鉿、鉬、鎢、鉑及它們的合金。
[0097] 在本發明中,將由燃燒器的燃燒焰產生的加熱量和由熔化窯內的熔融玻璃的通電 加熱產生的加熱量的合計設為To(J/h)時,優選由通電加熱產生的加熱量T(J/h)滿足下述 式。
[0098] 〇.l〇XTo<T<0.40XTo
[0099] Τ小于0.10 X To時,有可能由組合使用熔融玻璃的通電加熱而帶來的效果、即抑制 構成熔化窯的耐火材料的侵蝕的效果變得不充分。
[0100] T大于0.40 X To時,有可能熔融窯底部的溫度升高,耐火材料的侵蝕進行。
[0101] 由于在玻璃原料的熔化時熔化窯被加熱至1300~1700°C或1350~1750°C這樣的 高溫,因此以耐火材料作為構成材料。對于構成熔化窯的耐火材料而言,除了耐熱性以外, 還要求對熔融玻璃的耐腐蝕性、機械強度、抗氧化性。
[0102] 作為構成熔化窯的耐火材料,從對熔融玻璃的耐腐蝕性優良出發,優選使用含有 90質量%以上的Zr02的氧化鋯系耐火材料。
[0103] 但是,在上述氧化鋯系耐火材料中含有總量為0.12質量%以上的堿成分(Na20、 K20)作為降低基質玻璃粘性的成分,因此加熱至1300~1700°C或1350~1750°C這樣的高溫 時,因該堿成分的存在而顯示出離子導電性。因此,通電加熱時,電流從設置在熔化窯中的 加熱電極不僅向熔融玻璃中而且向構成熔化窯的耐火材料中也有可能流通。
[0104] 在本發明中,將玻璃的作為澄清溫度的T3.3(玻璃粘度為103' 3dPa · s時的溫度、單 位:°C)下的電阻率設為Rg(Qcm)、將Τ3.3下的構成熔化窯的耐火材料的電阻率設為Rb(Q cm)時,以Rb>Rg的方式來選擇玻璃原料和構成熔化窯的耐火材料。
[0105] 如后述實施例所示,熔融玻璃和耐火材料的電阻率隨著溫度升高而降低,就相對 于溫度升高的電阻率降低而言,熔融玻璃大于耐火材料。因此,如果T 3.3下的電阻率處于Rb >Rg的關系,則在比上述更高的溫度范圍(例如,作為玻璃的熔融溫度的T2(玻璃粘度為 10 2dPa · s時的溫度、單位:°C))內,通常耐火材料的電阻率大于熔融玻璃。
[0106] 因此,如果以T3.3下Rb>Rg的方式來選擇玻璃原料和構成熔化窯的耐火材料,則通 電加熱時,可抑制從加熱電極的電流向構成熔化窯的耐火材料中流通。
[0107] 在本發明中,Rb與Rg之比(Rb/Rg)優選滿足Rb/I?g>1.00、更優選滿足Rb/I?g> 1.05、進一步優選滿足Rb/I?g>1.10。
[0108]需要說明的是,上述組成的無堿玻璃的情況下,通過在200~2000ppm的范圍內改 變堿金屬氧化物的含量,由此能夠調節Rg。堿金屬氧化物的含量越多,則Rg越低。
[0109]另外,通過改變所制造的無堿玻璃的T3.3,也能夠調節RgA. 3越低,則Rg越低。
[0110]在后述耐火材料的合適組成的情況下,通過改變堿成分(Na20、K20)的含量,可以調 節Rb。另外,通過改變堿成分中的K20的比例,可以調節Rb。堿成分(Na20、K20)的含量越低,則 Rb越高。堿成分中的Κ20的比例越高則Rb越高。 對于上述組成的無堿玻璃,作為形成Rb>Rg的耐火材料,可以列舉以質量%計含 有 85~91% 的Zr〇2、7.0~11.2% 的Si〇2、0.85~3.0% 的Α12〇3、0·05~1.0% 的Ρ2〇5、0·05~ 1.0%的B2〇3及以總量計為0.01~0.12%的K20和Na20,并且含有Na 20含量以上的K20的高氧 化鋯質熔融鑄造耐火材料。
[0112] 上述組成的高氧化鋯質熔融鑄造耐火材料是化學成分的85~91%這樣大部分由 氧化鋯(Zr02)形成的耐火材料,以斜鋯石晶體作為主要構成成分,顯示出對熔融玻璃優良 的耐腐蝕性,并且堿成分的含量少,而且主要含有離子半徑大且迀移率小的K 20作為堿成 分,因此在1350~1750°C溫度范圍內的電阻率大。
[0113] 接下來,對各成分的組成范圍進行說明。
[0114]作為高氧化鋯質熔融鑄造耐火材料,耐火材料中的Zr〇2的含量越多則對熔融玻璃 的耐腐蝕性越優良,因此設定為85%以上、優選設定為88%以上。但是,Zr02的含量多于 91 %時,基質玻璃的量相對減少,不能吸收與斜鋯石晶體的轉變(即相變)相伴的體積變化, 耐熱循環性變差,因此設為91 %以下。
[0115] Si02是形成用于緩和耐火材料中所產生的應力的基質玻璃的必要成分,為了得到 沒有裂紋的實用尺寸的熔融鑄造耐火材料,需要含有7.0%以上。但是,Si0 2成分的含量多 于11.2%時,對熔融玻璃的耐腐蝕性減小,因此設定為11.2%以下、優選設定為10.0%以 下。
