提高浮法玻璃质量的装置与方法与流程

1.本发明属于浮法玻璃制备技术领域，具体涉及提高浮法玻璃质量的装置与方法。


背景技术：

2.浮法玻璃工艺是采用让高温熔融的玻璃液漂浮在锡液上沿一定方向流动、按一定速率降温的方式，让熔融玻璃液固定成一定厚度、宽度的玻璃带的工艺。为实现该工艺，采用的成形装置为具有容纳高温锡液的槽型容器-锡槽，锡槽由槽底、槽壁、胸前、顶盖等部分组成。为防止高温锡液被氧化，高温锡液的上方空间内充满还原性气体。
3.锡槽的上方空间含有自熔融锡液挥发的锡蒸汽，锡蒸汽富集到锡槽顶盖形成锡液滴，锡液滴掉落到高温熔融的玻璃液或玻璃带上，会损害玻璃产品的质量。锡液温度过高时，将与接触的高温熔融玻璃液表面的部分离子产生交换，使浮法玻璃产品下表面锡含量增高，损害玻璃产品质量。
4.cn104245607a公开了一种浮法玻璃的成形装置具有用于容纳熔融锡的浴槽，该成型装置用于使连续地供给至上述熔融锡上的熔融玻璃在上述熔融锡上流动而成形，其中，上述熔融锡的上表面具有没有被上述熔融玻璃覆盖的暴露部分，在该成形装置中设有将该暴露部分的上方的空间分隔为多个空间的分隔壁，该分隔壁具有：顶部，在该顶部与上述暴露部分之间形成空间；以及侧壁部，其沿着上述熔融玻璃的侧缘的至少一部分自上述暴露部分的上方插入到上述熔融锡中。该发明成形装置在浴槽内设置分隔壁，分隔壁用于抑制自熔融锡的暴露部分挥发的锡蒸汽的扩散并减少产生氧化锡颗粒，并能够接收和限制氧化锡颗粒，防止其污染熔融玻璃。该发明中分隔壁需要在浴槽的两侧连续设置，收集的氧化锡颗粒不容易进行清理，不利于实践应用。
5.cn112174497a公开了一种降低玻璃产品中锡缺陷的方法，具体包括如下步骤：根据待生产玻璃带的规格调整锡液覆盖装置，即根据锡液槽内裸露锡液的面积及形状，确定锡液覆盖装置中石墨盖板的面积及形状；调整锡液覆盖装置中支撑梁的高度，使锡液覆盖装置中的石墨盖板置于锡液槽槽壁和锡液槽胸墙之间且和锡液面保持平行；调整锡液覆盖装置的水平位置，保证锡液覆盖装置中石墨盖板与锡液面平行移动，使石墨盖板末端贴近于锡液槽的槽壁内沿；降低锡液覆盖装置中的支撑梁，保证石墨盖板末端贴近于锡液槽的槽壁内沿，使石墨盖板下沿不高于玻璃带的下表面；玻璃带生产完成后，调整锡液覆盖装置中支撑梁的高度，使锡液覆盖装置中的石墨盖板置于锡液槽槽壁与锡液槽胸墙之间，移动锡液覆盖装置，使石墨盖板离开锡液槽，封闭锡槽。该发明提供的方法是将锡液槽内裸露的锡液面进行最大可能的覆盖，最大限度的减少锡液槽内锡液裸露面积。
6.有鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

7.本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种装置，以提高浮法玻璃的质量。
8.发明人发现从锡液敞露面，特别是自高温熔融玻璃液流入起，沿高温熔融玻璃液流动方向的一定长度范围内的锡液敞露面，蒸发形成的锡蒸汽，在锡槽顶盖富集形成锡液滴，滴落到熔融的玻璃液或玻璃带上，损害浮法玻璃产品质量；锡液温度过高时，将与接触的高温熔融玻璃液表面的部分离子产生交换，进一步损害玻璃产品质量。
9.为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：提高浮法玻璃质量的装置，包括：温度调节组件和锡液覆盖组件，所述温度调节组件，置于锡槽内自高温熔融玻璃液流入起，沿高温熔融玻璃液流动方向的一定长度范围，从锡槽槽壁到高温熔融玻璃液方向的一定宽度范围的锡液中，以调节所述锡槽内前端边部的锡液温度；所述锡液覆盖组件覆盖于锡槽内前端边部的锡液敞露面；所述锡液覆盖组件位于所述温度调节组件的上方。
10.本发明中，一定长度范围优选为锡槽内自高温熔融玻璃液入口起锡槽总长度的1/10长度范围；一定宽度范围优选为锡槽的槽壁到高温熔融玻璃液的边部之间的区域范围。
