间隙砖的制作方法

本发明涉及一种用于玻璃熔炉的间隙砖，以及包括该间隙砖的玻璃熔炉。

背景技术：

通过熔融和精炼包含诸如氧化物、碳酸盐、硫酸盐和硝酸盐的化合物的原材料的可玻璃化混合物来制造许多玻璃产品。这两个阶段是在熔炉中进行的，熔炉的主要组成要素是耐火产品，该耐火产品能够抵抗这些熔炉中遇到的高温和应力。因此，玻璃熔炉通常包括根据其性能而布置在不同位置的大量耐火产品。对于熔炉的每一部分，所选择的产品必须是不会引起任何缺陷(这种缺陷会导致玻璃无法使用(这会降低产率))、并且长期具有足够的抵抗力以使熔炉具有令人满意的使用寿命的产品。

图1示意性地示出了玻璃熔炉10的横截面的一半。特别地，我们看到了槽池12、金属结构14和上层结构16。

旨在容纳熔融玻璃的槽池12包括竖直侧壁22和基板24。侧壁22通常由侧向槽池砖制成，这些槽池砖在槽池的整个高度上延伸直至上边缘25。

上层结构16通常包括在其底部的中间层18、置于中间层上的侧壁26以及拱形件28，上层结构16通过中间层18置于金属结构上。多个燃烧器(未示出)布置在侧壁26中并且交替地运行。

通常由铸铁制成的金属结构14在外部围绕槽池的侧壁22。金属结构承载上层结构16的重量。

中间层18包括间隙砖20并且优选地由间隙砖20构成，间隙砖20通常具有图2a中所示的形状。通常，每个间隙砖20具有l形横截面轮廓的总体形状。在使用中，l的长臂或“上层结构臂”30水平地延伸。l的短臂或“槽池臂”32在上层结构臂30下方竖直地延伸。

间隙砖20的外表面包括：

-分别限定轮廓的长度l20的第一端表面201和第二端表面202，

-下侧表面203，包括：水平支撑表面2014，该水平支撑表面在使用中置于金属结构14上；槽池表面2012，优选地是水平的，在使用中，该槽池表面面向槽池12的上边缘25延伸；以及下侧过渡表面2014-12，该下侧过渡表面2014-12连接支撑表面2014和槽池表面2012，

-外侧表面204，优选是竖直的，

-上侧表面205，该上侧表面包括：水平的上层结构表面2026，侧壁26在操作中置于该上层结构表面2026上；以及上侧过渡表面2026-3，该上侧过渡表面连接上层结构表面2026和下侧表面203，特别是连接槽池表面2012。

在图2b上，槽池表面2012、支撑表面2014和上层结构表面2026由虚线界定。

由于上层结构臂30部分地处于温度接近环境温度(通常由于吹送的空气冷却)的环境中，而部分地在熔炉内的槽池臂32暴露于大约1500℃的温度下，因此间隙砖20必须承受高的热应力。

另外，由于燃烧器的交替操作和维护操作，间隙砖经历热循环，例如“镀层(placage)”操作需要停工、然后重新启动熔炉的外部冷却，或者用于更换燃烧器或燃烧器砖的操作需要停工、然后重新启动燃烧器。

间隙砖还必须抵抗来自熔炉和冷凝物的侵蚀性蒸汽的腐蚀。

为了抵抗这些应力，间隙砖由耐火产品制成。

在耐火产品中，我们区分熔融产品和烧结产品。与烧结产品相反，熔融产品最常包含连接晶粒的晶间玻璃相。因此，烧结产品和熔融产品带来的问题以及为解决这些问题而采用的技术方案通常是不同的。针对烧结产品的生产而开发的组合物不一定可用于生产熔融产品，反之亦然。熔融产品(通常被描述为“电熔”)是通过在电弧炉中将合适原料的混合物熔融或者使用适于这些产品的任何其它技术来获得的。然后将熔融材料浴浇铸至模具中，然后对得到的产品进行受控的冷却循环。

