减小下垂的溢流槽设计特征

摘要

揭示了在制造玻璃板中使用的溢流槽，具体地是设计用来控制使用期间下垂的溢流槽，以及减小在熔融玻璃的熔制法中使用的溢流槽下垂的方法。在一个实施方式中，溢流槽包括空穴，所述空穴至少部分地沿溢流槽纵向长度通过耐火体。空穴具有变化的横截面构形，使得对溢流槽长度的至少一部分，电荷弯矩大于或大致等于重力弯矩。在一个实施方式中，中性轴沿空穴长度变化，并具有与重力弯矩图类似的曲线。

说明书

技术领域

本发明涉及用于熔制法制造玻璃板的设备，具体是控制溢流槽使用过程中 的下垂的溢流槽设计。

背景技术

熔制法是制造玻璃板的主要技术之一，相对于采用其他方法如浮法和狭槽 拉制法，熔制法可以制造具有优良的表面平坦度和光滑度的玻璃板。因此，发 现熔制法能优选用于制造在制备光发射显示器如液晶显示器(LCD)时所用的玻 璃基板。

熔制法(具体指溢流下拉熔制法)包括将熔融玻璃供给耐火体中形成的收 集槽(称作溢流槽(isopipe))的供应管。在溢流下拉熔制法中，熔融玻璃从供 应管通过至收集槽，然后在收集槽两侧从顶部溢流，由此形成两个玻璃板，所 述玻璃板沿溢流槽的外表面向下然后向内流动。两个玻璃板在溢流槽的底部或 根部汇合，在此熔合在一起形成单板。然后，将该单板输送至拉制设备，该设 备通过从根部将该板拉离的速率来控制该板的厚度。拉制设备通常位于根部的 下游，使单板在与该设备接触之前已经冷却和变硬。

通常，在该过程的任何阶段，成品玻璃板外表面不与溢流槽外表面的任何部 分接触。相反，这些表面只向外与环境气氛接触。形成成品玻璃板的两个半片玻 璃板的内表面与溢流槽接触，但是这些内表面在溢流槽的根部熔合在一起，因 此埋没到成品玻璃板体内。以这种方式，成品玻璃板可具有优异的外表面性能。

溢流槽在玻璃成形过程中的尺寸稳定性可能影响制造工艺的总体成功性， 以及制造的玻璃板的性质。在溢流下拉熔制工艺中，溢流槽可能需要承受约 1000℃的温度。虽然经历这样的温度，但是溢流槽必须支承自身重量、包含在 溢流槽内和从其侧面溢流的熔融玻璃的重量、以及在拉制熔融玻璃时由其回传 至溢流槽的至少部分张力。

商业和市场的因素持续要求增大光发射显示器的尺寸，因此要求增大玻璃板 的尺寸。根据要制造的玻璃板的宽度，溢流槽可具有约大于或等于1.5米的未 支承长度。

为经受住这些严苛的条件，溢流槽通常由耐火材料的等静压块制造(因此 称作“等-管(iso-pipe)”)。具体地，一直使用等静压锆石耐火材料来形成用于 熔制法的溢流槽。传统的锆石耐火材料主要由ZrO2和SiO2组成，或者说等同 于ZrSiO4，还含有烧结添加剂。即使采用这种高性能的材料，溢流槽的材料仍 可能蠕变，导致尺寸发生变化，这样会限制其使用寿命。具体地，溢流槽会发 生下垂现象，使溢流槽中间的无支承长度下陷到低于其外侧受支承端部的高度。

因此，需要解决常规溢流槽以及制造玻璃板的方法相关的尺寸稳定性和其 他缺陷。通过本发明装置的设计和组成，可以满足这些和其他需求。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供在熔融玻璃的熔制法中使用的溢流槽，在熔 制法中向溢流槽施加压缩负荷，所述溢流槽包括：

