[发明专利]可玻璃化物质熔融与精制的方法和装置

说明书

本发明涉及一种可玻璃化物质熔融与精制的方法，以便连续地将熔融玻璃供给玻璃成型装置。

更具体地涉及平板玻璃成型装置，如浮法玻璃成型设备或平板玻璃成型设备，但也涉及瓶、烧瓶类型的中空玻璃成型设备、隔热或隔声的矿棉类的玻璃纤维成型设备或所谓增强织物玻璃丝的成型设备。

对这些方法进行了许多研究工作，这些方法简略地包括第一个熔化步骤，接着是精制步骤，其精制步骤在于采用热方法与化学方法调节熔融玻璃，还在于除去熔融玻璃中的不熔物、气泡以及消除成型之后出现的任何缺陷成因。

在熔化方面，因此例如研究过加速其熔化，或提高其能量的效率。于是可以列举一种方法，该方法以均匀与控制地快速加热可玻璃化物质，同时进行强烈的机械混合，能够使还是固体的可玻璃化物质与已经是液相的可玻璃化物质充分接触。这个方法在专利FR-2 423 452、FR-2281 902、FR-2 340 911、FR-2 551 746中具体地描述过，这种方法一般使用浸没式电极类型的电加热设备。

还曾研制另外一类熔化方法，例如在US-3 627 504、US-3 260 587或US-4 539 034中描述的一类方法，这些方法使用浸没式喷嘴，即通常以与炉底相平的方式配置的以气体与空气进料的喷嘴作为加热设备，以便在液化过程中火焰甚至在可玻璃化物质内部散开。

在任何情况下，与“通常的”熔化相比，虽然可有效地达到非常显著地降低可玻璃化物质在熔化室中的停留时间，大大提高生产率，但另一方面，熔化玻璃呈难以精制的泡沫状，则特别难以保证最终玻璃，特别是光学玻璃的质量。

在精制方面还作过一些研究工作。因此，例如由专利EP-775 671与专利US-4 919 697知道，至少在减压下进行部分精制操作，这样例如能够得到硫酸盐非常贫的高氧化还原的玻璃。但是，这种精制可产生强烈的泡沫，这种泡沫可能难以控制与消除。

因此，本发明的目的是改进熔化与精制方法，具体地涉及使用比较紧凑的和/或运行更灵活和/或生产效率更高的设备，并且这些工业优点又不会损害所生产玻璃的质量。

本发明首先一个目的是可玻璃化物质的熔化与精制的方法，其特征在于将下述两个特征结合起来：

一方面，可玻璃化物质熔化时所需要的全部或部分热能由一种或多种化石类燃料与至少一种助燃气体燃烧提供，将所述的燃料/气体或来自燃烧的气态产物在可玻璃化物质物料液面的下面喷入。

另一方面，熔化之后的可玻璃化物质的精制包括至少一步使其置于次大气压下的步骤。

已证实在使用为简化起见在下面称之“采用浸没式喷嘴”熔化与采用减压精制之间在工业上具有极有利的协同作用。

但是，因这种结合还远未能被采用，还会预料到只能以中等玻璃质量为代价才可达到上述的所有这些优点，它已不是这种情况。这是因为尽管减压精制原理是已知的，但其原理是难以使用的，并且还没有把握达到与采用通常的精制技术所达到的同样的容许气泡/不熔物残留百分率。然而，在本发明中，通过改变尺寸参数，使用这种非常特别的精制，这就是代替往精制区域供给“通常的”待精制熔融玻璃，这里实际上供给采用浸没式喷嘴熔化所得到的玻璃，即在总是有泡沫的这个含意上的具有非常特定特征的玻璃，并且与标准玻璃的密度相比，其密度相当低。不用说，有可能在减压下精制起始泡沫较多的玻璃。

然而令人惊奇地，证实这是可能的，因为发现这种来自采用浸没式喷嘴熔化的有泡沫的玻璃还具有的特征是，只含有极少量在开始含有的或未含有的硫酸盐。事实上，在从熔化玻璃室出来的玻璃中，以SO₃重量表示的硫酸盐含量一般低于600ppm，甚至低于200ppm或100ppm以下，更甚者低于50ppm，不必控制或降低在使用的原料中通常含有的硫酸盐百分率，即无意甚至有意地往可玻璃化物质中添加硫酸盐。正是这种低硫酸盐百分率，才能够在减压下有效地进行精制而没有问题。相反，在待精制玻璃中高含量硫酸盐或简单地“标准”含量硫酸盐，在减压精制时，采用脱硫酸盐处理会引起非常强烈的泡沫膨胀，这种膨胀难以控制。这种从熔化室排出的玻璃几乎没有硫酸盐的事实，可以用由浸没在可玻璃化物质中的喷嘴燃烧产生的水的分压作出解释。值得指出的是，经脱硫酸盐处理的玻璃在浮法熔池中出现挥发性化合物问题很少，生成硫化锡的危险低，因此最后在玻璃板上锡缺陷的危险性也很低。在还原性玻璃的情况下，这就降低了硫化物的量(甚至完全除去)，特别是降低了会带来不太希望有的残留的黄色/琥珀色硫化铁的量，或降低了硫化镍包裹物，在淬火类型热处理时，这种包裹物可能引起玻璃碎裂。