目前，主要使用熔融产品来生产间隙砖，特别是包含30-45％的氧化锆的氧化铝-氧化锆-二氧化硅类型的产品(缩写为azs)。这些产品的微观结构基本上包括α氧化铝晶体、游离氧化锆晶体、刚玉-氧化锆共晶晶体以及晶间玻璃相。另外，还可以发现氧化锆含量非常高(通常超过85％的氧化锆)的产品。这些产品的微观结构基本上包括游离氧化锆晶体(树枝状晶体)和晶间玻璃相晶体。

另外，为了延长熔炉的使用寿命，必须将熔炉的耐火砖“干燥”组装，即，没有粘结砂浆。为了确保密封，这些砖必须具有非常精确的尺寸并具有良好的表面状态。因此，总是对砖、特别是间隙砖进行机加工，以确保与相邻砖的紧密接触。

然而，有时，间隙砖的抗裂性不足以满足玻璃制造商的当前发展的需求，因为玻璃制造商要求延长熔炉的使用寿命。实际上，间隙砖的开裂可能导致破裂，从而导致碎屑落入熔融玻璃的熔池中并且因此在玻璃中产生缺陷。另外，间隙砖不再能恰当地保护金属结构和槽池。上层结构的其余部分也可能失衡。

因此，需要一种具有更好的抗裂性和/或延长的使用寿命的间隙砖。本发明的一目的是满足这一需求。

技术实现要素：

本发明涉及一种熔融后的间隙砖，该间隙砖限定了如上所述的外表面。

根据本发明的第一主要方面，下侧过渡表面的至少一部分并且优选地下侧过渡表面的全部具有表皮微观结构，即，晶体密度是在所述表面下方4厘米(cm)的深度处测量的晶体密度的4倍以上、或6倍以上、或7倍以上、或9倍以上。

令人惊讶地是，发明人发现在下侧过渡表面处存在表皮微观结构显著地改善了间隙砖的热机械强度和耐腐蚀性。因此有利地延长了熔炉的使用寿命。

优选地，所述表面的旨在暴露于熔炉内部的环境的至少一部分、优选地全部具有表皮微观结构。特别地，优选地槽池表面和/或上侧过渡表面的至少一部分、优选地全部具有表皮微观结构。

优选地，支撑表面的至少一部分、优选地全部、或者全部下侧表面和/或外侧表面的全部或一部分具有表皮微观结构。

在一实施方式中，间隙砖的上层结构表面和/或端表面、或者整个表面可以具有表皮微观结构。

然而，该实施方式不是优选的。优选地，至少上层结构表面不具有表皮微观结构。优选地，端表面不具有表皮微观结构。

根据本发明的第二主要方面：

-位于上层结构臂和槽池臂之间的接合处的上侧过渡表面包括弯曲(即不平坦，没有脊部)的表面，并且优选地该弯曲的表面构成圆形基底的圆柱形表面的一部分。优选地，该上侧接合表面连接上层结构臂的水平表面(特别是上层结构表面)和槽池臂的水平表面(特别是槽池表面)，和/或

-位于上层结构臂和槽池臂之间的接合处的下侧过渡表面包括没有脊部的弯曲的表面，并且优选地该弯曲的表面构成圆形基底的圆柱形表面的一部分。优选地，该下侧接合表面连接上层结构臂的水平表面(特别是上层结构表面)和槽池臂的水平表面(特别是槽池表面)。

根据本发明的第三主要方面，在任何横截面中，间隙砖的厚度是恒定的。

发明人已经发现，脊部的缺少和恒定的厚度改善了间隙砖的机械强度。圆角的形状还允许更好地排出冷凝液，冷凝液可能会与槽池中的熔融玻璃一起排出，从而限制了间隙砖的腐蚀。

根据本发明的第四方面，支撑表面包括单个脚部或彼此相同或不同的一组脚部，每个脚部具有端面，优选地，该端面是平坦的或者与另一脚部的端面共面，并且旨在使用时置于金属结构上。

