平板玻璃、尤其可转变成玻璃陶瓷的浮法玻璃的制造方法.pdf

本发明涉及一种平板玻璃、尤其可转变成玻璃陶瓷的浮法玻璃的制造方法，其中湿背砖和必要时限制砖被加热到超过玻璃失透上限(OEG)的温度。

1.  平板玻璃的制造方法，在这种方法中，液态玻璃在一台浮法玻璃设备内按众所周知的方式被连续地浇注到一个金属池上并在该处形成一条具有所要求宽度和厚度的带，且玻璃流在浇注区的范围内撞到至少一个被加热的限定壁上，其特征为：
浇注一种玻璃陶瓷用的母体玻璃(Vorluferglas)作为液态玻璃；
所述至少一个限定壁被加热到超过玻璃失透上限(OEG)的温度；
所述至少一个限定壁被间接地加热。

2.  按权利要求1所述的方法，其特征为，使用一种瓷砖作为至少一个限定壁。

3.  按权利要求2所述的方法，其特征为，使用了一种电绝缘的瓷砖。

4.  按权利要求1至3中一项或多项所述的方法，其特征为，使用三个限定壁。

5.  按权利要求1至4中一项或多项所述的方法，其特征为，所述限定壁被加热到介于OEG和OEG+100℃之间的温度。

6.  按权利要求1所述的方法，其特征为，所述限定壁用电加热。

7.  按权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征为，所述限定壁通过一个嵌入其中的加热电阻进行加热。