[0116] Al2〇3發揮調芐基質玻璃的溫度與粘性的關系的作用,除此以外還顯示出降低基質 玻璃中的Zr02的含量的效果。基質玻璃中的Zr0 2的含量少時,可抑制在以往的耐火材料中發 現的鋯石(Zr02 · Si02)晶體在基質玻璃中的析出,殘留體積膨脹的累積傾向顯著降低。 [0117]為了使基質玻璃中的Zr0 2的含量有效地降低,耐火材料中的Al2〇3的含量設定為 0.85%以上、優選設定為1.0%以上。另外,為了不發生在將耐火材料進行鑄造或使用時在 基質玻璃中析出莫來石等晶體而導致基質玻璃變質、在耐火材料產生裂紋這樣的問題, Al2〇3的含量設定為3.0%以下。
[0118]因此,高氧化鋯質熔融鑄造耐火材料中的Al2〇3的含量為0.85~3.0%、優選為1.0 ~3.0%。對于將耐火材料組成調節為上述范圍進行鑄造而成的高氧化鋯質熔融鑄造耐火 材料,耐熱循環性、即因殘留體積膨脹的累積所引起的體積增加可被抑制在實用上沒有問 題的范圍內,并且削去現象也顯著地得到改善。
[01 19]另外,除少量堿成分以外還含有B2〇3和P2〇5,由此即使堿成分的含量減少,基質玻 璃在800~1250°C下的粘性也可調節為合適的大小,使用時即使反復經受通過斜鋯石晶體 的轉變溫度范圍的熱循環,殘留體積膨脹也變得微小,因此不會表現出因殘留體積膨脹的 累積而產生裂紋這樣的傾向。
[0120] B2〇3是如下所述這樣的成分:其與p205-起主要包含在基質玻璃中,代替堿成分而 與P 2〇5-起發揮作用從而使基質玻璃變軟,并且不會使1350~1750°C的溫度范圍內的耐火 材料的電阻率減小。
[0121] 由于高氧化鋯質熔融鑄造耐火材料中的基質玻璃的量少,因此B2〇3的含量為 0.05 %以上時就顯示出調芐基質玻璃的粘性的效果。但是,B2〇3的含量過多時,致密的熔融 鑄造耐火材料變得不能鑄造,因此B 2〇3的含量設定為0.05~1.0 %、優選設定為0.10~ 1.0%〇
[0122] P205與B2〇3及堿成分一道大部分包含在基質玻璃中,對斜鋯石晶體的轉變溫度范 圍內的基質玻璃的粘性進行調節(變軟)、防止因與斜鋯石晶體的轉變相伴的體積變化而產 生的應力所引起的裂紋產生。另外,P2〇5和B2〇3是在將耐火材料用于玻璃熔化窯時,即使存 在熔出至玻璃中的情形也不會使玻璃著色的成分。此外,將P2〇5添加至耐火材料原料中時, 耐火材料原料的熔融變得容易,因此還具有能夠減少對耐火材料進行鑄造所需的電力的消 耗量的優點。
[0123] 在此,位于高氧化鋯質熔融鑄造耐火材料中的基質玻璃的量少,因此即使耐火材 料中的P2〇5的含量較少,基質玻璃中的P 2〇5的含量也相對較多,只要在耐火材料中含有 0.05%以上的P2〇 5就能夠得到調芐基質玻璃的粘性的效果。另外,P2〇5的含量多于1.0%時, 基質玻璃的性質改變而顯示出助長耐火材料的殘留體積膨脹和與該累積相伴的裂紋的產 生這樣的傾向,因此適合于調芐基質玻璃的粘性的耐火材料中的P2〇5的含量為0.05~ 1.0%、優選為 0.1 ~1.0%。
[0124] 另外,為使得1350~1750°C的溫度范圍內的耐火材料的電阻率達到足夠大的值, 包含K20和Na 20的堿成分的含量以氧化物計的總量設定為0.12%以下,進一步使堿成分的 50%以上、優選70%以上為在玻璃中的離子迀移率小的K 20。但是,K20和Na20的總量少于 0.01 %時,難以無裂紋地制造熔融鑄造耐火材料,因此K20與Na20的總量設定為0.01 %以上。 另外,為使得能夠穩定地鑄造出無裂紋的高氧化鋯質熔融鑄造耐火材料,使K20的含量多于 Na20的含量。優選使Na20的含量為0.008%以上、使Κ20的含量為0.02~0.10%。
[0125] 另外,原料中作為雜質而含有的Fe203和Ti02的含量只要以總量計為0.55%以下則 在上述玻璃組成的無堿玻璃的熔化窯中就不會出現著色的問題,優選其總量設定為不超過 0.30 %的量。另外,無需使耐火材料中含有堿土氧化物,堿土氧化物的含量優選合計低于 0.10%〇
[0126] 作為構成熔化窯的耐火材料,優選為含有88~91%的Zr02、7.0~10%的Si0 2、1.0 ~3.0%的六1203、0.10~1.0%的?20 5及0.10~1.0%的出03作為化學成分的高氧化鋯質熔融 鑄造耐火材料。
[0127] 在本發明中,將以得到上述組成的方式進行調配后的玻璃組成連續地投入熔化窯 中,加熱至1350~1750°C制成熔融玻璃,然后通過浮法將該熔融玻璃成形為板狀,由此可以 得到無堿玻璃。更具體而言,通過浮法成形為預定板厚,退火后進行切割,由此可以以平板 玻璃的方式得到無堿玻