2O3、ZnO、MgO又はこれらの組み合わせを含み、
耐火物のクリープ速度は約1×10−4h−1以下であり、
耐火物のクリープ速度は少なくとも約1×10−6h−1であり、
耐火物の理論密度の割合は少なくとも約90%であり、
耐火物は、約2vol%以下の見掛け気孔率を有し、
耐火物はガラスオーバーフロートラフ又は成形ブロックを含む、
あるいはこれらの組み合わせである。
項目2:項目1に記載の耐火物であって、耐火物のクリープ速度は、約5.0×10−5h−1以下、約7.5×10−6h−1以下、約4.9×10−6h−1以下又は約1.01×10−6h−1以下である。
項目3:項目1又は2に記載の耐火物であって、耐火物のクリープ速度は、少なくとも約2×10−6h−1、少なくとも約8×10−6h−1又は少なくとも約1×10−5h−1である。
項目4:項目1〜3のいずれか一項に記載の耐火物であって、耐火物の理論密度の割合は約95%以下、約94%以下又は約93%以下である。
項目5:項目1〜4のいずれか一項に記載の耐火物であって、耐火物の理論密度の割合は、少なくとも約91%、少なくとも約92%又は少なくとも約93%である。
項目6:項目1〜5のいずれか一項に記載の耐火物であって、耐火物の見掛け気孔率は約0.8vol%以下、約0.5vol%以下又は約0.2vol%以下である。
項目7:少なくとも約10wt%のAl2O3と、
少なくとも約1wt%のSiO2と、
添加剤と、
アルミニウム相と、
シリカ相とを含む耐火物であって、
アルミニウム相は本質的にAl2O3から成り、
シリカ相は、耐火物のボディ部内のアルミニウム相全体にわたって実質的に均一に分散し、
添加剤の実質的に全てがアルミニウム相の外側にあり、
添加剤の実質的に全てがシリカ相内にあり、
添加剤はアルミニウム相及びシリカ相のそれぞれの中にある、
あるいはこれらの組み合わせである。
少なくとも約1wt%のSiO2と、
添加剤と、
アルミニウム相と、
シリカ相とを含む耐火物であって、
アルミニウム相は本質的にAl2O3から成り、
シリカ相は、耐火物のボディ部内のアルミニウム相全体にわたって実質的に均一に分散し、
添加剤の実質的に全てがアルミニウム相の外側にあり、
添加剤の実質的に全てがシリカ相内にあり、
添加剤はアルミニウム相及びシリカ相のそれぞれの中にある、
あるいはこれらの組み合わせである。
項目8:項目7に記載の耐火物であって、耐火物は、約8wt%以下の添加剤を含む。
項目9:項目8に記載の耐火物であって、シリカ相は、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸バリウム、ケイ酸ストロンチウム、ケイ酸イットリウム又はこれらの組み合わせを含む。
項目10:項目8又は9に記載の耐火物であって、添加剤の実質的に全てがシリカ相内にある。
項目11:項目8〜10のいずれか一項に記載の耐火物であって、耐火物は、約1wt%以下のアルカリ金属酸化物、約0.5wt%以下のアルカリ金属酸化物又は約0.3wt%以下のアルカリ金属酸化物を含む。
項目12:項目11に記載の耐火物であって、アルカリ金属酸化物の実質的に全てがシリカ相内にある。
項目13:項目7〜12のいずれか一項に記載の耐火物であって、耐火物は、耐火物の縁とボディ部の間で、ボディ部の外側に配置された周縁領域を含み、この周縁領域のいずれの部位も、耐火物の縁の約20mm以下、耐火物の縁の約10mm以下、耐火物の縁の約5mm以下又は耐火物の縁の約1mm以下内にある。
項目14:項目7〜13のいずれか一項に記載の耐火物であって、シリカ相の融点は、少なくとも約1300℃、少なくとも約1400℃、少なくとも約1500℃、少なくとも約1600℃又は少なくとも約1700℃である。
項目15:項目14に記載の耐火物であって、シリカ相の融点は、少なくとも、耐火物の形成に用いる焼結温度前後である。
項目16:項目1〜15のいずれか一項に記載の耐火物であって、添加剤を、焼結助剤として備える。
項目17:項目1〜16のいずれか一項に記載の耐火物であって、SiO2を、非晶質
SiO2、結晶性SiO2又はこれらの組み合わせとして備える。
SiO2、結晶性SiO2又はこれらの組み合わせとして備える。
項目18:項目1〜17のいずれか一項に記載の耐火物であって、耐火物中のAl2O3の少なくとも約16%、Al2O3の少なくとも約25%又はAl2O3の少なくとも約50%を反応性Al2O3として備える。
項目19:項目1〜18のいずれか一項に記載の耐火物であって、耐火物中のAl2O3の約99%以下、Al2O3の約90%以下又はAl2O3の約75%以下を反応性Al2O3として備える。
項目20:項目1〜19のいずれか一項に記載の耐火物であって、耐火物は、少なくとも約0.2wt%のZrO2及び少なくとも約0.2wt%のY2O3を含む。
