高能效的高温精炼制造技术

本发明专利技术涉及用于制造玻璃和/或玻璃陶瓷的玻璃熔体的高能效精炼。根据本发明专利技术的装置包含如下组件：精炼坩埚，该精炼坩埚至少由侧壁形成，所述侧壁具有在内侧面上的金属内衬作为熔体接触表面，使得至少在所述精炼坩埚中形成由底表面、顶表面和侧表面限定的熔体精炼体积；至少一个加热装置，该加热装置用于通过在所述内衬中的电流传导加热所述内衬，使得可通过已加热的内衬加热所述熔体，其中所述加热装置和所述内衬通过输入线彼此连接。所述输入线以如下方式与所述内衬接触，所述方式为至少在所述内衬的部分中能够产生从所述顶表面到所述底表面或者从所述底表面到所述顶表面运行的电流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于精炼玻璃熔体的方法以及装置。
技术介绍
目前，对于光学和/或技术玻璃和/或玻璃陶瓷的质量有高的要求。一方面，希望这些玻璃尽可能均匀并且不含气泡和条纹。另一方面，希望所述玻璃是所谓的“生态玻璃”，其应当尽可能不含任何有毒的或环境有害的物质，例如砷或锑。最终的玻璃和/或最终的玻璃陶瓷的质量主要受精炼所述玻璃熔体的质量影响。改进所述精炼质量的一个途径基于使用高精炼温度，因为所述精炼温度的提高导致所述熔体的粘度降低，并因此导致在所述熔体中的气泡的上升速度增加，从而可以更好地从所述熔体中除去存在的或产生的气泡。另外，对于提高的精炼温度，特别是超过1700°C的温度，所谓的高温精炼剂是可用的。高温精炼剂的例子是SnO2。SnO2是生态无害的，但只能在高于1500°C的精炼温度下使用。这使得可能排除了生态成问题的精炼剂，例如As2O5，其在高于1250°C的温度下就已经可以使用。在高温范围内的精炼，特别是在高于1700°C温度范围内的精炼描述在例如文献DE102006003521A1中。将所述熔体使用放置在所述熔体中的电极进行加热。然而，其中描述的教导内容不仅仅旨在提高所述温度。其中的必要特征是在所述精炼容器中形成稳定的对流翻滚，其是通过在所述熔体中产生大的温度差异实现的。在所述熔体的内部体积区域和所述熔体的周围区域之间存在温度差异。以此方式，所述精炼坩埚的侧壁被冷却。它们被冷却到如下程度，该程度为所述熔体在冷却的侧壁上固化。因此形成了固有材料的保护层。形成了所谓的“凝壳坩埚”。所描述的教导内容的基本观点所基于的是如下假设:为了形成对流翻滚，必须通过所述冷却的侧壁冷却在所述周围区域中的熔体，并且同时使用所述电极加热在所述精炼容器内部中的熔体。其中示出的装置适合用于制造“生态玻璃”。然而，所述冷却产生了 非常高的能量成本。引入到所述熔体中用于加热所述熔体的能量通过所述冷却的侧壁从所述熔体中被“直接”带走。另外，必须使电源尺寸合适以能够提供所需的电能。同样，对于所述侧壁必须提供充分的冷却。因为所述侧壁的冷却基于的是输水铜管，所述冷却在任何情况下都不能失败，因为这将导致整个系统的崩溃。因此，必须提供合适的紧急冷却系统，其涉及另外的复杂性和成本。
技术实现思路
鉴于上述背景，本专利技术的目的是提供用于制造玻璃和/或玻璃陶瓷和/或用于精炼玻璃熔体的方法和装置，其中至少缓和了现有技术的缺点。特别地，希望降低建造和操作精炼系统的财务成本。优选地，希望降低用于精炼的能量需求。然而，应当至少获得所述玻璃的良好质量，例如采用上述系统获得的良好质量。另外，还应当可能制造“生态玻璃”。这些目的已经通过根据本专利技术独立权利要求的装置和方法实现。根据本专利技术的方法和装置的有利实施方案在各个从属权利要求中阐述。一般性地，本专利技术建议将所述的现有技术的凝壳壁替换为“热的”、温度稳定的金属壁,例如Ir壁，使得不需要外部主动冷却，以及传导加热和任选另外感应加热不再被固化的熔体覆盖的侧壁，优选局部地加热，使得所述熔体通过所述侧壁被间接加热。