玻璃制造设备和方法_3

文档序号:8946943阅读:来源:国知局
和烙融的玻璃之间的界面处的二氧化 碳气泡的形成。
[0042] "低碳整体件耐火物"或"低碳耐火材料"指具有足够低总碳含量的耐火物,从而 减少容器和烙融的玻璃之间的界面处的二氧化碳气泡的形成。耐火物的总碳含量包括来自 各基础耐火材料或耐火材料加上粘合剂和整体件耐火物中存在的其它添加剂的总碳贡献。 在本发明的一实施例中,低碳整体件耐火物的总碳含量可小于1.0重量%。在其它实施例 中,低碳整体件耐火物的总碳含量可小于0.8, 0.6, 0. 5, 0. 4, 0. 3, 0. 2,或0. 1重量%,包 括中间值和范围。在本发明的其它实施例中,整体件耐火物可不含碳或基本上不含碳。
[0043] 在一些实施例中,除了具有低碳含量W外,耐火材料可为高度耐火的。在一些实 施例中,当暴露于容器内侧的高溫流体时,整体件耐火物可为基本上不可溶的。在一些实 施例中,耐火材料包括氧化错。在其它实施例中,单独地或与氧化错组合地,耐火材料可 包括氧化侣和/或娃线石。在一些实施例中,整体件耐火物是可诱铸的耐火物例如如上所 述的诱铸的水泥205。还在其它实施例中,整体件耐火物可为支座201(例如,如上所述)。 还在其它实施例中,低碳耐火材料可包括侣酸巧水泥。侣酸巧水泥的含量可最高达2重 量%,1. 5重量%或1重量%。在一些实施例中,侣酸巧水泥的含量可小于1重量%,例如 0. 5重量%或0.1重量%。
[0044] 在本发明的一些方面中,低碳整体件耐火物包括任选的低碳有机或无机粘合剂。 在本发明的一些方面中,粘合剂的含量可小于总耐火材料的7重量%。在其它方面中,粘 合剂的含量小于总耐火材料的6重量%,小于5重量%,小于4重量%,小于3重量%, 小于2重量%,和小于1重量%。在本发明的一些方面中,耐火物中不存在粘合剂。此外, 在一些方面中,粘合剂是低碳有机粘合剂。在一些方面中,粘合剂是无机粘合剂。在本发 明的一些方面中,粘合剂不含碳或基本上不含碳。适用于本发明的粘合剂包括能粘合耐火 物的任意低碳有机或无机化合物。其中,根据本发明的示例粘合剂包括侣酸巧,硝酸错, 硝酸巧,硝酸儀,硝酸锭及其组合。
[0045] 在一些实施例中,低碳耐火物可包括其它添加剂。在一些方面中,低碳耐火材料 可包括氧化儀(MgO)。MgO可为适于应用的任意尺寸,例如烙凝MgO, 200M。在一些实施例 中,低碳耐火物可包括分散剂例如有机分散剂。根据本发明,还可使用其它非有机分散剂。 根据本发明的运种分散剂的含量可最高达1.0重量%。在其它实施例中,运种分散剂的含 量可最高达0.8重量%,最高达0.6重量%,最高达0. 4重量%,或最高达0.2重量%。 一些方面可包括有机或非有机染料,其含量最高达1重量%,最高达0.8重量%,最高达 0.6重量%,最高达0. 4重量%,或最高达0.2重量%。在其它实施例中,低碳耐火材料 可包括消泡剂(anti-formingagent),其含量最高达1重量%,最高达0.8重量%,最高达 0.6重量%,最高达0. 4重量%,或最高达0.2重量%。
[0046] 在一些实施例中,耐火物组装件可包括一种或更多种耐火物。例如,耐火物组装 件可包括低碳整体件耐火物,其至少部分地围住容器、容器的内侧,或W上两种情况同时存 在。在另一实施例中,耐火物组装件还包括第二耐火物,其至少部分地围住低碳整体件耐 火物。在一些方面中,第二耐火物可为硬质烙凝诱铸的支座耐火物。在本发明的实施例中, 低碳整体件耐火物和第二耐火物的组成可类似、基本上类似或相同。
[0047] 在一些实施例中制造玻璃的方法包括使烙融的玻璃通过所述的低碳整体件耐火 物。制造方法可为现有技术中实施的任意方法(例如,烙合拉制)。
