用于熔融和澄清玻璃的设备以及用于制造此类设备的方法与流程

1.本发明涉及一种用于熔融和澄清玻璃的设备，所述设备包括浴槽和澄清墙所述浴槽具有预设高度和预设宽度、至少用于制造玻璃熔体，所述澄清墙基本上在所述浴槽的横向方向上延伸并且其高度小于所述浴槽的高度，其中所述澄清墙具有两个壁部用于形成间隙，在所述间隙中布置有溢流堰，用于形成所述玻璃熔体的溢流边缘。
2.本发明还涉及一种用于制造用于熔融和澄清玻璃的设备的方法，所述方法包括以下步骤：
3.‑
提供浴槽，所述浴槽具有预设高度和预设宽度、至少用于制造玻璃熔体，以及
4.‑
提供澄清墙，所述澄清墙基本上在所述浴槽的横向方向上延伸并且其高度小于所述浴槽的高度，其中所述澄清墙具有两个壁部用于形成间隙，在所述间隙中布置有溢流堰，用于形成所述玻璃熔体的溢流边缘。
5.本发明还涉及保护性材料混合物防止构件氧化的用途。


背景技术：

6.虽然本发明一般而言可用于任意的澄清墙材料，但是参考包含钼的澄清墙来阐释本发明。
7.虽然本发明一般而言可用于任意的玻璃，但是参考钠钙玻璃来阐释本发明。
8.在例如由de 102 36 521 b4已知的方式中，在制造玻璃时使用带有由钼形成的溢流堰的澄清墙，所述溢流堰处于在两侧由支撑竖壁形成的间隙中。溢流堰、更确切地说溢流堰的钼在此必须受到保护防止氧化。为此，用水玻璃涂刷由钼形成的区域，并且借助于水玻璃将钠钙玻璃板粘合到对应的溢流堰区域上。溢流堰与支撑竖壁之间的整个间隙在此以耗费最高的方式用基本上包含硅酸锆和硼硅酸盐玻璃粉末的捣固料(stampfmasse)填充。
9.在制造玻璃时的回火过程期间，水玻璃和钠钙玻璃在低于约550℃的温度下、即在低于钼开始氧化的温度下由于设备中存在的残余氧而软化。软化的玻璃还在温度继续升高的过程中保护溢流堰的钼免于氧化。捣固料在这个时间段中通过其仍然塑性的行为防止了溢流堰的玻璃板的下沉/滑落。从约1100℃的温度起，开始捣固物质的烧结。烧结过程在温度继续升高的过程中继续进行并且不仅造成捣固料的固化还导致致密化。致密化在此还导致捣固料内部的孔隙度降低并且由此导致溢流堰的钼的气密闭合。
10.如果现在启动所述设备以制造钠钙玻璃，换言之，如果以钠钙玻璃作为第一种玻璃或起始玻璃来操作所述设备，则会造成抗氧化的捣固料与产物玻璃(即钠钙玻璃)的不期望的反应。这些反应导致在数月的时间段内钠钙玻璃中的内含物和气泡。


技术实现要素：

11.因此本发明的目的是给出一种用于熔融和澄清玻璃的设备，以便能够保证可变且自由地选择所述设备的起始玻璃。本发明的另一个目的是给出一种简单且成本低廉的用于熔融和澄清玻璃的设备以及其简单且成本的制造方式。
12.本发明的另一个目的是给出一种用于熔融和澄清玻璃的替代性设备以及一种用于制造该用于熔融和澄清玻璃的设备的替代方法。
13.在一个实施方式中，本发明如下地实现了在用于熔融和澄清玻璃的设备方面的上述目标中的至少一个目标，所述设备
14.包括：
15.浴槽，所述浴槽具有预设高度和预设宽度、至少用于制造玻璃熔体，
16.澄清墙，所述澄清墙基本上在所述浴槽的横向方向上延伸，并且其高度小于所述浴槽的高度，其中所述澄清墙具有两个壁部用于形成间隙，在所述间隙中布置有溢流堰，用于形成所述玻璃熔体的溢流边缘，
17.其方式为，
18.将尤其呈捣固料形式的至少在将所述浴槽回火时防止所述溢流堰氧化的保护性材料混合物施加到所述间隙，其中所述保护性材料混合物包含第一玻璃材料和第二玻璃材料，其中所述第一玻璃材料包含至少两种不同粒径的石英玻璃，并且其中所述第二玻璃材料不含石英玻璃。
19.在另一个实施方式中，本发明如下地实现了在用于制造该用于熔融和澄清玻璃的设备的方法方面的上述目标中的至少一个目标，所述方法包括以下步骤：
