專利名稱：澄清裝置和離心澄清玻璃的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及澄清裝置和澄清裝置和離心澄清玻璃的方法。
更具體地涉及平板玻璃成型設(shè)備，如浮法玻璃成型設(shè)備或平板玻璃成型設(shè)備，但還涉及瓶、燒瓶類型的中空玻璃成型設(shè)備、隔熱或隔聲的礦棉類的玻璃纖維成型設(shè)備或所謂增強織物玻璃絲的成型設(shè)備。
背景技術(shù)：
對這些方法進(jìn)行了許多研究工作，這些方法簡略地包括第一個熔化步驟，接著是澄清步驟，其澄清步驟在于采用熱方法與化學(xué)方法調(diào)節(jié)熔融玻璃，還在于除去熔融玻璃中的不熔物、氣泡以及消除造成成型后出現(xiàn)的任何缺陷的成因。
在熔化方面，因此例如研究過加速其熔化，或提高其能量的效率。于是可以列舉一種方法，該方法以均勻與控制地快速加熱可玻璃化物質(zhì)，同時進(jìn)行強烈的機械混合，這能夠使還是固體的可玻璃化物質(zhì)與已經(jīng)是液相的可玻璃化物質(zhì)充分接觸。這種方法在專利FR-2 423 452、FR-2 281 902、FR-2 340 911、FR-2 551 746中具體地描述過，這種方法一般使用浸沒式電極類型的電加熱設(shè)備。
還曾研制另外一類熔化方法，例如在US-3 627 504、US-3 260 587或US-4 539 034中描述的一類方法，這些方法使用浸沒式噴嘴，即通常以與爐底相平的方式配置的以氣體與空氣進(jìn)料的噴嘴作為加熱設(shè)備，以便在液化中火焰甚至在可玻璃化物質(zhì)內(nèi)部散開。
在任何情況下，與“通常的”熔化相比，雖然可有效地達(dá)到非常顯著地降低可玻璃化物質(zhì)在熔化室中的停留時間，大大提高生產(chǎn)率，但另一方面，熔融玻璃呈難以澄清的泡沫狀，則尤其特別難以保證最終玻璃，特別是光學(xué)玻璃的質(zhì)量。
在澄清方面還作過一些研究工作。因此，例如由專利FR-2 132 028知道，借助一種裝置通過離心作用進(jìn)行澄清的方法，其裝置內(nèi)壁限定了一個有垂直軸的圓柱室，而該裝置進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。熔融玻璃在其上部供給該裝置，并分配在室中，同時確定為一種在離心力作用下自然形成的拋物面狀的腔。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是改進(jìn)熔化與澄清方法，具體地涉及使用比較緊湊的和/或運行更靈活，和/或生產(chǎn)效率更高的設(shè)備，和/或生產(chǎn)至今還難以熔化或澄清和/或能量成本較低的玻璃等，會獲得這些工業(yè)優(yōu)點但又不會損害所生產(chǎn)玻璃的質(zhì)量。
本發(fā)明首先一個目的是可玻璃化物質(zhì)的熔化與澄清的方法，其特征在于將下述兩個特征結(jié)合起來一方面，可玻璃化物質(zhì)熔化時所需要的全部或部分熱能由一種或多種化石類燃料與至少一種助燃?xì)怏w燃燒提供，將所述的燃料/煤氣或來自燃燒的氣態(tài)產(chǎn)物在可玻璃化物質(zhì)物料液面的下面噴入，另一方面，讓熔化后的可玻璃化物質(zhì)至少部分地呈“薄層”狀進(jìn)行澄清。
本發(fā)明涉及以下的技術(shù)方案1.澄清裝置，該裝置用于薄層狀澄清玻璃并包括至少一個為了進(jìn)行離心澄清而能夠旋轉(zhuǎn)的裝置，所述裝置的內(nèi)壁基本上規(guī)定了至少垂直空心圓柱中的中間部分的形狀，在圓柱內(nèi)具有在其高度至少一部分上的擋板，以便阻止熔化狀玻璃由所述內(nèi)壁與這些擋板之間流出。
2.根據(jù)技術(shù)方案1的澄清裝置，其特征在于在所述裝置內(nèi)，當(dāng)熔融玻璃自由地離心時，熔融玻璃不自然地形成拋物線曲線。