11.作为本发明的进一步优选，所述温度调节组件设置在锡槽内自高温熔融玻璃液入口起锡槽总长度的1/10长度范围内。
12.作为本发明的进一步优选，所述锡液覆盖组件设置在锡槽内自高温熔融玻璃液入口起锡槽总长度的1/10长度范围内。
13.作为优选，所述温度调节组件，包括：温度调节板，以对锡液的温度进行调节；空心管，设置在所述温度调节板内，以使低温气体在其内流通；入气口，与所述温度调节板连接，以接入低温气体；出气口，与所述温度调节板连接，以接出换热后的气体。
14.作为优选，所述入气口和出气口分别设置测温热电偶。
15.作为优选，所述提高浮法玻璃质量的装置，还包括：垫脚，所述垫脚设置在所述温度调节板的下方，且与所述锡槽的槽底接触。
16.作为优选，所述垫脚的数量为2个以上，以使本装置在锡液内稳定。
17.作为优选，所述提高浮法玻璃质量的装置，还包括：限位件，所述限位件设置在所述温度调节板的上方，以对所述锡液覆盖组件进行限位。
18.作为优选，所述限位件设置在所述温度调节板的周边，数量为3个以上，以对锡液覆盖组件进行限位，使其不随锡液流动。
19.作为优选，所述温度调节板的材料密度大于锡液的密度，浸泡在锡液中，以适应锡液的高温环境。
20.作为优选，所述垫脚的材料密度大于锡液的密度。
21.作为优选，所述锡液覆盖组件的材料密度小于锡液的密度，优选为石墨板，漂浮在锡液表面。
22.作为优选，所述限位件的材料为亚晶锆石纳米纤维气凝胶，且外套石墨管。在本发明中，限位件的一部分浸在锡液中，另一部分暴露在锡槽的上部空间，该中材料及结构设计能够适应更为复杂的热环境，以实现长期使用的目的。
23.提高浮法玻璃质量的方法，包括在锡槽内的自高温熔融玻璃液流入起，沿高温熔融玻璃液流动方向的一定长度范围，从锡槽槽壁到高温熔融玻璃液方向一定宽度范围内设
置提高浮法玻璃质量的装置，所述装置包括：温度调节组件和锡液覆盖组件，所述温度调节组件，置于所述锡槽内前端边部的锡液内，以调节所述锡槽内前端边部的锡液温度；所述锡液覆盖组件覆盖于所述锡槽内前端边部的锡液表面，以减少该区域的锡液敞露面积；所述锡液覆盖组件位于所述温度调节组件的上方；所述温度调节组件和锡液覆盖组件均设置在锡槽内自高温熔融玻璃液入口起锡槽总长度的1/10长度范围内。
24.为了防止锡蒸汽对浮法玻璃质量的损害，目前行业内主要采取了三种方案：第一种是定期吹扫锡槽；第二种是增加锡槽密封、提高锡槽空间保护气体压力的同时，在锡槽热端增加排气装置；第三种是对锡槽内未被熔融玻璃液或玻璃带覆盖的锡液面-锡液敞露面进行覆盖。
25.其中，第一种方法是采用外力（一般是氮气吹扫）将一定时期内富集在锡槽顶盖和槽壁上的锡液滴清扫干净，以提高一定时期内玻璃产品上表面的质量。该方法是通过牺牲吹扫期间的浮法玻璃产量来换取一定时期内玻璃上表面质量的有效手段，因此在提升玻璃产品上表面质量的同时会造成生产企业产量的降低。例如：生产线一般45天左右需要吹扫一次锡槽，一次吹扫需要6个小时左右，将减少1.4万平方米玻璃的产出，经济损失在20万元左右。
26.第二种方法的目的是将锡槽高温区产生的气态氧化亚锡、硫化亚锡以及锡蒸汽直接从高温区抽走，防止这些物质随气体流向锡槽冷端。目前一般采用虹吸引流负压强制排气法，该方法对提高玻璃产品上表面质量效果明显，但是在增加排气的同时需要增加锡槽总保护气体（目前行业通常采用氮、氢混合气体）的气量，一般需要增加15-25%，能耗增加明显。
27.第三种方法，例如专利文献cn104245607a和cn112174497a提供的装置和/或方法，虽然理论上可以从根本上减少锡液的挥发，但是实际实施较为困难，主要是覆盖装置的固定非常困难，不能根据生产变化及时、灵活更换，特别是锡槽高温玻璃液流入口，玻璃液形状不规则，覆盖板难以在工作现场加工，整体实施难度大，中间清理难度也比较大，不利于实践应用。