20.‑
提供浴槽，所述浴槽具有预设高度和预设宽度、至少用于制造玻璃熔体，
21.‑
提供澄清墙，所述澄清墙基本上在所述浴槽的横向方向上延伸并且其高度小于所述浴槽的高度，其中所述澄清墙具有两个壁部用于形成间隙，在所述间隙中布置有溢流堰，用于形成所述玻璃熔体的溢流边缘，
22.其方式为，
23.至少在将所述浴槽回火时将防止所述墙氧化的保护性材料混合物施加到所述间隙，其中所述保护性材料混合物包含第一玻璃材料和第二玻璃材料，其中所述第一玻璃材料包含至少两种不同粒径的石英玻璃，并且其中所述第二玻璃材料不含石英玻璃。
24.在另一个实施方式中，本发明如下地实现了上述目标中的至少一个目标：使用尤其呈捣固料形式的防止构件(尤其是用于制造玻璃的设备的澄清墙的溢流堰)氧化的保护性材料混合物，其中所述保护性材料混合物包含第一玻璃材料和第二玻璃材料，其中所述第一玻璃材料包含至少两种不同粒径的石英玻璃，并且其中所述第二玻璃材料不含石英玻璃。
25.由此所述设备尤其被设计为，将尤其呈捣固料形式的至少在将所述浴槽回火时防止所述溢流堰氧化的保护性材料混合物施加到所述间隙。换言之，由此，使所述间隙施加有尤其呈捣固料形式的至少在将所述浴槽回火时防止所述溢流堰氧化的保护性材料混合物。
26.由此实现的优点之一是，由此实现了不同玻璃的简单、成本低廉的制造。另外，省去了在最初的起始玻璃之后可以用所述设备在无内含物和气泡的情况下制造另一种玻璃类型之前数个月的明显的等待时间。
27.本发明的其他的特征、优点和其他实施方式在下文中说明或者可以由此方式被公开。
28.根据一个有利的改进方案，所述第二玻璃材料作为具有不同粒径的粉末混合物存在，尤其其中所述第一玻璃材料与所述第二玻璃材料的粒径分布之比平均至少为五、优选
至少为十。由此实现的优点之一是，能够以特别简单的方式提供捣固料。另一个优点是，尤其通过选择和组合粒径可以在烧结玻璃材料时实现气密结合。
29.根据另一个有利的改进方案，所述第二玻璃材料被提供为使其具有高于钠钙玻璃但是低于或等于硼硅酸盐玻璃的软化温度。其优点是，由此提高在不同玻璃的生产方面的灵活性。尽管如此，尤其在间隙的溢流堰中使用钼时，可以由此保证对钼的抗氧化保护。第二玻璃粉末可以被选择为使其不与浴槽中的第一种产物玻璃发生不期望的反应。浴槽中的第一种产物玻璃或起始玻璃的组分尤其与第二玻璃粉末的组分基本上相同。
30.根据另一个有利的改进方案，在所述保护性材料混合物中第一玻璃材料与第二玻璃材料的重量之比为至少2:1、尤其至少2.5:1、优选3:1。其优点是，通过选出、组合和选择玻璃材料的比率，可以在烧结玻璃材料时实现特别气密的结合。
31.根据另一个有利的改进方案，所述第二玻璃材料包含硼硅酸盐玻璃，尤其包含优选仅包含其优点是进一步减少了由于残余物或气泡对产物玻璃的影响。
32.根据另一个有利的改进方案，所述第二玻璃材料的平均粒径介于50与250微米之间、优选介于90与210微米之间、尤其介于90与150微米之间、优选介于90与100微米之间。由此实现了产物玻璃与保护性材料混合物的更高效反应，这实现了进一步减少由于残余物或气泡对产物玻璃的影响。
33.根据另一个有利的改进方案，所述第一玻璃材料以颗粒形式存在，并且具有至少两个、优选至少三个不同的颗粒粒径范围，这些粒径范围具有不同的重量％比例。其优点一方面是简单地提供了第一玻璃材料以及产物玻璃与保护性材料混合物的更高效反应。
34.根据另一个有利的改进方案，所述第一玻璃材料具有至少三个不同的颗粒粒径范围，其中这三个粒径范围中最大的粒径范围的颗粒尺寸的上限为这三个粒径范围中最小的粒径范围的颗粒尺寸的上限的20倍。其优点一方面是简单地提供了第一玻璃材料以及产物玻璃与保护性材料混合物的更高效反应。