耐火体，其包含：

近端，其构造能施加至少一部分的压缩负荷；

远端，其构造能施加至少一部分的压缩负荷；

上部，其中，所述上部的至少一部分限定一收集槽，其构造能接受熔融 玻璃；和

与上部相对的根部，

其中，耐火体进一步限定位于上部和根部之间的空穴，该空穴至少部分 纵向延伸在各近端和远端之间，空穴的横截面积沿该空穴至少一部分的纵向长 度变化。

根据本发明第一方面的一些实施方式(下面称作实施方式C2)，耐火体的重 量和熔融玻璃的重量在耐火体上施加重力弯矩，其中，施加至耐火体的各近端 和远端的压缩负荷在耐火体上施加负荷弯矩，空穴的至少一部分的横截面形状 的构形能使得至少在耐火体纵向长度的中心部分上，负荷弯矩大于或大致等于 重力弯矩。实施方式C2的一些特定实施方式中，空穴的至少一部分的横截面 形状的构形能使得在在耐火体的纵向长度上，负荷弯矩大于或大致等于重力弯 矩。C2的一些特定实施方式中，耐火体的横截面有一中性轴，该中性轴与耐火 体的纵轴基本上垂直，在空穴的至少一部分的任何横截面上施加的负荷弯矩基 本上等于压缩负荷乘以从中性轴至压缩负荷的作用线的距离。

根据本发明第一方面的一些实施方式，空穴在耐火体的近端和远端之间延 伸。

根据本发明第一方面的一些实施方式(下面称作实施方式C6，它们可以是 上述的实施方式或者不是上述的实施方式)，空穴的横截面的形状沿该空穴至 少一部分的纵向长度变化。在实施方式C6的一些特定实施方式中，各横截面 上空穴的横截面形状的至少一部分具有与该横截面的耐火体外部形状的至少 一部分类似的形状。在实施方式C6的一些特定实施方式中，各横截面上空穴 的横截面形状的至少一部分不同于该横截面的耐火体外部形状的至少一部分。

在实施方式C2的一些特定实施方式(下面称作实施方式C9)中，空穴具有 下表面，其中，至少部分下表面为弯曲形状，下表面的中心部分相对于该空穴 的各端部向下与耐火体的纵轴隔开。

在实施方式C9的一些特定实施方式中，空穴具有上表面，其中，至少一 部分上表面具有弯曲形状，并且对于耐火体的横截面，上表面的弯曲部分的相 对曲率小于下表面的弯曲部分的曲率。

根据本发明第一方面的一些实施方式(下面称作实施方式C11)，耐火体包 括锆石耐火材料。在实施方式C11的一些特定实施方式中，锆石耐火材料还包 含TiO₂、ZrSiO₄、ZrO₂和Fe₂O₃中的至少一种。

本发明的第二方面提供在熔融玻璃的熔制法中使用的溢流槽，在熔制法中 向溢流槽施加压缩负荷，所述溢流槽包括：

耐火体，其包含：

近端，其结构能施加至少一部分的压缩负荷；

远端，其构造能施加至少一部分的压缩负荷；

上部，其中，所述上部的至少一部分限定一收集槽，其构造能接受熔融 玻璃；和

与上部相对的根部，

其中，耐火体进一步限定位于上部和根部之间的空穴，该空穴至少部分 纵向延伸在相应的近端和远端之间，空穴的横截面形状沿该空穴至少一部分的 纵向长度变化。

本发明的第三方面提供减小在熔融玻璃通过熔制法制造玻璃板中使用的 溢流槽下垂的方法，该方法包括：

a)提供耐火体，其包含：

近端；

远端；

上部，其中，所述上部的至少一部分限定一收集槽，其构造能接受熔融 玻璃；和

与上部相对的根部，

其中，耐火体进一步限定位于上部和根部之间的空穴，该空穴至少部分在 相应的近端和远端之间纵向延伸，空穴的横截面积沿该空穴至少一部分的纵向 长度变化；和

b)在耐火体的部分近端和远端上施加压缩负荷。

根据本发明第三方面的一些实施方式(下面称作实施方式C15)，耐火体的 重量和熔融玻璃的重量在耐火体上施加重力弯矩，其中，施加至耐火体的相应 近端和远端的压缩负荷在耐火体上施加负荷弯矩，空穴的至少一部分的横截面 积经设计能使得至少在耐火体纵向长度的中心部分上，负荷弯矩大于或大致等 于重力弯矩。

