用于精制熔融的玻璃的方法和设备的制造方法_2

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7] 图2是根据本发明的实施方式的示例性成形主体的横截面视图;
[0028] 图3是根据本发明的实施方式的澄清容器的透视图。
[0029] 图4是根据本发明的实施方式的澄清容器的示意图;
[0030] 图5是根据本文所述的实施方式的构成澄清容器的移动元件的部分透视图;
[0031] 图6是根据本文所述的实施方式的构成澄清容器的另一移动元件的部分透视图;
[0032] 图7是根据本文所述的实施方式的澄清容器的示意图,且包含静止搅拌元件。
[0033] 详细描述
[0034] 参考附图,提供实施例来更加详细地描述本发明的实施方式。只要有可能,在所有 附图中使用相同的附图标记来表示相同或类似的部分。提供的实施例和实施方式说明本发 明的概念,但不应构造成把本发明限制到本文所述的实施方式。
[0035]图1是示例性玻璃制造设备10的示意图。例如,玻璃制造设备10可用来制造用 于例如液晶显示器(LCD)或有机发光二极管(OLED)显示器的平板显示器的玻璃基材。玻 璃制造设备10包含熔融炉12,澄清容器14,连接管道16 (该连接管道16是在熔融炉12 和澄清容器14之间提供流体连通的导管,且熔融的玻璃通过该连接管道16在熔融炉和澄 清容器之间流动),搅拌室18,连接管道20 (该连接管道20是在澄清容器14和搅拌室18 之间提供流体连通的导管,且熔融的玻璃通过该连接管道20在澄清容器14和搅拌室18之 间流动),收集容器22,连接管道24 (该连接管道24是在搅拌室18和收集容器22之间提 供流体连通的导管,熔融的玻璃通过该连接管道24在搅拌室和收集容器22之间流动),下 导管26,进口 28和成形主体30。
[0036] 根据一些实施方式,成形主体30是楔形主体,其包含在其上部表面的槽32和沿 着线条(即根部36)在汇聚形成表面的下部尖端(apex)相遇的外部汇聚形成表面34,该 线条沿着成形主体的底部长度延伸。把来自收集容器22的熔融的玻璃38供应到槽32,熔 融的玻璃38在那里从槽溢流,并独立地在汇聚形成表面34上流动。成形主体的横截面视 图见图2。熔融的玻璃的独立流动在根部36处结合(S卩,熔合),由此形成熔融的玻璃的单 一连续流动,即玻璃带40,其从粘性液体冷却成弹性固体。牵拉辊42设置在成形主体30下 方,并与玻璃带40的边缘部分啮合,从而有助于从成形主体根部牵拉固化中的玻璃带。然 后,分离设备(未显示)从玻璃带切割单个玻璃板。尽管上面的实施例描述熔合拉制机器 作为整个玻璃制造设备10的一部分,可使用狭缝拉制或类似的机器来取代熔合拉制机器 作为成形设备。
[0037] 熔融炉12和成形主体30通常由耐热耐火材料例如陶瓷材料构成,其能耐受将沉 积进入熔融炉12 (箭头44)的成分原料(批料)熔融成熔融的玻璃38以及将熔融的玻璃 形成为玻璃制品例如玻璃带40所需的温度。形成熔融的玻璃所需的温度可为小于1300°C 到大于1550Γ,并取决于待制备的玻璃的类型和必备的原材料。例如,当玻璃是硼硅酸盐 玻璃时,例如可用于某些显示器玻璃应用,最终熔融温度可为1550°C-1570°C。其它类型 玻璃可具有类似或不同的熔融温度。熔融炉中所用的合适的耐火材料的示例包含锆和/或 铝的氧化物。
[0038] 在澄清过程中,通常把熔融的玻璃加热到大于熔融的玻璃在熔融炉之内的温度 的温度。例如,对于熔融温度为约1550Γ的硼铝硅酸盐玻璃,合适的澄清温度可等于或 大于约1600°C,更典型地为约1600°C-约1650°C和在一些实施方式中为约1600°C-约 1700°C。随着熔融的玻璃的温度增加,容纳在熔融的玻璃中的一种或更多种澄清剂被还原, 于是澄清剂以气泡的方式释放氧。合适的澄清剂包括但不限于砷、锑、锡、铈和铁的氧化物。 但是,某些澄清剂例如砷和锑氧化物毒性很大。结果,可选择毒性更小的澄清剂例如氧化 锡。
[0039] 随着通过澄清剂产生氧气泡,氧气泡的浮力导致气泡透过熔融的玻璃上升到玻 璃自由表面,于是气泡把容纳的气体释放进入玻璃自由表面上方的气氛。这些气泡用作用 于由熔融过程产生的气体(例如〇) 2和so2)的收集点,于是熔融产生的气体(作为其它气 泡的形式或作为溶解的气体的形式)在氧气泡之内累积,增加气泡的尺寸和浮力和促进它 们升高到玻璃自由表面。气泡在玻璃自由表面破裂并将密封的气体释放进入玻璃自由表面 上方的气氛。然后,释放的气体从澄清容器排放。
