[发明专利]用来使玻璃熔体均化的方法和设备

说明书

发明背景

技术领域

本发明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。

背景技术

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)。玻璃的这些不均匀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。本发明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铂表面(对于PtO₂)、以及玻璃自由表面(对于B₂O₃、As₄O₆、Sb₄O₆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。

发明内容

在本发明的一个实施方式中，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，本发明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发明，同时将更清楚地了解本发明的其它目的、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℃(最下面的曲线)至1550℃(最上面的曲线)的四种温度的铂的质量损失(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)的铂的质量损失(纵轴)-温度(横轴)曲线图。

图3是两种温度(1550℃是下面的曲线；1645℃是上面的曲线)的铂的质量损失(纵轴)-气流(横轴)曲线图。

图4是对于三种不同的氧气浓度，铂族金属铂和铑各自的总压力(纵轴)-温度(横轴)曲线图。

图5显示根据本发明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，显示根据本发明实施方式的示例性的电阻加热元件。