用于生产具有减少的缺陷密度的浮法玻璃的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种浮法玻璃室和相关的方法，浮法玻璃室包括：热部分，其至少在下部充压空间中具有包括小于基于体积的３％氢气的气氛，和冷部分，其中，热部分与冷部分之间的边界线是玻璃的温度下降到低于阈值温度的地方。热部分中的低氢含量帮助减少露底气泡的数量，尤其是在玻璃是在氧燃料炉中熔化的情况。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

Apparatus and method for producing float glass with reduced defect density

The invention discloses a float glass chamber and related methods of float glass chamber comprises a heat part, at least in the lower pressure space is less than 3% of the volume including hydrogen atmosphere and cooling part, based on the boundary line between the hot and cold part is part of the glass temperature drops below a threshold the local temperature. Low hydrogen content in the hot part of show help reduce the number of bubbles, especially in the glass melting furnace is in oxy fuel condition.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于通过浮法玻璃工艺生产平板玻璃的浮法玻璃室，更具体地涉及可以用于生产具有减小的缺陷密度的玻璃的浮法玻璃室。
技术介绍
浮法玻璃工艺用于制造玻璃片是公知的。在典型的浮法玻璃工艺中，对配料加热以形成熔融玻璃。然后，将熔融玻璃倾倒到熔融锡槽上。然后，沿着熔融锡槽拉伸熔融玻璃。同时对其冷却和薄化以形成尺寸稳定的连续的玻璃板，一般成为玻璃带。然后，将玻璃板从槽移走用于进一步的处理。在浮法玻璃工艺中使用两种类型的炉——空气燃料炉和氧燃料炉。在空气燃料炉中，将燃料与暖空气混合，并使其燃烧，以提供热量来熔化玻璃配料。在氧燃料炉中，氧气而非空气支持燃烧。结果是，氧燃料炉提供比空气燃料炉更有效的熔化，因为不会再浪费能量来加热空气中的氮气，并且氧燃料火焰具有更高的火焰温度，其更有效地进行辐射。与类似尺寸的空气燃料炉相比，增加的熔化效率允许通过氧燃料炉处理更多的吨数。空气燃料炉和氧燃料炉在它们的气氛中都含有水。氧燃料炉中的顶部空间(在熔融玻璃之上的炉区域)具有比空气燃料炉更高的水浓度，因为氧燃料气氛缺少空气燃烧炉中提供的氮气，而氮气会稀释通过燃烧形成的总水。按化学计量比，水一般占据氧燃料炉的顶部空间的66％的体积，而占据空气燃烧炉的18％。因为玻璃熔体中水的量与顶部空间中的水浓度的平方根成比例，所以在氧燃料炉中熔化的玻璃具有比在传统的空气燃料炉中熔化的玻璃高1.7到2倍的水浓度。典型地，在氧燃料炉中熔化的玻璃含有基于组合物总重量的多于0.045重量百分比的水。在将熔融玻璃倾倒到熔融锡上的浮法玻璃工艺阶段，浮槽中熔融锡的温度在1800°F到1900°F(981℃到1037℃)的范围内。在1800°F下，在玻璃-锡界面处，从熔融玻璃中扩散出来的水分离成氢和氧。因为氢在1800°F下不是非常易溶解于锡中，所以大部分氢不会溶解在锡中，而是仍留在槽的气氛中。来自水分离的一些氢被束缚在了熔融玻璃与锡之间的界面处，并最终进入玻璃带的底表面，形成沿带表面缺陷，一般称为露底气泡。可以将露底气泡描述为玻璃中的空洞，其一般具有倒U形横截面。露底气泡的存在增加了玻璃的总缺陷密度。消费者设定对用于某些应用的玻璃的缺陷密度的要求。由于存在露底气泡，传统的浮法玻璃工艺很难满足这些标准。本专利技术提供了用于生产具有更低总缺陷密度的浮法玻璃的新装置和方法，所述更低的总缺陷密度是由于减少的露底气泡缺陷得到的。
技术实现思路