3.根據(jù)技術(shù)方案1或2的澄清裝置，其特征在于R1/R0比為至少0.8，R0是圓柱的平均直徑，玻璃在該圓柱中流動，并且R1是擋板的平均直徑。
4.根據(jù)技術(shù)方案1或2的澄清裝置，其特征在于該澄清裝置安裝了捕獲密度高于玻璃的固體微粒的設(shè)備。
5.根據(jù)技術(shù)方案4的澄清裝置，其特征在于所述設(shè)備在所述裝置的內(nèi)壁中呈槽或溝狀。
6.根據(jù)技術(shù)方案1或2的澄清裝置，其特征在于所述裝置的旋轉(zhuǎn)速度為100～1500轉(zhuǎn)/分。
7.根據(jù)技術(shù)方案1或2的澄清裝置，其特征在于所述裝置在其上部通過流動管道型靜態(tài)供料設(shè)備供給熔化狀玻璃。
8.根據(jù)技術(shù)方案7的澄清裝置，其特征在于所述供料設(shè)備包括至少一個置于減壓下的艙。
9.根據(jù)技術(shù)方案1或2的澄清裝置，其特征在于所述裝置包括金屬板，該金屬板止住將要澄清的玻璃的下落，所述金屬板與擋板上部組合構(gòu)成一個玻璃收集筐，這些玻璃有上升的趨勢，然后通到擋板上面，隨后流出呈薄層狀的玻璃。
10.離心澄清玻璃的方法，其特征在于改方法是通過技術(shù)方案1-9任一項的澄清裝置來進(jìn)行的。
11.根據(jù)技術(shù)方案10的方法，其特征在于所述裝置在其上部通過流動管道型靜態(tài)供料設(shè)備供給熔化狀玻璃，該設(shè)備包括至少一個置于減壓下的艙。
在本發(fā)明中，“薄層”狀澄清應(yīng)理解是，這種澄清迫使熔融玻璃化物質(zhì)以非常小的深度/厚度流出，更具體而言在例如至多15厘米，甚至至多10厘米，這可采用不同的設(shè)備達(dá)到。尤其可以迫使熔融物質(zhì)流入兩個靠近的有形壁之間，壁分開的距離確定了薄層的深度/厚度(例如通過離心力或通過重力達(dá)到流動)。還可以采用其他方法，具體通過選擇一個或多個澄清室的尺寸，通過選擇在進(jìn)口供給熔融物質(zhì)或在出口排出熔融物質(zhì)的方法，獲得這些薄層特性。下面將詳細(xì)說明某些方法。事實上，在澄清中可玻璃化物質(zhì)流的厚度很小，因而帶來的主要優(yōu)點是，能夠達(dá)到大大降低這些熔融物質(zhì)中含有的氣泡到自由表面，或到迫使它們順著流動的壁的路徑，由此這些氣泡易破裂并排出。
已證實在使用為簡化起見在下面稱之“采用浸沒式噴嘴”熔化與使用如上述“薄層”澄清之間在工業(yè)上具有極有利的協(xié)同作用。
但是，因這種結(jié)合還遠(yuǎn)未被采用，還會預(yù)料到只能以中等玻璃質(zhì)量為代價才可達(dá)到上述的所有這些優(yōu)點，這里就不是這種情況。這是因為在本發(fā)明中，采用非常特別的澄清，還改變尺寸參數(shù)，這就是代替往澄清區(qū)域供給“通常的”待澄清熔融玻璃，這里實際上供給采用浸沒式噴嘴熔化所得到的玻璃，即在總是有泡沫的這個含意上的具有非常特定特征的玻璃，并且與標(biāo)準(zhǔn)玻璃的密度相比，其密度相當(dāng)?shù)汀２挥谜f，能以薄層狀澄清在起始泡沫就相當(dāng)豐富的玻璃。
然而令人驚奇地，證實這是可能的，因為發(fā)現(xiàn)這種來自采用浸沒式噴嘴熔化的有泡沫的玻璃還具有的特征是，氣泡的尺寸相當(dāng)大；如果從本發(fā)明熔化室出來的玻璃有效地呈仍要澄清的泡沫狀，可以控制它含有的氣泡尺寸，具體地，在某些優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，對于某些可玻璃化物質(zhì)的組成，可以除去幾乎所有最小尺寸的氣泡，即直徑約100微米以下，甚至200微米以下的氣泡，這是在這種玻璃在其熔化之后進(jìn)行實際澄清之前實施了“微-澄清”，即這種微澄清有利于氣泡聚集，較小氣泡消失，有利于較大氣泡，而往可玻璃化物質(zhì)中添加焦炭或硫酸鹽類澄清助劑有利于這種微澄清。另外，這種從熔化室出來的玻璃的殘留不熔物含量一般相當(dāng)?shù)汀按蟆睔馀菖c不多的不熔物的組合就能使用薄層狀澄清，同時大大有利于事實上熔化時已經(jīng)進(jìn)行的至少部分澄清?！按蟆睔馀萆仙俣缺容^快，聚集比較快，最后排出也比較快。