8.  按权利要求7所述的方法，其特征为，使用位于一个盖着的通道内的锡作为加热电阻。

平板玻璃、尤其可转变成玻璃陶瓷的浮法玻璃的制造方法
浮法玻璃的制造方法几十年来是众所周知的。该方法的一般过程是：让液态玻璃通过一个流入唇连续流到浮选池的熔融金属上，在该处，玻璃在浮选池上扩展开来，直至达到它的大约7毫米的平衡厚度为止；如欲生产较薄的玻璃，则玻璃带在浮选池上被继续拉引。
液态玻璃流到浮选池上的部位形成一个凸缘(“洋葱”“凸缘”)。液态玻璃的绝大部分向前流向浮选池的出口，但一部分也向后流动并从该处向侧边流动。玻璃向后在其中流动的浮选槽的这部分叫做湿背区。浮法玻璃的湿背区近似于漏斗状并向浮选槽的出口方向敞口。该漏斗的两边一般由瓷砖、即限制砖(Restrictor-tiles)组成。该漏斗的窄边构成浮选槽的前壁或在该前壁前面放置一块瓷砖，这块瓷砖叫湿背砖。
玻璃液流向后流动的部分撞到湿背砖和限制砖上，从该处转向并以玻璃的主要部分向浮选槽的出口方向流动。
人们早已认识以在湿背区产生的玻璃堵塞可导致玻璃内的缺陷。在玻璃堵塞处，玻璃在浮选池上的停留时间比直接流向出口的玻璃的停留时间长。这会导致不同的粘度，因为在这种情况下，玻璃本身冷却较严重，但也可产生玻璃失透现象或分解现象。
所以，为了在湿背区重新降低粘度，在该湿背区通过电流加热玻璃带的边缘条已是众所周知的(DE-PS 1 596 590或US 3 850 787)。其缺点是玻璃边缘的电解影响。此外，特别是在制造更厚的玻璃时，DE 1 596 627 A提出在湿背区内在流入唇下方但在玻璃镜面上方在湿背砖的附近安装一个加热元件。但这时补偿热损失的加热功率必须始终进行很精确的调节，为此甚至必须在浮选箱的侧壁内设置专门的观察窗口。此外，这种加热方式的作用是非常间接的，对真正关键的部位是不够的，亦即对耐火材料/玻璃或耐火材料/玻璃/锡接触区是不够的。
此外，DE-C-1 596 636和等效的US 3,492,107描述了由导电的耐火材料组成的限定壁(限制砖和湿背砖)，该限定壁在其浸入池金属中的上方部分连接在一个电极上，同时池金属构成第二电极，所以当接通电源时，电流通过耐火材料流动并加热它。在这里通过加热也可使直接邻接耐火材料的玻璃层的粘度降低。这种加热方式的缺点，是可能形成杂散电流，这种电流损害池金属的流动，而且玻璃可能在接触部位产生电解变化。如欲生产高质量的玻璃，这两种情况都是不希望出现的。
DE-A-2 218 275提出了另一种方法，该方法是在湿背区借助整个区域的特殊造型来改善液态玻璃的流动速度。
如果用可结晶的玻璃种类来实施这些方法，则制成的产品一般不能满足高的要求。亦即在为了拉引玻璃带而必须以相当低的冷却速度工作的温度范围内已产生结晶，所以玻璃稍后的陶瓷化受到在玻璃带拉引过程中以不希望的方式所形成的结晶体的负面影响，亦即对它在转化成玻璃陶瓷时为了晶核形成首先在精确的温度下精确保持一段确定的时间、以便随后在较高的温度下可从已形成的晶核中生长晶体的过程产生不利的影响。
湿背砖和限制砖可起不均匀晶核的作用，这种晶核由于长时间停留在湿背区而可导致在边缘中有缺陷的晶体形成，这又会在稍后的陶瓷化过程中导致不均匀性，特别是导致玻璃带的严重扭曲，而这则可导致玻璃在冷却炉中破裂。
迄今为止这个问题用两种方法来解决：一是研发了不容易形成这类缺陷的玻璃品种；二是通过池金属的有目的的流动来避免不希望的结晶或晶核形成。
US-A-3,684,475用一台循环泵来产生相应于金属池上的玻璃带的速度的池金属层流，通过该层流避免了边缘区内的池金属的部均匀的速度并由此避免尤其边缘区内的不均匀的结晶。WO 2005/0 731 38 A1也是在湿背区引入池金属流来使“洋葱”的向后扩展减小到这样的程度，即在湿背砖上玻璃不再可能形成固定点。但由于没有这个固定点，玻璃带位置难于保持稳定，玻璃带难于进行限定的造形。
本发明的目的是提出一种简单易行的浮法方法，该浮法方法在易于结晶的玻璃即制造玻璃陶瓷片用的绿色玻璃的浮选时，可在很大程度上防止边缘区的不希望的玻璃失透，所以既不在玻璃带内产生增加的应力，又不在冷却炉内出现破裂。特别是为了确保玻璃带在湿背区内的恒定位置，在湿背区可继续使用经验证的湿背砖和限制砖来获得玻璃带的可靠的造形。
这个目的是通过权利要求1中所述的方法来实现的。
人们业已发现，通过把与液态玻璃接触的限定壁间接地加热到一个高于相关玻璃的玻璃失透上限(OEG)的温度，就可在浮法过程的继续进展中几乎不发生晶核或晶体的形成，或者说可能性很小，所以不再由此引发缺陷效应。
