熔体的温度操控方法技术

本发明专利技术公开了用于甚至在低于１０↑［－１］Ω↑［－１］ｃｍ↑［－１］的电导率下操控熔体的温度和因此允许在高于１７００℃的温度下澄清熔体的方法和装置。根据用于熔体（１６）的温度操控的方法，特别是在澄清单元中，至少通过欧姆电阻加热来加热熔体（１６），至少两个电极（４）布置在熔体（１６）中，并且冷却至少部分熔体（１６）。用于熔体（１６）的温度操控和／或澄清和／或纯化和／或均化的装置（１）包含至少一个用于容纳熔体材料（３６，１６），限定出内腔室的配置和至少两个用于熔体（１６）的欧姆电阻加热的电极（４），其中电极（４）突入到所述配置的内腔室、特别是容器（２）中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及根据权利要求1的前序的以及涉及熔体的澄清和/或纯化方法。此外，本专利技术涉及根据权利要求62的置，还涉及产品、特别是玻璃产品，该产品依照于根据本专利技术的方法 进行熔化和/或澄清和/或纯化和/或制备，并且/或者在根据本专利技术的 装置中进行制备。
技术介绍
在制备玻璃的第一加工步骤中，将起始物质即所谓的玻璃混合料 熔化。熔化是在池窑中进行，并且因壁材料的热容而通常限于至多 1650。C的熔化温度。在所述混合料随逐渐提高的温度变为流体时，均 化过程开始，即发生所有起始物质的混合。在将用于产生玻璃熔体的混合料加热后，通常在第二加工步骤中 开始澄清。可在所谓的澄清室中进行澄清。在所述澄清室中，混合料 彻底混合并脱气，用以改善均匀性并且用以消除气泡。澄清的基本目 的是释放并消除物理地和化学地结合在熔体中的气体。特别是决定玻璃、尤其显示器玻璃的质量的特征是气泡夹杂物的 最小值、变色夹杂物的最小值和有害或生态上有问题的物质例如砷的 最小值。改善玻璃熔体的澄清和降低必需的澄清时间的出发点是使用尽可 能高的澄清温度。特别地，降低玻璃熔体的粘度，并且提高熔体中气 泡的上升速度。使用所谓的澄清剂是另外的出发点。这些澄清剂的原理是向熔化 的混合料、特别是向熔化的玻璃中加入物质，所述物质在高温下分解，同时脱气(outgas)并释放氧。澄清剂释放的气体"吸收(pickup)"熔 体中的气体。这样，澄清期间产生逐渐变得较大的气泡，该气泡较快 地上升到达熔体表面，并因此离开熔体。首先按澄清期间玻璃熔体的温度进行澄清剂的选择。当澄清剂五 氧化二砷AsA在高于1250X:的温度下已分解成As203和氧时，高温澄 清剂Sn02在不低于150()TC的温度下分解成SnO和;^02。产生的氧化物 留在熔体中，并且可在玻璃最终产品中检测到。如果需要生态上无可 非议的玻璃，其中的砷则是不利的。因此，存在对在非常高的温度即 在〉1650'C的温度下进行澄清以更加有效地进行澄清的可能性的需要。 然而，这种温度的提高伴随有严重的缺点，对于常规装置，所述缺点 特别是由耐火衬里的增强的腐蚀所致，在常规方法的场合，仅具有严 重的缺点。常规地，通过燃油或燃气燃烧器进行玻璃熔体的加热，所述燃烧 器置于熔炉的上部结构区域中。当这样时，将热通过玻璃池的表面引 入。特别对于低吸收玻璃，通过电极另外进行的电加热作为补充加热。 为了这样做，通过交流电将玻璃熔体导电加热，即利用焦耳(Joule) 效应直接加热。为此目的，使电极配备在容器的底部或侧壁，并且与 玻璃熔体直接接触。主要地，使用钼、铂和来自铂族的金属作为电极材料。然而，对 于常规操作或在已知的装置中，这些材料也受到可能的腐蚀。钼电极 非常强烈地趋于氧化。因此，它们在起始过程中必须用惰性气体气氛 保护。同样，熔体中的化合物例如As20s可腐蚀钼电极或甚至铂电极。 相比于由钼制成的电极，柏电极事实上具有更大的惰性，但仅可在至 多1500X:的温度下使用较长时间段。在文献US4，246， 433中，描述了使用冷却、特别是水冷的棒状电 极，该电极通过侧壁插入到熔化容器内。通过水冷却，电极在较高温 度下的抗腐蚀稳定性仍得以保证。因此，可在熔体中调整较高温度而 不必承受电极的断裂或变形。因此，通过冷却，最大可获得的熔化温 度不再受电极材料的应用类别温度(application categorytemperature)的限定。但通过能够调整较高澄清温度的机会，或者当澄清特别是腐蚀性 的玻璃时，增加了进入玻璃熔体中并因此还进入玻璃最终产品中的材 料的排放(disposal),这是由于装置壁的增强的腐蚀而造成的。