項目21:項目1〜19のいずれか一項に記載の耐火物であって、耐火物は、約0.3wt%以下のZrO2、約0.2wt%以下のZrO2又は約0.05wt%以下のZrO2を含む。
項目22:項目1〜20のいずれか一項に記載の耐火物であって、耐火物は、少なくとも0.03wt%のZrO2、少なくとも0.1wt%のZrO2又は少なくとも0.25wt%のZrO2を含む。
項目23:項目1〜22のいずれか一項に記載の耐火物であって、耐火物は、少なくとも約0.2wt%の添加剤、少なくとも約0.4wt%の添加剤又は少なくとも約0.6wt%の添加剤を含む。
項目24:項目1〜23のいずれか一項に記載の耐火物であって、耐火物は、約8wt%以下の添加剤、約7wt%以下の添加剤又は約6wt%以下の添加剤を含む。
項目25:項目1〜24のいずれか一項に記載の耐火物であって、添加剤は、耐火物の複数の添加剤のうちのある特定の添加剤である。
項目26:項目25に記載の耐火物であって、耐火物は、複数の添加剤のそれぞれを少なくとも約0.3wt%、複数の添加剤のそれぞれを少なくとも約0.8wt%、複数の添加剤のそれぞれを少なくとも1.6wt%又は複数の添加剤のそれぞれを少なくとも2.5wt%含む。
項目27:項目25に記載の耐火物であって、耐火物は、少なくとも約5wt%の特定の添加剤を含む。
項目28:項目25〜27のいずれか一項に記載の耐火物であって、耐火物中の複数の添加剤の総含有量は、少なくとも約3wt%、少なくとも約5wt%又は少なくとも約7wt%である。
項目29:項目25〜27のいずれか一項に記載の耐火物であって、耐火物中の複数の添加剤の総含有量は、約14wt%以下、約12wt%以下又は約10wt%以下である。
項目30:項目1〜29のいずれか一項に記載の耐火物であって、耐火物は、少なくとも約0.2wt%のTiO2、少なくとも約0.4wt%のTiO2又は少なくとも0.6wt%のTiO2を含む。
項目31:項目1〜30のいずれか一項に記載の耐火物であって、耐火物は、約4.0wt%以下のTiO2、約3.0wt%以下のTiO2又は約2.0wt%以下のTiO2を含む。
項目32:項目1〜31のいずれか一項に記載の耐火物であって、耐火物は、少なくとも約0.2wt%のMgO、少なくとも約0.4wt%のMgO又は少なくとも約0.6wt%のMgOを含む。
項目33:項目1〜32のいずれか一項に記載の耐火物であって、耐火物は、約4.5wt%以下のMgO、約3.5wt%以下のMgO又は約2.5wt%以下のMgOを含む。
項目34:項目1〜33のいずれか一項に記載の耐火物であって、耐火物は、少なくとも約0.2wt%のCaO、少なくとも約0.5wt%のCaO又は少なくとも約0.7wt%のCaOを含む。
項目35:項目1〜34のいずれか一項に記載の耐火物であって、耐火物は、少なくとも約0.2wt%のFe2O3、少なくとも約0.7wt%のFe2O3又は少なくとも約0.9wt%のFe2O3を含む。
項目36:項目1〜35のいずれか一項に記載の耐火物であって、耐火物は、少なくとも約0.2wt%のTa2O5、少なくとも約0.4wt%のTa2O5又は少なくとも約0.6wt%のTa2O5を含む。
項目37:項目1〜36のいずれか一項に記載の耐火物であって、耐火物は、約2.0wt%以下のTa2O5、約1.1wt%以下のTa2O5又は約0.7wt%以下のTa2O5を含む。
項目38:項目1〜37のいずれか一項に記載の耐火物であって、耐火物は、少なくとも約1wt%のY2O3、少なくとも約2wt%のY2O3又は少なくとも約3wt%のY2O3を含む。
項目39:項目1〜38のいずれか一項に記載の耐火物であって、耐火物は、約9wt%以下のY2O3、約8wt%以下のY2O3又は約7wt%以下のY2O3を含む。
項目40:項目1〜24、30及び31のいずれか一項に記載の耐火物であって、TiO2は、耐火物中の唯一の添加剤である。
項目41:項目25〜33のいずれか一項に記載の耐火物であって、複数の添加剤は、TiO2及びMgOだけを含む。
項目42:項目25〜34のいずれか一項に記載の耐火物であって、複数の添加剤は、TiO2、MgO及びCaOだけを含む。
項目43:項目25〜31及び35のいずれか一項に記載の耐火物であって、複数の添加剤は、TiO2及びFe2O3だけを含む。
項目44:項目25〜31及び35〜37のいずれか一項に記載の耐火物であって、複数の添加剤は、TiO2、Fe2O3及びTa2O5だけを含む。
項目45:項目1〜24、36及び37のいずれか一項に記載の耐火物であって、Ta2O5は、耐火物中の唯一の添加剤である。
項目46:項目1〜24、38及び39のいずれか一項に記載の耐火物であって、Y2O3は、耐火物の唯一の添加剤である。
