專利名稱：使用熔融玻璃混合物生產(chǎn)玻璃的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用兩種具有不同組成的液態(tài)玻璃混合物以高產(chǎn)率和低轉(zhuǎn)變時(shí)間生產(chǎn)玻璃的方法與設(shè)備，生產(chǎn)無(wú)任何光學(xué)缺陷的非常均勻的玻璃，特別是平板玻璃。
采用由兩種不同的玻璃生產(chǎn)一種玻璃的方法主要用于生產(chǎn)彩色玻璃?？梢圆捎貌煌姆绞缴a(chǎn)彩色玻璃?？梢园压腆w玻璃粉加到玻璃主流中，所述的玻璃粉(fritte)熔化并逐漸地混入主玻璃(verreprincipal)中。這種冷玻璃粉以小劑量加到著色池中，該池正好位于在將玻璃加入成型機(jī)前的同一爐子末端槽中。這種玻璃粉通常為固體片狀，主要含有使最后玻璃有顏色的顏料。但是，即使使用均化設(shè)備(攪拌器)也非常難以有效地將兩種玻璃流混合，結(jié)果最后玻璃著色還是不太均勻，因此對(duì)于許多的應(yīng)用并不適合。一般而言，這類生產(chǎn)方法是為中空玻璃制品(小瓶、細(xì)頸瓶等)或印刷平板玻璃(澆制玻璃)準(zhǔn)備的，更一般地為轉(zhuǎn)變成小尺寸物品的玻璃準(zhǔn)備的，并且這些物品對(duì)著色均勻性的要求不高，而其方法也不適合于大尺寸的平板玻璃。US 3627504說(shuō)明了把玻璃粉添加到熔融玻璃流中的方法。
為了生產(chǎn)彩色平板玻璃，還可以在透明玻璃表面上沉積至少一層彩色材料層，這種著色平板玻璃其本體沒(méi)有著色，但可從特定的表面層去掉其顏色。
最后，為了生產(chǎn)彩色平板玻璃，還可以隨整個(gè)可玻璃化材料一起從爐頂加入有色材料。但是，在這類生產(chǎn)方法中，相應(yīng)于色調(diào)改變的轉(zhuǎn)變時(shí)間總是很長(zhǎng)，這主要是因?yàn)樵跔t中的玻璃質(zhì)量/每天輸出玻璃質(zhì)量的比很高(平板玻璃爐尤其如此)。常常需要幾天，這是大量玻璃損失的根源，因?yàn)檫@種轉(zhuǎn)變玻璃不適合于銷售。特別地，脫色(由著色玻璃返回到透明玻璃)是特別長(zhǎng)的。事實(shí)上，在這種情況下，沒(méi)有加速返回到透明玻璃的方法，而使玻璃著色時(shí)，可以實(shí)施過(guò)著色(加入著色劑的比例暫時(shí)高于最后玻璃的比例)，這樣加速著色過(guò)程。這個(gè)長(zhǎng)轉(zhuǎn)變時(shí)間問(wèn)題對(duì)于在紅外光區(qū)吸收的著色是比較重要的，例如像綠色。事實(shí)上，生產(chǎn)紅外光區(qū)吸收的玻璃，如汽車綠色玻璃或細(xì)頸瓶或小瓶玻璃，導(dǎo)致從火焰到爐底傳熱的降低，從而降低靠近爐底的玻璃溫度，于是玻璃變得更粘稠，因此移動(dòng)性差。由此導(dǎo)致傳送帶減速，并最可能地減少輸出。含有0.6％氧化鐵和Fe2+氧化還原性0.30(Fe2+的“氧化還原性”是Fe2+離子的量與鐵離子總量的比)的汽車綠色玻璃因此是用浮法(float)玻璃爐生產(chǎn)的，但輸出速度(tirée)較低，以只是含有0.1％氧化鐵的透明玻璃計(jì)約10-15％，對(duì)于同樣含量的碎玻璃也如此。此外，玻璃的強(qiáng)吸收特性也應(yīng)該減少輸出，或者限制待加熱玻璃的深度。
高轉(zhuǎn)變時(shí)間問(wèn)題(前面在改變玻璃著色情況下提到的)在一般的情況下是改變玻璃的組成，特別地改變玻璃的吸收能力。事實(shí)上，試圖通過(guò)往主玻璃中添加材料達(dá)到改變玻璃組成，特別是為了改變對(duì)至少某些波長(zhǎng)的吸收特性時(shí)，遇到的困難是在本體中非常均勻地達(dá)到這種改變，這個(gè)問(wèn)題比輸出更多和玻璃轉(zhuǎn)變成大尺寸物品更重要，平板玻璃尤其如此。一般也發(fā)生長(zhǎng)轉(zhuǎn)變時(shí)間問(wèn)題。另外，如果該組合物的特定化合物或添加劑(必要時(shí)賦予吸收能力)具有如對(duì)耐火材料有腐蝕作用的缺陷，則將其添加到大爐子玻璃化材料入爐區(qū)時(shí)會(huì)對(duì)整個(gè)大尺寸爐子有負(fù)面影響。從這個(gè)觀點(diǎn)出發(fā)，本發(fā)明將有害的材料限定在較小尺寸的輔助設(shè)備和生產(chǎn)設(shè)備下游部分(成型站加料槽和成型站，以及可能的混合槽)時(shí)，特別能夠節(jié)省大量的耐火材料(主要大尺寸設(shè)備的耐火材料)。特別地，可能需要使用含有金屬的材料(例如污染的或沒(méi)有很好挑選的碎玻璃，如被金屬瓶帽的金屬所污染的瓶碎片)作為原料，這些金屬可能易于積累在爐子底部，還滲入耐熱填料中，這樣可能損害這些耐熱填料，甚至穿透其耐熱填料。將這些有害材料限定在較小尺寸的輔助設(shè)備時(shí)，總體上耐火材料的磨損較小。
