[发明专利]用于精炼泡沫状的熔融玻璃的梯度澄清罐及使用其的方法

说明书

公开了梯度澄清罐和操作所述罐以精炼泡沫状的熔融玻璃的方法。梯度澄清罐包括至少部分地限定罐的内室的底板、顶板和两个横向间隔的侧壁。罐的底板的轮廓提供给罐限定通向内室的入口的延伸的浅部分和限定内室的出口的深的容纳部分。底板的进入部分提供罐的延伸的浅部分，并且底板的过渡部分和离开部分提供深的容纳部分。内室在深的容纳部分的出口端处的深度大于内室在延伸的浅部分的出口端处的深度。

本公开涉及配置成精炼泡沫状的熔融玻璃的梯度澄清罐，并且更具体地涉及包括延伸的浅部分和深的容纳部分的梯度澄清罐，所述深的容纳部分在通过内罐室的流动方向在所述延伸的浅部分的下游。

背景

玻璃是具有许多应用的刚性无定形固体。例如，钠钙硅玻璃(soda-lime-silicaglass)广泛用于制造多种中空玻璃制品，包括容器(如瓶和罐)。钠钙硅玻璃包含Na₂O-CaO-SiO₂的无序且空间交联的三元氧化物网络。二氧化硅组分(SiO₂)是最大重量的氧化物，并构成钠钙玻璃的主要网络形成材料。Na₂O组分用作助熔剂，与纯二氧化硅玻璃相比，其降低玻璃的熔融、软化和玻璃化转变温度，而CaO组分用作稳定剂，其改进玻璃的某些物理和化学性质，包括其硬度和耐化学性。在钠钙硅玻璃的化学性质中包括Na₂O和CaO使得玻璃容器的商业制造更实用且能量消耗更少，同时仍产生可接受的玻璃性质。通常并基于玻璃的总重量，钠钙硅玻璃包括60重量%-80重量%的SiO₂、8重量%-18重量%的Na₂O和5重量%-15重量%的CaO。

除了SiO₂、Na₂O和CaO之外，如果需要，钠钙硅玻璃可以包括其它氧化物和非氧化物材料，其用作网络形成剂、网络改进剂、着色剂、脱色剂、氧化还原剂或影响最终玻璃性质的其它试剂。这些另外的材料的一些实例包括氧化铝(Al₂O₃)、氧化镁(MgO)、氧化钾(K₂O)、碳、硝酸盐、氟、氯和/或铁、砷、锑、硒、铬、钡、锰、钴、镍、硫、钒、钛、铅、铜、铌、钼、锂、银、锶、镉、铟、锡、金、铈、镨、钕、铕、钆、铒和铀中的一种或多种的元素或氧化物形式。氧化铝是更通常包括的材料之一，通常以基于玻璃的总重量至多2重量%的量存在，因为其能够改进玻璃的化学耐久性并降低失透的可能性。不管在钠钙玻璃中除了SiO₂、Na₂O和CaO之外还存在什么其它氧化物和/或非氧化物材料，基于钠钙硅玻璃的总重量，那些另外的材料的总和优选为10重量%或更少，或者更窄地为5重量%或更少。

用于容器和其它最终用途的钠钙硅玻璃长期以来是在连续熔炉中生产的，在连续熔炉中，玻璃原料被进料到包含在连续熔炉的熔融室中的通常恒定液位的大的熔融玻璃浴(数百公吨的量级)上。熔融玻璃浴保持在约1450℃或更高的温度，使得加入的玻璃原料可以熔融、反应，并在随着浴通过炉的熔融室朝向位于浸没的喉部的相对侧的精炼室移动而变得化学整合到熔融玻璃浴中之前，前进通过若干中间熔融阶段。在精炼室中，从玻璃中去除气泡和其它气态包含物，以产生化学均化的和精炼的熔融玻璃，其具有进一步处理所需的正确化学性质。例如，在玻璃容器的制造中，精炼的熔融玻璃从精炼室通过前炉输送并进入玻璃进料器中，在玻璃进料器中，熔融玻璃的精确料滴被剪切并落入料滴递送系统中。将玻璃料滴递送至坯模并形成型坯或部分成形的中空容器。然后将型坯转移到吹塑模具并扩大成最终容器。

将熔融玻璃浴保持在熔融室内所需的热量按照常规通过燃烧器提供，所述燃烧器在位于熔融玻璃浴上方的开放的燃烧区域内燃烧燃料和氧化剂混合物。燃烧器位于部分地限定燃烧区域(交叉燃烧炉)的耐火上部结构的相对侧壁上的燃烧器口中，或位于耐火上部结构的后壁中(端部口燃烧炉)，并且通常燃烧天然气和空气或纯氧(氧燃料)的混合物。如果采用空气作为氧化剂，为了改进燃烧器的能量效率，使用由燃烧过程产生的烟道气通过同流换热或再生热回收技术预热进料至燃烧器的空气。为了试图增强浴内的温度均匀性和改进炉输出，也可以使用电助力，通过使电流通过在浸没的电极之间的浴，将另外的热引入熔融玻璃浴中。