用来使玻璃熔体均化的方法和设备技术

本发明专利技术涉及通过对轴进行加热，减少可能在搅拌容器的搅拌器轴上冷凝并落回到玻璃熔体中的挥发的贵金属氧化物对玻璃熔体的污染的方法。在一个实施方式中，所述搅拌器轴包括内部空腔，以及设置在所述空腔内的加热元件。所述加热元件将所述轴加热至足以防止挥发的物质在轴表面上冷凝的温度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及用来减少玻璃熔体中的污染物的方法，更具体涉及在玻璃搅拌工艺过程中减少冷凝形成的污染物。
技术介绍
化学均一性和热均一性是良好的玻璃成形操作的关键部分。玻璃熔融操作的功能通常是制备具有可接受的气体或固体夹杂物水平的玻璃，但是此种玻璃经常包括化学上不同的相形成的带(条痕或条纹)。玻璃的这些不均勻组分由熔融工艺过程中的各种常规现象引起，包括难熔物溶解，熔融层化，玻璃表面挥发以及温度差。所产生的带由于颜色和/ 或折射率的差异，在玻璃中可以观察到。一种用来改进玻璃的均一性的方法是使得熔融的玻璃通过位于熔融器下游的搅拌室。所述搅拌室装有搅拌器，所述搅拌器具有中心轴，使用合适的电动机使得中心轴旋转。从该轴伸出多个桨叶，用来在熔融玻璃从搅拌室的顶部到其底部通过搅拌室的时候，对熔融的玻璃进行混合。本专利技术涉及在不会进一步向所得的玻璃中引入缺陷的情况下对搅拌室进行操作，具体来说，不会引入由于冷凝的氧化物造成的缺陷。玻璃搅拌室中的挥发性氧化物可能是由玻璃和搅拌室中存在的任何元素形成的。 最具挥发性和破坏性的氧化物中有些是由Pt、As、Sb、B和Sn形成的。玻璃熔体中可冷凝氧化物的主要来源包括热的钼表面(对于PtO2)、以及玻璃自由表面(对于403、As406、Sb406和 SnO2)。所谓“玻璃自由表面”是指接触搅拌室内气氛的玻璃表面。因为玻璃自由表面之上的气氛比搅拌室外的气氛热，前一气氛中可能包含上述中的任何一种或所有的物质或者其它挥发性物质，玻璃自由表面之上的气氛有向上流经任意开口，比如从搅拌轴与搅拌室盖子之间的环形空间通过的固有趋势。因为随着搅拌器轴与玻璃自由表面之间的距离增加， 搅拌室轴通常变得更冷，如果轴和/或盖子的温度低于包含在搅拌室气氛内的挥发性氧化物的露点，这些氧化物会冷凝到轴表面上。在其它的较冷的表面上也可能发生冷凝，包括搅拌器的盖子，特别是搅拌器盖子的环形区域。当产生的冷凝物达到足够尺寸时，它们会脱落，落到玻璃中并造成在玻璃产品中的夹杂物缺陷或气泡缺陷。
技术实现思路
在本专利技术的一个实施方式中，揭示了一种搅拌玻璃熔体的方法，该方法包括使得熔融的玻璃流过搅拌室，所述搅拌室包括盖子，所述盖子具有通过该盖子的通道，所述搅拌室还包括搅拌器，所述搅拌器包括贯穿所述盖子通道的轴，在所述搅拌器轴和盖子之间形成环形间隙，并用设置在搅拌器轴的内部空腔中的加热元件对搅拌器轴的一部分进行加热。在另一个实施方式中，描述了一种用来搅拌玻璃熔体的设备，其包括构造成容纳熔融玻璃的搅拌室，所述搅拌室包括盖子，该盖子限定了通过该盖子的通道；搅拌器，所述搅拌器包括贯穿所述通道、延伸到搅拌室中的轴，所述盖子和搅拌器轴限定了在它们之间的环形间隙，其中，所述搅拌器轴限定了轴内部的空腔；以及加热元件，其设置在所述搅拌器轴空腔之内，用来对通过环形间隙的轴的至少一部分进行加热。在又一个实施方式中，本专利技术揭示了一种用来搅拌玻璃熔体的设备，其包括构造成容纳熔融玻璃的搅拌室，所述搅拌室包括盖子，所述盖子限定出通过该盖子的通道；搅拌器，该搅拌器具有贯穿该通道、延伸到搅拌室中的轴；所述盖子和轴之间的空间限定了环形间隙；和位于轴外部的至少一个红外加热元件，用来对与环形间隙相邻的轴的部分进行加热。参见附图，通过以下说明性的描述将更容易理解本专利技术，同时将更清楚地了解本专利技术的其它目的、特征、细节和优点，以下描述不是限制性的。附图说明图1是1200°C (最下面的曲线)至1550°C (最上面的曲线)的四种温度的钼的质量损失(纵轴)_氧气分压(横轴)的图。图2是两种氧气含量(10%是下面的曲线；20%是上面的曲线)的钼的质量损失 (纵轴)_温度(横轴)曲线图。图3是两种温度(1550°C是下面的曲线；1645°C是上面的曲线)的钼的质量损失 (纵轴)_气流(横轴)曲线图。