同樣地，如果熔化某些特定的化合物(或添加劑)要求主爐子有非常高的溫度，則最好借助輔助設(shè)備把這些化合物加到最后玻璃中，該主爐子配置具有高熱值的浸沒(méi)式燃燒器。
本發(fā)明解決了上述問(wèn)題。根據(jù)本發(fā)明，降低改變組成的轉(zhuǎn)變時(shí)間，另外，快速輸出玻璃，甚至在生產(chǎn)吸收紅外光的玻璃(特別地含有鐵氧化物，通常二價(jià)鐵氧化物和三價(jià)鐵氧化物混合物的綠色玻璃)時(shí)快速輸出玻璃都變得有可能。事實(shí)上，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的經(jīng)典熔化方法，如果把吸收紅外光的顏料作為其它的玻璃化材料加到入爐區(qū)域(在爐頂)，空氣燃燒器對(duì)液體玻璃深部加熱差得多(因?yàn)椴ＡП旧砦諢崃?，結(jié)果必須降低輸出速度，或者考慮降低液體玻璃的高度。根據(jù)本發(fā)明，采用輸出速度比主爐低得多的輔助爐子可以基本上把吸收元素加到最后玻璃中，這時(shí)其主爐可以保持高的輸出速度與很深的玻璃深度。于是，主爐可以保持特別高的輸出速度，可以是1.4-2t/j.m2，并且以很深的熔化玻璃深度運(yùn)行，使用備用玻璃提供如氧化鐵的紅外吸收元素時(shí)，其深度可以高于1m。輔助爐有利地是浸沒(méi)式燃燒器類的，因?yàn)檫@樣的小容量爐子有特別高的輸出速度，這樣還有助于減少轉(zhuǎn)變時(shí)間。如果與電爐進(jìn)行比較，這個(gè)優(yōu)點(diǎn)是特別重要的。此外，在高鐵含量的備用玻璃存在下快速地消耗這樣電爐的電極(一般用Mo制造)，如本發(fā)明范圍內(nèi)的情況尤其如此。
在本申請(qǐng)范圍內(nèi)，通過(guò)添加備用玻璃(verre auxiliaire)達(dá)到改變主玻璃，把這兩種玻璃混合物稱之最后玻璃(verre final)。因此，本發(fā)明涉及最后玻璃的生產(chǎn)設(shè)備和方法，其中包括采用主設(shè)備生產(chǎn)主液體玻璃，該主設(shè)備包括產(chǎn)生主玻璃流(flux)(所謂的“主玻璃”)的主爐子，采用輔助設(shè)備生產(chǎn)液體備用玻璃，該輔助設(shè)備包括產(chǎn)生輔助玻璃流(所謂的“備用玻璃”)的輔助爐子，該輔助流比主流少，這種備用玻璃的組成與主玻璃不同，這兩種流再混合成最后玻璃的單一總流。最后玻璃的組成與主玻璃不同，因?yàn)槠渲鞑ＡЫM成因添加備用玻璃而改變。由于這種改變，如果必要的話，最后玻璃的吸收特性可能與主玻璃不同。
這種備用玻璃的組成與主玻璃不同，其不同之處在于涉及至少一種化合物(在本申請(qǐng)中還可能稱之特定化合物)。因此，本發(fā)明涉及改變主玻璃中至少一種化合物(或添加劑)的含量，所述的改變得到最后玻璃。
這種備用玻璃可以具有使主玻璃的特定化合物含量增加的功能，在這種情況下，備用玻璃中所述化合物的含量高于最后玻璃，并且最后玻璃中所述化合物的含量也高于主玻璃。特別地，這種備用玻璃在使這種主玻璃著色前可以是有色玻璃。在試圖使主玻璃的化合物含量增加到最后玻璃的這種情況下，并且為了還能降低兩個(gè)使用同樣主玻璃的生產(chǎn)線之間的轉(zhuǎn)變時(shí)間，可以在第二條生產(chǎn)線開(kāi)始時(shí)臨時(shí)地在備用玻璃中過(guò)量提高有關(guān)化合物的含量，以便在最后玻璃中更快地達(dá)到所述化合物的含量。然后將備用玻璃中所述化合物的含量控制低些，以便使最后玻璃中的所述化合物保持在所希望的含量。
這種備用玻璃的功能在于降低主玻璃的特定化合物含量，在這種情況下，主玻璃中所述化合物的含量比最后玻璃高些，而備用玻璃中所述化合物的含量比最后玻璃高些。特別地，主玻璃可以是已經(jīng)著色的玻璃，這時(shí)試圖通過(guò)添加透明的備用玻璃使其脫色。
總流一般加到玻璃成型站，制成中空玻璃制品或平板玻璃。這種成型站因此可以特別地是作為浮法玻璃生產(chǎn)設(shè)備的平板玻璃連續(xù)成型站。在這樣一種設(shè)備中，由很寬的帶連續(xù)生產(chǎn)出平板玻璃，其帶寬超過(guò)1m，一般地超過(guò)2m，更一般地超過(guò)3m。優(yōu)選地，在將它們混合時(shí)，這兩種液體玻璃(熔化的)的溫度相近，即彼此的差不超過(guò)100℃以上，粘度也相近。一般而言，兩種流的溫度是1100-1300℃，甚至1100-1200℃。
對(duì)于最后玻璃含有使其具有吸收特性的化合物的情況下，還可以將這種玻璃稱之吸收玻璃。
本發(fā)明特別涉及改變主玻璃的吸收特性，或者其降低，或者其增加，其條件是這種降低是隨特定化合物含量降低而降低的，并且這種增加是隨所述化合物含量增加而增加的。
