[发明专利]用来制造玻璃的设备和方法

说明书

本申请要求2008年11月26日提交的美国专利申请第12/324303号的 优先权。

技术领域

本发明涉及用来制造玻璃的设备和方法，具体涉及使用多区玻璃熔化 器的设备和方法。

背景技术

液晶显示器(LCD)是依赖外部光源用于照明的无源平板显示器。不含碱 金属的铝-硅酸盐玻璃通常用于LCD平板玻璃应用。这类玻璃容易在熔炉 (熔化器)中填入批料(玻璃进料)的位置，在熔炉(熔化器)的表面上 产生稳定的泡沫层。所述泡沫层包含固体二氧化硅内含物，如果在玻璃进 入传输系统中之前未将这些内含物除去，它们可能会在完成的玻璃中形成 固体的“碎石(stone)”缺陷或者透明的“节点(knot)”缺陷。已经显示当 所述泡沫层得以到达熔化器的前壁的时候，其能够通过熔化器的出口将固 体的以及气态的内含物传递到玻璃传输系统。这些固体的内含物会在完成 的玻璃中成为固体缺陷。所述泡沫层还会将玻璃熔体与在玻璃熔体的自由 表面上方的燃烧器提供的热量隔绝。由此使得燃烧器的效率较差，这意味 着形成熔体所需的能量的绝大部分是由浸没在熔体的自由表面以下的电极 通过焦耳加热提供的。由此需要采用较高的电能水平，会缩短电极的寿命， 使得必须频繁地维修熔化器。

具有两个或多个区的单个熔化器可以防止泡沫层中的二氧化硅内含物 进入玻璃传输系统。分隔第一区和第二区的壁能够防止第一区中的泡沫层 进入第二区。历史上看来，人们已经采用以下方式将熔化器分成多个区：具 有一个或多个狭缝形状的喉部的内部冷却的横壁(将一个大的玻璃浴分成 两个较小的区)，或者使用由隧道形状的喉部连接的两个独立的室。

对于使用横壁的情况，横壁的两侧都是热的，壁通常会被玻璃较快地 腐蚀。因此其工作寿命很短。当横壁顶部破裂时，或者内部冷却出现故障， 冷却水直接(爆炸性地)流入玻璃熔体时，熔融操作无法再有效进行。另 外，如果横壁是由熔合地氧化锆耐火材料制成的，则横壁的电阻率较低，两 个面都会很热。用来加热玻璃浴的一部分电流会通过横壁，独立地对横壁 进行加热，有可能会造成横壁受损，或者在熔体中形成氧化锆内含物。一 般来说，横壁在有限的时间内是有效的，但是其为玻璃熔合法中寿命有限的 部分。

解决这些问题的常规方法是放大熔化器。预期如果要得到没有泡沫的 表面，则需要至少将目前的熔炉面积加倍。另外，为了将固体和气态的内含 物减少到所需的水平，可能需要进一步翻倍，因此最后熔化器尺寸总计要 放大到目前表面积的三倍。如果熔炉的尺寸进行这样大程度的增大，会导 致基建成本和操作成本升高，另外，因为电极(通常为氧化锡)的数量也必 须增加，也可能会导致玻璃中氧化锡的含量增加到发生熔体因锡石而失透 的程度。

还可以将熔化器分隔成不共享用共同的壁的多个区。在此情况下，所 述第一区和第二区各自有独立的壁，这些壁通过隧道形状的喉部相连。由 此，所述壁可以具有外部冷却，但是在熔化器内会产生很大的未加热区域， 玻璃在从第一区通向第二区的过程中，在所述未加热区域内会降低温度。 如果玻璃进入第二区的时候的温度低于其离开第一区时的温度，则第二区 熔去固体内含物或者澄清除去气态内含物的效果会降低。另外，耐火材料喉 部覆盖层会磨损到玻璃层，最终使得泡沫层能够从第一区通过至第二区。 喉部泄漏会导致整个工艺停工。

对于能够有效地阻止夹杂在泡沫层中的固体和气体内含物进入传输系 统的两区熔化器来说，第一区和第二区之间的分割装置必须能够保持其完 整性。否则，熔化器会变成一个大容器，使得泡沫层能够向前移动到前壁， 将泡沫层中的固体内含物传递到玻璃传输系统中。

当由两个区组成的熔融工艺有效的时候，能够防止在第二区中形成泡 沫层，在第二区中可以获得额外的时间和温度以熔掉进入其中的固体内含 物或者澄清除去进入其中的气体内含物。

发明内容

在一个示例性的方面，提供了一种制造玻璃的方法。该方法包括以下 步骤：在第一熔炉中提供玻璃熔体，使得所述玻璃熔体通过连接管，从第 一熔炉流到第二熔炉。所述玻璃熔体流过位于第二熔炉上游的连接管的第 一区域，以及位于第一区域下游的连接管的第二区域。该方法还包括以下 步骤：用第一加热装置加热位于所述第一区域内的玻璃熔体，用第二加热 装置加热位于所述第二区域内的玻璃熔体。