項目47:項目1〜46のいずれか一項に記載の耐火物であって、耐火物は、少なくとも約20wt%のAl2O3、少なくとも約50wt%のAl2O3、少なくとも約70wt%のAl2O3、少なくとも約85wt%のAl2O3、少なくとも約90wt%のAl2O3又は少なくとも約92wt%のAl2O3を含む。
項目48:項目1〜47のいずれか一項に記載の耐火物であって、耐火物は、約95wt%以下のAl2O3、約93wt%以下のAl2O3、約92wt%以下のAl2O3又は約90%以下のAl2O3を含む。
項目49:項目1〜48のいずれか一項に記載の耐火物であって、耐火物は、約7wt%以下のSiO2、約6wt%以下のSiO2又は約4wt%以下のSiO2を含む。
項目50:項目1〜49のいずれか一項に記載の耐火物であって、耐火物は、少なくとも約1.1wt%のSiO2、少なくとも約1.5wt%のSiO2、少なくとも約2.1wt%のSiO2又は少なくとも約2.7wt%のSiO2を含む。
項目51:項目1〜50のいずれか一項に記載の耐火物であって、耐火物の破壊靭性は、少なくとも約2.1MPa−m1/2、少なくとも約2.5MPa−m1/2又は少なくとも約2.9MPa−m1/2である。
項目52:項目1〜51のいずれか一項に記載の耐火物であって、耐火物は、約0.5m、約1.1m、約2.0m又は少なくとも約4.0mの長さを有する。
項目53:項目1〜52のいずれか一項に記載の耐火物であって、耐火物の粒子の粒径のD90値は、500マイクロメートル以下、350マイクロメートル以下又は200マイクロメートル以下である。
項目54:項目1〜53のいずれか一項に記載の耐火物であって、耐火物はガラスオーバーフロートラフ又は成形ブロックを含む。
項目55:項目1〜54のいずれか一項に記載の耐火物であって、耐火物は焼結される。
項目56:項目1〜55のいずれか一項に記載の耐火物であって、耐火物は、等圧圧縮、スリップキャスティング又はこれらの組み合わせで形成される。
項目57:ガラス板の形成方法であって、この方法は、
項目1〜56のいずれか一項に記載の、ガラスオーバーフロートラフを含む耐火物を用意するステップと、
ガラス材料をガラスオーバーフロートラフに流し入れ、またガラスオーバーフロートラフの少なくとも1つのリップから流れ出させることでガラス接触領域を規定するステップを含み、ガラス材料は、アルカリ金属、アルカリ土類金属又はこれらの組み合わせを有するアルミノシリケートガラスを含む。
項目1〜56のいずれか一項に記載の、ガラスオーバーフロートラフを含む耐火物を用意するステップと、
ガラス材料をガラスオーバーフロートラフに流し入れ、またガラスオーバーフロートラフの少なくとも1つのリップから流れ出させることでガラス接触領域を規定するステップを含み、ガラス材料は、アルカリ金属、アルカリ土類金属又はこれらの組み合わせを有するアルミノシリケートガラスを含む。
項目58:項目57に記載の方法であって、ガラス板は、少なくとも約20マイクロメートル、少なくとも約30マイクロメートル又は少なくとも約50マイクロメートルの厚さを有する。
項目59:項目57又は58に記載の方法であって、ガラス板は、約5mm以下、約3mm以下又は約1.1mm以下の厚さを有する。
項目60:項目57〜59のいずれか一項に記載の方法であって、ガラス板は、少なくとも約0.2m、少なくとも約0.5m、少なくとも約0.7m、少なくとも約1.1m、少なくとも約2.0m、少なくとも約2.8m又は少なくとも約3.4mの幅を有する。
項目61:項目57〜60のいずれか一項に記載の方法であって、ガラスオーバーフロートラフは、少なくとも約0.1m、少なくとも約0.3m又は少なくとも約0.5mの幅を有する。
項目62:項目57〜60のいずれか一項に記載の方法であって、ガラス板の幅、ガラスオーバーフロートラフの幅又はその両方を、ガラス板を形成する方向に直角の方向で測定する。
本明細書に記載の概念を以下の実施例において更に説明する。以下の実施例は請求項に記載の本発明の範囲を限定しない。この実施例セクション中の数値は、便宜上、近似又は四捨五入したものになり得る。
多種多様な異なる焼結セラミック材料を含む耐火物を、上述した方法及び多数の出発原料、例えばアルミナ粉末、シリカ、特定の添加剤、他の材料又はこれらの組み合わせを用いて作製する。表1〜6は試料の組成を示し、全ての試料が主としてアルミナを含有する。微量の不純物が存在する場合があるが、報告はしない。そのような不純物は通常、そのような試料の性能に大きく影響しないからである。加えて、各試料について示した成分の割合の合計が、四捨五入により100%にならない場合もある。
試料を試験することで、上述したような見掛け気孔率及び理論密度の割合を求める。加えて、破壊靭性、4点クリープ速度、ガラス接触界面、ブリスタリング性能又はこれらの組み合わせを、上述した方法に従って表7に示す特定の試料について測定する。