這種備用玻璃尤其可以改變主玻璃的吸收能力。涉及到對(duì)輻射的吸收能力，即對(duì)可見(jiàn)光、紫外輻射、紅外輻射的吸收能力，或?qū)射線或α、β或γ射線的吸收能力，或?qū)υ谶@些光區(qū)中至少兩個(gè)光區(qū)的波長(zhǎng)輻射的吸收能力。
如果試圖增加主玻璃的吸收特性，則使用比其更強(qiáng)吸收的備用玻璃，結(jié)果最后玻璃的吸收特性低于備用玻璃的吸收特性，而高于主玻璃的吸收特性。三種玻璃的這種吸收特性順序是按照上述原來(lái)具有吸收特性的化合物的相應(yīng)含量排列的。因此，本發(fā)明的方法具體地是將主玻璃轉(zhuǎn)變成最后玻璃時(shí)，可以使其玻璃的某些顏料含量增加的玻璃著色方法。
如果試圖降低主玻璃的吸收特性時(shí)，則使用比其更弱吸收的備用玻璃，結(jié)果最后玻璃的吸收特性高于備用玻璃的吸收特性，而低于主玻璃的吸收特性。三種玻璃的這種吸收特性順序是按照上述原來(lái)具有吸收特性的化合物的相應(yīng)含量排列的。因此，本發(fā)明的方法具體地是將主玻璃轉(zhuǎn)變成最后玻璃時(shí)，可以使其玻璃的某些顏料含量減少的玻璃著色方法。這種可能尤其具有下述意義如果主爐子生產(chǎn)含有高化合物含量的主玻璃(例如2重量％氧化鐵)，并且準(zhǔn)時(shí)需要具有更低比例所述化合物的最后玻璃(例如1重量％氧化鐵)，則可以很容易通過(guò)往主玻璃添加也含有不多所述化合物(例如0重量％氧化鐵)的備用玻璃生產(chǎn)這種玻璃，不用中斷或影響主爐運(yùn)行。達(dá)到希望的容量時(shí)，停止添加備用玻璃，因此一旦不干擾主爐運(yùn)行就重起先前的生產(chǎn)。
如根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)使用玻璃粉(在著色范圍內(nèi))，不再使用放入熔化爐內(nèi)，而放入爐子末端區(qū)內(nèi)的原料改變玻璃組成(以及如果必要的話其吸收能力)。但是，在本發(fā)明的范圍內(nèi)-不再使用玻璃粉，而使用與待生產(chǎn)最后玻璃相同或相近的備用基體玻璃(除特定元素，如特定的添加劑或化合物之外的化學(xué)組合物)，-加入熱備用玻璃，并且熔化在主玻璃中，-使用單獨(dú)設(shè)備生產(chǎn)備用玻璃，該設(shè)備置于主爐旁，如果必要的話置于混合槽端部。特別地，備用玻璃的生產(chǎn)設(shè)備可以是小尺寸的設(shè)備，尤其采用浸沒(méi)式燃燒器技術(shù)時(shí)更是如此，這樣通常能夠?qū)⑵浼釉谥髟O(shè)備旁，還不改變總體下部結(jié)構(gòu)。
此外，甚至在著色范圍內(nèi)，使用著色顏料，例如著色氧化物比使用玻璃粉便宜。
通常地，基本上使用至少一個(gè)空氣燃燒器加熱主爐(有時(shí)也稱之空氣燃燒器，這類燃燒器不是浸沒(méi)的)，這意味著提供給這個(gè)爐子的至少一半熱能是由至少一個(gè)空氣燃燒器提供的。如果必要的話，這種主爐可以是這樣的，其加熱部件專門由空氣燃燒器構(gòu)成。
這種主爐是一種熔化爐，它一般包括一個(gè)熔化區(qū)和一個(gè)位于熔化區(qū)后的精制區(qū)。這種主爐的底面積通常是200-600m2，特別地300-500m2。如果必要的話，這種熔化爐可以接一個(gè)調(diào)節(jié)區(qū)(“調(diào)節(jié)區(qū)”，英語(yǔ)為“working end”)，以便根據(jù)設(shè)備尺寸可以使底面積熱調(diào)節(jié)達(dá)到50-300m2。這臺(tái)主設(shè)備可以包括主爐，后接調(diào)節(jié)區(qū)，該主設(shè)備的底面積可以是250-900m2。
對(duì)于生產(chǎn)備用玻璃的輔助爐子，可以選擇全電或部分電的經(jīng)典熔化技術(shù)。這類爐子通常都能保證足夠的精制水平(最后物品中低氣泡率)。
但是，優(yōu)選地，這種生產(chǎn)備用玻璃的輔助爐子包括至少一個(gè)浸沒(méi)式燃燒器。這種輔助爐子優(yōu)選地基本上使用至少一個(gè)浸沒(méi)式燃燒器進(jìn)行加熱，這意味著供給這個(gè)爐子的至少一部分，特別地至少一半熱能是由至少一個(gè)浸沒(méi)式燃燒器提供的。這種輔助爐子可以是這樣的，其加熱部件專門由浸沒(méi)式燃燒器構(gòu)成。事實(shí)上，選擇浸沒(méi)式燃燒技術(shù)首先因可以提高特定輸出速度(例如可以超過(guò)15t/j.m2鈉鈣玻璃的碎玻璃)，例如可以是5-20t/j.m2而有利，這樣得到短的轉(zhuǎn)變時(shí)間(從一種生產(chǎn)到另一種生產(chǎn)，例如從一種顏色到另一種顏色)，因?yàn)檫@時(shí)將留在爐子中的玻璃質(zhì)量/輸出的玻璃質(zhì)量之比降低很多這是有利的，因?yàn)檎禽o助爐子的轉(zhuǎn)變時(shí)間事實(shí)上決定了整個(gè)設(shè)備的總轉(zhuǎn)變時(shí)間。這種浸沒(méi)式燃燒器技術(shù)在本發(fā)明的范圍內(nèi)也是有利的，因?yàn)榻](méi)式燃燒技術(shù)提供了強(qiáng)力攪拌作用，這樣得到更加均勻性的備用玻璃。
