專利名稱：改進(jìn)玻璃質(zhì)量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抑制在玻璃熔液和由貴金屬制成的玻璃熔化裝置部件之間的接觸面上生成O2氣泡的方法，所述部件特別是給料槽的貴金屬襯里。其中所述的貴金屬包括鉑、金、錸、鉑族中的所有其他金屬、所述金屬的合金以及所述金屬或其合金的分散氧化增強(qiáng)型產(chǎn)物。
玻璃熔液中始終含有一定數(shù)量的水成分，該成分在普通的玻璃熔化溫度下，會(huì)有或多或少百分比的數(shù)量分解成氫和氧。因?yàn)椴Ａ刍b置的襯里部件所使用的貴金屬可以透過氫，所以在貴金屬和玻璃熔液之間的相界面上排出氫將會(huì)導(dǎo)致氧的聚積，這些氧以小氣泡的形式進(jìn)入玻璃熔液，從而極大地影響了玻璃制品的質(zhì)量。在貴金屬和玻璃熔液之間的相界面上產(chǎn)生小氣泡的現(xiàn)象長(zhǎng)久以來就是公知的，但是迄今為止，沒有出現(xiàn)有效的解決措施，也沒有對(duì)玻璃制品的質(zhì)量和成品率作出明顯的改進(jìn)，而且在玻璃生產(chǎn)中，還必須在普通的用于從熔液中去除氣泡的澄清裝置中設(shè)置貴金屬部件。
根據(jù)聯(lián)邦德國(guó)專利文獻(xiàn)DE4324922C2，玻璃熔液中的氧分壓例如可通過插在熔液中的電極測(cè)得，所述電極經(jīng)電壓表相互連接。如美國(guó)專利文獻(xiàn)US4603980所述，也可以測(cè)量玻璃熔液的溫度和電阻，其方式是施加高頻交流電。兩種測(cè)量方法在使用時(shí)都需要注意，在測(cè)量期間不得有電流進(jìn)入玻璃熔液，以避免由于測(cè)量而改變玻璃熔液的特性。
在民主德國(guó)專利文獻(xiàn)DD-PS201297中描述了一種電熔玻璃裝置。為加熱熔池，需施加高頻交流電。澄清的過程可以是通過噴嘴直接向熔液中噴吹氣體氧。
本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種能夠有效抑制在玻璃熔液和由貴金屬制成的玻璃熔化裝置部件之間的接觸面上生成O2氣泡的方法，所述部件特別是給料槽的貴金屬襯里。
本發(fā)明以出人意料的方式實(shí)現(xiàn)了以上目標(biāo)，其方案是，所述貴金屬部件與一個(gè)或多個(gè)電極建立導(dǎo)電連接，所述電極在玻璃熔液內(nèi)與貴金屬部件呈一定間隔設(shè)置，并且在所述電極和貴金屬部件之間產(chǎn)生一個(gè)使電流流動(dòng)的電位降。如果在貴金屬部件上維持一個(gè)足夠大的相對(duì)于玻璃熔液的負(fù)電位差，則氫成分穿過貴金屬壁排出后，剩余的氧將會(huì)離子化，也就是說，轉(zhuǎn)變成帶負(fù)電荷O2-的離子，它和中性氧分子不同，可以以無限的數(shù)量溶解在熔液中，而不會(huì)形成氣泡。
大量的試驗(yàn)證明，采用本發(fā)明所述措施可將玻璃制成品的氧氣泡的數(shù)量抑制到極小的無害殘余數(shù)量，從而大大提高玻璃制品的質(zhì)量和成品率。
以上發(fā)明構(gòu)思的有利改進(jìn)體現(xiàn)在從屬權(quán)利要求2至25中。下面對(duì)照附

圖1至4所示實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的其他細(xì)節(jié)作進(jìn)一步的說明。
圖1表示一個(gè)具有直流電源的實(shí)施例；圖2表示一個(gè)具有調(diào)節(jié)電阻的實(shí)施例；圖3表示一個(gè)具有噴吹氣體裝置的實(shí)施例；圖4表示圖1所示實(shí)施例的一個(gè)變化，其中具有一個(gè)直流電源自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。
圖1至圖4分別表示出一個(gè)具有玻璃熔液2、給料槽3和攪拌坩堝4的熔池1。