28.由上可知，现有的三种常规方法均只能提高玻璃产品上表面的质量，无法有效提高玻璃产品下表面的质量，同时均存在一些比较明显的弊端，亟需改进。同时，目前该领域尚没有出现一种更易操作，并能够同时提高浮法玻璃上表面和下表面质量的装置及相应的方法。
29.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：1、本发明在锡槽内的前端边部设置提高浮法玻璃质量的装置，以调节锡槽内前端边部的锡液温度，同时减少该区域的锡液敞露面积，具体地，设置温度调节组件以调节锡液温度，使锡液温度降低至合适范围，有效减少玻璃下表面锡元素的含量，同时在该温度调节组件的基础上，设置锡液覆盖组件，进一步减少锡液蒸发，降低锡液滴产生，从而同时减少玻璃上表面和下表面缺陷的发生，获得品质更优的浮法玻璃。
30.2、发明人通过大量实验发现，锡槽前端的锡液温度高于其它区域，容易产生锡蒸汽，并且此范围的锡液敞露面积不规则，导致此范围的锡液覆盖处理时，难度增大，且不宜固定。本发明提高浮法玻璃质量的装置，用以调节锡槽内前端边部的锡液温度，同时减少该区域的锡液敞露面积；具体地，在锡槽内前端边部设置温度调节组件，以及锡液覆盖组件，
从调节锡液温度及锡液覆盖同时考虑，既减少锡蒸汽的产生，减少玻璃上表面的缺陷，又能够减少玻璃下表面锡离子的扩散，同时提高浮法玻璃上下表面的质量，此外，将锡液覆盖组件设置在温度调节组件的上方，通过温度调节组件对锡液覆盖组件进行限位，使锡液覆盖组件固定。
31.3、发明人还发现，在浮法玻璃生产过程中，锡槽前端锡槽总长度的1/10长度范围内温度高、锡液敞漏面积大，锡液挥发最严重，且玻璃下表面锡含量的增加主要在此阶段完成。为阻止锡液滴滴落在高温熔融玻璃液上表面，现有技术通常是在锡槽的整个或大部分的长度范围内设置锡液覆盖组件，固定、更换困难，特别是锡槽内自高温熔融玻璃液入口起锡槽总长度的1/10长度范围内，有氧化气氛随高温玻璃液流入锡槽，需要经常更换锡液覆盖组件，现有技术在此范围内不易实现长期使用目的；而且发明人经过大量实验发现，玻璃下表面锡含量的增加主要在此长度范围内完成，对锡液温度精准控制可以有效减少玻璃下表面锡缺陷。因此，在锡槽前端锡槽总长度的1/10长度范围内设置温度调节组件和锡液覆盖组件能够有效提高玻璃产品质量。
32.4、本发明对改进前浮法玻璃上表面和下表面的成分进行长期的研究与检测发现，浮法玻璃的上表面和/或下表面锡含量高是制约浮法玻璃产品提升的主要因素，而且浮法玻璃下表面锡含量高是更为突出的影响因素。基于此，本发明通过对浮法玻璃的生产装置进行针对性的配合改进，以锡槽内前端边部为改进区域，不仅调控该区域内的锡液温度，而且将该区域的锡液敞露面进行覆盖，双重措施作用下最终显著降低了浮法玻璃上表面和下表面的锡含量，而且浮法玻璃下表面锡含量的降低更为明显，从而获得了质量优异的浮法玻璃，为浮法玻璃应用于电子产品奠定了良好的质量基础。
33.5、本发明将本装置及方法分别应用于1.1mm浮法玻璃、0.7mm浮法玻璃和0.55mm浮法玻璃，检测发现浮法玻璃上表面的锡含量降低率在46%以上，浮法玻璃下表面的锡含量降低率在57%以上，说明经过本装置的改进，浮法玻璃上表面和下表面的锡含量均有显著的下降，同时浮法玻璃下表面的锡含量降低效果更为显著，由此可以明显减少甚至消除浮法玻璃的表面缺陷，显著提升了浮法玻璃的表面质量。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
35.图1：本发明一种提高浮法玻璃质量的装置的应用示意图；图2：本发明图1的a-a剖视图；图3：本发明第一种温度调节组件的结构示意图；图4：本发明图3的俯视图；图5：本发明图3的b-b剖视图；图6：本发明第二种温度调节组件的结构示意图；图7：本发明图6的俯视图；其中，1-锡槽，2-胸墙，3-顶盖，4-玻璃液入口，5-玻璃带出口，6-锡液，7-温度调节