[0048] 图3显示用于制造玻璃的方法300,其起始于步骤301。该方法300包括步骤303 : 在把玻璃制造设备加热到操作溫度的同时向玻璃制造设备的输送容器施加氧化性气氛。操 作溫度可高于1450°C,高于1500°C,高于1550°C,高于1600°C,或高于1650°C。所述方 法还包括步骤305 :用氧化性气氛在沿着的输送容器的一个位置至少部分地去除碳,从而 降低在该位置处的碳水平。所述方法还可包括步骤307 :使烙融的玻璃通过玻璃制造设备 的输送容器。
[0049] 可使包括耐火物组装件的玻璃制造设备到达操作溫度,然后把烙融的玻璃引入递 送系统。在一些玻璃制造系统中,含贵金属的组件的全部长度即从烙融器出口管120到下 导管123的出口的长度都被自动控制设备150例如控制腔室包封,其设计成把氧含量控制 到低水平。在加热系统时,系统通常是不可操作的,但大多数封闭的气氛控制腔室的确限制 新鲜空气的供应。运形成环绕澄清器和耐火物组装件的还原气氛,运与高的操作溫度一起 支持耐火物中存在的任何有机碳的分解,由此在多孔耐火物中形成积炭。现已确定没有足 够的可用的氧时,焦炭会渗透贵金属容器,在后续引入烙融的玻璃时其会用于二氧化碳气 泡形成。本发明的方法可包括步骤303 :把氧化性气氛施加到玻璃制造设备的移动路径,包 括从烙融器出口管120到下导管123的长度的至少一部分。虽然无意受限于理论,但据信 在启动系统时把氧化性气氛引入环绕耐火物的环境具有双重功能,即冲刷任何残留的有机 分解物W去除可能存在的过量的碳,W及提供一些能力,在碳残留物能渗透容器合金之前 将形成的碳残留物氧化。需要降低可用于污染合金的碳含量,由此降低于合金和玻璃烙体 界面处产生二氧化碳气泡的可能性。
[0050] 在一些实施例中,把氧化性气氛施加到玻璃制造设备的移动路径。在其它实施例 中,把氧化性气氛施加到玻璃制造系统的耐火物组装件。
[0051] 在一些实施例中,施加的氧化性气氛中有至少20体积%的氧。在一实施例中, 采用环境空气施加氧化性气氛。或者,气氛可包含大于至少为20体积%的氧气,例如25 %,30%,35%,40%,45%,50%,60%,70%,80%,90%或最高达 100%的氧气,包括中间值 和范围。
[0052] 在本发明的一些方面中,可构造气氛控制设备150来向玻璃制造系统的移动路径 提供氧化性气氛。在一些实施例中,可构造气氛控制设备来允许在系统加热过程中允许环 境空气或氧气流入系统中。在其它实施例中,可通过结合进入环绕耐火物的环境的管道来 提供氧化性气氛,W允许环境空气或氧气渗透耐火物。在另一实施例中,管道可结合进入 耐火物自身之内W允许更深的环境空气或氧气的渗透。
[0053] 还在另一实施例中,可通过把含氧的化合物结合进入耐火材料来提供氧化性气 氛。虽然无意受限于理论,但据信使用包括有机粘合剂的传统耐火物时,产生的氧的量不足 W与因粘合剂分解产生的碳反应。例如,乙酸错狂HCH3COO)2或Zr(CHsCOO)4)的分解每产 生1摩尔的C〇2就会额外产生1摩尔的碳。该剩余的碳导致形成积炭,其会进而渗透贵金 属和在烙融的玻璃表面处形成二氧化碳气泡。但是,通过把含氧的化合物结合入耐火物, 含氧的化合物的分解提供注入氧,其可与剩余的碳反应W形成二氧化碳。因为二氧化碳气 体从耐火物释放而不对容器进行渗透,所述方法由此防止形成积炭,并因此抑制烙融的玻 璃界面处不利的二氧化碳气泡的形成。根据本发明的一种示例含氧的化合物是含硝酸根的 化合物,例如硝酸锭。
[0054] 图4显示制备玻璃制造设备的组件的方法400,其起始于步骤401。该方法包括步 骤403 :提供低碳耐火材料,W耐火材料的总重
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