[0040] 应指出,从熔融炉流动的熔融的玻璃不是均匀的。除了存在如上所述的熔融产生 的气体以外,从熔融炉流动的熔融的玻璃包含各种热学(例如粘度)和化学不均匀物,它 们的存在可在由玻璃制造设备10生产的最终玻璃制品中产生视觉假象(artifact)。此外, 熔融的玻璃在流动熔融的玻璃的流的横截面各点处的流动可变化。流动中的这种变化可形 成停滞熔融的玻璃的区域,其中该区域的熔融的玻璃以显著低于其它区域熔融的玻璃的速 度流动,或者在最坏的情况下,完全不流动。因为停滞,熔融的玻璃的这种区域还可具有不 同于总体熔融的玻璃流动的热学和/或化学组成。但是,熔融的玻璃的这种停滞区域可令 人意外地牵拉进入熔融的玻璃的总体流动,形成具有热学和/或化学不均匀性的熔融的玻 璃的区域。此外,构成熔融炉的耐火材料例如锆或铝氧化物随着时间会缓慢的溶解于熔融 的玻璃。如果锆没有充分溶解和在整个熔融的玻璃中均匀分散,锆可在熔融的玻璃中结 晶,并影响最终玻璃制品的质量和组成。在一些情况下,对于其预期的特定目的,可使最终 玻璃制品变得毫无用处。因此,在制造过程中应充分的均匀化熔融的玻璃。
[0041] 澄清容器14,搅拌室18,收集容器22,下导管26和其它相关的熔融的玻璃传输 导管和容器(例如连接管道16, 20, 24和进口 28)可由贵金属或贵金属合金形成。这种贵 金属通常选自铂族金属,包括钌、铑、钯、锇、铱、铂及其合金。例如,贵金属可能是纯铂或 铂与一种或更多种其他贵金属如铑或铱的合金。合适的贵金属合金可包含铂-铑合金,其 以重量计包含约80% -约90%的铂和约10% -约20%的铑。在一些实施方式中,澄清容 器14和连接管道16和20可为具有圆形横截面的管道。用于至少部分澄清容器14的圆形 横截面形状促进使用在其中设置的旋转元件。但是,连接管道和澄清容器,或它们的部分 可具有其它横截面形状,例如卵形或椭圆形状,其中横截面垂直于容器或连接管道的纵向 轴线。例如,当使用被动混合时,可使用非圆形形状。
[0042] 现在参考图1,3和4,澄清容器14包含第一部分即直接接触连接管道16的上导 管46,和第二部分即通道48。上导管46可在澄清容器进口 50和上导管出口 52之间垂直 地延伸。上导管出口 52还用作到通道48的进口。通道48向外远离上导管46延伸,并在 上导管出口 52和澄清容器出口 54之间提供流动路径,用于使熔融的玻璃在它们之间流动。 在一些实施方式中,在上导管出口 52处,通道48的端部与上导管46的壁交叉。在一些实 施方式中,上导管46具有垂直的纵向轴线57。在一些实施方式中,通道48具有水平的纵 向轴线59。在一些情况下,上导管46和通道48可基本上相互垂直,即纵向轴线57和纵向 轴线59之间的角度是90° ±5°。还在其他实施方式中,上导管46可为垂直的和通道48 可为水平的。因此,在玻璃制造设备10运行时,在熔融炉12中形成的熔融的玻璃38通 过连接管道16在澄清容器进口 50处流动进入澄清容器14。图4中,熔融的玻璃的流动通 过块状箭头53来表示。然后熔融的玻璃向上流动通过上导管46,流出上导管出口 52和流 动通过通道48到达澄清容器14的出口 56并流动进入连接管道20。在一些实施方式中, 连接管道16的纵向轴线58平行于连接管道20的纵向轴线60 (参见图4),但不必如此。
[0043] 当熔融的玻璃38向上流动通过上导管46和随后沿着通道48流动时,熔融的玻璃 同时在上导管46和通道48之内形成连续的自由的玻璃表面62。如本文所使用,自由的玻 璃表面是在澄清容器14中流动的熔融的玻璃的接触气氛64的表面,该气氛64设置在流动 熔融的玻璃上方的体积之内且该体积由澄清容器的壁封闭。自由的玻璃表面62是气氛64 和熔融的玻璃38之间的界面。应指出,在玻璃制造设备10运行且当熔融的玻璃流动通过 连接管道16和连接管道20时,连接管道16或连接管道20都没有自由的玻璃表面。
[0044] 当熔融的玻璃向上地流动通过上导管时,后续地可在上导管46之内加热来自连 接管道16在澄清容器进口 50处进入澄清容器14的熔融的玻璃38。例如,可通过设置在 上导管46的外部表面上或绕着该表面设置的电阻加热元件(未显示)间接地加热上导管 46之内的熔融的玻璃,该电阻加热元件加热上导管和因此加热在上导管之内流动的熔融的 玻璃。或者,可通过使由焦耳加热直接地加热上导管的电流流
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