专利名称：改进玻璃质量的方法
技术领域：
本发明涉及一种抑制在玻璃熔液和由贵金属制成的玻璃熔化装置部件之间的接触面上生成O2气泡的方法，所述部件特别是给料槽的贵金属衬里。其中所述的贵金属包括铂、金、铼、铂族中的所有其他金属、所述金属的合金以及所述金属或其合金的分散氧化增强型产物。
玻璃熔液中始终含有一定数量的水成分，该成分在普通的玻璃熔化温度下，会有或多或少百分比的数量分解成氢和氧。因为玻璃熔化装置的衬里部件所使用的贵金属可以透过氢，所以在贵金属和玻璃熔液之间的相界面上排出氢将会导致氧的聚积，这些氧以小气泡的形式进入玻璃熔液，从而极大地影响了玻璃制品的质量。在贵金属和玻璃熔液之间的相界面上产生小气泡的现象长久以来就是公知的，但是迄今为止，没有出现有效的解决措施，也没有对玻璃制品的质量和成品率作出明显的改进，而且在玻璃生产中，还必须在普通的用于从熔液中去除气泡的澄清装置中设置贵金属部件。
根据联邦德国专利文献DE4324922C2，玻璃熔液中的氧分压例如可通过插在熔液中的电极测得，所述电极经电压表相互连接。如美国专利文献US4603980所述，也可以测量玻璃熔液的温度和电阻，其方式是施加高频交流电。两种测量方法在使用时都需要注意，在测量期间不得有电流进入玻璃熔液，以避免由于测量而改变玻璃熔液的特性。
在民主德国专利文献DD-PS201297中描述了一种电熔玻璃装置。为加热熔池，需施加高频交流电。澄清的过程可以是通过喷嘴直接向熔液中喷吹气体氧。
本发明的任务是，提供一种能够有效抑制在玻璃熔液和由贵金属制成的玻璃熔化装置部件之间的接触面上生成O2气泡的方法，所述部件特别是给料槽的贵金属衬里。
本发明以出人意料的方式实现了以上目标，其方案是，所述贵金属部件与一个或多个电极建立导电连接，所述电极在玻璃熔液内与贵金属部件呈一定间隔设置，并且在所述电极和贵金属部件之间产生一个使电流流动的电位降。如果在贵金属部件上维持一个足够大的相对于玻璃熔液的负电位差，则氢成分穿过贵金属壁排出后，剩余的氧将会离子化，也就是说，转变成带负电荷O2-的离子，它和中性氧分子不同，可以以无限的数量溶解在熔液中，而不会形成气泡。
大量的试验证明，采用本发明所述措施可将玻璃制成品的氧气泡的数量抑制到极小的无害残余数量，从而大大提高玻璃制品的质量和成品率。
以上发明构思的有利改进体现在从属权利要求2至25中。下面对照附
图1至4所示实施例对本发明的其他细节作进一步的说明。
图1表示一个具有直流电源的实施例；图2表示一个具有调节电阻的实施例；图3表示一个具有喷吹气体装置的实施例；图4表示图1所示实施例的一个变化，其中具有一个直流电源自动调节装置。
图1至图4分别表示出一个具有玻璃熔液2、给料槽3和搅拌坩埚4的熔池1。
在图1所示的实施例中，给料槽3的贵金属衬里经导线6与一个或多个设置在玻璃熔液2中的电极5建立导电连接。在导线6中还设置了一个可调直流电源7和电流表8。为此，按照本发明所述，在给料槽3的铂衬里上产生负电位，从而有效地抑制氧气泡的生成，同时，因氢组分穿过贵金属衬里排出后而剩余的氧成分将被离子化，从而不会产生气泡。在由贵金属制成的电极5上，将产生正向反电位，从而能中和具有负电荷的氧离子，生成小气泡，并在引力场的作用下从玻璃熔液中向上升起。通过在熔液表面以下抽取玻璃熔液2，可避免气泡或泡沫进入玻璃产品中。对电流将进行测量并调整到阻止O2气泡形成的最佳值，调整可由熔池操作人员或一个自动调节装置进行。