首先，本专利技术提供用于精炼无机非金属熔体的装置。所述装置优选适合用于连续精炼。所述熔体优选是用于制造玻璃和/或玻璃陶瓷的玻璃熔体。 所述装置包含如下组件:一精炼坩埚，其具有上侧和下侧，所述坩埚至少由侧壁限定，所述侧壁具有在其内表面上的金属内衬作为熔体接触表面；一至少一个加热构件，该加热构件用于通过在所述内衬中的电流传导加热所述内衬，使得可通过已加热的内衬加热所述熔体，其中所述加热构件和所述内衬通过输入构件彼此连接，其中一所述输入构件通过至少一个上连接头和至少一个下连接头以如下方式与所述内衬接触，所述方式为至少在所述侧壁的内衬中，至少在其部分中，能够产生从所述上侧到所述下侧或从所述下侧到所述上侧运行的电流。包含如下组分的器件也可以描述如下:一精炼坩埚，其至少由侧壁限定，所述侧壁具有在其内表面上的金属内衬作为熔体接触表面，使得至少在所述精炼坩埚中形成用于精炼所述熔体的体积，该体积由底表面、顶表面和周围表面限定，一至少一个加热构件，该加热构件用于通过在所述内衬中的电流传导加热所述内衬，使得通过已加热的内衬能够加热所述熔体，其中所述加热构件和所述内衬通过输入构件彼此连接，其中一所述输入构件以如下方式与所述内衬接触，所述方式为至少在所述内衬的部分中，能够产生从所述顶表面到所述底表面或从所述底表面到所述顶表面运行的电流。另外，用于制造玻璃和/或玻璃陶瓷的方法也在本专利技术的范围内。所述方法包括如下步骤:一熔融批料以提供玻璃熔体；一通过提高至少在与侧壁，至少与其部分相邻的体积或精炼体积中的玻璃熔体的温度精炼所述玻璃熔体，其中至少所述侧壁，至少在其部分中，通过电流进行传导加热；一其中在所述侧壁中以如下方式提供电势差，所述方式为在所述侧壁中的电流流动方向或者是从顶部到底部或者是从底部到顶部；一均质化和/或调整已精炼的玻璃熔体；一成形和/或冷却和/或 热处理已均质化和/或调整的玻璃熔体，使得能够提供玻璃和/或玻璃陶瓷。包含如下步骤的方法也可以描述如下:一熔融批料以提供玻璃熔体；一通过提高至少在由底表面、顶表面和周围表面限定的体积中的玻璃熔体的温度精炼所述玻璃熔体，其中所述周围表面与侧壁相邻，所述侧壁，至少在其部分中，通过电流进行传导加热；其中一在所述侧壁中以如下方式或者能够以如下方式提供电势差，所述方式为在所述侧壁中的电流流动方向或者是从所述顶表面到所述底表面或者是从所述底表面到所述顶表面；一均质化和/或调整已精炼的玻璃熔体；一成形和/或冷却和/或热处理已均质化和/或调整的玻璃熔体，使得能够提供玻璃和/或玻璃陶瓷。在所述方法的优选实施方案中，所述侧壁包含在其内表面上的内衬，使得所述体积或所述周围表面与所述内衬相邻，和在所述内衬中提供电势差，和通过所述内衬能加热所述熔体。另外，根据本专利技术的装置或用于实施本专利技术的方法也可以描述如下。所述装置包含如下组件:一精炼坩埚，该精炼坩埚具有上侧和下侧，并且至少由侧壁限定，所述侧壁优选具有在其内表面上的金属内衬作为熔体接触表面；一至少一个加热构件，该加热构件用于通过在所述侧壁中，优选在所述内衬中的电流传导加热所述侧壁,优选所述内衬,使得通过已加热的侧壁,优选通过所述内衬能加热所述熔体，所述加热构件和所述侧壁，优选所述内衬，通过输入构件彼此连接，其中一所述输入构件通过至少一个上连接头和至少一个下连接头与所述侧壁，优选与所述内衬接触，所述输入构件包含用于接触所述侧壁，优选所述内衬的至少一个上连接部件和至少一个下连接部件。所述方法可以在对应于各个器件特征的方法步骤中进行确切阐述。特别地，所述方法可以使用根据本专利技术的装置实施。根据本专利技术的装置尤其适合于实施根据本专利技术的方法。