玻璃熔体处理装备和方法技术

一种玻璃熔化处理容器，例如玻璃熔化炉，包括一个具有一堆的多件电极材料块的侧壁单块电极、或者一个可推动的电极；以及，一种使用所述容器制造玻璃材料的方法。在容器的使用周期期间，所堆叠的单块电极的可推动性和/或使用延长了容器的寿命，并且提高了玻璃熔体的质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及玻璃熔体(glass melt)处理装备和方法，具体而言，本专利技术涉及使用电极熔化玻璃材料的电气玻璃熔化炉(electrical glass melti ng furnace),以及相应的熔化方法。本专利技术用于例如熔化适于用在设备的光学部件和/或电气部件(例如，用于LCD显不器的玻璃衬底)中的光学玻璃材料。
技术介绍
玻璃材料广泛用在光学设备和/或光电设备中，所述光学设备和/或光电设备例如为照相机和投影机的透镜和滤镜、阴极射线管、等离子体显示器、灯壳(lamp envelope),以及IXD TFT和滤色镜衬底。在许多这些应用中，尤其在IXD TFT和滤色镜衬底中，要求玻璃材料具有高度均匀的化学成分和物理特性。玻璃板内的非均一性，例如气泡、条纹和条痕、结石、钼杂质等，可导致屏幕上显示不希望的图像变形。为了为上述这些应用生产符合要求的高质量玻璃材料，需要特殊的玻璃熔化炉，其中原料和碎玻璃被充分熔化，以获得具有预期化学成分的基本均匀的玻璃熔体，所述玻璃熔体随后经受气泡移除和搅拌，之后被传送至成形设备。在玻璃衬底被用作IXD TFT和滤色镜衬底的情况下，成形设备可以是浮法成形工艺中的锡浴(tin bath)，或者溢流熔融下拉工艺中的隔管(isopipe)。位于美国纽约Corning的Corning Incorporated专门致力于使用溢流熔融下拉工艺来制造具有精密度的原生表面的IXD玻璃衬底。玻璃熔化炉在非常高的温度下运行，从而使得玻璃材料能够充分熔化。对于通常用于IXD衬底的无碱硼硅酸盐玻璃，熔化温度可高达1500°C以上。处于所述高温下的玻璃熔体是高度腐蚀性的，甚至对于在构造炉时所使用的耐熔材料也是高度腐蚀性的。恶劣的运行条件会造成耐熔材料的不希望出现的离解，从而造成随后玻璃熔体中的夹杂物，并缩短所述熔化炉的期望使用寿命。常规的熔化炉利用燃料(例如，天然气等)的燃烧火焰，以提供所需要的能量的至少一部分，使炉达到获得玻璃熔体的高运行温度。通过使由与玻璃熔体直接接触的耐熔电极所提供的电流经过玻璃熔体而获得的额外的焦耳热可用于增强燃料的燃烧。各种高温导电材料(例如，钼以及钼合金、钥、SnO2陶瓷材料、石墨等)被公开为电玻璃熔化炉中的电极材料。可通过所述炉的侧壁和/或底部壁将电极插入玻璃熔体中。然而，那些常规的电气增强熔化炉总是具有这样的缺点或那样的缺点，尤其是短的使用寿命。因而，仍需要一种改进的玻璃熔化炉。本专利技术满足这一需求和其他需求。
技术实现思路
在此公开了本公开内容的几个方面。应理解，这些方面可能彼此重叠，或者可能不彼此重叠。因而，一个方面的一部分可能落入另一方面的范围内，反之另一个方面的一部分也可能落入一方面的范围内。每一方面都通过多个实施方案阐释，所述多个实施方案本身可包括一个或多个具体实施方案。应理解，所述实施方案可能彼此重叠，或者可能不彼此重叠。因而，一个实施方案的一部分，或者一个实施方案的具体实施方案，可能落入另一实施方案或该另一实施方案的具体实施方案的范围内，或者可能未落入另一实施方案或该另一实施方案的具体实施方案的范围内，反之亦然。本公开内容的第一方面涉及一种用于处理玻璃熔体的容器，所述容器包括第一侧壁、第二侧壁和底部壁，其中 所述第一侧壁和所述第二侧壁中的每一个都包括(A)—个非电极(non-electrode)部,所述非电极部具有厚度THl,并且包括(Al)一个前非电极表面，所述非电极表面面向所述玻璃熔体且具有高度HTl和宽度WTl ； (A2)—个后非电极表面；以及，(A3)第一耐熔材料；以及(B)至少一个电极,所述电极具有厚度TH2,并且包括(BI) —个前电极表面,所述前电极表面面向所述玻璃熔体且具有高度HT2和宽度WT2 ; (B2 )一个后电极部，所述后电极部包括后电极表面；以及，(B3)第二耐熔材料，不同于所述第一耐熔材料；其中，O.01 彡 HT2/HT1〈1. 00 ;所述至少一个电极被嵌入所述非电极部内；所述至少一个电极和所述非电极部形成基本不能渗透所述玻璃熔体的基本连续的壁；以及一个电极推动机构，所述电极推动机构适于推动所述至少一个电极相对于所述非电极部向内朝向炉的中心移动。