在圖1所示的實(shí)施例中，給料槽3的貴金屬襯里經(jīng)導(dǎo)線6與一個(gè)或多個(gè)設(shè)置在玻璃熔液2中的電極5建立導(dǎo)電連接。在導(dǎo)線6中還設(shè)置了一個(gè)可調(diào)直流電源7和電流表8。為此，按照本發(fā)明所述，在給料槽3的鉑襯里上產(chǎn)生負(fù)電位，從而有效地抑制氧氣泡的生成，同時(shí)，因氫組分穿過貴金屬襯里排出后而剩余的氧成分將被離子化，從而不會(huì)產(chǎn)生氣泡。在由貴金屬制成的電極5上，將產(chǎn)生正向反電位，從而能中和具有負(fù)電荷的氧離子，生成小氣泡，并在引力場(chǎng)的作用下從玻璃熔液中向上升起。通過在熔液表面以下抽取玻璃熔液2，可避免氣泡或泡沫進(jìn)入玻璃產(chǎn)品中。對(duì)電流將進(jìn)行測(cè)量并調(diào)整到阻止O2氣泡形成的最佳值，調(diào)整可由熔池操作人員或一個(gè)自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行。
在圖2所示的實(shí)施例中，電極5用耐熔金屬，例如鉬制成。在給料槽3的鉑襯里和電極5之間的連接導(dǎo)線6中設(shè)置了一個(gè)電流表8和可調(diào)電阻9。用鉬制成的電極在玻璃熔液2中逐漸熔解，其帶正電荷的金屬離子進(jìn)入熔液。所殘留的電極則一直帶有負(fù)電荷，直到與給料槽3的貴金屬襯里之間建立起足夠的電位降。經(jīng)連接導(dǎo)線6、電流表8和可調(diào)電阻9可將電子傳輸給給料槽3的貴金屬襯里，使得氫組分穿過貴金屬襯里后，剩余的氧成分離子化，從而抑制氣泡的產(chǎn)生。以上所產(chǎn)生的電位降可達(dá)幾百毫伏，并且以合適的方式進(jìn)行監(jiān)控，調(diào)整到抑制產(chǎn)生氧氣泡所需要的數(shù)值上。
在圖3所示的實(shí)施例中，使用的一個(gè)或多個(gè)電極是一端封閉的圓管，用對(duì)釔、鈣或鎂穩(wěn)定的氧化鋯陶瓷制成，其空腔內(nèi)設(shè)置了貴金屬絲，該金屬絲在電極的端頭在大約2-10厘米的長(zhǎng)度范圍內(nèi)與氧化鋯陶瓷壁直接建立導(dǎo)電接觸。在該范圍的上方，所述金屬絲通過耐火材料實(shí)現(xiàn)電絕緣，并且在電極的頭部通過一個(gè)氣密的電絕緣通道引向外部。所述金屬絲經(jīng)連接導(dǎo)線6與給料槽3的貴金屬襯里建立導(dǎo)電連接。此外，所述電極5的內(nèi)部與噴吹氣體管道10相連，該管道經(jīng)氣體混合裝置11輸送一種混合氣，例如由氮?dú)浠旌蠚夂偷M成的混合體。對(duì)釔、鈣或鎂穩(wěn)定的氧化鋯陶瓷在600℃以上，即在玻璃熔化溫度上可透過氧離子，所以氧可穿過電極5的壁從玻璃熔液中排出，條件是在電極內(nèi)部通過送入噴吹氣體而保持很低的氧分壓。通過改變噴吹氣體的組成和/或流量，可以在很寬的范圍內(nèi)調(diào)整電極5內(nèi)的氧分壓。采用這種方式可以在氧化鋯電極和給料槽貴金屬襯里之間產(chǎn)生一個(gè)電位降，其大小、極性和作用與一個(gè)直流電源相當(dāng)，或者與用鉑/玻璃熔液/鉬電解元件的作用相當(dāng)。該裝置的優(yōu)點(diǎn)是，通過氧化鋯電極在運(yùn)行中不會(huì)產(chǎn)生氣泡，也不會(huì)向鉬電極那樣，向玻璃中擴(kuò)散金屬離子。
在圖4所示的實(shí)施例中，給出了一種圖1所示的裝置，但具有自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，其描述見對(duì)圖1的說明。電極5、連接導(dǎo)線6、電流表8和可調(diào)直流電源12相當(dāng)于圖1所示的實(shí)施例。電極15和圖3所示的類型一樣。但是向該電極噴吹一種含有恒定氧組分的氣體，該電極用于測(cè)量給料槽貴金屬襯里中的玻璃熔液的氧含量。為此用測(cè)量?jī)x13和導(dǎo)線16將電極與給料槽的貴金屬襯里相連。在氧化鋯陶瓷電極的位置上可用一種耐熔金屬實(shí)心棒代替，如鉬、鎢或鉭電極，以測(cè)量氧含量。通過測(cè)量?jī)x13測(cè)得的熔液氧含量經(jīng)導(dǎo)線14輸入到可調(diào)直流電源12，它將對(duì)電極5和貴金屬襯里3之間的電位差進(jìn)行調(diào)節(jié)，使貴金屬3上不會(huì)產(chǎn)生氧氣泡。