35.根据另一个有利的改进方案，所述保护性材料混合物的湿度介于3％与10％之间、优选介于4％与8％之间、尤其介于5％与6％之间。其优点是物质的良好可加工性(即可流动性、粘度等)与尽可能小的由于挥发性组成部分(例如水)的蒸发而造成的体积减小的组合。
36.根据另一个有利的改进方案，通过添加浆料来调节所述湿度。优点是简单且成本低廉地设定保护性材料混合物的湿度。例如当浆料出于其他原因和/或在其他应用中已经可获得时，另一个优点是简单的可获得性。
37.根据另一个有利的改进方案，借助于水玻璃将玻璃板、尤其钠钙玻璃板粘合到所述溢流堰上。由此提供了另外的、简单且成本低廉的防止溢流堰氧化的保护。
38.根据另一个有利的改进方案，所述溢流堰至少部分由耐火金属制成，尤其由钼、钨或类似物制成。其优点是，由于耐火金属的特性，如高熔点等，可以实现可靠的玻璃制造。
附图说明
39.本发明的其他重要特征和优点由从属权利要求、附图以及依据附图的与之相关的附图说明得出。
40.不言而喻，以上提到的这些特征以及仍将在以下说明的特征不仅能够在分别给出
的组合中使用，而且还能够在其他组合中或者单独使用，而不脱离本发明的范围。
41.本发明的优选实施方案和实施方式展示在附图中并且在下文的说明中将详细阐释，其中相同的附图标记指代相同或相似或功能相同的构件或元件。
42.在此以示意性形式示出：
43.图1以立体图示出了根据本发明的一个实施方式的设备；
44.图2以示意性形式示出了在平行于浴槽宽度的观察方向上的澄清墙的横截面；并且
45.图3示出了根据本发明的一个实施方式的方法的各步骤。
具体实施方式
46.对比实施例
47.使用了已知的用于熔融和澄清玻璃的设备1，所述设备具有大致矩形的浴槽3，浴槽具有高度300和宽度301。在浴槽3内部，澄清墙2沿着宽度301(即沿着浴槽3的横向方向100)延伸，其高度200小于浴槽3的高度300。澄清墙2具有两个壁部4a、4b，在这两个壁部之间形成间隙5。在间隙5中布置有由钼形成的溢流堰(未示出)，以便构成待容纳在浴槽中的玻璃熔体的溢流边缘。为了保护溢流堰6，使用由锆基捣固料(例如来自制造商corning的产品tamp 1420)和研磨的玻璃粉末而形成的混合物。
48.随后制造不同的玻璃，并且在数个月的时间段内，发现在所制造的玻璃中具有内含物和/或气泡。
49.实施例
50.使用了已知的用于熔融和澄清玻璃的设备1，所述设备具有大致矩形的浴槽3，浴槽具有高度300和宽度301。在浴槽3内部，澄清墙2沿着宽度301(即沿着浴槽3的横向方向100)延伸，其高度200小于浴槽3的高度300。澄清墙2具有两个壁部4a、4b，在这两个壁部之间形成间隙5。在间隙5中布置有由钼形成的溢流堰6，以便构成待容纳在浴槽中的玻璃熔体的溢流边缘。为了保护溢流堰6，使用根据本发明实施方式的保护性材料混合物：
51.75重量％的quarzal，
52.25重量％的由制成的玻璃粉末。
53.组成：
54.粉的粒径分布 μmd5094.4d90142.8d99200.0d平均值93.8
55.通过加入具有40％水分含量的浆料将混合物设定为5.7％的湿度，捣固密度约78％。
56.随后制造不同的玻璃，并且在数个月的时间段内，在所制造的玻璃中观察到内含物和/或气泡。在此观察到，由于夹带物、残留物或气泡对产物玻璃造成了影响的时间段可以从数个月减少到几周。
57.图2以示意性形式示出了在平行于浴槽宽度的观察方向上的横截面中的澄清墙。