在实施方式C15的一些特定实施方式中，空穴的至少一部分的横截面积经 设计能使得在耐火体的纵向长度上，负荷弯矩大于或大致等于重力弯矩。

C15的一些特定实施方式中，耐火体的横截面有一中性轴，该中性轴与耐 火体的纵轴基本上垂直，在空穴的至少一部分的任何横截面上施加的负荷弯矩 基本上等于压缩负荷乘以从中性轴至压缩负荷的作用线的距离。

根据本发明第三方面的一些实施方式，空穴在耐火体的近端和远端之间延 伸。

根据本发明第三方面的一些实施方式(下面称作实施方式C19)，耐火体包 括锆石耐火材料。

在实施方式C19的一些特定实施方式中，锆石耐火材料还包含TiO₂、 ZrSiO₄、ZrO₂和Fe₂O₃中的至少一种。

根据本发明第三方面的一些实施方式，空穴的横截面形状沿空穴的至少一 部分的纵向长度变化。

本发明的第四方面提供减小在熔融玻璃通过熔制法制造玻璃板中使用的 溢流槽下垂的方法，该方法包括：

a)提供耐火体，其包含：

近端；

远端；

上部，其中，所述上部的至少一部分限定一收集槽，其构造能接受熔融 玻璃；和

与上部相对的根部，

其中，耐火体进一步限定位于上部和根部之间的空穴，该空穴至少部分在 相应的近端和远端之间纵向延伸，空穴的横截面的形状沿该空穴至少一部分的 纵向长度变化；和

b)在耐火体的部分近端和远端上沿作用线施加压缩负荷。

在以下详细描述和任意权利要求中部分地提出了本发明的另外一些实施 方式，它们部分源自详细描述，或可以通过实施本发明来了解。应理解，前面 的一般性描述和以下的详细描述都只是示例和说明性的，不构成对所揭示和/ 或所要求权利的本发明的限制。

附图说明

附图被结合在本说明书中，并构成说明书的一部分，附图说明了本发明的 一些方面，并与描述部分一起用来说明本发明的原理，但不构成限制。在所有 的附图中相同的附图标记表示相同的元件。

图1是根据本发明的一个实施方式在制造玻璃板的溢流下拉熔制法中使用 的溢流槽的示意图。

图2是常规溢流槽的侧视图，说明作用于该溢流槽上的示例的力。该图中， G表示重力，F1和F2表示压缩负荷。

图3是在图2所示的常规溢流槽上重力负荷的力矩图。

图4是在图2所示的常规溢流槽上压缩负荷的力矩图。

图5是本发明溢流槽的侧视图，说明该溢流槽的内空穴和作用于该溢流槽 上的示例的力。在该图中，F1和F2是压缩负荷；G表示重力。

图6是按照本发明的实施方式，在图5的溢流槽上的压缩负荷的力矩图。

图7是在例如图2所示的常规溢流槽的截面图和相应中性轴(BB’)。

图8A是按照本发明的实施方式，沿图5的8A-8A线的截面图，显示该溢 流槽截面的中性轴(BB’)。

图8B是按照本发明的实施方式，沿图5的8B-8B线的截面图，显示该溢 流槽截面的中性轴(BB’)。

图9A是按照本发明的实施方式，对例如图2所示的常规溢流槽上的力矩 图。

图9B是按照本发明的实施方式，对例如图1和图5所示的具有内空穴的 溢流槽上的力矩图。

具体实施方式

提供以下对本发明的描述，作为按其最佳已知实施方式来揭示本发明内 容。因此，相关领域的技术人员会认识并理解，可以对本文所述的本发明的各 实施方式进行许多变化，而且仍能实现本发明的有益的结果。还显而易见的是， 本发明所需的有益结果中的一部分可以通过选择本发明的一些特征而不利用 其他的特征来获得。因此，本领域技术人员会认识到，对本发明的许多更改和 修改都是可能的，在某些情况下甚至是希望的，并且是本发明的一部分。因此， 提供的以下描述作为对本发明原理的说明而不构成对本发明的限制。