以上所述調(diào)節(jié)裝置由電極5和測(cè)量?jī)x16組成，也可以將其用于圖2所示裝置的自動(dòng)化，條件是將測(cè)量?jī)x15的輸出信號(hào)用于控制圖2中的可調(diào)電阻9。在圖3所示裝置中，電極5的噴吹氣體的氧含量可借助于氣體混合裝置，通過測(cè)量?jī)x13的輸出信號(hào)調(diào)節(jié)。在這種情況中，可使用至少兩個(gè)氧化鋯陶瓷電極。圖3所示的一個(gè)或多個(gè)電極可用于得到電位差，而圖4所示的電極15可用于測(cè)量給料槽貴金屬襯里中的玻璃熔液的氧含量。同樣也可用耐熔金屬實(shí)心棒代替氧化鋯陶瓷電極15。
以上所述實(shí)施例均經(jīng)過廣泛的測(cè)試，并證明可以有效地抑制O2氣泡的生成。
權(quán)利要求
1.抑制在玻璃熔液和由貴金屬制成的玻璃熔化裝置部件之間的接觸面上生成O2氣泡的方法，所述部件特別是給料槽的貴金屬襯里，其特征是，所述貴金屬部件與一個(gè)或多個(gè)電極建立導(dǎo)電連接，所述電極在玻璃熔液內(nèi)與貴金屬部件呈一定間隔設(shè)置，并且在所述電極和貴金屬部件之間產(chǎn)生一個(gè)使電流流動(dòng)的電位降。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述貴金屬使用鉑、金、錸、鉑族中的其他金屬、所述金屬的合金以及所述金屬或其合金的分散氧化增強(qiáng)型變性產(chǎn)物。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述電極設(shè)置在玻璃熔液中的一個(gè)范圍內(nèi)，所生成的O2氣泡在該范圍內(nèi)無有害作用。
4.如權(quán)利要求1或3所述的方法，其特征是，所述電極設(shè)置在玻璃熔液中的一個(gè)范圍內(nèi)，在該范圍內(nèi)可將O2氣泡從熔液中去掉。
5.如權(quán)利要求1至4中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征是，所述電極設(shè)置在玻璃熔化裝置中的預(yù)熔區(qū)內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1至4中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征是，所述電極設(shè)置在玻璃熔化裝置中的澄清池內(nèi)。
7.如權(quán)利要求1至6中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征是，產(chǎn)生所述電位降的方式是，將貴金屬部件與一個(gè)直流電源的負(fù)極相連，將電極與該直流電源的正極相連。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征是，所述電位降可通過一個(gè)合適的調(diào)節(jié)器調(diào)整到一個(gè)特定值。
9.如權(quán)利要求1至6中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征是，產(chǎn)生所述電位降的方式是，在玻璃熔液內(nèi)設(shè)置一個(gè)或多個(gè)可發(fā)出帶正電荷金屬離子的電極。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征是，使用一個(gè)或多個(gè)電極，該電極全部或部分地用一種或多種耐熔金屬制成。
11.如權(quán)利要求9或19所述的方法，其特征是，所述電位降可通過一個(gè)調(diào)節(jié)電阻調(diào)整到一個(gè)特定值。
