[发明专利]用于形成玻璃制品的设备和方法

说明书

一种电助耐火熔化容器，其包括后壁、第一侧壁、第二侧壁、前壁和底壁，所述熔化容器包括从后壁延伸到前壁的纵向中心线，以及在第一侧壁的内表面与第二侧壁的内表面之间延伸且垂直于纵向中心线的总宽度。所述熔化容器还包括在后壁与前壁之间的长度L，以及在第一侧壁与第二侧壁之间且垂直于中心线的宽度W。多个电极通过熔化容器的底壁延伸到熔化容器的内部中，并且L/W在约2.0至约2.4的范围内。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年11月8日提交的系列号为62/419,115的美国临时申请的优先权权益，本文以该申请的内容为基础并将其全文纳入本文，如同在下文完整阐述。

背景

技术领域

本发明一般涉及用于形成玻璃制品的设备和方法，特别是涉及用于熔化原料以产生熔融玻璃的设备和方法。

背景技术

大规模地制造玻璃制品，例如用于显示装置(例如电视机显示器、计算机显示器、手机显示器、笔记本电脑和平板电脑显示器等)制造的玻璃片，从原料的熔化开始来产生经过加热的粘性物质(下文中称为“熔融玻璃”或“熔体”)，其可在下游成形过程中形成为玻璃制品。将各原料(例如各种金属氧化物、改性剂、助熔剂和澄清剂)混合并以连续、半连续或离散的方法投到熔化炉中，在该熔化炉中，将原料加热到材料溶解的温度。显示品质的玻璃的化学组成使得熔化温度较高，例如在约1525℃至约1575℃的范围内，这要求大量的能量输入。因此，除了采用位于熔融玻璃液位上方的熔化容器上部中的传统燃烧器(即，碹顶燃烧器)，或者有时位于熔融玻璃表面下方的传统燃烧器(即浸没式燃烧器)之外，用于制造显示器玻璃的熔化容器可以在熔融玻璃自身内采用热效率更高的电助焦耳加热。

在一些行业应用中，例如，在光学品质的玻璃的制造中，可以采用相对较小的熔化容器。在传统的浮法玻璃制造操作中可以使用大的容器，相比于这种大的容器，小的熔化容器更便宜并且可以更好地控制。

为了节约成本，从同一套仪器生产更多的玻璃的压力越来越大。甚至是对于较小的熔化操作，增加产量的最实用的方法是增加熔融玻璃从熔化容器出发而通过下游制造设备的流量。尽管如此，增加产量的需要使得要推动增加熔化容器的尺寸。然而，一些熔化容器的尺寸可存在限制，这些熔化容器例如至少部分通过电流来加热的熔化容器，这至少是因为在熔化容器的宽度上电力点火(例如产生电流)所需的电压对于制造人员和电力仪器自身变得越来越危险。另外，高压具有烧穿熔化容器的耐火材料而非熔融玻璃的风险。绕过熔融玻璃并直接通过熔化容器壁的耐火材料的电流可引起熔化容器壁的过度加热，并增加壁材料分解或溶解到熔融玻璃中的可能性。这种释放的壁材料进而可能超过熔融玻璃内特定化学物质的溶解极限，并增加化学物质不会完全溶解和/或从熔融玻璃沉淀出的可能性，从而在最终的玻璃制品中形成缺陷。例如，溶解到熔融玻璃中的用于熔化容器壁的高氧化锆耐火材料的氧化锆量的增加可能导致氧化锆从熔融玻璃中沉淀出来，随后，当熔融玻璃在设备的下游部分中冷却时，在熔体中形成氧化锆晶体。无法解决这些问题中的一些问题至少部分是因为熔化设备的各个部件与熔融玻璃之间的不相容性所致，例如由电极材料与熔融玻璃中可包含的某些澄清剂之间的不相容性所致。反过来，可相容的电极材料可能需要限制熔化容器尺寸的物理设施(physical embodiments)，以避免超过上述电压限制。

澄清剂和电极材料的改变使得先前在制定的安全协议中无法实现的新的熔化容器设计成为可能，但这是毫无历史经验的。因此，为了增加流量而改变熔化容器设计，例如改变熔化容器的宽度，导致熔化容器中的熔融玻璃的流体动力学发生了不可预见性的改变，并随后增加了由熔融玻璃生产的玻璃制品中的缺陷。

因此，需要能够支持高流量并且使缺陷减少的熔化容器设计。

发明内容