58.图2详细示出了澄清墙2的上部区域。在侧向上，澄清墙通过侧壁部4a、4b在左侧和右侧被限定。在这两个壁部4a之间构成间隙5，在所述间隙中布置有大致t形的由钼制造的溢流堰6。由于t形形状，溢流堰6在其上部区域中具有水平区段6a、平直区段6b和竖直区段6c。这两个区段6b、6c之间的过渡区域在此不是实施为直角的，而是具有倾斜部6d，所述倾斜部旨在防止某些情况下存在的气泡在水平区段6b处聚集。通过倾斜部6d将上升的气泡向上排出。
59.图3示出了根据本发明的一个实施方式的方法的各步骤。
60.图3详细示出了一种用于制造该用于熔融和澄清玻璃的设备的方法的各步骤。
61.在此，所述方法包括以下步骤。
62.在第一步骤s1中提供浴槽，所述浴槽具有预设高度和预设宽度、至少用于制造玻璃熔体。
63.在第二步骤s2中提供澄清墙，所述澄清墙基本上在所述浴槽的横向方向上延伸并且其高度小于所述浴槽的高度，其中所述澄清墙具有两个壁部用于形成间隙，在所述间隙中布置有溢流堰，用于形成所述玻璃熔体的溢流边缘，其中将至少在将所述浴槽回火时防止所述墙氧化的保护性材料混合物施加到所述间隙，其中所述保护性材料混合物包含第一玻璃材料和第二玻璃材料，其中所述第一玻璃材料包含至少两种不同粒径的石英玻璃，并且其中所述第二玻璃材料不含石英玻璃。
64.总而言之，本发明实施方式中的至少一个实施方式可以实现以下优点中的至少一个：
65.‑
简单且成本低廉的实施；
66.‑
简单且成本低廉的制造；
67.‑
可靠地保护溢流堰免于氧化；
68.‑
简单且可靠地生产玻璃；
69.‑
用单一设备灵活地制造各种不同的玻璃；
70.‑
更快速且成本更低廉地生产不同的玻璃。
71.虽然已经借助优选实施例说明了本发明，但本发明并不受限于此，而是可以以各种各样的方式进行修改。
附图标记列表1
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设备2
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澄清墙3
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浴槽4a，4b
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壁部5
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间隙6
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溢流堰6a
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溢流堰上边缘6b
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溢流堰的平直区段6c
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溢流堰的垂直区段6d
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倾斜部100
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横向方向200
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澄清墙的高度300
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浴槽的高度301
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浴槽的宽度