优选地，支撑表面精确地限定了三个或四个脚部。

优选地，脚部的端面没有表皮微观结构。

还优选地，界面材料填充由支撑表面界定的体积，该体积延伸至所述端面的平面。当支撑表面限定多个脚部时，界面材料因此在脚部之间延伸基本上等于脚部高度的厚度。

单个脚部的端面的面积或多个脚部的端面的面积的累计和优选地大于支撑表面的面积的0.5％并且小于支撑表面的面积的10％。

自然地，可以组合本发明的各个主要方面。

无论涉及到哪个主要方面，根据本发明的间隙砖都可以包括以下可选特征中的一个或多个：

-具有表皮微观结构的表面的晶体密度是在所述表面下方4厘米的深度处测量的晶体密度的30倍以下、或25倍以下、或20倍以下；

-上侧过渡表面的至少一部分是具有表皮微观结构的表面；

-整个下侧表面是具有表皮微观结构的表面；

-上层结构表面的至少一部分的晶体密度是在所述上层结构表面下方4厘米的深度处的密度的四倍以下、三倍以下或两倍以下；

-具有表皮微观结构的表面(并且特别是下侧过渡表面的至少一部分)的晶体密度大于每平方毫米(mm²)130个晶体、优选地大于每平方毫米150个晶体、优选地大于每平方毫米180个晶体、优选地大于每平方毫米200个晶体、大于每平方毫米230个晶体、或大于每平方毫米250个晶体；

-间隙砖的zro2含量以基于氧化物的质量百分比计大于80.0％，并且具有表皮微观结构的表面(特别是下侧过渡表面的至少一部分)的晶体密度大于每平方毫米600个晶体、优选地大于每平方毫米650个晶体、优选地大于每平方毫米700个晶体、优选地大于每平方毫米800个晶体、大于每平方毫米900个晶体、大于每平方毫米1000个晶体、或者大于每平方毫米1100个晶体；

-间隙砖的zro2含量以基于氧化物的质量百分比计大于80.0％，并且具有表皮微观结构的表面(特别是下侧过渡表面的至少一部分)的所述晶体的平均等效直径小于45μm、优选地小于40μm、和/或优选地大于20μm、或者大于30μm；

-在具有表皮微观结构的表面的至少一部分上布置、优选地胶粘界面材料，该界面材料优选地以层的形式、优选地由具有优选小于1.0w.m^-1.k^-1的导热率的绝热材料形成；

-界面材料是可变形的(在使用中遇到的压缩力的作用下)，界面材料优选为毡，优选为导热率优选地小于1.0w.m^-1.k^-1、或小于0.7w.m^-1.k^-1、或小于0.5w.m^-1.k^-1的绝热毡，优选为陶瓷纤维、特别是基于氧化铝和二氧化硅的陶瓷纤维；

-端表面是平坦的，并且特别是没有曲柄，并且优选地是基本上竖直的；

-在另一实施方式中，第一端表面和第二端表面分别限定凸榫和与所述凸榫形状互补的榫眼，使得在使用位置中，所述凸榫被容纳在第一相邻间隙砖的榫眼中，并且所述榫眼容纳第二相邻间隙砖的凸榫(凸/凹联接)；

-间隙砖的化学组成以基于氧化物的质量百分比计，使得：

al2o3+zro2+sio2>80.0％；

-间隙砖具有如下的化学组成，该化学组成以基于氧化物的质量百分比计包括大于0.5％且小于10.0％的氧化锆稳定剂；

-间隙砖的化学组成以基于氧化物的质量百分比计，使得在总计为100％的情况下：

-al2o3+zro2+sio2：大于84.0％且小于97.0％，

-y2o3：低于5.0％，

-na2o：大于0.1％且小于1.5％，

-b2o3：大于0.1％且小于0.6％，

-除al2o3、zro2、sio2、y2o3、na2o和b2o3以外的氧化物类型：小于10.0％；

-间隙砖的化学组成以基于氧化物的质量百分比计，使得：

-zro2：大于12.0％且小于45.0％，

-sio2：大于8.0％且小于24.0％，

-al2o3：大于35.0％，小于60.0％，

或者，使得

-zro2：大于80.0％且小于97.0％，

-sio2：大于0.5％至小于15.0％，

-al2o3：大于0.2％且小于3.0％。

在熔融的间隙砖的表面上、即在熔融的产品中获得表皮微观结构对本领域技术人员没有特别的困难。特别地，本领域技术人员知道通过增加熔融材料的固化速率可以使微观结构具有更精细的表面。