图4是对于三种不同的氧气浓度，钼族金属钼和铑各自的总压力(纵轴)_温度 (横轴)曲线图。图5显示根据本专利技术一个实施方式的用来搅拌玻璃的示例性室的的截面图，其包括加热元件，所述加热元件设置在由搅拌轴限定的内部空腔之内。图6是图5的内部空腔的部分的截面图，显示根据本专利技术实施方式的示例性的电阻加热元件。图7是图5的内部空腔的部分的截面图，显示根据本专利技术实施方式设置在搅拌器轴内部的示例性的感应加热元件，其包括冷却供应管线，用来供应穿过加热元件的冷却剂。图8是示例性的搅拌轴的截面图，显示根据本专利技术的实施方式设置在搅拌器轴外侧上的感应加热元件(未显示冷却剂供应管线)。图9是根据本专利技术另一个实施方式的截面图，其包括设置在围绕搅拌器轴的环形间隙的外部并且与该环形间隙相邻的示例性的辐射加热元件。图10是根据本专利技术的实施方式，用来加热搅拌器轴的激光辐射加热元件的截面图。具体实施例方式如上文所讨论，本专利技术涉及玻璃片中的钼族缺陷的问题。更具体来说，本专利技术涉及在制造工艺中的流动的熔融玻璃具有自由表面，以及位于自由表面之处或上方的一个或多个暴露的表面的一些位置处形成钼族金属的冷凝物。(在本文中，术语"在……处或之上" 当用来表示结构或表面(包含钼族金属)与流动的熔融玻璃的自由表面之间的空间关系5的时候，包括位于自由表面处或自由表面之上的结构或表面。类似地，术语"在……处或之下"用于相同的目的的时候，包括流动的熔融玻璃的自由表面位于包含钼族金属的结构或表面之处和之下的情况)因为与高温有关，在自由表面之处或之上的某些位置，钼族金属可以发生氧化，形成金属蒸气(例如Pta蒸气)，该蒸气可以回复成金属，在自由表面处或之上的其他位置冷凝成金属颗粒。然后这些钼族金属颗粒可以回"落"到自由表面上，或者夹杂在玻璃流体中，由此在成品的玻璃片中形成缺陷(通常是夹杂物)。包含通过此种机理形成的钼族金属的缺陷(本文称作"钼族冷凝物缺陷"或简称"冷凝物缺陷")具有能够将其与包含通过其他机理形成的钼族金属的缺陷区别开的特征。因此，冷凝物缺陷具有晶体形状，它们的最大尺寸等于或大于50微米。不希望被任何具体理论所限制，认为钼族冷凝物缺陷源自以下化学和热力学作用。该问题的主要来源是钼族金属可以与氧一起进入的双向反应。例如，对于钼和铑，双向反应之一可以写作以下反应式Pt (s) + O2 (g) ^ Pto2(1)4Rh(s) + 302(g) ^ 2Rh203(2)其它的包括钼的反应可以产生PtO和其他氧化物，其他包括铑的反应可以产生 RhO, RhO2和其他氧化物。这些反应的正向反应进行可以看作钼族冷凝物缺陷的“起始来源”(起始点)。如图1-3所示，影响这些正向反应速率的主要因素是氧气分压p02，温度和流速。具体来说，图1显示了对于四种不同温度，PO2对钼的正向反应的影响，艮口， 1200°C -星形数据点；1450°C -三角形数据点；1500°C -正方形数据点；1550°C -菱形数据点。该图中的横轴是氧气分压，单位为％，而纵轴是钼的质量损失，单位为克/厘米7秒。 直线是对试验数据的线性拟合。从图1可以看到，钼的氧化和蒸发基本上随着氧气分压的增大而线性增大，随着温度的升高，该影响的斜率越来越大。图2更详细地显示了温度的影响。该图中的横轴是温度，单位为。C，纵轴是钼的质量损失，单位为克/厘米2/秒。菱形数据点表示氧气分压为10%的气氛的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种搅拌玻璃熔体的方法，包括：使得熔融玻璃（１６）流过搅拌室（１０），所述搅拌室包括盖子（３６），所述盖子（３６）包括通过该盖子（３６）的通道（３８），所述搅拌室还包括搅拌器（２６），所述搅拌器（２６）包括贯穿所述盖子通道的轴（２８），在所述搅拌器轴和盖子之间形成环形间隙（４０）；以及用设置在所述搅拌器轴的内部空腔（４４）中的加热元件（４６）对搅拌器轴的至少一部分进行加热。

【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：M·H·戈勒尔，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US