12.如權(quán)利要求1至6中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征是，產(chǎn)生所述電位降的方式是，使用一個(gè)或多個(gè)可從玻璃熔液中排出帶負(fù)電荷O2-離子的電極。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征是，所述電極是一個(gè)一端封閉的圓管，用可透過氧離子的對(duì)釔、鈣或鎂穩(wěn)定的氧化鋯制成，其內(nèi)壁用一根貴金屬絲實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電連接，圓管的另一端與玻璃熔化裝置的貴金屬部件實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電連接。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征是，產(chǎn)生所述電位降的方式是，將電極的鉑絲與一個(gè)直流電源的正極相連，將貴金屬部件與該直流電源的負(fù)極相連。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征是，所述電位降可通過一個(gè)合適的調(diào)節(jié)器調(diào)整到一個(gè)特定值。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征是，產(chǎn)生所述電位降的方式是，用噴吹氣體將電極內(nèi)腔中出現(xiàn)的氧排出。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征是，電極內(nèi)腔的氧分壓可通過改變噴吹氣體的組成或流量調(diào)節(jié)。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征是，調(diào)節(jié)氧分壓的主導(dǎo)參量是通過測(cè)量氧化鋯陶瓷電極和給料槽貴金屬之間的電壓得到的。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征是，采用一種具有已知氧含量的參考?xì)怏w噴吹所述氧化鋯陶瓷電極。
20.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征是，調(diào)節(jié)噴吹氣體氧含量的主導(dǎo)參量是通過測(cè)量氧化鋯陶瓷電極和給料槽貴金屬之間的電壓得到的。
21.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征是，調(diào)節(jié)連接導(dǎo)線電阻的主導(dǎo)參量是通過測(cè)量氧化鋯陶瓷電極和給料槽貴金屬之間的電壓得到的，所述連接導(dǎo)線位于熔池耐熔金屬電極和給料槽貴金屬襯里之間。
22.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征是，調(diào)節(jié)直流電源的主導(dǎo)參量是通過測(cè)量氧化鋯陶瓷電極和給料槽貴金屬之間的電壓得到的。
23.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征是，調(diào)節(jié)直流電源的主導(dǎo)參量是通過測(cè)量耐熔金屬電極和給料槽貴金屬之間的電壓得到的。
24.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征是，調(diào)節(jié)噴吹氣體氧含量的主導(dǎo)參量是通過測(cè)量耐熔金屬電極和給料槽貴金屬之間的電壓得到的。
25.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征是，調(diào)節(jié)連接導(dǎo)線電阻的主導(dǎo)參量是通過測(cè)量其他耐熔金屬電極和給料槽貴金屬之間的電壓得到的，所述連接導(dǎo)線位于熔池耐熔金屬電極和給料槽貴金屬襯里之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種抑制在玻璃熔液和由貴金屬制成的玻璃熔化裝置部件之間的接觸面上生成O
文檔編號(hào)C03B5/167GK1297854SQ0013718
公開日2001年6月6日 申請(qǐng)日期2000年11月20日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月20日
發(fā)明者F·鮑克, J·維貝爾, T·普菲菲爾, G·雷斯 申請(qǐng)人:肖特玻璃制造廠