表1では、MgO、CaO、TiO2又はこれらの組み合わせを添加剤として有する試料を示す。試料用の出発原料は、ある量の反応性Al2O3、ある量の非反応性Al2O3又はその両方を含む。例えば、試料1、2及び3を、94.00wt%の反応性Al2O3を使用して作製する。加えて、試料4を、24.63wt%の反応性Al2O3及び73.89wt%の非反応性Al2O3を使用して作製する。
MgTiO3を、表1に挙げた幾つかの試料用の出発原料として加える。例えば、試料3を、2.0wt%のMgTiO3を使用して作製する。表1の試料16の作製に使用するMgTiO3は、33.2wt%のMgOと、66.2wt%のTiO2と、ある量のAl2O3、SiO2、ZrO2、BaO、Fe2O3、P2O5、CaO、Na2O及びK2Oを含む残りとを含む。加えて、試料4を1.0wt%のMgOを使用して作製する。タルクも、表1の幾つかの試料用の出発原料として用意する。例えば、試料1を6.0wt%のタルクを使用して作製し、試料2を5.0wt%のタルクを使用して作製し、試料3を4.0wt%のタルクを使用して作製する。表1の試料の作製に使用するタルクは、74.86wt%のAl2O3と、24.7wt%のSiO2と、ある量のTiO2、Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O及びP2O5を含む残りとを含む。
表2では、TiO2、Ta2O5又はこれらの組み合わせを添加剤として有する試料を示す。試料用の出発原料は、ある量の反応性Al2O3、ある量の非反応性Al2O3又はその両方を含む。例えば、試料5を、19.99wt%の反応性Al2O3及び64.01wt%の非反応性Al2O3を使用して作製する。試料6を19.99wt%の反応性Al2O3及び59.01wt%の非反応性Al2O3を使用して作製し、試料7を19.99wt%の反応性Al2O3及び59.01wt%の非反応性Al2O3を使用して作製する。
さらに、試料5、6及び7を、ある量のムライトを使用して作製する。例えば、試料5を15.0wt%のムライトを使用して作製し、試料6及び7を20.0wt%のムライトを使用して作製する。試料5及び6の作製に使用するムライトは、CE Minerals Mullite 70−325であり、67.39wt%のAl2O3と、28.38wt%のSiO2と、2.7wt%のTiO2と、1.10wt%のFe2O3と、CaO、MgO、Na2O、K2O及びP2O5から構成される残りとを含む。試料7の作製に使用するムライトはDuramul 325/F Mulliteであり、74.86wt%のAl2O3と、24.70wt%のSiO2と、TiO2、Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O及びP2O5から構成される残りとを含む。加えて、試料5、6及び7を1wt%のTa2O5を使用して作製し、試料27を0.9wt%のTa2O5を使用して作製する。
表3では、Y2O3を添加剤として有する試料を示す。試料用の出発原料は、ある量の反応性Al2O3、ある量の非反応性Al2O3又はその両方を含む。例えば、試料8、9及び10を、94.00wt%の反応性Al2O3を使用して作製する。加えて、試料11を、19.98wt%の反応性Al2O3及び65.03wt%の非反応性Al2O3を使用して作製する。
さらに、試料11を、ある量のムライトを使用して作製する。例えば、試料11を、12.0wt%のムライトを使用して作製する。試料11の作製に使用するムライトはDuramul 325/F Mulliteであり、74.86wt%のAl2O3と、24.70wt%のSiO2と、TiO2、Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O及びP2O5から構成される残りとを含む。
試料8を6wt%のY2O3を使用して作製し、試料9を4wt%のY2O3を使用して作製し、試料10を5wt%のY2O3を使用して作製し、試料11を3wt%のY2O3を使用して作製する。さらに、試料8を2.0wt%の非晶質SiO2を使用して作製し、試料9を1.0wt%の結晶性SiO2を使用して作製する。
