【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于制造玻璃产品的方法和设备以及相应的玻璃产品。该方法包括对原材料和/或玻璃熔体进行电加热，其特征在于碳排放较低。
技术介绍
1、玻璃制造商在加热玻璃熔体时有多种选择，如气体燃烧器、电阻加热或感应加热。目前，玻璃熔融中使用的主要热源是燃气。
2、由于熔融和澄清工艺需要大量能源，生产玻璃的碳排放非常高，尤其是在使用天然气的气体燃烧器进行加热的情况下。如果使用风能、水能或太阳能电池板等可再生能源供电的电阻式电加热，则可以减少碳排放。上述能源还可用于通过电解产生氢气，然后为气体燃烧器供能。虽然后者对现有使用气体燃烧器加热的玻璃生产设备的改动较小，但中间的电解步骤也必然会造成较大的能量损失。因此，更为理想的是直接使用电力。
3、玻璃组合物种类繁多。有些玻璃组合物比较容易制造出优质产品，有些则需要精密的设备和/或极其均衡的生产工艺。通常，用于制造饮料杯和饮料瓶、普通窗玻璃和其他建筑玻璃产品(如用于隔热的玻璃棉)的玻璃组合物属于前一种类型。原因之一是这些产品使用的玻璃熔融温度较低，粘度-温度曲线陡峭。此外，制成品的品质标准也不是很严格。例如，饮料杯和建筑玻璃产品可以偶尔含有气泡，而且，形状和尺寸也是可以发生变化的。这些玻璃产品可以在一定程度上含有杂质，但不会产生问题，因为它们的用途无需明确的透光性，也没有严格的纯度规定。
4、由于含有大量碱金属氧化物和碱土金属氧化物，许多大众产品使用的那类玻璃组合物(如钠钙玻璃组合物)的熔融温度较低。各玻璃熔融设施的产量非常高，通常每天超过200吨，甚至
5、特定产品所需的品质取决于其预期用途。一些高品质玻璃用于制造即便偶尔也不能出现气泡的产品，而且在形状、尺寸变化和纯度(化学和光学)上必须满足严格的标准。不仅因为标准严格，还因为熔融温度高，许多此类玻璃的制造相当困难。为了使熔体粘度足以实现均质化并能去除熔体中气泡，可能需要较高的熔融温度。高品质玻璃产品可以例如是药用容器和用于制造此类容器的玻璃管。
6、本专利技术的目的是提供符合高品质标准的玻璃产品。
7、虽然使用电阻加热法生产这种高品质的玻璃产品是有利的，但它也面临着一些难点，直到今天，这些难点还阻碍着它的广泛应用。
8、难点之一便是电极的腐蚀。当以50hz的标准线频率工作时，电极上的大量金属会溶解到玻璃熔体中，和/或在电极表面会形成气泡。在具有高电导率的玻璃熔体中，这个问题尤为突出，因为在高电导率下，只有高电流密度才能在玻璃熔体中产生足够的热量，使其保持液态。高电流密度反过来又会增加电极上的电腐蚀效应和材料损耗。电极的材料损耗主要有两个原因。
9、第一个原因显然是需要每隔一段时间更换电极。这不仅会增加设施的工作成本，还会对碳排放产生影响，因为生产电极需要消耗的能量是不容小觑的。根据所用金属的类型，必须达到非常高的熔融温度，而后续成型和处理步骤也需要消耗能量。因此，频繁更换电极会大大增加玻璃生产方法的碳排放。此外，维护时必须停止玻璃生产工艺，因为若设备继续工作，可能无法简单地将单个电极从熔融罐中抽出进行更换。因此，在更换电极后重新启动设施时，要么必须用燃烧器加热装有固化玻璃熔体的整个熔融罐进行重新熔融，以便将新电极下放入熔体中，要么必须在关闭工艺流程之前将熔融罐中的玻璃熔体完全排出，然后同样使用燃烧器从头开始熔融新的原材料，以制备新的熔体。这种停机和重启程序所需的能量和相应的碳排放量甚至高于生产电极的排放量。当然，这对设施生产率的影响也是巨大的，因为需要数天至数周的时间才能重新达到保证玻璃产品品质所必需的稳定的生产条件。
10、第二个原因是上文所提到的玻璃品质问题。根据所使用的金属类型和玻璃组合物，电极中溶解的金属可能会导致玻璃熔体严重变色而呈现不同的颜色。虽然颜色较深的廉价玻璃产品在一定程度上允许变色的发生，但对于完全无色或具有某种特定颜色的廉价玻璃产品来说，变色是要不得的。对于高品质的昂贵玻璃产品来说，这种变色是非常碍眼的，必须尽力避免。
11、因此，本专利技术的另一目的是提供一种生产高品质玻璃的方法，在整个生产工艺中，该方法的碳排放量较低。此外，这种工艺尤其适用于具有良好电导性的那类玻璃。
技术实现思路
1、定义
2、“玻璃熔体”是指大量粘度小于107.6dpas的玻璃原材料批料。
3、可以使用纤维伸长法来测量该粘度，例如din iso 7884-6:1998-02中所述的纤维伸长法，即在不同的温度下用不同的重量来测定具有特定直径的纤维的伸长速度。
4、在本文中，该玻璃熔体粘度为102dpas时的温度称为“温度t2”。同样，玻璃熔体的粘度达到104dpas时的温度称为“温度t4”。对于碱金属氧化物或碱土金属氧化物含量较高的玻璃组合物，如钠钙玻璃和其他玻璃组合物，温度t2小于1500℃。