在一 方面，最常用作壁材料的铂花费非常大，另一方面，铂或賴合金制成它们将所迷壁的少量Pt或其它合金组分散布(dispense)到熔体内。然 后，它们以离子形式存在于玻璃最终产品中以及以单质(e 1 ementary) 形式细微地分散。取决于在玻璃最终产品中的含量和颗粒尺寸，进入 玻璃熔体中的离子或单质金属的这种铂排放可导致不希望的变色和降低的电磁辐射透射。在文献DE 19939780 Al中，描述了组合体中玻璃的连续澄清，其 中通过直接注入高频能量来加热熔体。随此使用的组合体由冷却环路 构成，其对于用于加热熔体的高频辐射几乎是"无形的"。熔体在这 些冷却壁凝固并在玻璃熔体和壁材料之间形成所谓的凝壳层，该层能 够自行更新。通过在水冷程度最大的金属管处的凝壳层，确保了所述 组合体的紧密性。除此之外，使由玻璃熔体引起的容器壁的腐蚀最小 化，这致使基本较少的材料排放到玻璃熔体内。在这样的凝壳坩埚中用高频率进行熔化的优点是可将玻璃熔体加 热至高于1700X:的温度，因为通过冷却形成的凝壳层，组合体壁的耐 温性不再是限定性因素。通过将高频直接注入玻璃熔体，熔体在熔化 组合体的边缘区域比在中部更冷。由于凝壳层，还可熔化并澄清高熔 点和强腐蚀性玻璃。用高频熔化或在高温熔化的另外优点是所谓高温澄清剂的可用 性。这使有可能避免污染或有毒的澄清剂像As20s或Sb205，如文献DE 19939771中描述的，并且有可能使用例如不太危险的Sn02作为澄清剂 来替代。然而，通过高频加热熔体具有的缺点是，在熔化温度下，待熔化 的玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷或晶体需要具有足够高的电导率，以便通过高频率注入的能量大于带至凝壳壁的热量。通常，玻璃熔体和玻璃陶 瓷熔体的电导率由碱金属含量限定，并且在次要程度上由这些熔体的 碱土金属含量限定。虽然所需电导率的极限值还取决于许多技术参数，但在实践中的中变得明显的是熔体的电导率应高于l(T1 d、m—'。由实践中的实验变得明显的是，特别是高熔点玻璃(对于该玻璃， 凝壳罐中的高频熔化由于高温而特别合适)具有过低的电导率，特别 是低于10—1 iTcin—\因此，许多重要的技术玻璃不能通过高频熔化技 术进4于加工。除药物包装和高温弹性灯(resilient lamps)所需的玻璃外，诸如 在另外制造加工期间进行涂覆的显示器玻璃的玻璃，也属于具有低电 导率的玻璃。对于显示器玻璃，玻璃中的碱金属含量是不希望的，因 为这些金属可易于从玻璃中扩散出，并因此进入显示器的功能层。由 于低的或不存在的碱金属含量，这些玻璃也具有过低的电导率，以至 于不能通过高频技术注入。在PCT/EP 03/13353中，描述了用于加热熔体的方法和设备。在 该设备中，这样来加热玻璃熔体，电流在至少两个再次冷却的电极之 间流动，其中每个电极代替熔化容器壁的一部分。在所述设备中，熔 化容器壁在至少一个区域中冷却。然而，对于所述设备，不利地是电 极导致热损失。首先，起动因而困难，因为电极布置在下部区域中。 另外，特别在起动设备时，存在由闪络引起的问题。此外，不可能完 全形成凝壳层，因为该层可阻止电极施与的电磁能量的注入，所述电 极作为部分容器壁来提供。
技术实现思路
对照这种背景，本专利技术的目的是提供熔体的温度操控机会，特别 是对于熔体的澄清和纯化，以及提供产品，该产品根据本专利技术进行熔 化和/或澄清和/或纯化和/或制备，并且在这样做时，尽可能避免了上 述缺点，以及能够促进用于处理熔体的操作的起动。特别地，将提供的机会是，在一方面充分冷却容器壁以防止该壁15本文档来自技高网...

【技术保护点】
熔体（１６）的温度操控方法，特别在澄清部单元中，其中至少通过欧姆电阻加热来加热所述熔体（１６），　其特征在于　在熔体（１６）中布置至少两个电极（４），并且冷却至少熔体（１６）的一部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A格罗斯，H勒默尔，N格罗伊利希希克曼，G雷克，G魏德曼，T施特勒，V奥姆斯特德，W约斯特，
申请(专利权)人：肖特股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]