表4では、ZrO2を有する試料を示す。試料用の出発原料は、ある量の反応性Al2O3を含む。例えば、試料12を92.50wt%の反応性Al2O3を使用して作製し、試料13を92.00wt%の反応性Al2O3を使用して作製する。加えて、試料12を1.5wt%のMgTiO3及び6.0wt%のタルクを使用して作製する。試料13を、3.0wt%のZrO2、3.0wt%のTa2O5、1.0wt%のY2O3及び2.0wt%の結晶性SiO2を使用して作製する。表4の試料12の作製に使用するタルクは、74.86wt%のAl2O3と、24.7wt%のSiO2と、ある量のTiO2、Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O及びP2O5を含む残りとを含む。表4の試料12の作製に使用するMgTiO3は、33.2wt%のMgOと、66.2wt%のTiO2と、ある量のAl2O3、SiO2、ZrO2、BaO、Fe2O3、P2O5、CaO、Na2O及びK2Oを含む残りとを含む。
表5では、TiO2、Fe2O3又はこれらの組み合わせを有する試料を示す。試料用の出発原料は、ある量の反応性Al2O3、ある量の非反応性Al2O3又はその両方を含む。例えば、試料18を、78.00wt%の反応性Al2O3を使用して作製する。加えて、試料15を、19.98wt%の反応性Al2O3及び59.32wt%の非反応性Al2O3を使用して作製し、試料16を23.81wt%の反応性Al2O3を使用して作製し、試料17を19.88wt%の反応性Al2O3及び59.64wt%の非反応性Al2O3を使用して作製し、試料14を、19.88wt%の反応性Al2O3及び59.64wt%の非反応性Al2O3を使用して作製する。
さらに、試料14、15、16及び17を、ムライトを使用して作製する。特に、試料14を、19.9wt%のムライトを使用して作製する。加えて、試料15を20.0wt%のムライトを使用して作製し、試料16を4.8wt%のムライトを使用して作製し、試料17を19.9wt%のムライトを使用して作製する。試料14の作製に使用するムライトはCE Minerals/Treibacher WFM Mulliteであり、76.00wt%のAl2O3と、23.50wt%のSiO2と、Fe2O3、CaO、MgO、Na2O及びK2Oから構成される残りとを含む。試料15及び16の作製に使用するムライトはDuramul 325/F Mulliteであり、74.86wt%のAl2O3と、24.70wt%のSiO2と、TiO2、Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O及びP2O5とから構成される残りとを含む。試料17の作製に使用するムライトはCE Minerals Mullite 70−325であり、67.39wt%のAl2O3と、28.38wt%のSiO2と、2.7wt%のTiO2と、1.10wt%のFe2O3と、CaO、MgO、Na2O、K2O及びP2O5から構成される残りとを含む。加えて、試料14を0.6wt%のTiO2を使用して作製し、試料47を0.5wt%のTiO2を使用して作製し、試料17を0.6wt%のTiO2を使用して作製する。
全般的な説明又は実施例において上述した作業の全てが必要というわけではないこと、特定の作業の一部を必要としない場合もあること、また記載したものに加えて1つ以上の更なる作業を行う場合もあることに留意されたい。さらに、作業を列挙した順序が必ずしもそれらをとり行う順序であるとは限らない。
利益、他の利点及び問題の解決策を、特定の実施形態と絡めてこれまで記載してきた。しかしながら、それらの利益、利点、問題の解決策及び任意の利益、利点又は解決策を生じさせ得るあるいはそれらをより顕著なものにし得るいかなる特徴も、いずれか又は全ての請求項の、極めて重要な、必要とされる又は不可欠な特徴であるとは解釈されない。
本明細書に記載の実施形態の仕様及び実例は、様々な実施形態の構造の全体的な理解をもたらすためのものである。
本明細書で使用の用語「含む(comprises、comprising)」、「含む(includes、including)」、「有する(has、having)」又はこれらの他の変化形は、非排他的な包括を適用することを意図している。例えば、一連の特徴を備えた工程、方法、物品又は装置が必ずしもそれらの特徴だけに限定されるとは限らず、はっきりとは挙げられていない他の特徴又はそのような工程、方法、物品若しくは装置に本来備わっている他の特徴も含み得る。さらに、そうでないことが明記されていない限り、「又は/若しくは」は包含的な「又は/若しくは」のことであり、排他的な「又は/若しくは」のことではない。例えば、条件A又はBは、以下のいずれか1つによって満たされる:Aが真であり(又は存在し)且つBが偽であり(又は存在しない)、Aが偽であり(又は存在しない)且つBが真であり(又は存在する)、またA及びBの両方が真である(又は存在する)。