当将熔融材料浴浇铸在模具中时，模具的特性和模具的温度可以特别地适于确保冷却足够迅速，以获得表皮微观结构。例如，当模具最初处于环境温度时，在与模具壁接触或在模具壁附近的表面上形成表皮微观结构。与通常的做法相反，如果在机加工操作期间没有消除这种表皮，则在未机加工的间隙砖的表面上获得表皮微观结构。

然而，有限的机加工(表面处理)允许保留表皮微观结构。

在特定的实施方式中，本发明涉及一种用于生产间隙砖的方法，该方法包括以下的连续步骤：

a)混合原材料以形成起始配合料；

b)将所述起始配合料熔融以获得熔融材料浴；

c)将所述熔融材料浇铸在模具中(优选地在环境温度下)，并且通过冷却使所述熔融材料固化，以便获得具有间隙砖的大体形状的中间件，并且该中间件的与模具接触的表面具有表皮微观结构；

d)从模具中取出所述中间件；

e)对中间件的外表面进行部分机加工，以便在所述表面的至少一个部分保留表皮微观结构。

优选地，对上层结构表面或端表面进行机加工，这在熔炉中提供了良好的稳定性。在一实施方式中，不对支撑表面进行机加工，和/或不对槽池表面进行机加工。

本发明还涉及使用根据本发明的方法生产的或已经生产的间隙砖。

此外，本发明涉及一种用于制造熔炉的方法，该熔炉包括玻璃熔融槽池、在槽池上方延伸的上层结构、以及支撑上层结构的金属结构，该方法包括将根据本发明的间隙砖整合到在金属结构和上层结构的侧壁之间的中间层中，该间隙砖优选地按照步骤a)至d)、优选地按照步骤a)至e)制造，支撑表面和上层结构表面分别与金属结构和上层结构的侧壁接触，并且槽池表面朝向槽池的上边缘。

最后，本发明涉及一种玻璃熔炉，该玻璃熔炉包括：

-具有上边缘的槽池；

-金属结构；和

-具有中间层的上层结构，该中间层包括根据本发明的间隙砖，支撑表面置于所述金属结构上，槽池表面面向槽池的上边缘延伸，并且上层结构置于上层结构表面上。

定义

横向平面是垂直于长度方向的平面。中间横向平面是经过一半长度的横向平面。

术语“下侧”和“上侧”、“内部”和“外部”、“水平”和“竖直”是指当间隙砖在玻璃熔炉中处于其工作位置时的取向或位置。

术语“水平”和“竖直”是指与完全水平和竖直的平面分别形成小于5°、小于2°或小于1°的角度的取向。

“晶体密度”是通过在利用等级达1微米的金刚石网格抛光所述表面之后对所述表面的显微镜检查而获得的板上可见的晶体计数来确定的。每个晶体由玻璃相界定。仅计数表面积大于12平方微米的晶体。为了验证间隙砖的表面是否具有表皮微观结构，在抛光后的该表面的板上对可见晶体计数，然后将间隙砖切割至该表面以下4cm的深度，并且计数在抛光之后因此而暴露的表面的板上的可见晶体。

术语“表皮”通常是指由熔融材料形成的熔融块的外围区域，该表皮在固化期间距离模具的壁小于5毫米(mm)。

如果将一部件“支撑”、“置于”另一部件上或“接触”另一部件，则这两个部件是一个置于另一个上。这些部分之间的接触可以是直接或间接的。“间接的接触”是指在该支撑件的作用下，这两个部件被中间元件、优选为界面材料(例如毡)分开。

