[发明专利]熔体的温度操控方法

说明书

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序的熔体的温度操控方法以及涉及熔体的澄清和/或纯化方法。此外，本发明涉及根据权利要求62的前序的用于熔体的温度操控并且/或者用于熔体的澄清和/或纯化的装置，还涉及产品、特别是玻璃产品，该产品依照于根据本发明的方法进行熔化和/或澄清和/或纯化和/或制备，并且/或者在根据本发明的装置中进行制备。 

背景技术

在制备玻璃的第一加工步骤中，将起始物质即所谓的玻璃混合料熔化。熔化是在池窑中进行，并且因壁材料的热容而通常限于至多1650℃的熔化温度。在所述混合料随逐渐提高的温度变为流体时，均化过程开始，即发生所有起始物质的混合。 

在将用于产生玻璃熔体的混合料加热后，通常在第二加工步骤中开始澄清。可在所谓的澄清室中进行澄清。在所述澄清室中，混合料彻底混合并脱气，用以改善均匀性并且用以消除气泡。澄清的基本目的是释放并消除物理地和化学地结合在熔体中的气体。 

特别是决定玻璃、尤其显示器玻璃的质量的特征是气泡夹杂物的最小值、变色夹杂物的最小值和有害或生态上有问题的物质例如砷的最小值。 

改善玻璃熔体的澄清和降低必需的澄清时间的出发点是使用尽可能高的澄清温度。特别地，降低玻璃熔体的粘度，并且提高熔体中气泡的上升速度。 

使用所谓的澄清剂是另外的出发点。这些澄清剂的原理是向熔化的混合料、特别是向熔化的玻璃中加入物质，所述物质在高温下分解， 同时脱气(outgas)并释放氧。澄清剂释放的气体“吸收(pick up)”熔体中的气体。这样，澄清期间产生逐渐变得较大的气泡，该气泡较快地上升到达熔体表面，并因此离开熔体。 

首先按澄清期间玻璃熔体的温度进行澄清剂的选择。当澄清剂五氧化二砷As₂O₅在高于1250℃的温度下已分解成As₂O₃和氧时，高温澄清剂SnO₂在不低于1500℃的温度下分解成SnO和1/2O₂。产生的氧化物留在熔体中，并且可在玻璃最终产品中检测到。如果需要生态上无可非议的玻璃，其中的砷则是不利的。因此，存在对在非常高的温度即在>1650℃的温度下进行澄清以更加有效地进行澄清的可能性的需要。然而，这种温度的提高伴随有严重的缺点，对于常规装置，所述缺点特别是由耐火衬里的增强的腐蚀所致，在常规方法的场合，仅具有严重的缺点。 

常规地，通过燃油或燃气燃烧器进行玻璃熔体的加热，所述燃烧器置于熔炉的上部结构区域中。当这样时，将热通过玻璃池的表面引入。特别对于低吸收玻璃，通过电极另外进行的电加热作为补充加热。为了这样做，通过交流电将玻璃熔体导电加热，即利用焦耳(Joule)效应直接加热。为此目的，使电极配备在容器的底部或侧壁，并且与玻璃熔体直接接触。 

主要地，使用钼、铂和来自铂族的金属作为电极材料。然而，对于常规操作或在已知的装置中，这些材料也受到可能的腐蚀。钼电极非常强烈地趋于氧化。因此，它们在起始过程中必须用惰性气体气氛保护。同样，熔体中的化合物例如As₂O₅可腐蚀钼电极或甚至铂电极。相比于由钼制成的电极，铂电极事实上具有更大的惰性，但仅可在至多1500℃的温度下使用较长时间段。 

在文献US4,246,433中，描述了使用冷却、特别是水冷的棒状电极，该电极通过侧壁插入到熔化容器内。通过水冷却，电极在较高温度下的抗腐蚀稳定性仍得以保证。因此，可在熔体中调整较高温度而不必承受电极的断裂或变形。因此，通过冷却，最大可获得的熔化温度不再受电极材料的应用类别温度(application category temperature)的限定。 

但通过能够调整较高澄清温度的机会，或者当澄清特别是腐蚀性的玻璃时，增加了进入玻璃熔体中并因此还进入玻璃最终产品中的材料的排放(disposal)，这是由于装置壁的增强的腐蚀而造成的。在一方面，最常用作壁材料的铂花费非常大，另一方面，铂或铂合金制成的组合体(aggregates)具有由玻璃熔体的腐蚀性或摩擦引起的缺点，它们将所述壁的少量Pt或其它合金组分散布(dispense)到熔体内。然后，它们以离子形式存在于玻璃最终产品中以及以单质(elementary)形式细微地分散。取决于在玻璃最终产品中的含量和颗粒尺寸，进入玻璃熔体中的离子或单质金属的这种铂排放可导致不希望的变色和降低的电磁辐射透射。