不定冠詞は、本明細書に記載の要素及び成分を記載するために用いられる。これは便宜行われているにすぎず、また本開示の実施形態の範囲を全体的にとらえるためのものに過ぎない。この記載は1つ又は少なくとも1つを含むと解釈されるべきであり、別段の意図が明らかでない限り、単数形は複数形も含み、あるいは複数形は単数形を含む。値に言及する際の「平均」と言う用語は、平均、幾何平均又は中央値を意味するものとする。元素周期表の列に対応する族番号は、CRC Handbook of Chemistry and Physics,81st Edition(2000−2001)にある「新表記法」の約束ごとを用いている。
別段の定義がない限り、本明細書で使用する全ての技術的及び科学的な用語は、本開示が属する分野の当業者が一般的に理解しているものと同じ意味を有する。材料、方法及び実施例は説明のためのものにすぎず、限定を意図したものではない。本明細書に記載されていない範囲にまで、特定の材料及び加工行為に関する数多くの詳細は慣用であり、耐火物及びガラスオーバーフロートラフ分野における教本及び他の情報源に見い出し得る。
仕様及び実例は、本明細書に記載の構造又は方法を用いる装置及びシステムの要素及び特徴の全てについての余すところのない包括的な説明としての役割を果たすことを意図されてはいない。別々の実施形態を1つの実施形態において組み合わせる場合もあり、逆に、簡潔にするために1つの実施形態の文脈で記載された多様な特徴を別々にすることも又は部分的に組み合わせる場合もある。さらに、値を範囲で示す場合、その範囲内のありとあらゆる値が含まれる。数多くの他の実施形態は、本明細書を読んで初めて当業者に明らかとなり得る。他の実施形態も用い得て、また本開示から他の実施形態も導きだし得ることから、本開示の範囲から逸脱することなく構造的置換、論理的置換又は別の変更を行い得る。したがって、本開示は限定的というより例示的なものであると見なされる。
Claims (62)
- 少なくとも約10wt%のAl2O3と、
少なくとも約1wt%のSiO2とを含む耐火物であって、
約0.5wt%以下のZrO2を含み、
少なくとも約0.2wt%の添加剤を含み、
約8wt%以下の前記添加剤を含み、
少なくとも約0.25wt%の前記添加剤を含み、
TiO2、Y2O3、SrO、BaO、CaO、Ta2O5、Fe2O3、ZnO、MgO又はこれらの組み合わせを含み、
クリープ速度が約1×10−4h−1以下であり、
クリープ速度が少なくとも約1×10−6h−1であり、
理論密度の割合が少なくとも約90%であり、
約2vol%以下の見掛け気孔率を有し、
ガラスオーバーフロートラフ又は成形ブロックを含む、
あるいはこれらの組み合わせである耐火物。 - 前記クリープ速度が、約5.0×10−5h−1以下、約7.5×10−6h−1以下、約4.9×10−6h−1以下又は約1.01×10−6h−1以下である、請求項1に記載の耐火物。
- 前記クリープ速度が、少なくとも約2×10−6h−1、少なくとも約8×10−6h−1又は少なくとも約1×10−5h−1である、請求項1又は2のいずれか一項に記載の耐火物。
- 前記理論密度の割合が、約95%以下、約94%以下又は約93%以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の耐火物。
- 前記理論密度の割合が、少なくとも約91%、少なくとも約92%又は少なくとも約93%である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の耐火物。
- 前記見掛け気孔率が、約0.8vol%以下、約0.5vol%以下又は約0.2vol%以下である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の耐火物。
- 少なくとも約10wt%のAl2O3と、
少なくとも約1wt%のSiO2と、
添加剤と、
アルミニウム相と、
シリカ相とを含む耐火物であって、
前記アルミニウム相が本質的にAl2O3から成り、
前記シリカ相が前記耐火物のボディ部内の前記アルミニウム相全体にわたって実質的に均一に分散し、
前記添加剤の実質的に全てが前記アルミニウム相の外側にあり、
前記添加剤の実質的に全てが前記シリカ相内にあり、
前記添加剤が前記アルミニウム相及び前記シリカ相のそれぞれの中にある、
あるいはこれらの組み合わせである耐火物。 - 約8wt%以下の前記添加剤を含む、請求項7に記載の耐火物。
- 前記シリカ相が、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸バリウム、ケイ酸ストロンチウム、ケイ酸イットリウム又はこれらの組み合わせを含む、請求項8に記載の耐火物。
- 前記添加剤の実質的に全てが前記シリカ相内にある、請求項8又は9のいずれか一項に記載の耐火物。
- 約1wt%以下のアルカリ金属酸化物、約0.5wt%以下のアルカリ金属酸化物又は約0.3wt%以下のアルカリ金属酸化物を含む、請求項8〜10のいずれか一項に記載の耐火物。