槽池表面是这样的表面，在使用位置，该表面“面向”槽池的上边缘，即，在该边缘上方并紧邻该边缘基本上平行于该边缘延伸。因此，槽池表面由外表面上的与槽池的边缘的距离最小的一组点限定。因此，优选为水平的槽池表面朝着槽池的外部不延伸超过在槽池臂与上层结构臂之间的接合处的曲柄(crank)35。特别地，曲柄35可以限定具有直角的脊部。

术语“机加工”是指研磨操作，通过该研磨操作来机加工耐火部件的表面以获得精确的表面几何形状。通常，并且在本发明的特定实施方式中，机加工导致至少表皮的去除。

为了清楚起见，使用氧化物的化学式来指示这些氧化物在组成中的含量。例如，“zro2”、“sio2”或“al2o3”表示这些氧化物的含量，并且“氧化锆”、“二氧化硅”和“氧化铝”分别用于指示由zro2、sio2和al2o3形成的这些氧化物的相。

除非另有说明，否则根据本发明的间隙砖中的所有氧化物含量均为基于氧化物的质量百分比。根据工业通常的惯例，金属元素的氧化物的质量含量涉及以最稳定的氧化物的形式表示的该元素的总含量。

在熔融产品中，氧化物通常占质量的95％以上、97％以上、99％以上并且优选基本上为100％。

hfo2无法与zro2化学分离。然而，根据本发明，hfo2并非主动添加。因此，hfo2仅指示微量的二氧化铪，其中该氧化物始终自然地存在于氧化锆的源中，其质量含量通常小于5％、通常小于2％。在根据本发明的间隙砖中，hfo2的质量含量优选地小于5％、优选地小于3％、优选地小于2％。为了清楚起见，我们可以将氧化锆和微量的二氧化铪的总含量指定为“zro2”或“zro2+hfo2”。因此，hfo2不包括在“除了zro2、sio2、al2o3、na2o、b2o3和y2o3以外的氧化物类型中”。

附图说明

通过阅读下面的详细描述并查阅附图，本发明的其它特征和优势将变得明显，其中：

-图1示意性地示出了玻璃熔炉的一半横截面；

-图2(2a，2b，2c和2d)是根据本发明的示例性间隙砖的示意性透视图。所示的形状也是传统的间隙砖的通常形状；

-图3(3a和3b)是本发明的优选实施方式中的玻璃熔炉的示例性间隙砖的示意性透视图。

具体实施方式

由于在背景技术中已经描述了图1，因此现在将说明背景技术中部分描述的图2a。

间隙砖20的长度l20优选地大于10cm并且优选地小于100cm。其宽度l20优选地大于30cm和/或小于100cm，并且其高度h20优选地大于10cm和/或小于50cm。

在横截面中，即垂直于长度l20的方向，“轴线x”是在上侧表面205和下侧表面203之间的半途延伸的线。

在中间横向平面中包含的轴线x上的一点处间隙砖的厚度e20是在此点处垂直于轴线x测得的最小尺寸。优选地，间隙砖的沿轴线x的平均厚度大于10cm和/或小于50cm。优选地，该厚度沿轴线x是恒定的。

优选地，间隙砖的轮廓使得其在横向平面中的尺寸独立于所涉及的横截面平面。

优选地，支撑表面2014具有表皮微观结构。在优选的实施方式中，整个下侧表面203和/或上侧过渡表面2026-3的全部或部分、优选地上侧过渡表面2026-3的至少非水平部分、和/或间隙砖的外侧表面204具有表皮微观结构。以此方式，改善了抗裂性和机加工时间。

当通过与模具的表面接触导致的快速冷却而获得表皮微观结构时，间隙砖的具有该微观结构的表面可能具有几何变化，该几何变化不利于间隙砖20与上层结构的侧壁26或与金属结构的干式装配。