由于浸沒(méi)式燃燒器攪拌可保證非常好的對(duì)流傳熱，所以熔化強(qiáng)紅外吸收的玻璃沒(méi)有特別的困難，這是特別希望的，因?yàn)橹Ａб话愀缓珓?，例如氧化鐵。事實(shí)上，如果加熱設(shè)備是特別輻射的(空氣燃燒器和浸沒(méi)式電極的情況)，可以觀察到在熔化玻璃物中高的溫度梯度，這樣不利于其均勻性。
最后，浸沒(méi)式燃燒器爐的概念是簡(jiǎn)單的，因?yàn)檫@個(gè)概念涉及低表面積，不涉及非常熱的上部構(gòu)造。作為實(shí)例，以100t/j輸出速度的熔化鈣鈉玻璃浸沒(méi)式燃燒爐可以有不超過(guò)6m2的表面積。
這種輔助爐子是一種熔化爐，其底表面積一般是1-50m2，因此低于6m2。兩種玻璃流混合之前，備用玻璃優(yōu)選地在精制槽(或精制機(jī))中進(jìn)行精制。這種精制機(jī)的底表面積可以是1-50m2。因此，這種輔助設(shè)備可以包括一個(gè)輔助爐子，后接精制機(jī)(affineur)，該輔助設(shè)備的底表面積可以是2-100m2。
接著包括至少一個(gè)浸沒(méi)式燃燒器的爐子的特別適合精制方法是例如在WO 99/35099中描述的減壓精制方法。包括最少固有玻璃的精制系統(tǒng)對(duì)于降低轉(zhuǎn)變時(shí)間總是比較好的。在減壓下、靜態(tài)或包括動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)元件的這種精制是優(yōu)選的。
可以把這種備用玻璃倒入槽中得到主流，再送到成型站。如果必要的話，可以將備用玻璃和主玻璃兩者倒入置于成型站之前的混合槽(改變其組成相應(yīng)于改變顏色時(shí)，這也可以稱之著色槽)中。在所有情況下，在玻璃到達(dá)成型站之前，使用攪拌器使在最后玻璃中的兩種玻璃混合物進(jìn)行均化。
這個(gè)混合槽可以是近似方形或矩形(俯視)的室，該室配置了為達(dá)到有效均化而具有足夠功率的攪拌器。這個(gè)槽的尺寸和攪拌器數(shù)取決于輸出。其運(yùn)行溫度一般是1100-1300℃，特別地約1200℃。
這些攪拌器(可以是在任選的混合槽中)具體地可以是垂直的，并且還包括從一個(gè)攪拌器到另一個(gè)攪拌器按照相反方向排列的多個(gè)水平的傾斜槳葉，以實(shí)現(xiàn)在垂直方向與水平方向同時(shí)進(jìn)行混合。這些攪拌器例如可以用含銠鉑、難熔金屬合金或結(jié)構(gòu)陶瓷(氧化鋁、莫來(lái)石氧化鋯、莫來(lái)石等)制造。在這后兩種情況下，進(jìn)行鉑的等離子體沉積，以保證在沉積適當(dāng)阻擋層后與玻璃的接觸是惰性的。
將熔化的備用玻璃加到主玻璃中，以便避免生成氣泡。
主玻璃與備用玻璃混合后得到的最后玻璃應(yīng)該是均勻的(特別在著色時(shí))，以便滿足目標(biāo)產(chǎn)品的技術(shù)要求，所述的技術(shù)要求在建筑物或汽車用的平板玻璃的情況下是特別需要的。
這種備用玻璃一般是最后玻璃質(zhì)量的至多20％，特別地0.5-20％，更一般地1-15％，甚至2-10％。
為了保持最后玻璃膏的質(zhì)量，特別地保證低氣泡率，優(yōu)選的是從氧化還原方面查實(shí)兩種待混合玻璃的粘附性因此，如果把這個(gè)離子的量(摩爾或質(zhì)量的)與同一金屬總量的比稱之金屬離子的氧化還原性，優(yōu)選的是，對(duì)于一定的金屬，一方面在主玻璃中，另一方面在備用玻璃中不同離子氧化還原性的差不高于0.1。作為實(shí)例，涉及鐵金屬時(shí)，如果主玻璃中Fe2離子的氧化還原性是0.2，則優(yōu)選的是備用玻璃中Fe2離子的氧化還原性為0.2±0.1。
可取的是兩種玻璃基本上具有同樣溫度時(shí)進(jìn)行混合，即它們的溫度差至多是100℃。一般而言，備用玻璃和主玻璃混合時(shí)，兩者的溫度是1100-1300℃，甚至是1100-1200℃。
從溫度和氧化還原性方面對(duì)兩種玻璃間的這種一致性關(guān)心基于這個(gè)事實(shí)，即過(guò)大的差可能源于它們?cè)诨旌蠒r(shí)形成新的氣泡。