根据浮法过程的工艺条件，湿背区的玻璃只与前壁或一块装在前壁前面的成形件即湿背砖接触。但更多的情况是，除了湿背砖外，还在玻璃熔液的流动方向上加设两个成形件(限制砖)，后者引导湿背区的还有玻璃流动方向上的玻璃熔液。全部与液态玻璃接触的限定面都必须加热到高于OEG的温度，以免在限定面上出现晶核形成。所谓限定面指的是玻璃熔液撞到的全部面、成形件等等。该面不必用陶瓷制成，而是也可用合适的金属制成或用具有一层金属覆层例如钢板或具有一层电镀的金属镀层的陶瓷成形件。但出于费用原因，这类成形件一般都用耐火陶瓷制成。
限定面的间接加热通过电流进行电阻加热来实现。
在限定面间接加热时，限定壁或者说成形件与电加热电阻导热连接。
在优选选用的陶瓷成形件中，所述成形件配有一个最好内置的加热元件作为加热元件可用经受得住所需温度的全部金属和化合物，例如用钨、钼、铂、铱、液态锡、铂金属合金制成的金属导体，但也可用碳、碳化硅或熔融玻璃。为了避免泄漏电流或杂散电流，加热元件相对于成形件最好通过一层涂层或包皮进行电绝缘(如果这种成形件具有电导性的话)或者该成形件本身应当是一种电绝缘体。
使用电绝缘材料的成形件(湿背砖和限制砖)应优选用一种合适的材料例如用烧结的石英(石英材料)制成。为了在浮选法中可靠地抑制特别是在玻璃带的边缘区可能导致不可控的结晶的晶体或晶核和缺陷的不希望的形成，与液态玻璃接触的面或湿背区的砖被加热到超过相应玻璃的OEG、即玻璃失透上限的温度。在这个温度情况下，与面接触时既不形成晶核，又不形成结晶。OEG是玻璃加工温度范围内最低的温度，在这个温度情况下，玻璃放置5小时在玻璃中不再形成结晶。OEG是为按下列方法待浮选的玻璃决定的：玻璃在铂坩埚中熔化，然后铂坩埚按加工温度范围内的不同温度保温5小时，随即快速冷却。最低温度即OEG，在这个温度情况下恰好还不产生结晶。OEG与相关的玻璃品种有关。一般说来，其范围大约为950℃以上，但已加热的湿背砖和限制砖由于产生的能耗费用最好首先用于OEG具有至少1000℃的玻璃。
在实际工作中有利的是，接触面保持略高于所获得的OEG的温度，以便补偿接触面上可能的热不均匀性，这个温度超过OEG 10℃至30℃业已证明是合适的。但OEG不应当任意高地超过，因为这可导致能耗增加、加热体和界砖的磨损增加以及接触面上玻璃的汽化增加，而没有与之对应的较好的作用。所以出于经济原因，超过OEG的温度不应高于100℃。
下面结合附图来详细说明本发明。附图示出：
图1是按照本发明的一种浮法设备的湿背区的纵截面图；
图2是具有湿背砖和限制砖的浮选槽的湿背区的俯视图；
图3是一块限制砖的放大图；
图4是图3限制砖的截面图。
图1示意示出了浮法玻璃设备的流入区(湿背区)。液态玻璃1通过流入唇2流到金属池3上，而该金属池则支承在一个槽4中。流到池3上的玻璃的量通过一块闸板5(前闸门)设定。从图可以看出，流到该金属池上的玻璃形成一个凸缘6，该凸缘连接到一个由一块瓷砖构成的壁8上。壁8通过一个加热元件9加热到一个高于OEG的温度，所以该处不发生任何晶体或晶核形成。
图2是湿背区的俯视图，并为图示清晰起见，略去了流入唇。图中可以看到湿背砖7具有加热元件用的两根电源线10和10’。该电源线用铜制成并被冷却。呈漏斗状沿玻璃流动方向扩展的限制砖11和12连接在湿背砖7的两侧，该限制砖还与熔融玻璃保持接触，且其加热元件通过电源线13、13’和14、14’供电。图3是湿背砖12的俯视图。图4示出限制砖12的一个截面。限制砖12的砖体在其上侧设有一个四角形的凹口，该凹口用盖15盖住。在盖15的下方开一个槽16，在该槽中放置电加热体。盖15设有孔17和17’，加热元件通过该孔与电源线14和14’连接。在这个例子中，加热元件由运行中的液态锡组成。作为限制砖的材料在该实施例中用烧结的石英材料。
电源线10、10’、13、13’、14、14’有时只需绝热即可，这样就可不用冷却。也可用钨、铂、铱、碳或铂合金制成的耐热的引线，它们必要时可直接转入同类的内置加热元件中。另一种方案是，采用水冷的引线(例如铜)与不冷却的电极(例如钨)相结合，该电极来电连接内置的加热元件(例如锡或碳化硅)。
用这种方法在浮法玻璃制造时的玻璃带的一般尺寸为宽到6米和6米以上，厚为0.3毫米和25毫米之间，最好为0.3毫米和6毫米之间。
作为湿背砖例如可用烧结石英材料制成的、尺寸为1000×80×80毫米(长×宽×高)的长条，该长条配有一个尺寸为960×5×20毫米(长×宽×高)的由锡制成的加热元件，该加热元件隐蔽地放置在该长条中，其结构相当于图3和4所示实施方式的原理。该长条接通大约2000安的加热电流，并产生12千瓦的加热功率。这样，在长条的壁内在玻璃接触区中就可达到大约1300℃的温度。