在一实施方式中，界面材料40被布置成抵靠表面的具有表皮微观结构的至少一部分。界面材料40被构造成容纳两个表面，这两个表面旨在相互接触和/或彼此热隔离。

界面材料可以是可变形的材料，以便补偿表面的几何变化。

界面材料可以是热导率优选地小于1.0w.m^-1.k^-1、小于0.7w.m^-1.k^-1或小于0.5w.m^-1.k^-1的绝热材料。

界面材料优选是毡，优选是隔热毡，优选是由陶瓷纤维制成，特别是由基于氧化铝和二氧化硅的陶瓷纤维制成。

界面材料可以布置在具有表皮微观结构的整个表面上或表面的一部分上、特别是布置在在没有可变形材料的情况下将直接与另一零件接触的接触表面上。

隔热的和/或可变形的界面材料优选地采取层的形式，该层的厚度优选地小于40mm、优选地小于32mm、优选地小于28mm、优选地小于22mm或/或优选地大于3mm或大于5mm。

另外优选地，界面材料优选地通过胶粘固定在具有表皮微观结构的表面上。在图2a中，界面材料胶粘到具有表皮微观结构的支撑表面上。有利地，界面材料稳定了由其分开的两个部件的组装，而不管由于缺少机加工而导致的任何尺寸变化。

在一实施方式中，具有表皮微观结构的表面是局部地结构化的，以便改善界面材料40的固定，特别是在可变形的材料的情况下。例如，可以提供自闭合的一个或多个圆形凹槽，以便产生一个或多个附接区域。

在一实施方式中，界面材料在整个下侧表面上延伸。

优选地，界面材料不在不具有表皮微观结构的表面上延伸。

在图2c或图3b所示的优选实施方式中：

-整个下侧表面203(支撑表面2014、槽池表面2012、以及连接支撑表面2014和槽池表面2012的下侧过渡表面2014-12)，

-整个外侧表面204，和

-上侧过渡表面2026-3的非水平的部分，

具有表皮微观结构(图2c和图3b中的阴影线区域)。优选地，界面材料仅在整个支撑表面2014上以及在下侧过渡表面2014-12的非水平的部分上延伸(图2c和图3b)。

在图2d所示的实施方式中，支撑表面2014(即在使用位置面向金属结构延伸的表面)包括一个或多个、优选地为两个至四个脚部42，所述脚部的端面44是平坦且共面的。脚部的高度h42优选地大于1mm、优选地大于2mm、和/或小于2cm、优选地小于1cm优选地小于8mm、优选地小于5mm。

脚部的端面限定了表面，间隙砖通过该表面置于金属结构上。机加工这些表面使间隙砖以表明完美配合的方式安装，这允许精确定位间隙砖。

在优选的实施方式中，脚部的端面没有表皮微观结构。然而，支撑表面2014的其余部分和/或脚部的表面的其余部分可以具有表皮微观结构。

优选地，在使用位置中，界面材料40填充间隙砖和金属结构之间的空间。换句话说，界面材料40在脚部之间延伸。界面材料可以采取层的形式，例如采取被适于脚部的形状的孔46刺穿的非织造垫的形式。有利地，脚部因此有助于将界面材料40保持就位。

在一实施方式中，除了端面44之外，不对支撑表面2014进行机加工。由此有利地，基本上加快了机加工操作。

优选地，多个脚部的端面的面积的总和s44、或者(当支撑表面限定单个脚部时)脚部的端面的面积大于支撑表面2014的面积的0.5％、优选地大于1％、大于2％、和/或小于10％、优选地小于8％、优选地小于5％。在一实施方式中，每个端面的表面积小于10cm²、小于5cm²、小于3cm²。

优选地，脚部未对齐，这提高了间隙砖的稳定性。

脚部的形状不是限制性的。特别地，脚部可以是圆柱形的，优选地具有圆形基底(如图所示)，但是也可以是圆锥形或平行六面体的。脚部不一定都具有相同的形状。

在一实施方式中，至少一个脚部或每个脚部沿着间隙砖的整个长度延伸。

优选地，脚部的形状不具有带有底切的区域。

在一实施方式中，使用具有精确确定的几何形状的模具，例如通过三维打印制成的模具。

优选地，根据本发明的间隙砖包括电熔材料，优选地由电熔材料构成，该电熔材料包括占其质量的80％以上的氧化铝、氧化锆、二氧化硅以及在某些情况下的氧化锆稳定剂，特别是氧化钇。该材料可以是azs类型，或者具有非常高的氧化锆含量(通常包含质量百分比超过80％的zro2)。