组件，71-温度调节板，72-空心管，73-入气口，74-出气口，75-入气管路，76-出气管路，8-锡液覆盖组件，9-垫脚，10-限位件，11-槽壁，12-槽底，13-熔融玻璃液，14-玻璃带。
具体实施方式
36.为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步清楚阐述本发明的内容，但本发明的保护内容不仅仅局限于下面的实施例。在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。
37.基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
38.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
39.在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
40.参阅图1和图2，本发明用于：锡槽1，锡槽1的胸墙2上覆盖有顶盖3，锡槽1的一端设有玻璃液入口4，锡槽1的另一端设有玻璃带14出口5，锡槽1内设有锡液6。
41.锡槽1内的前端边部设置提高浮法玻璃质量的装置，以调节锡槽1内前端边部的锡液温度，同时减少该区域的锡液敞露面积。
42.其中，锡槽1的前端边部指锡槽1的槽壁到高温熔融玻璃液13的边部之间的区域范围。
43.玻璃液自玻璃液入口4进入锡槽1内，在锡槽1内成形为带状而成为玻璃带14，自玻璃带14出口5接出至后续工序。
44.本发明从调节锡液温度及锡液覆盖同时考虑，既减少锡蒸汽的产生，减少玻璃上表面的缺陷，又能够减少玻璃下表面锡离子的扩散，同时提高浮法玻璃上下表面的质量。
45.在本发明的一些优选实施例中，提高浮法玻璃质量的装置，包括温度调节组件7，置于锡槽1内前端边部的锡液内，以调节锡槽1内前端边部的锡液温度。
46.本发明中，温度调节组件7用于调节锡液6的温度，减少锡液6的挥发，减少熔融玻璃下表面锡元素的渗入。
47.在本发明的一些优选实施例中，提高浮法玻璃质量的装置，还包括锡液覆盖组件8，覆盖于锡槽1内前端边部的锡液敞露面，以减少该区域的锡液敞露面积；锡液覆盖组件8位于温度调节组件7的上方。
48.本发明中，锡液覆盖组件8用于覆盖锡液6，防止锡液6挥发，形成锡液滴滴落至高温熔融玻璃液13上表面。
49.在本发明的一些实施例中，温度调节组件7和锡液覆盖组件8分别设置在锡槽1内自高温玻璃液入口4起1/10的长度范围内。
50.例如，如图1所示，锡槽1的长度（图示为l0）为60米，则温度调节组件7和锡液覆盖
组件8分别设置在锡槽1内自高温玻璃液入口4起6米范围内（图示为l1）。
51.参阅图3、图4和图5，温度调节组件7，包括：温度调节板71，以对锡液6的温度进行调节；空心管72，设置在温度调节板71内，以使低温气体在其内流通；入气口73，与温度调节板71连接，以接入低温气体；出气口74，与温度调节板71连接，以接出换热后的气体。
52.其中，温度调节板71为板状结构，且至少具有容纳空心管72的厚度。
53.胸墙的底部连接槽壁11，槽壁11的宽度较胸墙的宽度大，温度调节板71完全浸在锡液6中，温度调节板71靠近槽壁11的一侧边，位于熔融玻璃液13的下方，且温度调节板71与熔融玻璃液13不接触。
54.空心管72可以与温度调节板71一体成型，也可以在温度调节板71内部加装空心管路。
55.在本发明中，温度调节组件7是通过接入低温气体对锡液6的温度进行调节，使其降低100℃以上。例如：锡液6的温度在1100℃左右，温度调节组件7可将锡液6温度降低在1000℃以下。
56.示例性的，低温气体可以为氮气。
57.在本发明的一些实施例中，空心管72选择蛇形弯绕结构，以增大换热效率。
