[其他]具有控制发泡程度的玻璃态材料的真空澄清方法

说明书

本发明涉及采用负压来促进玻璃液或类似物质的澄清。更具体地说，本发明涉及该澄清技术中控制泡沫量的实际方案。

在玻璃的熔化过程中，由于配合料的分解而产生相当大量的气体。其它气是由配合料本身带入的或由燃烧热源引入到熔化的玻璃液中的。大多数气体在熔融初级阶段逃逸，但是有些成为熔体的入物。有些捕集的气体溶解于玻璃中，而另外一部分则形成所谓气泡或“灰泡”的离散气体包含物，如果这种气泡以过高浓度存在于产品玻璃中，它将是有害的。如果在所谓“精炼”或“澄清”的玻璃生产操作工序中给予足够的时间，这种气体包含物将上升到表面从熔融玻璃中排除。通常在澄清区提供高温通过降低熔体粘度和增大气泡直径来促进气体包含物的上升和排除。在澄清阶段所采用的高温所需的能量和为气体包含物从熔体中排除提供足够的时间所需的大熔化室是玻璃制造过程中的主要花费。因此，人们所希望的是改进澄清方法以降低这些花费。

众所周知减压会有助于澄清过程的进行，方法是通过降低所包含的气体物质分压从而增大熔体内气泡的体积以加速它们上升到表面。提供常规澄清室规模的密封容器以使在其中抽真空是不实用的，使真空澄清的使用只限于相当小规模多次操作，如1，564，235;2，781，411;2，877，280;3，338，694和3，442，622号美国专利中所公开的那样。

已有人提出连续真空澄清方法，但是由于各种缺点，没有被玻璃的大规模连续生产所接受。在805，139;1，598，308和3，519，422号美国专利中所示的连续真空澄清方案中，一个主要的缺点是由于压力的不同必需具有进出真空区的相当窄的垂直通道。这些通道使这些容器，特别是要求密封墙的容器的结构复杂化，增加了物质通过量与杂质耐火材料的接触面积，以及显著增加了对物料流的粘滞阻力。人们可以注意到即使在适度的真空度下，需要使玻璃的实际高度平衡。改变这一系统生产量也是个问题，特别对粘滞阻力因素。由于改变要生产的产品和影响所要求的生产率的经济因素，易变性在连续工业生产中是重要的。在上述三个专利的每个中，为提高通过真空区通道的流速的驱动力只能通过增加真空区上流的熔体对真空区下流熔体的相对深度来提供。在这些系统中，由于固有的粘带阻力性质，从而增大了这种水平差的值。因为在熔体表面高度发生侧墙的加速侵蚀，所以显著改变熔体的液面高度会加重侵蚀，而这种侵蚀还会降低产品玻璃的质量。

在3，429，684号美国专利中示出了一个比较简单的结构，其中配合料通过一真空阀喂入，并在垂直的细长真空室的顶部熔化。在那种方案中改变生产量似乎需要改变真空室中所采用的真空度，这样将不利地改变所获得的澄清程度。在真空室内熔化原料是那种方案的另一缺点，有如下三种原因：第一，在真空条件下进行原料的最初分解将会产生大体积的泡沫，这就需要一个足以容纳这种泡沫的大容器。第二，存在原料可能沿一个短循环路线进入输出流的危险，因此来不及充分熔化或澄清。第三，在真空容器中进行初始阶段的熔化和加热熔融体至澄清温度需要向该容器中的熔体提供大量的热量。这样大的热量输入到这种容器中自然会导致熔体的对流，从而加剧炉墙的侵蚀，而这种侵蚀又会导致澄清产物流的污染。

4，195，982号美国专利公开了，开始使玻璃在高压下熔化，然后在一个分立的室内于较低压力下使该玻璃澄清。两个室都加热。

4，110，098号美国专利公开了，一种人为地使玻璃发泡以有助于澄清的方法。这种发泡是在大气压下通过强热或化学发泡剂来引发的。

任何规模的连续或分批的真空澄清中所遇到的一个问题是往往产生大量的泡沫，特别是在较低的压力下。所以必须在液体容器的上部提供一个大空间以容纳这种泡沫。由于这个顶部空间还必须保持气密，所以它的建造可能是一个突出的经济缺点，特别是在大规模生产过程中。因此，这种泡沫就成了可以利用的真空度的一个限制因素。理想的是消除真空澄清过程中的这种限制，并且不会产生大的资本花费。

3，350，185号美国专利公开了在大气压下在玻璃熔融过程中破灭泡沫的工艺方法，此法是在工艺过程中突然改变燃烧过程的氧化或还原条件，以使泡沫破灭。