在一实施方式中，根据本发明的间隙砖包含大于0.5％、大于1.5％、大于3.0％、大于4.0％、大于5.0％、或大于6.0％、和/或小于10.0％、小于9.0％、或小于8.0％的氧化锆稳定剂，特别是cao和/或y2o3和/或mgo和/或ceo2，优选为y2o3和/或cao，优选为y2o3。

优选地，根据本发明的间隙砖具有基于氧化物的质量百分比的化学组成，使得在总计为100％的情况下：

-al2o3+zro2+sio2：大于80.0％、优选地大于84.0％、优选地大于86.0％、和/或小于97.0％、或小于95.0％、或小于94.0％，和/或

-y2o3：大于0.5％、大于1.5％、大于2.0％和/或小于5.0％、小于4.0％、或小于3.0％，和/或

-na2o：大于0.1％、大于0.2％、和/或小于0.6％、优选地小于0.5％、或小于0.4％，和/或

-b2o3：大于0.1％、或大于0.2％、和/或小于0.6％、优选地小于0.5％、或小于0.4％，和/或

-除了al2o3、zro2、sio2、y2o3、na2o和b2o3以外的氧化物类型：小于10.0％、优选地小于9.0％、进一步优选地小于8.0％、小于5.0％、或小于3.0％、或小于2.0％、或小于1.0％、或小于0.5％。

根据一实施方式，根据本发明的间隙砖具有以下化学组成：

-zro2：大于12.0％、优选地大于15.0％、优选地大于18.0％、或大于22.0％、和/或小于45.0％、或小于40.0％、或小于35.0％、或小于30.0％、或小于25.0％，和/或

-sio2：大于8.0％、优选地大于10.0％、优选地大于12.0％、和/或小于24.0％、或小于20.0％、小于17.0％、或小于14.0％，和/或

-al2o3：大于35.0％、优选地大于38.0％、或大于40.0％、和/或小于60.0％、优选地小于55.0％、或小于50.0％、小于46.0％、或小于44.0％。

根据一实施方式，根据本发明的间隙砖具有以下化学组成：

-zro2：大于80.0％、优选地大于83.0％、优选地大于86.0％、和/或小于97.0％、或小于95.0％、或小于94.0％，和/或

-sio2：大于0.5％、优选地大于1.5％、优选地大于2.5％、优选地大于4.0％、或大于6.0％、大于8.0％、大于8.5％、和/或小于15.0％、或小于12.0％、小于10.0％或小于8.0％，和/或

-al2o3：大于0.2％、优选地大于1.0％、和/或小于3.0％、优选小于2.0％。

根据一实施方式，间隙砖具有用于锚固在玻璃熔炉的金属外壳中的装置42。该锚固装置包括例如螺钉、钩、金属板或凹口。该锚固装置优选地固定在距上层结构表面小于20cm、优选地小于10cm、优选地小于5cm的位置(图2c)，或固定至上层结构表面(图3a)。

当然，上述尺寸和形状不是限制性的。

图3示出了根据本发明的间隙砖的优选形状的示意性透视图。

在上层结构臂和槽池臂之间的接合部分中，上侧过渡表面2026-3限定不具有脊部的上侧接合表面21，该上侧接合表面21优选地构成基础圆柱形的一部分，该部分优选地(如图所示)在90°的范围(圆柱体的四分之一)成角度地延伸，并且优选地连接这些臂的两个水平表面。

优选地，在上层结构臂和槽池臂之间的接合部分中，下侧过渡表面2014-12限定不具有脊部的下侧接合表面23，该下侧接合表面23优选地包括或构成基础圆柱形的一部分，该部分优选地(如图所示)在90°的范围成角度地延伸，优选地连接这些臂的两个水平表面。在一实施方式中，该圆柱形部分基本上与上侧过渡表面的圆柱形部分同轴。