- 前記アルカリ金属酸化物の実質的に全てが前記シリカ相内にある、請求項11に記載の耐火物。
- 前記耐火物の縁と前記ボディ部の間で、前記ボディ部の外側に配置された周縁領域を含み、前記周縁領域のいずれの部位も、前記耐火物の縁の約20mm以下、前記耐火物の縁の約10mm以下、前記耐火物の縁の約5mm以下又は前記耐火物の縁の約1mm以下内にある、請求項7〜12のいずれか一項に記載の耐火物。
- 前記シリカ相の融点が、少なくとも約1300℃、少なくとも約1400℃、少なくとも約1500℃、少なくとも約1600℃又は少なくとも約1700℃である、請求項7〜13のいずれか一項に記載の耐火物。
- 前記シリカ相の融点が、少なくとも、前記耐火物の形成に用いる焼結温度前後である、請求項14に記載の耐火物。
- 前記添加剤を焼結助剤として備える、請求項1〜15のいずれか一項に記載の耐火物。
- SiO2を、非晶質SiO2、結晶性SiO2又はこれらの組み合わせとして備える、請求項1〜16のいずれか一項に記載の耐火物。
- 前記耐火物中のAl2O3の少なくとも約16%、Al2O3の少なくとも約25%又はAl2O3の少なくとも約50%を反応性Al2O3として備える、請求項1〜17のいずれか一項に記載の耐火物。
- 前記耐火物中のAl2O3の約99%以下、Al2O3の約90%以下又はAl2O3の約75%以下を反応性Al2O3として備える、請求項1〜18のいずれか一項に記載の耐火物。
- 少なくとも約0.2wt%のZrO2及び少なくとも約0.2wt%のY2O3を含む、請求項1〜19のいずれか一項に記載の耐火物。
- 約0.3wt%以下のZrO2、約0.2wt%以下のZrO2又は約0.05wt%以下のZrO2を含む、請求項1〜19のいずれか一項に記載の耐火物。
- 少なくとも0.03wt%のZrO2、少なくとも0.1wt%のZrO2又は少なくとも0.25wt%のZrO2を含む、請求項1〜20のいずれか一項に記載の耐火物。
- 少なくとも約0.2wt%の前記添加剤、少なくとも約0.4wt%の前記添加剤又は少なくとも約0.6wt%の前記添加剤を含む、請求項1〜22のいずれか一項に記載の耐火物。
- 約8wt%以下の前記添加剤、約7wt%以下の前記添加剤又は約6wt%以下の前記添加剤を含む、請求項1〜23のいずれか一項に記載の耐火物。
- 前記添加剤が、前記耐火物の複数の添加剤のうちのある特定の添加剤である、請求項1〜24のいずれか一項に記載の耐火物。
- 前記複数の添加剤のそれぞれを少なくとも約0.3wt%、前記複数の添加剤のそれぞれを少なくとも約0.8wt%、前記複数の添加剤のそれぞれを少なくとも1.6wt%又は前記複数の添加剤のそれぞれを少なくとも2.5wt%含む、請求項25に記載の耐火物。
- 少なくとも約5wt%の前記特定の添加剤を含む、請求項25に記載の耐火物。
- 前記耐火物中の前記複数の添加剤の総含有量が、少なくとも約3wt%、少なくとも約5wt%又は少なくとも約7wt%である、請求項25〜27のいずれか一項に記載の耐火物。
- 前記耐火物中の前記複数の添加剤の総含有量が、約14wt%以下、約12wt%以下又は約10wt%以下である、請求項25〜27のいずれか一項に記載の耐火物。
- 少なくとも約0.2wt%のTiO2、少なくとも約0.4wt%のTiO2又は少なくとも0.6wt%のTiO2を含む、請求項1〜29のいずれか一項に記載の耐火物。
- 約4.0wt%以下のTiO2、約3.0wt%以下のTiO2又は約2.0wt%以下のTiO2を含む、請求項1〜30のいずれか一項に記載の耐火物。
- 少なくとも約0.2wt%のMgO、少なくとも約0.4wt%のMgO又は少なくとも約0.6wt%のMgOを含む、請求項1〜31のいずれか一項に記載の耐火物。
- 約4.5wt%以下のMgO、約3.5wt%以下のMgO又は約2.5wt%以下のMgOを含む、請求項1〜32のいずれか一項に記載の耐火物。
- 少なくとも約0.2wt%のCaO、少なくとも約0.5wt%のCaO又は少なくとも約0.7wt%のCaOを含む、請求項1〜33のいずれか一項に記載の耐火物。
- 少なくとも約0.2wt%のFe2O3、少なくとも約0.7wt%のFe2O3又は少なくとも約0.9wt%のFe2O3を含む、請求項1〜34のいずれか一項に記載の耐火物。
- 少なくとも約0.2wt%のTa2O5、少なくとも約0.4wt%のTa2O5又は少なくとも約0.6wt%のTa2O5を含む、請求項1〜35のいずれか一項に記載の耐火物。
- 約2.0wt%以下のTa2O5、約1.1wt%以下のTa2O5又は約0.7wt%以下のTa2O5を含む、請求項1〜36のいずれか一項に記載の耐火物。