如本文中所用，单数形式的“一个”，“一种”和“该”包括复数的指代物，除 非文本中有另外的明确表示。因此，例如，对“空穴”的引用包括具有两个或 更多个此类“空穴”的方面，除非文本中有另外的明确表示。

在本文中，范围可以表示为从“约”一个具体值和/或到“约”另一个具体值。 当表示这样的一个范围时，另一方面包括从一个具体值和/或至另一个具体值 的范围。类似地，当使用前缀“约”表示数值为近似值时，应理解，具体数值 形成另一个方面。还应理解，每个范围的端值无论是与另一个端值联系起来还是 独立于另一个端值，都是有意义的。

以下的美国专利和未审查的申请描述了制造玻璃板的各种组合物和方法， 其全文通过参考结合于本文，用于具体揭示与耐火陶瓷和溢流槽的形成相关的 材料和方法：美国专利第6,974,786号和美国专利公开第2005/0130830号。

如上面所简要介绍的，本发明提供了在制造玻璃板中使用的溢流槽，尤其是 设计成能控制使用期间的下垂的溢流槽。参见附图，图1示出本发明实施方式的 溢流槽100的示意图，该溢流槽的构造能够用于通过例如溢流下拉熔制法制造 玻璃板。

参见图2，常规溢流槽10和玻璃板制造系统包括向收集槽104提供熔融玻 璃的供应管102，所述收集槽在溢流槽的耐火体106中形成。在操作中，熔融 玻璃从供应管流动至收集槽，在槽两侧从顶部溢流，形成两个玻璃板，所述玻 璃板沿溢流槽的外表面向下然后向内流动。两个玻璃板在溢流槽的底部或根部 108汇合，在此熔合在一起形成单板。然后将单板输送至拉制设备(以箭头110 表示)。

在溢流下拉熔制法中，用来控制熔融玻璃流动的溢流槽非常重要。溢流槽 处于和熔融玻璃相同的通常很高的温度下。在该温度下，溢流槽的材料经受蠕 变应变，因此开始以很低速率变形。施加在溢流槽上的重力负荷包括例如溢流 槽本身的重量以及熔融玻璃的重量，重力负荷可引起溢流槽下垂。因为溢流槽 的作用类似于简单支承的梁，所以溢流槽的下垂与溢流槽的弯曲直接相关。应 理解，下垂影响玻璃的流动特性，因此会影响最终产品的质量。通常在溢流槽 的各端施加压缩负荷，以抵消重力负荷的效应。

但是，在常规溢流槽中，压缩负荷不足以抵消重力负荷，来防止溢流槽发 生下垂。图2是常规溢流槽10的侧视图，该图显示作用于溢流槽上的重力负 荷和压缩负荷。图3显示对在常规溢流槽上的重力负荷的示例的重力力矩图。 如本领域已知的，沿溢流槽任意点的力矩简单地等于该力乘以从该点至力的作 用线的距离。应理解，如果溢流槽具有恒定的横截面，则重力力矩图的形状一 般是抛物线形。在常规溢流槽中，收集槽在溢流槽的各端之间通常成一定的角， 这导致溢流槽的横截面变化。为此，会略偏离一般的抛物线形，如图3中所示。 图4显示根据在常规溢流槽的各端部施加的压缩负荷，对该溢流槽的示例的负 荷弯矩图。可以理解，如果溢流槽的横截面恒定，则力矩图沿溢流槽长度具有 恒定值。