58.在本发明的一些实施例中，入气口73和出气口74分别与穿过胸墙2的管路连接，入气口73连接的入气管路75接入低温气体，出气口74连接的出气管路76接出换热气体。
59.在本发明的一些实施例中，温度调节板71内对应入气口73和出气口74的位置分别设置测温热电偶，以分别检测入气口73和出气口74的气体温度，辅助调整低温气体的通入参数。
60.参阅图6，提高浮法玻璃质量的装置，还包括：垫脚9，垫脚9设置在温度调节板71的下方，且与锡槽1的槽底12接触。
61.垫脚9的设置是让温度调节板71和锡槽1的槽底12之间产生间隙，便于锡液6流动；同时起到支撑温度调节板71的作用。
62.例如，垫脚9的形状可以为圆台形或圆柱形，侧面光滑，减少锡液6的流动阻碍。
63.进一步优选的，垫脚9的数量为2个以上，更优选为3个以上，以使本装置在锡液6内稳定。
64.例如，垫脚9的数量为3个，以等边三角形样式设置温度调节板71的下方；也可以为4个，以四边形样式设置在温度调节板71的下方。
65.参阅图6和图7，提高浮法玻璃质量的装置，还包括：限位件10，限位件10设置在温度调节板71的上方，以对锡液覆盖组件8进行限位。
66.例如：限位件10可以为圆柱形立柱或方形立柱，其轴线方向与温度调节板71所在平面垂直。
67.本发明在温度调节板71的上方设置限位件10，既可以对锡液覆盖组件8进行限位，方便固定，又可以根据锡液覆盖组件8的形状或面积需要通过限位件10以实现便于覆盖的目的，同时锡液覆盖组件8更换方便。
68.进一步优选的，限位件10设置在温度调节板71的周边，数量为3个以上，例如：3个、
4个或5个，更优选为4个以上，以对锡液覆盖组件8进行限位，使其不随锡液6流动。
69.限位件10的一部分浸在锡液6中，另一部分暴露在锡液6的上方空间。
70.限位件10的一侧与锡液覆盖组件8接触，以对漂浮在锡液6面上的锡液覆盖组件8进行限位，另一侧与熔融玻璃液13不接触，且表面不会与熔融玻璃液13发生黏连。
71.在本发明的一些实施例中，温度调节板71的材料密度大于锡液6的密度，例如：钼合金。
72.在本发明的一些实施例中，垫脚9的材料密度大于锡液6的密度，例如：钼合金。
73.在本发明的一些实施例中，锡液覆盖组件8的材料密度小于锡液6的密度，例如：石墨板。
74.在本发明的一些实施例中，限位件10的材料为亚晶锆石纳米纤维气凝胶，且外套石墨管，保证限位件良好的隔热性能和高温机械强度，且表面不与高温熔融玻璃液13发生黏连。
75.在本发明中，锡液覆盖组件8的数量不限，可以为1块连续的石墨板构成，也可以由2块以上石墨板组合而成，具体可以为2块石墨板组合，或3块石墨板组合，也可以为更多块石墨板组合，锡液覆盖组件8密度小于锡液，且置于温度调节板71的上方，能够漂浮于温度调节板71的上方，借助限位件10而被固定。
76.本发明还提供了一种提高浮法玻璃质量的方法，包括在锡槽1的前端边部设置提高浮法玻璃质量的装置，该装置包括：调节锡液6温度的温度调节组件7以及覆盖锡液6的锡液覆盖组件8，锡液覆盖组件8位于温度调节组件7的上方。
77.在本方法中，温度调节组件7和锡液覆盖组件8的相关技术方案与在前记载相同，不再赘述。
78.应用效果：本发明将上述装置分别应用于1.1mm浮法玻璃、0.7mm浮法玻璃和0.55mm浮法玻璃的生产装置，并对改进前和改进后得到的浮法玻璃的上表面和下表面的锡含量进行检测，检测结果如下表所示：上述检测结果显示，经过本发明改进后，浮法玻璃上表面的锡含量降低率在46%以上，浮法玻璃下表面的锡含量降低率在57%以上，说明浮法玻璃上表面和下表面的锡含量均有显著的下降，同时浮法玻璃下表面的锡含量降低效果更为显著，由此可以明显减少甚至消除浮法玻璃的表面缺陷，显著提升了浮法玻璃的表面质量。
79.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。