在根据本公开内容的第一方面的容器的某些实施方案中，ΤΗ1/ΤΗ2 ( I. 00，在某些实施方案中ΤΗ1/ΤΗ2 ( O. 90，在某些实施方案中ΤΗ1/ΤΗ20. 80，在某些实施方案中THl/ΤΗ2 ( O. 70，在某些实施方案中ΤΗ1/ΤΗ2 ( O. 60，在某些实施方案中ΤΗ1/ΤΗ20. 50，在某些实施方案中ΤΗ1/ΤΗ20. 40，在某些实施方案中ΤΗ1/ΤΗ2 ( O. 30，在某些实施方案中THl/ΤΗ2 ( O. 20，在某些实施方案中ΤΗ1/ΤΗ2 ( O. 10。在根据本公开内容的第一方面的容器的某些实施方案中，所述容器是玻璃熔化炉。在根据本公开内容的第一方面的容器的某些实施方案中，O. 30 ( ΗΤ2/ΗΤΚ1. 00;在某些实施方案中O. 50 ( ΗΤ2/ΗΤΚ1. 00;在某些其他实施方案中O. 70 ( ΗΤ2/ΗΤΚ1. 00。在根据本公开内容的第一方面的容器的某些实施方案中，所述至少一个电极包括一堆的多个电极材料块，从而形成连续的单块(monolithic)电极主体。在根据本公开内容的第一方面的容器的某些实施方案中，所述多个电极材料块形成至少两个段(segment)，每一段连接至一个单独且独立的电极推动机构，所述电极推动机构适于推动所述段独立且单独地向内朝向炉的中心移动。在根据本公开内容的第一方面的容器的某些实施方案中，所述电极推动机构包括一个杆，所述杆直接或者间接地与所述后电极部连接，可通过所述杆将外部推动力施加至所述后电极部。在根据本公开内容的第一方面的容器的某些实施方案中，所述电极推动机构包括多个杆，所述多个杆直接或者间接地在多个位置处与所述后电极部连接，可通过所述多个杆将外部推动力施加至所述后部，从而可控制和调节所述电极的水平倾角和竖直倾角中的至少一个。在根据本公开内容的第一方面的容器的某些实施方案中，所述电极推动机构包括一个自动马达，所述自动马达适于间歇地或者连续地驱动一个力施加器(forceapplicator),所述力施加器直接或者间接地与所述 后电极部连接。在根据本公开内容的第一方面的容器的某些实施方案中，所述电极推动机构包括一个可调节杆，所述可调节杆连接至一个外部固定装置和所述后电极部，所述可调节杆的调节导致了所述电极的推动。在根据本公开内容的第一方面的容器的某些实施方案中，所述电极包括下述中的至少一种钼以及钼合金；钥以及钥合金；石墨；氧化锡陶瓷；以及，它们的混合物和组合物。在根据本公开内容的第一方面的容器的某些实施方案中，所述第一耐熔材料选择下述材料氧化铝；氧化铬；氧化镁；二氧化硅；锆石；氧化锆；以及，它们的混合物和组合物。在根据本公开内容的第一方面的容器的某些实施方案中，在大部分的生产活动期间，所述前电极表面被保持相对于所述前非电极表面齐平或凹入，以及从所述前电极表面至所述前非电极表面的距离是D1，其中OcmgDl ( 20cm,在某些实施方案中O. 5cm ^ Dl ^ 18. 0cm,在某些实施方案中O. 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于形成和/或容纳玻璃熔体的容器，所述容器包括第一侧壁、第二侧壁和底部壁，其中：所述第一侧壁和所述第二侧壁中的每一个都包括：（A）一个非电极部，所述非电极部具有厚度TH1，并且包括：（A1）一个前非电极表面，所述前非电极表面面向所述玻璃熔体且具有高度HT1和宽度WT1；（A2）一个后非电极表面；以及，（A3）第一耐熔材料；以及（B）至少一个电极，所述电极具有厚度TH2，并且包括：（B1）一个前电极表面，所述前电极表面面向玻璃熔体并且具有高度HT2和宽度WT2；（B2）一个后电极部，所述后电极部包括后电极表面；以及，（B3）第二耐熔材料，不同于所述第一耐熔材料；其中，0.01≤HT2/HT1<1.00；所述至少一个电极被嵌入所述非电极部内；所述至少一个电极和所述非电极部形成基本连续的壁；以及一个电极推动机构，所述电极推动机构适于推动所述至少一个电极相对于所述非电极部向内朝向炉的中心移动。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：B·S·巴涅特，G·德安杰利斯，M·A·德拉米勒，A·E·贾科米，T·J·赫尔默斯，L·H·科塔斯卡，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：