使用三维打印来制造模具允许更容易地生产不具有脊部的表面，特别是上侧过渡表面和/或下侧过渡表面，特别是这些过渡表面的圆柱形部分。因此提高了间隙砖的机械强度。

在优选的实施方式中，如图3所示，该间隙砖的厚度沿轴线x是恒定的。

示例

为了重现使用中的间隙砖所承受的应力，将尺寸为150x100x85mm³的样品布置在熔炉中，第一大表面(称为“热面”)靠近加热装置，并且，相反的第二大表面(称为“冷面”)在熔炉的门闭合时抵靠熔炉的门。

加热装置的温度以每小时30℃的速度增加，直到热面上达到1350℃。在整个测试过程中保持该温度。

然后定期打开熔炉门，以便在3个3小时的循环中使冷面温度在600℃至1000℃之间变化(打开门1.5小时，关闭门1.5小时)，然后温度在600℃保持15小时。连续5天重复该处理。

通过在测试之前和测试之后测量动态杨氏模量或“moe”来评估样品的性能。通过以平面模式使用ultratest公司的ultrasonictesterip8测量样品中超声的传播速率来确定moe。在20℃所测得的初始moe标记为“moeini”，测试后的残留moe标记为“moeres”，且moe的损失(“moeres”-“moeini”)/“moeini”在表1中标记为“δmoe”。

可以结合使用richertpolyvar2型光学显微镜(优选地使用x5放大倍率)以及imagej图像分析软件来对产品的微观结构进行分析和表征。该图像分析软件允许分离独立的晶体(即被玻璃相包围)并确定其表面积。特别地，可以区分游离氧化锆或氧化铝-氧化锆共晶的晶体。仅计数表面积大于12平方微米的晶体。

计算冷面的表面(nc-表面)的并且在样品内部4cm处的面(nc-内部)上的每平方毫米的晶体数量(nc)。给定的值对应于4个读数的平均值。计算出nc-表面和nc-内部之间的比率。大于4或大于7的比率表示表皮微观结构。

序号为1的样品是在所有面上机加工的参考样品，该参考样品由sefpro公司出售的azser1681材料构成。

序号为2的样品是在所有面上机加工的参考样品，该参考样品由sefpro公司出售的er1195材料构成。

序号为3的样品是在所有面(冷面除外)上机加工的样品，该样品由sefpro公司出售的er1195材料构成。

序号为4的样品是在所有面(冷面除外)上机加工的参考样品，该参考样品由sefpro公司出售的er1681材料构成。

为了测量耐腐蚀性，从样品上切下直径为22mm、高度为100mm的圆柱形棒，并进行测试，该测试包括将棒旋转浸入碱石灰玻璃浴中。样品的转速为每分钟6转。对于示例2和3，将玻璃升温至1550℃并且持续测试72小时。对于示例4，将玻璃升温至1500℃并且持续测试48小时。在测试结束时，针对每个棒，评估腐蚀后的样品的剩余体积。选择参考产品(每个测试中存在的示例1)的剩余体积作为比较基础。任何其它被腐蚀的棒的剩余体积与被腐蚀的参考棒的剩余体积之比乘以100，即对应于腐蚀指数(ic)，并且给出了被测样品相对于参考产品的耐蚀性的评估。因此，分数大于100表示腐蚀损失比参考产品小。因此，所关注的产品比参考样品具有更好的抗熔融玻璃腐蚀的能力。

另外，使用mor/moe比率来评估样品在500℃的温度的热机械强度。然后在尺寸为15x25x150cm³的样品上测量断裂力(mor)和moe。使用shimadzu压力机在两个下侧支撑件之间的距离为125mm的情况下按照isonfen843标准来进行三点式弯曲安装，。将橡胶放在冲压机上，以避免引发裂纹。冲压机下降速度恒定在每分钟5mm。

结果在表1中给出：

该示例表明，由于可以将δmoe除以大于3，因此表皮微观结构(在产品外围处的晶体密度的高梯度)导致产品稳定性的显著改善。

mor/moe比率的增加表明根据本发明的间隙砖的优异的热机械强度。

显然，所描述的实施方式仅是示例性的并且可以修改、特别是通过技术等效物的替代进行修改，而不会脱离本发明的范围。