輔助爐子包括至少一個(gè)浸沒(méi)式燃燒器，浸沒(méi)式燃燒器的優(yōu)點(diǎn)是使備用玻璃中的硫酸鹽含量降低(一般以SO3的％表示)。事實(shí)上，燃燒氣體產(chǎn)生的水有效地?cái)嚢鑲溆貌Ａ?，從備用玻璃汽提出幾乎全部的硫酸鹽。因此，備用玻璃不可能是來(lái)自于以氣態(tài)放出SO2的氣泡源。可以使用備用玻璃影響最后玻璃的氧化還原性。事實(shí)上，可以用氧化還原性(特別是Fe2+的氧化還原性)增加時(shí)曲線降低表示硫酸鹽在玻璃中的溶解度限。于是，增加氧化還原性時(shí)，一般易于產(chǎn)生不希望的SO2的氣泡。因此，將兩種具有不同氧化還原性的玻璃混合時(shí)，產(chǎn)生SO2氣泡一般是不明顯的。生產(chǎn)備用玻璃時(shí)使用浸沒(méi)式燃燒器爐提供了一種解決這個(gè)問(wèn)題的辦法。事實(shí)上，從備用玻璃中除去硫酸鹽時(shí)，添加備用玻璃會(huì)在某種程度上稀釋在主玻璃中存在的硫酸鹽，因此會(huì)擴(kuò)寬溶解度限。于是減少了生成氣泡的危險(xiǎn)性。這樣使這種方法具有適應(yīng)性，因?yàn)樵谥苽溲趸€原性不太高的備用玻璃時(shí)，可能利用這種稀釋作用使最后玻璃的氧化還原性增加不多。尤其地，如果與其它的加熱技術(shù)，例如電加熱技術(shù)相比，浸沒(méi)式燃燒器技術(shù)能夠降低生產(chǎn)備用玻璃的溫度。這是有利的，因?yàn)檫@樣能夠快得多地更接近于兩種玻璃混合物的溫度，有利地更接近于比兩種待混合玻璃生產(chǎn)溫度更低的溫度。的確，由于降低這個(gè)溫度，又將硫酸鹽溶解度限擴(kuò)寬。于是，本發(fā)明的方法采用了輔助爐子的浸沒(méi)式燃燒器技術(shù)，該方法借助使Fe2+的氧化還原性在非常寬的范圍內(nèi)改變的可能性，能夠使用氧化鐵生產(chǎn)著綠色直到藍(lán)色的玻璃。
于是，本發(fā)明特別涉及借助下述技術(shù)特征的方法-輔助爐子幾乎完全從備用玻璃中除去加入原料中存在的硫酸鹽，-備用玻璃的鐵含量高于主玻璃的鐵含量，并且備用玻璃的Fe2+氧化還原性高于主玻璃的Fe2+氧化還原性。
本發(fā)明特別涉及借助下述技術(shù)特征的方法備用玻璃的硫酸鹽含量幾乎為零，主玻璃的硫酸鹽含量是以SO3的重量％表示的0.2-0.35％，備用玻璃的Fe2+氧化還原性高于主玻璃的Fe2+氧化還原性，并且備用玻璃的鐵含量高于主玻璃的鐵含量。
作為實(shí)例，可以使用具有下述特征的空氣燃燒器爐生產(chǎn)主玻璃-0.24％SO3，-Fe2+氧化還原性0.23，-Fe含量900重量ppm，-生產(chǎn)溫度1450℃，-最后玻璃百分?jǐn)?shù)90％，
使用具有下述特征的浸沒(méi)式燃燒器爐生產(chǎn)備用玻璃-0％SO3，-Fe2+氧化還原性0.36，-Fe含量4.3重量％，-生產(chǎn)溫度1200℃，-最后玻璃百分?jǐn)?shù)10％，這兩種玻璃在1150℃下混合生產(chǎn)具有下述特征的最后玻璃-0.22％SO3，-Fe2+氧化還原性0.34，-Fe含量0.51重量％。
由于控制氧化還原性的困難，使用通常的空氣燃燒器爐實(shí)際上沒(méi)有生產(chǎn)出具有同樣高氧化還原性的玻璃。
生產(chǎn)主玻璃的爐一般是使用通常的粉狀玻璃化原料，如果必要的話，其玻璃化原料有部分碎玻璃。碎玻璃的量一般是加入主爐原料質(zhì)量的5-25％。
備用玻璃生產(chǎn)爐可以使用下述幾種原料-或者碎玻璃，例如回線的碎玻璃(即來(lái)自于同一設(shè)備下游切割或破碎玻璃的碎玻璃)，-或者一般粉狀的通?？刹ＡЩ慕M合物，-或者來(lái)自于在主玻璃流上游提取的熔化玻璃，-或者著色玻璃粉，尤其希望使用氧化鉻或試圖采用這些辦法中的至少兩種辦法組合進(jìn)行著色時(shí)更可如此。
至于輔助爐加料，在某些情況(例如在沒(méi)有考慮循環(huán)回線碎玻璃的情況下)下在兩個(gè)流的混合點(diǎn)上游，例如在主爐后的調(diào)節(jié)區(qū)取出主玻璃可能是有利的。供給輔助爐子的能量這時(shí)大大降低。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，在主玻璃和備用玻璃中可以作為不同濃度特定化合物使用的著色劑(或顏料)一般是非常易熔的氧化物(鐵、鈷、鎳的化合物等)。對(duì)于最后玻璃應(yīng)該含有氧化鉻的情況，它可以玻璃粉狀加入輔助爐子中，以便使在最后玻璃中存在不熔物的危險(xiǎn)性降到最低。要使玻璃著綠色或黃色，通常只是使用氧化鉻，或者在藍(lán)色玻璃的情況下，這時(shí)除氧化鈷外還有氧化鉻。
有利地，備用玻璃熔化爐包括一個(gè)熱量回收系統(tǒng)，目的在于使用其產(chǎn)生的煙對(duì)加到其中的原料(例如碎玻璃)進(jìn)行再加熱(煙相對(duì)于加入的原料逆流循環(huán))。于是節(jié)省了能量，這對(duì)于爐子使用可燃性氣體和純氧氣運(yùn)行，即最簡(jiǎn)單的浸沒(méi)式燃燒系統(tǒng)時(shí)是特別有利的。