5、也可使用旋转粘度计测量这些粘度，例如din iso 7884-2:1998-2中所述的旋转粘度计。可以根据vft(vogel-fulcher-tammann)等式确定粘度与温度的关系。vft等式如下所示：
6、
7、在vft等式中，t指代所讨论的温度。a、b和t0指代每种玻璃组合物的所谓vft常量。
8、“熔融罐”是用于熔融玻璃的容器。容器用于限定可容纳玻璃熔体的容积。熔融罐可以具有基本呈矩形的基板或底板。熔融罐可以具有罐壁，以将熔体保持在罐内。通常情况下，熔融罐不会装满。熔融罐可以在玻璃熔体表面上方加盖(“有罐盖的熔融罐”)。罐盖可以呈拱形状。“熔融罐”可以是较大熔融设施的一部分，该设施可能还包括其他部分，如精炼罐或精炼区等。有些熔融设施的组合罐拥有不同分区，有的分区用于熔融，有的用于精炼，在这种情况下，本专利技术的“熔融罐”是指包括精炼区在内的整个组合罐。
9、“底板”是熔融罐的一部分，构成熔融罐的罐底。底板可以是一整块材料。或者，罐底可以由多个组件或分区组成。底板可以是封闭的，即基本上不渗透入玻璃熔体。或者，底板可以具有可关闭的开口，以便通过罐底开口从熔融罐中抽出玻璃熔体。
10、“气泡”是玻璃或玻璃熔体中的气态夹杂物，可选地直径为至少10μm。“直径”是指气态夹杂物的最大直径。
11、“停留时间(dwelling time)”是指玻璃熔体的某一部分在从熔融罐中抽出之前在熔融罐中停留的时间。可以使用所谓的示踪剂来测量该停留时间，其中，示踪剂即添加到玻璃熔体中的组分，这样在产品中检测到这些组分就可以得出在熔融罐中的停留时间。示踪化合物可以例如为ca、sr和y。“平均停留时间”限定为：
12、
13、“相对磁导率μt”是指特定介质的磁导率μ与自由空间的磁导率μ0之比，其中，真空的μ0也称为磁常数，限定为1.25663706212·10-6h/m：
14、
15、本申请中提到的“本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于制造玻璃产品的方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电极在小于3000Hz的电流频率下工作；和/或
3.根据权利要求1所述的方法，其中，
4.一种用于玻璃熔融的设备，包括：
5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述支撑结构包括以阻断电感环路的方式布置和/或构建的支架和/或拉线；和/或
6.一种玻璃产品，包括：具有澄清剂和电极材料的玻璃组合物，其中，所述澄清剂的含量为至少300ppm，所述电极材料可以以氧化物的形式存在，其含量小于5ppm，所述玻璃产品中每10克玻璃中的气泡数少于2个，其中，以碳原子的重量相对于所述玻璃产品的重量来计算，可选地，所述玻璃组合物中的总碳含量少于310ppm。
7.根据权利要求6所述的玻璃产品，其能够根据包括以下步骤的方法获得：
8.根据权利要求6所述的玻璃产品，其玻璃组合物：
9.根据权利要求6所述的玻璃产品，其玻璃组合物：
10.根据权利要求6所述的玻璃产品，其中，所述澄清剂选自由As2O3、Sb2O3、Ce
...【技术特征摘要】
1.一种用于制造玻璃产品的方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电极在小于3000hz的电流频率下工作；和/或
3.根据权利要求1所述的方法，其中，
4.一种用于玻璃熔融的设备，包括：
5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述支撑结构包括以阻断电感环路的方式布置和/或构建的支架和/或拉线；和/或
6.一种玻璃产品，包括：具有澄清剂和电极材料的玻璃组合物，其中，所述澄清剂的含量为至少300ppm，所述电极材料可以以氧化物的形式存在，其含量小于5p...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·E·艾希霍尔茨，J·拉斯普，A·U·施托贝尔，W·阿科特，P·萨特勒，R·武木，R·多斯，W·施密特保尔，V·奥姆斯泰德，K·O·霍夫曼，
申请(专利权)人：肖特股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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