优选地，根据本专利技术的方法能够连续实施。传导加热根据本专利技术的侧壁和优选根据本专利技术的侧壁的内衬是电阻加热所述侧壁。此处相关的是在所述侧壁中产生的电流流动方向。就是说，所述电流从顶部流到底部，或者反之。基本上在整个侧壁中的电流或者是从上侧或顶表面到所述下侧或底表面，或者反之。优选地，所述电流流动围绕所述侧壁的整个周围从所述顶表面到所述底表面或者从所述上侧到所述下侧延伸，或者反之。然而这并不意味着在整个侧壁中电流流动方向是平行的和/或垂直的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.10.14 DE 102010048297.81.用于精炼，特别是连续精炼无机非金属熔体，优选玻璃熔体的装置，该装置包含: 一精炼坩埚(3)，其具有上侧(3c)和下侧(3d)，所述坩埚至少由侧壁(10)限定，所述侧壁(10)具有在其内表面(IOb)上的金属内衬(50，52)作为熔体接触表面； 一至少一个加热构件(71，72)，该加热构件用于通过在所述内衬(50，52)中的电流传导加热所述内衬(50，52)，使得通过已加热的内衬(50，52)能够加热所述熔体，其中所述加热构件(71，72)和所述内衬(50，52)通过输入构件彼此连接，其中 一所述输入构件通过至少一个上连接头(60，61)和至少一个下连接头(62，63)以如下方式与所述内衬(50，52)接触，所述方式为至少在所述侧壁(10)的内衬(50，52)中，至少在其部分中，能够产生从所述上侧(3c)到所述下侧(3d)或从所述下侧(3d)到所述上侧(3c)运行的电流。2.如前述权利要求中所请求保护的装置，其中所述内衬(50)形成至少部分覆盖所述侧壁(IO )的上表面(I Oa )的卡圈(51 )，和其中特别地，所述卡圈(51)是可传导加热的。3.如前述权利要求中的任一项所请求保护的装置，其中所述输入构件包含用于接触所述内衬(50，51，52，53)的至少一个上连接部件(67)和至少一个下连接部件(65)。4.如前述权利要求中所请求保护的装置，其中将所述上连接部件(67)与侧壁(10，52)和/或所述内衬(50)的卡圈(51)结合，和将所述下连接部件(65)与所述下侧(3d)和/或所述精炼坩埚(3)的底部(53)结合。5.如前述权利要求中的任一项所请求保护 的装置，其中将所述上连接部件(67)形成为护套，该护套围绕所述侧壁(10)的周围延伸,至少围绕其部分延伸，并且优选啮合所述侧壁(10)的外表面(10c)。6.如前述权利要求中的任一项所请求保护的装置，其中将所述下连接部件(65)形成为板，该板围绕所述下侧(3d)和/或所述底部(53)的周围延伸，至少围绕其部分延伸，并且优选与所述下侧(3d)和/或所述底部(53)的外边缘邻接；和/或其中所述下连接部件(65)穿过所述侧壁(10)或者在所述侧壁(10)的下方延伸到外部，并且特别是在所述精炼坩埚(3)的外部是能连接的。7.如前述权利要求中的任一项所请求保护的装置，其中所述输入构件包含用于将所述内衬(50，51，52，53)与所述加热构件(71，72)电连接的上接合构件(68)和下接合构件(66)，所述电连接优选通过所述上和/或下连接部件(65，67)实现。8.如前述权利要求中的任一项所请求保护的装置，其中所述上接合构件(68)围绕所述精炼坩埚(3)的周围延伸，优选围绕所述上连接部件(67)延伸，至少围绕其部分延伸，和其中所述下接合构件(66)围绕所述精炼坩埚(3)...

【专利技术属性】
技术研发人员：沃尔克·奥曼施特德，沃尔夫冈·明希，斯蒂芬·鲍尔，霍尔格·胡尼乌斯，京特·魏德曼，
申请(专利权)人：肖特公开股份有限公司，
类型：
国别省市：