本發(fā)明的方法和設(shè)備一般在兩種玻璃混合點(diǎn)的下游，如果必要的話在混合槽中包括成型站，它可以是浮法玻璃爐，壓延站或中空玻璃制品成型站。主玻璃通常含有至少55重量％二氧化硅(SiO2)。主玻璃通常含有5重量％以下的氧化鋁。
一般來(lái)講，主玻璃含有-65-75重量％SiO2，-10-15重量％Na2O，-7-11重量％CaO(熔化時(shí)的液化劑作用)，主玻璃還可以含有-0-5重量％B2O3，-0-5重量％MgO，-0-2重量％氧化鋁，-0-2重量％氧化鐵，-0-200重量ppm硒(呈金屬形態(tài))，-0-500重量ppm氧化鈷，-0-1000重量ppm氧化鉻，-0-1000重量ppm氧化銅，-0-2000重量ppm氧化鎳，-0-1重量％氧化鎢，-0-2重量％氧化鈰，-0-2重量％氧化鈦，-0-2500重量ppm氧化鈾。
備用玻璃一般含有至少50％，甚至至少55重量％SiO2。備用玻璃一般含有5重量％以下的氧化鋁。
備用玻璃一般含有-50-75重量％SiO2，-8-15重量％Na2O，-0-5重量％B2O3，-0-2重量％氧化鋁。
在主玻璃和備用玻璃中不同含量的化合物可以是顏料，它例如可以是至少一種下述化合物-金屬氧化物(Si、Na、B和Al除外)，例如鐵、鉻、鈷、銅、鎳、鋯、鈦、錳、鐠、鋅、鈰、釹、鉺、礬、鎢，-硒(呈金屬形態(tài))。
如果必要的話，在主玻璃和備用玻璃中不同含量的化合物可以是氧化鉛，甚至非常大量的氧化鉛(例如30重量％)。事實(shí)上，玻璃中的氧化鉛可以用于吸收X射線。由于這種氧化物對(duì)耐火材料的腐蝕性很強(qiáng)，通過(guò)輔助設(shè)備將氧化鉛加到最后玻璃中是特別有利的，因?yàn)檫@樣受到損害的輔助設(shè)備較小，因此也不會(huì)損害主設(shè)備。當(dāng)然，這并不排除主玻璃也含有氧化鉛。
如果必要的話，在備用玻璃中特定化合物的含量一般是從20重量ppm至30重量％。根據(jù)本發(fā)明，在主玻璃和備用玻璃中不同含量的化合物可以是除Si、Na、B和Al外的金屬氧化物。這種氧化物可以是裸視可見(jiàn)的備用玻璃著色之源，在備用玻璃中所述氧化物的含量高于主玻璃中同一氧化物的含量(主玻璃因此可以不含這種氧化物)。于是，這種特定的化合物可以是備用玻璃中的顏料，其含量高于在主玻璃中同一顏料的含量，并且其含量足以使最后玻璃達(dá)到裸視可見(jiàn)的著色作用。
所有的特定化合物在備用玻璃或主玻璃或最后玻璃中的含量低于在所述玻璃中的溶解度限，所述的限可能取決于所述玻璃的組成。
因此，尤其是備用玻璃起到增加吸收特性的作用時(shí)，該備用玻璃一般可以含有至少一種具有下述量的下述元素-0-30％，更特別地0.5-20重量％氧化鐵，-0-1.5％，更特別地從20ppm至1重量％硒，-0-2％，更特別地從20ppm至2重量％氧化鈷，-0-2％，更特別地從20ppm至2重量％氧化鉻，-0-5％，更特別地從50ppm至5重量％氧化鎳，-0-15％，更特別地0.5-10重量％氧化鈰，備用玻璃借助特定化合物起到增加吸收特性的作用時(shí)，該備用玻璃至少含有所述化合物，其量高于主玻璃(它因此可能不含有所述的化合物)，以便使最后玻璃中這種化合物的含量相對(duì)于主玻璃得到增加。特別地，該備用玻璃可以含有氧化鐵，其量足以最后玻璃達(dá)到裸視可見(jiàn)的綠色。如果涉及在備用玻璃中含有的氧化鐵使最后玻璃具有綠色，這特別意味著，如果主玻璃已經(jīng)含有氧化鐵，備用玻璃含有更多的氧化鐵(高含量)，則裸視所見(jiàn)最后玻璃的綠色比主玻璃深。
主玻璃可以含有除Si、Na、B和Al之外的金屬離子，在備用玻璃中也含有所述的離子，這種離子在主玻璃和備用玻璃之間的氧化還原差不高于0.1。
在主玻璃和備用玻璃之間，至少一種化合物的含量是不同的。這種含量差一般是這兩種玻璃間的最大含量(以重量％計(jì))的至少10％，該差可以達(dá)到直到100％。作為實(shí)例，如果在這兩種玻璃的其中一種玻璃中，特定化合物的含量是0％，在另一種玻璃中是20％，其含量差是20-0＝20，即最高含量的100％。
特別地，本發(fā)明涉及一種含有使玻璃沿其厚度均勻地著綠色的氧化鐵的平板玻璃，以及一種含有使玻璃沿其厚度(本體)均勻地著藍(lán)色的氧化鐵的平板玻璃。采用熔融金屬浴的浮法設(shè)備，這種玻璃可以是寬度2m以上的帶狀產(chǎn)品。


圖1充分地用圖解法描述了本發(fā)明的實(shí)施方式。該圖未示出裝入原料。主設(shè)備包括爐1和調(diào)節(jié)區(qū)3?？諝馊紵鳡t1加入粉狀可玻璃化材料和/或碎玻璃，產(chǎn)生主玻璃，通過(guò)收斂部分2流入調(diào)節(jié)區(qū)3(用于熱調(diào)節(jié))，所述的主玻璃通過(guò)槽4加到浮法玻璃成型站5生產(chǎn)平板玻璃。槽4接受在浸沒(méi)式燃燒器爐6中生產(chǎn)的經(jīng)在7中精制的備用玻璃。輔助設(shè)備包括爐6和精制機(jī)7。