在图2所示的实施例中，电极5用耐熔金属，例如钼制成。在给料槽3的铂衬里和电极5之间的连接导线6中设置了一个电流表8和可调电阻9。用钼制成的电极在玻璃熔液2中逐渐熔解，其带正电荷的金属离子进入熔液。所残留的电极则一直带有负电荷，直到与给料槽3的贵金属衬里之间建立起足够的电位降。经连接导线6、电流表8和可调电阻9可将电子传输给给料槽3的贵金属衬里，使得氢组分穿过贵金属衬里后，剩余的氧成分离子化，从而抑制气泡的产生。以上所产生的电位降可达几百毫伏，并且以合适的方式进行监控，调整到抑制产生氧气泡所需要的数值上。
在图3所示的实施例中，使用的一个或多个电极是一端封闭的圆管，用对钇、钙或镁稳定的氧化锆陶瓷制成，其空腔内设置了贵金属丝，该金属丝在电极的端头在大约2-10厘米的长度范围内与氧化锆陶瓷壁直接建立导电接触。在该范围的上方，所述金属丝通过耐火材料实现电绝缘，并且在电极的头部通过一个气密的电绝缘通道引向外部。所述金属丝经连接导线6与给料槽3的贵金属衬里建立导电连接。此外，所述电极5的内部与喷吹气体管道10相连，该管道经气体混合装置11输送一种混合气，例如由氮氢混合气和氮组成的混合体。对钇、钙或镁稳定的氧化锆陶瓷在600℃以上，即在玻璃熔化温度上可透过氧离子，所以氧可穿过电极5的壁从玻璃熔液中排出，条件是在电极内部通过送入喷吹气体而保持很低的氧分压。通过改变喷吹气体的组成和/或流量，可以在很宽的范围内调整电极5内的氧分压。采用这种方式可以在氧化锆电极和给料槽贵金属衬里之间产生一个电位降，其大小、极性和作用与一个直流电源相当，或者与用铂/玻璃熔液/钼电解元件的作用相当。该装置的优点是，通过氧化锆电极在运行中不会产生气泡，也不会向钼电极那样，向玻璃中扩散金属离子。
在图4所示的实施例中，给出了一种图1所示的装置，但具有自动调节装置，其描述见对图1的说明。电极5、连接导线6、电流表8和可调直流电源12相当于图1所示的实施例。电极15和图3所示的类型一样。但是向该电极喷吹一种含有恒定氧组分的气体，该电极用于测量给料槽贵金属衬里中的玻璃熔液的氧含量。为此用测量仪13和导线16将电极与给料槽的贵金属衬里相连。在氧化锆陶瓷电极的位置上可用一种耐熔金属实心棒代替，如钼、钨或钽电极，以测量氧含量。通过测量仪13测得的熔液氧含量经导线14输入到可调直流电源12，它将对电极5和贵金属衬里3之间的电位差进行调节，使贵金属3上不会产生氧气泡。以上所述调节装置由电极5和测量仪16组成，也可以将其用于图2所示装置的自动化，条件是将测量仪15的输出信号用于控制图2中的可调电阻9。在图3所示装置中，电极5的喷吹气体的氧含量可借助于气体混合装置，通过测量仪13的输出信号调节。在这种情况中，可使用至少两个氧化锆陶瓷电极。图3所示的一个或多个电极可用于得到电位差，而图4所示的电极15可用于测量给料槽贵金属衬里中的玻璃熔液的氧含量。同样也可用耐熔金属实心棒代替氧化锆陶瓷电极15。
以上所述实施例均经过广泛的测试，并证明可以有效地抑制O2气泡的生成。
权利要求
1.抑制在玻璃熔液和由贵金属制成的玻璃熔化装置部件之间的接触面上生成O2气泡的方法，所述部件特别是给料槽的贵金属衬里，其特征是，所述贵金属部件与一个或多个电极建立导电连接，所述电极在玻璃熔液内与贵金属部件呈一定间隔设置，并且在所述电极和贵金属部件之间产生一个使电流流动的电位降。
2.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述贵金属使用铂、金、铼、铂族中的其他金属、所述金属的合金以及所述金属或其合金的分散氧化增强型变性产物。
3.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述电极设置在玻璃熔液中的一个范围内，所生成的O2气泡在该范围内无有害作用。
