[发明专利]用于制造玻璃、玻璃陶瓷的方法及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造玻璃、特别是LAS玻璃和不含碱的铝硅酸盐玻璃的方法以及用于制造玻璃陶瓷的玻璃。

本发明还涉及玻璃和玻璃陶瓷及其用途。

背景技术

为了制造玻璃，将混合物或配合料引入炉熔化槽中并将所述配合料熔化，首先将所述混合物转化至配合料团聚相阶段，其也称作原始熔化，其描述了配合料的熔化过程。

由此形成配合料盖层，在其下面熔体以逆时针主流量涡流的形式移动。热熔体流从该流量涡流部分分离并向顶部升高。该点称作热源点。炉熔化槽中的源点标记着从炉槽的第一区域到第二区域的迁移。

在“GLAStechnische Fabrikationsfehler[技术玻璃制造缺陷]”，H.Jepsen-Marwedel和R.Brückner编著，第4版，Springer出版公司中描述，在炉熔化槽中的高温影响下，在配合料的表面上形成薄熔体层，其厚度仅为约几个毫米且其在重力影响下流动。由于从配合料内部喷出气体，所述气体形成大气泡并可能造成所述熔体层布满孔，所以新形成的玻璃熔体被从配合料推开。

配合料基本因在配合料覆盖物下面透过的玻璃流而受热并熔化。在配合料下面上在热熔体前端形成的反应气体透入多孔配合料层并通过中空空间流到顶部。

配合料层内部的温度缓慢升高，从而为熔体反应过程保留足够的时间。关于单独的玻璃体系，配合料团聚相中的反应不同。然而，通常，首先由于固-固反应，所以更高反应性组分形成固体溶液和共熔相，其然后还由于形成熔体而加速较低反应性配合料组分之间的其它反应。

在原始熔化期间，高达约1400℃，形成硅酸盐的反应终止，随后，剩余的石英颗粒、Al₂O₃颗粒和含锆的颗粒溶解。关于溶解速率，除了温度之外，未溶解的颗粒的量及其尺寸也代表决定因素。

可以以最高达50％或更高的浓度将陶瓷碎片、优选对玻璃类型特定的陶瓷碎片添加到配合料。

将与原料结合的最高达20重量％的气体引入具有配合料的炉熔化槽中。由于这些原料特别是碳酸盐发生分解，所以释放巨量气体，主要量的所述气体在配合料团聚相和原始熔化期间被排放入炉气氛内。在原始熔化之后仍保持为气泡形式的约0.001至0.1体积％的释放的量的气体剩余物、以及仍保持为溶于熔体中的气体，必须除去或必须减少至在随后的澄清过程期间不再具有破坏性的程度。

首先在溶解砂粒和含锆的颗粒的过程期间，在其上出现小气泡，所述小气泡也必须从玻璃熔体除去。

澄清的目的是除去仍存在的气泡，从而降低溶解的气体的浓度并匀化熔体，所述溶解的气体会造成后吹。为了该目的，在玻璃技术中使用热、机械和化学澄清法或其组合。

用于澄清的所有技术工艺措施的目的是降低气泡的上升速率v并由此降低气泡上升的时间。根据Stokes由下式给出具有直径d的气泡的上升速度v：

v=118gρd2η.]]>

(g：重力加速度；ρ：玻璃熔体的密度；η：玻璃熔体的粘度)

为了提高气泡上升速度，主要可改变两个参数：可增大气泡的直径d(由于d²而非常有效)和/或通过升高澄清区域的温度可降低玻璃熔体的粘度。

据DE 199 39 771 A1中所述，通常已知两种主要的澄清方法，主要不同之处在于产生澄清气体的类型和方式。

在物理澄清方法中，通过升高温度来降低玻璃熔体的粘度。因此，为了降低澄清期间的粘度，在玻璃熔体中确立了比在熔化和静置区域中更高的温度。在各种情况中可选择的澄清温度越高，则从熔体中除去气泡的效率越高。在此情况中，熔体的粘度应尽可能<10²dPa.s。然而，允许的最大澄清温度由每次使用的熔化集料的壁材料的耐热性来限定，且在常规炉熔化槽中为约1720℃。