兩種玻璃(主玻璃和著色玻璃)在裝有機(jī)械均化設(shè)備(攪拌器)的槽4中進(jìn)行混合，再讓混合物達(dá)到浮法站5，其中只是示出整個(gè)第一部分。
下面描述用于汽車的彩色玻璃生產(chǎn)實(shí)施例。
實(shí)施例本發(fā)明的設(shè)備是由主爐(也稱熔化器)和浸沒(méi)式燃燒器輔助爐子構(gòu)成，主爐配備橫向空氣燃燒器，其底面積350m2，運(yùn)行時(shí)熔化玻璃深度1.5m，輔助爐子的底面積3m2，兩種玻璃流在著色槽中混合，其槽底面積約24m2，它裝有2排或2排以上的攪拌器，其攪拌器外槳葉直徑是500mm。
主爐連續(xù)生產(chǎn)淡彩色玻璃，它含有0.6％氧化鐵，其Fe2+氧化還原性為0.30，輸出速度600噸/天(t/j)。連續(xù)運(yùn)行對(duì)生產(chǎn)的玻璃質(zhì)量和爐子壽命是有利的。為了得到含有0.85％氧化鐵的最后玻璃，添加30t/j含有5.85％氧化鐵的備用玻璃。這樣每天需要約28t碎玻璃，即只是一部分回線碎玻璃，另一部分按照生產(chǎn)含有0.6％氧化鐵的玻璃所使用的量加入主爐中。該生產(chǎn)線總生產(chǎn)速度這時(shí)是630t/j在通常的熔化(即在入爐區(qū)加入著色劑的通常熔化)中，輸出速度應(yīng)降低到約560t/j。
為了達(dá)到1％氧化鐵著色色調(diào)，可以將輔助爐子的輸出速度提高約46t/j，加入氧化鐵的比例不變(底面積這時(shí)是約4.5m2)，或者采用同樣輸出速度30t/j將這個(gè)比例提高到9％。在第一種情況下，總輸出速度達(dá)到646t/j，而在通常熔化(只是熔化爐)中，其總輸出速度不會(huì)超過(guò)550t/j。
通過(guò)在輔助爐子中的轉(zhuǎn)變實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)變留下玻璃與輸出玻璃的比是約7.5t/50t/j，即0.15天。這種轉(zhuǎn)變(采用過(guò)量著色還可以縮短這種轉(zhuǎn)變)在約0.15×3＝0.45天完成。在這個(gè)時(shí)間里，優(yōu)選地不要把輔助爐子的玻璃加到主爐中。
因此，主爐著色或脫色轉(zhuǎn)變時(shí)間最長(zhǎng)是約半天，這比采用通常的結(jié)構(gòu)，即具有同樣總輸出速度的在成形前將著色玻璃粉添加到其流中的單個(gè)爐子需要3-5天低得多。
權(quán)利要求
1.玻璃生產(chǎn)方法，該方法包括采用包括主爐的主設(shè)備生產(chǎn)主液體玻璃主流，采用包括輔助爐子的輔助設(shè)備生產(chǎn)液體備用玻璃的輔助流，該輔助流比主流少，備用玻璃的組成與主玻璃的組成不同，這兩種流體然后混合成單個(gè)最后玻璃總流，輔助爐子包括至少一個(gè)浸沒(méi)式燃燒器。
2.根據(jù)上述權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于輔助設(shè)備包括一個(gè)位于輔助爐子之后的精制機(jī)。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于輔助流至多是總流的20％。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于將最后玻璃轉(zhuǎn)變成平板玻璃，特別地通過(guò)浮法玻璃站將最后玻璃轉(zhuǎn)變成平板玻璃。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于平板玻璃的寬度超過(guò)2m。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于平板玻璃的寬度超過(guò)3m。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于主玻璃含有至少55重量％二氧化硅和5重量％以下的氧化鋁。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于備用玻璃含有至少50重量％二氧化硅和5重量％以下的氧化鋁。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于備用玻璃的組成與主玻璃的組成不同，其不同之處在于它涉及至少一種化合物，所述的化合物在備用玻璃中的含量是從20重量ppm至30重量％。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于備用玻璃的組成與主玻璃的組成不同，其不同之處在于它涉及至少一種化合物，所述的化合物是一種選自如下的顏料-選自下述金屬鐵、鉻、鈷、銅、鎳、鋯、鈦、錳、鐠、鋅、鈰、釹、鉺、礬、鎢的金屬氧化物，-硒。