4.如权利要求1或3所述的方法，其特征是，所述电极设置在玻璃熔液中的一个范围内，在该范围内可将O2气泡从熔液中去掉。
5.如权利要求1至4中任何一项所述的方法，其特征是，所述电极设置在玻璃熔化装置中的预熔区内。
6.如权利要求1至4中任何一项所述的方法，其特征是，所述电极设置在玻璃熔化装置中的澄清池内。
7.如权利要求1至6中任何一项所述的方法，其特征是，产生所述电位降的方式是，将贵金属部件与一个直流电源的负极相连，将电极与该直流电源的正极相连。
8.如权利要求7所述的方法，其特征是，所述电位降可通过一个合适的调节器调整到一个特定值。
9.如权利要求1至6中任何一项所述的方法，其特征是，产生所述电位降的方式是，在玻璃熔液内设置一个或多个可发出带正电荷金属离子的电极。
10.如权利要求9所述的方法，其特征是，使用一个或多个电极，该电极全部或部分地用一种或多种耐熔金属制成。
11.如权利要求9或19所述的方法，其特征是，所述电位降可通过一个调节电阻调整到一个特定值。
12.如权利要求1至6中任何一项所述的方法，其特征是，产生所述电位降的方式是，使用一个或多个可从玻璃熔液中排出带负电荷O2-离子的电极。
13.如权利要求12所述的方法，其特征是，所述电极是一个一端封闭的圆管，用可透过氧离子的对钇、钙或镁稳定的氧化锆制成，其内壁用一根贵金属丝实现导电连接，圆管的另一端与玻璃熔化装置的贵金属部件实现导电连接。
14.如权利要求13所述的方法，其特征是，产生所述电位降的方式是，将电极的铂丝与一个直流电源的正极相连，将贵金属部件与该直流电源的负极相连。
15.如权利要求14所述的方法，其特征是，所述电位降可通过一个合适的调节器调整到一个特定值。
16.如权利要求13所述的方法，其特征是，产生所述电位降的方式是，用喷吹气体将电极内腔中出现的氧排出。
17.如权利要求16所述的方法，其特征是，电极内腔的氧分压可通过改变喷吹气体的组成或流量调节。
18.如权利要求17所述的方法，其特征是，调节氧分压的主导参量是通过测量氧化锆陶瓷电极和给料槽贵金属之间的电压得到的。
19.如权利要求18所述的方法，其特征是，采用一种具有已知氧含量的参考气体喷吹所述氧化锆陶瓷电极。
20.如权利要求16所述的方法，其特征是，调节喷吹气体氧含量的主导参量是通过测量氧化锆陶瓷电极和给料槽贵金属之间的电压得到的。
21.如权利要求10所述的方法，其特征是，调节连接导线电阻的主导参量是通过测量氧化锆陶瓷电极和给料槽贵金属之间的电压得到的，所述连接导线位于熔池耐熔金属电极和给料槽贵金属衬里之间。
22.如权利要求8所述的方法，其特征是，调节直流电源的主导参量是通过测量氧化锆陶瓷电极和给料槽贵金属之间的电压得到的。
23.如权利要求8所述的方法，其特征是，调节直流电源的主导参量是通过测量耐熔金属电极和给料槽贵金属之间的电压得到的。
24.如权利要求16所述的方法，其特征是，调节喷吹气体氧含量的主导参量是通过测量耐熔金属电极和给料槽贵金属之间的电压得到的。
25.如权利要求10所述的方法，其特征是，调节连接导线电阻的主导参量是通过测量其他耐熔金属电极和给料槽贵金属之间的电压得到的，所述连接导线位于熔池耐熔金属电极和给料槽贵金属衬里之间。
全文摘要
本发明涉及一种抑制在玻璃熔液和由贵金属制成的玻璃熔化装置部件之间的接触面上生成O
文档编号C03B5/167GK1297854SQ0013718
公开日2001年6月6日 申请日期2000年11月20日 优先权日1999年11月20日
发明者F·鲍克, J·维贝尔, T·普菲菲尔, G·雷斯 申请人:肖特玻璃制造厂