在一个实施例中，本专利技术是浮法玻璃室，包括热部分，其至少在下部充压空间中具有包括小于3％体积百分比的氢气的气氛；和冷部分，其中，热部分与冷部分之间的边界线是玻璃的温度下降到低于阈值温度的地方。在另一个实施例中，本专利技术是用于制造具有减小的缺陷密度的浮法玻璃的方法，包括a.熔化玻璃组合物以形成玻璃熔体；和 b.将玻璃熔体倾倒到具有热部分和冷部分的浮法室中，热部分与冷部分之间的边界线是玻璃的温度下降到低于阈值温度的地方，其中，热部分至少在下部充压空间中具有包括小于基于体积的3％氢气的气氛。附1是根据本专利技术的浮法室的截面视图，为了清楚起见去除了一些部分。对专利技术的描述当在这里使用时，空间或方向术语，例如“左”、“右”、“内”、“外”、“之上”、“之下”、“顶部”、“底部”等涉及如在附图中所示的本专利技术。但是，应该理解，本专利技术可以采用各种可替换的取向，因此，这种术语不应该认为是限制性的。除非指出，否则在说明书和权利要求中使用的表示尺寸、物理特性、成份量、反应条件等的所有数字要理解成在所有情况下都可以由词“大约”来修改。因此，除非有相反的指出，否则在下面的说明书和权利要求中给出的数值可以根据想要通过本专利技术获得的期望性能而改变。最起码，并且不是要限制对权利要求的范围应用等同原则，每一个数字参数至少应该根据所报导的重要数字的数值并应用普通的舍入技术来解释。此外，这里公开的所有范围要被理解成包含其中包含的任何和所有子范围。例如，所说的“1到10”的范围应该认为是包括在最小值1和最大值10之间(并包括这两个端值)的任何和所有子范围；既，从最小值1或大些的值开始而在最大值10或小些的值结束的所有子范围，例如5.5到10，或者3.2到7.8。传统的浮法玻璃工艺典型地是使用如附图说明图1所示的浮法室进行的。在美国专利No.3,083,551、美国专利No.3,961,930和美国专利No.4,091,156中公开了浮法玻璃工艺的非限制性实例，这里通过引用将它们全部包含在内。在传统的浮法玻璃工艺中，将玻璃配料组合物加热到熔融状态，然后倾倒到浮法室中。典型地，浮法室具有将室分成上部充压空间1和下部充压空间2的耐熔盖3。下部充压空间包含玻璃4和锡5。上部充压空间包含所有的上部电加热元件，以提供对液体金属浮槽和所形成的玻璃带的可控加热。经由气体入口6和(一个或多个)气体出口7保持室内的受控的气氛。本专利技术的新颖的浮法玻璃室至少包括两个部分——热部分和冷部分。热部分与冷部分之间的边界线是玻璃的温度下降到低于热部分中玻璃所需的预定温度(以下称为“阈值温度”)的地方。在本专利技术的非限制性实施例中，在热部分和冷部分之间没有物理障碍。在本专利技术的一个非限制性实施例中，阈值温度是2100°F。在本专利技术的另一个非限制性实施例中，阈值温度是1800°F。在本专利技术的另一个非限制性实施例中，阈值温度是1600°F。热部分的阈值温度越低，热部分越大，冷部分越小，反之亦然。在本专利技术的非限制性实施例中，室的热部分距将熔融玻璃倾倒到锡上的点约90到100英尺。室的冷部分取决于槽的大小，是热部分后面的紧接着的约70到140英尺的室部分。在本专利技术的非限制性实施例中，在浮法室的上部充压空间和下部充压空间中存在大量的气体入口和出口。可以通过气体入口向室中泵入各种气体混合物，或者通过气体出口使气体混合物从室中排出，来控制室内的气氛。在本专利技术的非限制性实施例中，通到至少下部充压空间的在室热部分之上的气体入口送入包括基于体积小于1个重量百分比的氢的气体。气体其余部分可以是惰性气体，例如但不限于氮气。在正常的操作条件下，在本专利技术的一个非限制性实施例中，在室热部分之上的下部充压空间的气氛可以包括基于体积的3％的氢。在本专利技术的另一个非限制性实施例中，在室热部分之上的下部充压空间的气氛可以包括基于体积的1％的氢。可以将取代混合气体的氢气与氮气或氩气或氨气的各种混合物泵入到在室冷部分之上的至少下部充压空间的气氛中。在本专利技术的非限制性实施例中，气体混合物可以包括最高达基于体积的10％的氢。气体的其余部分可以是氮气。可以使用浮法室的气体出口将气体从室中排出。在本专利技术的一个非限制性实施例中，可以从热部分中排出如上讨论被泵入室中的总气体流的基于体积的最高达40体积％。在该实施例中，可能有必要调节气氛中氮气的水平，以防止氢气向上游流到室的热部分中。通过减少浮法室热部分中的氢气，本专利技术减小了在浮法室热部分处熔融锡的饱和程度，尤其是对氢的饱和程度。熔融锡能够溶解来自水分离的更多的氢，因此玻璃中的露底气泡缺陷减少了。本专利技术还包括用于生产玻璃的方法。根据本专利技术，可以通过下面的步骤来生产玻璃将玻璃配料加到炉中；熔化配料；将来自炉中的熔融玻璃倾倒到浮法室中；并将浮法玻璃从浮法室中移出。本专利技术的第一步骤包括将玻璃配料加到炉中。炉可以是空本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种浮法玻璃室，包括：热部分，其至少在下部充压空间中具有包括小于基于体积的３％氢气的气氛；和冷部分，其中，热部分与冷部分之间的边界线是玻璃的温度下降到低于阈值温度的地方。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：CS史密斯，GA皮科拉罗，
申请(专利权)人：PPG工业俄亥俄公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]