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于備用玻璃的組成與主玻璃的組成不同，其不同之處在于它涉及至少一種化合物，所述的化合物是一種顏料，它在備用玻璃中的含量高于在主玻璃中的同樣顏料含量，并且其含量足以能裸視可見(jiàn)其賦予最后玻璃著色。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于備用玻璃的組成與主玻璃的組成不同，其不同之處在于它涉及至少一種化合物，所述的化合物是使其玻璃著綠色至藍(lán)色的氧化鐵。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于混合時(shí)，備用玻璃和主玻璃兩者的溫度是1100-1200℃。
14.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于輔助爐子幾乎全部地從備用玻璃中除去在所加原料中存在的硫酸鹽，備用玻璃的鐵含量高于主玻璃的鐵含量，F(xiàn)e2+的氧化還原性高于主玻璃的氧化還原性。
15.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于備用玻璃的硫酸鹽含量幾乎為零，主玻璃的硫酸鹽含量是以SO3重量％表示的0.2-0.35％，備用玻璃的Fe2+氧化還原性高于主玻璃，鐵含量高于主玻璃。
16.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于備用玻璃含有0.5-20重量％氧化鐵。
17.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于主爐以特定的輸出速度1.4-2t/j.m2與熔化玻璃的深度超過(guò)1m運(yùn)行，其特征還在于輔助爐子以特定輸出速度5-20t/j.m2運(yùn)行。
18.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于輔助爐子的底面積是1-50m2，其特征還在于主爐的底面積是200-600m2。
19.生產(chǎn)玻璃的設(shè)備，特別地根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述方法生產(chǎn)玻璃的設(shè)備，該設(shè)備包括主設(shè)備和輔助設(shè)備，而主設(shè)備包括產(chǎn)生玻璃主流的主爐，輔助設(shè)備包括主要使用至少一個(gè)浸沒(méi)式燃燒器加熱并產(chǎn)生備用玻璃輔助流的輔助爐子，這兩種流然后混合成得到最后玻璃的單個(gè)總流。
20.根據(jù)上述設(shè)備權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于主爐主要使用至少一個(gè)空氣燃燒器加熱。
21.根據(jù)上述設(shè)備權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于它包括在兩種流混合后的平板玻璃連續(xù)成型站。
22.根據(jù)上述設(shè)備權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于輔助爐子的底面積是1-50m2，其特征還在于主爐的底面積是200-600m2。
23.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法或設(shè)備生產(chǎn)的玻璃。
24.平板玻璃，它含有使其玻璃本體均勻地著綠色的氧化鐵。
25.平板玻璃，它含有使其玻璃本體均勻地著藍(lán)色的氧化鐵。
26.寬2m以上的帶，它包括根據(jù)上述兩個(gè)權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的玻璃。
全文摘要
本發(fā)明涉及玻璃生產(chǎn)的設(shè)備和方法，其中包括采用包括主爐的主設(shè)備生產(chǎn)主液體玻璃的主流，采用包括輔助爐子的輔助設(shè)備生產(chǎn)液體備用玻璃的輔助流，該輔助流比主流少，備用玻璃的組成與主玻璃的組成不同，這兩種流然后混合成最后玻璃的單個(gè)總流。特別地，輔助爐子的功能在于使主玻璃著色，以便最后玻璃是彩色玻璃。因此，采用具有轉(zhuǎn)變時(shí)間短的設(shè)備可以生產(chǎn)非常均勻的本體著色的平板玻璃。
文檔編號(hào)C03B5/16GK1777563SQ200480005535
公開(kāi)日2006年5月24日 申請(qǐng)日期2004年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月27日
發(fā)明者P·讓瓦內(nèi), L·格里哈爾瓦戈伊科切亞, R·羅德里格斯夸塔斯, M·勒邁勒 申請(qǐng)人:法國(guó)圣戈班玻璃廠