- 少なくとも約1wt%のY2O3、少なくとも約2wt%のY2O3又は少なくとも約3wt%のY2O3を含む、請求項1〜37のいずれか一項に記載の耐火物。
- 約9wt%以下のY2O3、約8wt%以下のY2O3又は約7wt%以下のY2O3を含む、請求項1〜38のいずれか一項に記載の耐火物。
- TiO2が前記耐火物中の唯一の添加剤である、請求項1〜24、30及び31のいずれか一項に記載の耐火物。
- 前記複数の添加剤がTiO2及びMgOだけを含む、請求項25〜33のいずれか一項に記載の耐火物。
- 前記複数の添加剤がTiO2、MgO及びCaOだけを含む、請求項25〜34のいずれか一項に記載の耐火物。
- 前記複数の添加剤がTiO2及びFe2O3だけを含む、請求項25〜31及び35のいずれか一項に記載の耐火物。
- 前記複数の添加剤がTiO2、Fe2O3及びTa2O5だけを含む、請求項25〜31及び35〜37のいずれか一項に記載の耐火物。
- Ta2O5が前記耐火物中の唯一の添加剤である、請求項1〜24、36及び37のいずれか一項に記載の耐火物。
- Y2O3が前記耐火物の唯一の添加剤である、請求項1〜24、38及び39のいずれか一項に記載の耐火物。
- 少なくとも約20wt%のAl2O3、少なくとも約50wt%のAl2O3、少なくとも約70wt%のAl2O3、少なくとも約85wt%のAl2O3、少なくとも約90wt%のAl2O3又は少なくとも約92wt%のAl2O3を含む、請求項1〜46のいずれか一項に記載の耐火物。
- 約95wt%以下のAl2O3、約93wt%以下のAl2O3、約92wt%以下のAl2O3又は約90%以下のAl2O3を含む、請求項1〜47のいずれか一項に記載の耐火物。
- 約7wt%以下のSiO2、約6wt%以下のSiO2又は約4wt%以下のSiO2を含む、請求項1〜48のいずれか一項に記載の耐火物。
- 少なくとも約1.1wt%のSiO2、少なくとも約1.5wt%のSiO2、少なくとも約2.1wt%のSiO2又は少なくとも約2.7wt%のSiO2を含む、請求項1〜49のいずれか一項に記載の耐火物。
- 破壊靭性が、少なくとも約2.1MPa−m1/2、少なくとも約2.5MPa−m1/2又は少なくとも約2.9MPa−m1/2である、請求項1〜50のいずれか一項に記載の耐火物。
- 約0.5m、約1.1m、約2.0m又は少なくとも約4.0mの長さを有する、請求項1〜51のいずれか一項に記載の耐火物。
- 前記耐火物の粒子の粒径のD90値が、500マイクロメートル以下、350マイクロメートル以下又は200マイクロメートル以下である、請求項1〜52のいずれか一項に記載の耐火物。
- ガラスオーバーフロートラフ又は成形ブロックを含む、請求項1〜53のいずれか一項に記載の耐火物。
- 焼結される、請求項1〜54のいずれか一項に記載の耐火物。
- 等圧圧縮、スリップキャスティング又はこれらの組み合わせで形成される、請求項1〜55のいずれか一項に記載の耐火物。
- ガラス板の形成方法であって、
請求項1〜56のいずれか一項に記載の、ガラスオーバーフロートラフを含む耐火物を用意するステップと、
ガラス材料を前記ガラスオーバーフロートラフに流し入れ、また前記ガラスオーバーフロートラフの少なくとも1つのリップから流れ出させることでガラス接触領域を規定するステップとを含み、前記ガラス材料が、アルカリ金属、アルカリ土類金属又はこれらの組み合わせを有するアルミノシリケートガラスを含む方法。 - 前記ガラス板が、少なくとも約20マイクロメートル、少なくとも約30マイクロメートル又は少なくとも約50マイクロメートルの厚さを有する、請求項57に記載の方法。
- 前記ガラス板が、約5mm以下、約3mm以下又は約1.1mm以下の厚さを有する、請求項57又は58のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ガラス板が、少なくとも約0.2m、少なくとも約0.5m、少なくとも約0.7m、少なくとも約1.1m、少なくとも約2.0m、少なくとも約2.8m又は少なくとも約3.4mの幅を有する、請求項57〜59のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ガラスオーバーフロートラフが、少なくとも約0.1m、少なくとも約0.3m又は少なくとも約0.5mの幅を有する、請求項57〜60のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ガラス板の幅、前記ガラスオーバーフロートラフの幅又はその両方が、前記ガラス板を形成する方向に直角の方向で測定される、請求項57〜60のいずれか一項に記載の方法。
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