在常规溢流槽上产生的力矩图(包括例如，重力矩和负荷弯矩)示于图9A。 如上所述，对重力负荷的弯矩的形状一般是抛物线形，对压缩负荷的弯矩沿长 度相对恒定；两个弯矩都因为收集槽的角度而略偏离。常规梁理论说明偏差的 二次导数与沿该梁的弯矩成比例，推论是偏差与弯矩图下的面积相关。因此， 在常规溢流槽中，压缩负荷可以减小力矩图下的面积，在图9A中表示为“A”， 但是不可能消除该面积。因此，常规的溢流槽总是会产生下垂。

如参见图1和图5所讨论的，溢流槽100包括耐火体106，上部107，上 部的一部分限定收集槽104，收集槽的构造为能够接受熔融玻璃，以及与上部 相对的根部108。溢流槽100还包括各端部，例如近端110和远端112，端部 的构造使得能够沿作用线施加压缩负荷，例如在图5中的“压缩负荷”箭头所 示。

根据本发明的一个实施方式，溢流槽100包括限定在耐火体106内的空穴 120。在一个实例中，空穴位于溢流槽上部和根部之间，沿溢流槽长度至少部 分延伸在近端和远端之间。在一个实施方式中，任选地，空穴120在耐火体的 近端和远端之间延伸。在一个实施方式中，如图5中所示的示例的溢流槽，空 穴120的面积沿溢流槽长度变化；因此，空穴的横截面积也沿溢流槽的长度变 化。在一些实施方式中，空穴的横截面积沿溢流槽整个长度变化。任选地，空 穴的横截面积只沿空穴的一部分变化。在另一个实施方式中，空穴120的形状 沿溢流槽长度变化。在该实例中，空穴的横截面的形状也沿溢流槽长度变化。 在一些实施方式中，空穴的横截面的形状沿溢流槽整个长度变化。任选地，空 穴的横截面的形状只沿空穴的一部分变化。

如上讨论的，溢流槽(如耐火体)的重量和熔融玻璃的重量在耐火体上施加 重力弯矩。类似地，在耐火体各近端和远端上施加的压缩负荷在耐火体上提供 负荷弯矩。根据一个实施方式，空穴120的至少一部分的横截面的形状构造成 能使得在耐火体的纵向长度上，弯矩大于或大致等于重力弯矩。任选地，在一 个实施方式中，空穴120的至少一部分的横截面的形状构造成能使得至少对耐 火体的中心部分、沿该耐火体的纵向长度，弯矩大于或大致等于重力弯矩。

图7显示常规溢流槽的示例的横截面，如图2中所示的常规溢流槽10。类 似地，图8A和8B显示本发明的溢流槽100的示例横截面，按照不同实施方式， 该溢流槽具有空穴120，如图1和图5所示。可以理解，在沿溢流槽纵向长度 方向所取的所有横截面上都存在一个限定中性轴的零应变点。如图所示，以及 如本领域技术人员所理解的，中性轴依据溢流槽横截面的形状变化。在一个实 施方式中，在溢流槽任一横截面上(或其一部分，例如空穴)施加的负荷弯矩基 本上等于压缩负荷与从各中性轴至压缩负荷作用线的距离的乘积。图6显示具 有不同横截面的空穴120对溢流槽负荷弯矩图的作用(例如，与图4的负荷弯 矩图相比)。图9B显示对具有不同横截面的空穴的力矩图(即，组合的负荷弯 矩和重力力矩图)。

由图可以知道，本发明的溢流槽100的设计基本上消除了力矩图下的面积， 如图9A中的面积“A”。在各实施方式中，可以通过空穴120的形状实现上述 效果，使中性轴以和重力负荷的重力弯矩图类似的曲线沿耐火体的纵向长度变 化。在一些实施方式中，中性轴的曲线与重力负荷的重力弯矩图的曲线基本相 同。可以理解，随空穴120形状发生变化，溢流槽本身重量发生变化，因此会 影响重力弯矩图曲线。因此，在各实施方式中，进行迭代法，以获得具有与重 力弯矩图类似或基本上相同的曲线的空穴。

