[发明专利]用于应用在坩埚牵引法中的熔锅及其制造方法及用玻璃制造圆柱形构件的垂直坩埚牵引法

说明书

本申请公开了一种用于应用在坩埚牵引法中的熔锅及其制造方法及用玻璃制造圆柱形构件的垂直坩埚牵引法。已知的用于应用在坩埚牵引法中的熔锅具有沿坩埚纵轴从包含至少一个底部出口的底部延伸至填注口的坩埚壁部，其界定坩埚内腔。为了以此为基础提出一种低成本的熔锅，本发明提出，所述坩埚壁部采用多组件式实施方案，其中所述坩埚壁部沿纵轴方向视之由至少一个下部壁成型件和一个上部壁成型件组成，其中所述下部与上部壁成型件在接合处上相连。

技术领域

本发明涉及一种用于应用在坩埚牵引法中的熔锅，具有沿坩埚纵轴从包含至少一个底部出口的底部延伸至填注口的坩埚壁部，其界定坩埚内腔。

此外，本发明涉及一种制造用于应用在坩埚牵引法中的熔锅的方法，所述熔锅具有沿坩埚纵轴从包含至少一个底部出口的底部延伸至填注口的坩埚壁部，其界定坩埚内腔。

本发明还涉及一种用玻璃制造圆柱形构件的垂直坩埚牵引法，具体方式为，将玻璃原材料输入熔锅的坩埚内腔，并且在坩埚内腔中借助加热装置将玻璃原材料软化，以及，通过熔锅的至少一个底部出料口将经软化的玻璃料作为玻璃丝束拔出。

背景技术

这类熔锅通常由即使在较高使用温度下也形状稳定的难熔金属构成，该难熔金属选自由铪、铌、钽、钼、钨或这些金属的难熔金属合金所构成的群组。难熔金属合金是指所述难熔金属的比例至少为50wt％的合金。下文将这些金属及其难熔金属合金简称为“难熔金属”。

此外，由铱、铼、锇、钌所构成的群组中的高熔点金属和基本合金也是为人所知的坩埚材料。基本合金在此是指所述高熔点金属的比例至少为50wt％的合金。下文将这些金属及其基本合金简称为“贵金属”。

与难熔金属相比，贵金属针对热玻璃熔体的耐腐蚀性更佳，但也昂贵得多。

为了使成本低于完全用昂贵的贵金属制造熔锅的方案，本发明提出，仅在其余由难熔金属构成的熔锅的内侧上施覆由铱、铼、锇或钌构成的保护层。US 6,739,155 B1例如揭示过这类熔锅。其中，保护层或是与坩埚壁部以冶金方式连接，或是构成独立的嵌件，其贴靠在坩埚壁部上并且机械固定在这个坩埚壁部上。保护层在整个坩埚内壁范围内延伸，或是至少从坩埚填注口沿侧壁延伸至靠近底部开口。这类保护层的典型厚度处于0.5mm至1.27mm的范围内。

就US 2011/0281227 A1所揭示的熔锅而言，通过避免采用昂贵的涂布材料来进一步降低成本。此熔锅的由难熔金属构成的坩埚内壁覆有由气密的氧化材料构成的保护层，该氧化材料包含由铝、镁、钇、锆以及稀土金属所构成的群组中的氧化物。这个保护层在20℃至1800℃的温度范围内不经历相变，即不发生颠覆性的体积变化并且也不在该温度范围内熔化。此保护层仅施覆在熔锅内壁的与气体及散装物料腔邻接的表面区域上。保护层在该处减小腐蚀性气体、特别是氧气和含氯化合物的作用，借此减小难熔金属进入玻璃熔体的程度。

通过粒度介于10与100μm之间的各种氧化粉末的真空等离子喷涂来逐层施覆保护层。

WO 2017/161391 A1提出另一种途径。据此，就由难熔金属构成的坩埚而言，至少在表面边缘区域内通过施加局部的压应力来对内壁进行压缩和平滑。该表面边缘区域的残余孔隙度与后方的容积相比有所减小，使得玻璃熔体的侵蚀可能性减小，进而针对腐蚀性侵蚀具有更佳的耐受性。

为了制造熔锅，通过弯曲或冲挤将形式为经滚压的板片的半成品调整成坩埚形状。作为替代方案，通过粉末冲压将成型件调整成坩埚形状，且随后为坩埚内壁施加局部的压应力，例如通过滚动体在平滑滚压过程中实现或通过喷丸处理实现。

EP 2 947 054 A1所揭示的熔锅由数个用难熔金属制成的对接组合的壁部件构成。对接接头配设有凹槽，在凹槽中置入有由铪、铌、锆、铂或这些金属的合金构成的金属密封件。在加热过程中将对接接头气密封闭，防止污染或潮湿的气体在零件烧结期间以及构件工作期间进入。