如图8A和8B所示，在各实施方式中，溢流槽100的空穴120的横截面的 形状与该横截面耐火体的外形的至少一部分类似。任选地，空穴的横截面可以 是任何其他形状，不必相应于耐火体的外形的形状。在各实施方式中，空穴横 截面在耐火体的纵向长度上变化。图8A和8B显示分别在图5的‘8A-8A’和 ‘8B-8B’所取的示例横截面。如图所示，两个横截面的形状类似，但是尺寸不同。 任选地，在一些实施方式中，空穴120的形状和尺寸可以沿耐火体的长度变化。

由图5可知，在一个实施方式中，空穴120沿其纵向长度具有上表面和下 表面，在该图中用弯曲虚线表示。在各实施方式中，下表面为弯曲形状，其中 心部分相对于该空穴各端部向下与耐火体的纵轴隔开。在其他实施方式中，上 表面同样具有弯曲形状，其中心部分与该耐火体的另一个纵轴向下隔开。任选 地，在一个实施方式中，上表面可以基本上平行于耐火体的纵轴，而下表面可 以如上所述是弯曲的。在另一个实施方式中，上表面可以如上所述是弯曲的， 而下表面可以基本上平行于耐火体的纵轴。在其他实施方式中，上表面和下表 面可以具有其他构形，或者是曲线部分和直线部分以及其他构形的组合。如图 5所示，在一个实施方式中，上表面和下表面都可具有弯曲部分，上表面的弯 曲部分的相对曲率小于下表面的弯曲部分的曲率。

本发明还提供了减小熔融玻璃熔制法中使用的溢流槽100的下垂的方法。 在一个实施方式中，提供的方法包括：提供耐火体106，在其内限定空穴，向 耐火体的各端部施加压缩负荷。在一个实施方式中，耐火体包括：近端110、 远端112、上部107(该部分的一部分限定收集槽104，其构形为可以接受熔融 玻璃)以及与上部相对的根部108。空穴120位于上部和根部之间，至少部分地 在各近端和远端之间纵向延伸。因此，在一些实施方式中，空穴120仅部分地 在各端部之间延伸；任选地，空穴在近端和远端之间延伸。空穴120的横截面 形状沿该空穴的至少一部分的纵向长度变化，例如但不限于上面所述。

如上所述，耐火体的重量和熔融玻璃的重量在耐火体上施加重力弯矩，而 在各端部施加的压缩负荷在耐火体上提供负荷弯矩。在一个实施方式中，提供 具有空穴的耐火体，其中，所述空穴的至少一部分的横截面形状构造成使得在 耐火体的纵向长度的至少一部分上，负荷弯矩大于或大致等于重力弯矩。在一 个实施方式中，该部分是耐火体的中心部分。在其他实施方式中，空穴的横截 面的形状构造成使得在耐火体的纵向长度上，负荷弯矩大于或大致等于重力弯 矩。

如上所述，耐火体的各横截面限定了中性轴，该轴与耐火体的纵轴垂直。 在一个实施方式中，在空穴的至少一部分的任一横截面上施加的负荷弯矩基本 上等于压缩负荷与从中性轴至压缩负荷作用线的距离的乘积。

在本发明的一个实施方式中，溢流槽的耐火体包括锆石耐火材料。在另一 个实施方式中，锆石耐火材料包含TiO₂、ZrSiO₄、ZrO₂和Fe₂O₃中的至少一种。 在一个实施方式中，锆石耐火材料的TiO₂含量大于约0.2重量％但小于约0.4 重量％，例如约0.3重量％。存在TiO₂可能因为耐火材料的平均蠕变速率小于本 领域目前使用的锆石耐火材料的蠕变速率而使溢流槽的下垂减小。例如，锆石 耐火材料在1180℃和250psi条件下的平均蠕变速率明显小于0.5×10^-6英寸/ 英寸/小时。此外，这样的TiO₂含量还可以使耐火材料对小于平均蠕变速率的 50％的平均蠕变速率(MCR)具有95％置信带(CB)，即CB/MCR＜0.5。该置信带 减小了特定溢流槽的锆石耐火材料具有异常高蠕变速率的机会，异常高的蠕变 速率会使溢流槽过早地显示不可接受的下垂，因而具有较短的寿命。

在其他实施方式中，耐火材料具有至少以下组分的组合物：TiO₂(0.23-0.50重量％)、ZrSiO₄(98.75-99.68重量％)、ZrO₂(0.01-0.15重量％) 和Fe₂O₃(0.08-0.60重量％)。在该组合物中可以任选加入添加剂如粘结剂和分 散剂。例如，添加约2.00-4.00重量％的粘结剂可有助于喷雾干燥过程，以提 高细粒强度，并提高压制的锆石耐火体的生坯强度。类似地，添加约0.06-0.25 重量％的分散剂可有助于对组合物组分的润湿，以产生可用来制备锆石耐火材 料的流体混合物。当组分尤其是压制的锆石耐火体进行烧结过程以形成抗蠕变 的锆石耐火材料时，粘结剂和分散剂可以燃烧或挥发。在一个实施方式中，粘 结剂是聚乙二醇，例如PEG 8000(美国密歇根州米兰的陶氏化学公 司(Dow Chemical Company，Midland，Michigan，USA))，在耐火组分的混合 物中加入聚电解质分散剂，例如含水聚甲基丙烯酸铵(如，美国康涅狄格州诺 沃克的达泛C，RT凡迪贝特有限公司(Darvan C，RT Vanderbilt Company，Inc.， Norwalk，Connecticut，USA))。

由上面可以知道，锆石通常占耐火材料的约98.75％以上。二氧化钛(TiO₂) 是矿物化剂或致密化添加剂，可以用来提高锆石耐火材料的密度和强度。氧化 铁(Fe₂O₃)也是一种矿物化剂，添加该矿物化剂以提高锆石耐火材料的密度和强 度。任选的粘结剂和/或分散剂通常是有助于对锆石耐火原材料进行处理的有 机材料，在烧结过程中可以完全或者基本上完全燃烧和/或挥发。在烧结过程 中，发生晶粒生长和结合，形成连续结合的锆石耐火材料。致密化和结合的程 度决定了用来形成例如溢流槽的锆石耐火材料的强度和抗蠕变性。

在一个实施方式中，锆石原料组分可以包括多峰粒度分布，例如，双重、 三重或更高重的粒度分布。在一个特定的实施方式中，本发明组合物包括双重 粒度分布，包含大于约40重量份的中值粒度为大于3微米至约25微米的粗锆 石组分和小于约60重量份的中值粒度为小于或等于3微米的细锆石组分。

在另一个实施方式中，耐火组合物在烧制和/或烧结之前可以包含锆石材料和 锆石前体。锆石前体可以例如原位制备，并可以在烧制后形成锆石颗粒。锆石前体 可以填充在耐火陶瓷体结构的孔隙中，覆盖形成孔的晶粒边界的一部分，还可以作 为预成形的锆石晶粒之间的粘结剂。该粘结剂的作用是可以减少或消除制备和形成 锆石耐火体所需的添加剂的量，所述添加剂例如是，TiO₂，Fe₂O₃，玻璃化合物或它 们的组合。存在锆石前体时，锆石前体可以包含至少一种含锆化合物(例如，水合 锆)和至少一种含硅化合物(例如四乙氧基硅烷)。

最后，应理解，虽然参照一些说明性的特定实施方式描述了本发明，但是 并不认为构成对本发明的限制，在不偏离所附权利要求书定义的本发明的广义 精神和范围内，可以进行许多的修改。