值得指出的是，一般地，來自采用浸沒式噴嘴熔化的玻璃只含有不多的硫酸鹽，澄清前殘留硫酸鹽含量可以降低直到以SO3重量表示的硫酸鹽含量低于600ppm，優(yōu)選地低于200ppm或100ppm，甚者低于50ppm，盡管這類可玻璃化物質(zhì)可以或不可以無意地含有硫酸鹽，甚至有意地添加硫酸鹽。這可用浸沒式燃燒產(chǎn)生的水分壓進(jìn)行解釋。
值得指出的是，脫硫酸鹽的玻璃在浮法熔池中出現(xiàn)揮發(fā)性化合物問題很少，生成硫化錫的危險低，因此最后在玻璃板上錫缺陷的危險性也很低。在還原性玻璃的情況下，這就降低了硫化物的量(甚至完全除去)，特別是降低了會帶來不太希望有的殘留的黃色/琥珀色硫化鐵的量，或降低了硫化鎳包裹物的量，在淬火類型熱處理時，這種包裹物可能引起玻璃碎裂。
因此，本發(fā)明在甚至澄清操作之前還能夠獲得硫酸鹽非常低的玻璃，因此，在澄清之后能夠獲得硫酸鹽至少還很低的玻璃，這樣不需要為使其玻璃沒有太多硫酸鹽而純化/選擇可玻璃化物質(zhì)。相反地，甚至可以在開始時添加硫酸鹽。
采用本發(fā)明組合方法所得到的一個有利效果涉及該方法的能量成本采用浸沒式噴嘴熔化可以免去使用浸沒式電極類型的電熔化，其電熔化成本在某些國家可能是非常高的。另外，正是最重要的一點，正如下面將要詳細(xì)地說明的，采用浸沒式噴嘴熔化在液化中的可玻璃化物質(zhì)里產(chǎn)生對流混合。這種在還未液化的物質(zhì)與已經(jīng)液化的物質(zhì)之間非常強列的混合是極有效的，使用相同化學(xué)組成的可玻璃化物質(zhì)時，在比采用通常加熱方式低的溫度和/或快得多的速度的條件下就能夠達(dá)到熔化。
熔化時的溫度完全沒有通常方法中的高，僅僅根據(jù)能量成本，還通過選擇在制造這些設(shè)備時所使用的耐高溫材料類的材料，即熱腐蝕緩慢的材料，這在經(jīng)濟上是非常有意義的。
在熔化區(qū)域與在澄清區(qū)域中停留時間也大大縮短并相容，這對生產(chǎn)效率、對其整個設(shè)備的生產(chǎn)能力明顯地具有非常正面影響。同時，本發(fā)明能夠得到很緊湊的設(shè)備這是因為采用浸沒式噴嘴熔化，再由于熔化引起非常強烈的混合，因此能夠大大降低熔化室的尺寸。此外在進(jìn)行這種操作的一個或多個艙的尺寸方面，薄層狀澄清都有同樣的結(jié)果。因此降低澄清時玻璃的深度，排出氣泡比較快，于是可以大大降低一個或多個澄清艙的“長度”(沿玻璃流的方向)?？傊撛O(shè)備因此可以是很緊湊的，并且根據(jù)結(jié)構(gòu)成本、簡化運行、降低結(jié)構(gòu)材料磨損等，其效益明顯。
關(guān)于熔化操作，根據(jù)本發(fā)明，選擇的助燃劑可以是以空氣、富氧空氣為主要成分的助燃劑，或者甚至基本上以氧氣為主要成分的助燃劑。在該助燃劑中高濃度氧因各種原因事實上都是有利的它因此減少燃燒煙氣的體積，從能量觀點來看，這是有利的，還可避免出現(xiàn)可玻璃化物質(zhì)過度流化的任何危險，而這種過度流化可能導(dǎo)致將其物質(zhì)噴射到上部結(jié)構(gòu)、熔化室頂部。另外，得到的“火焰”較短，較易發(fā)射出來，這就能夠?qū)⑵淠芰勘容^快速地轉(zhuǎn)移到可玻璃化物質(zhì)，如果希望的話，還可附帶地降低液化中的可玻璃化物質(zhì)的“熔池”深度。這里談到了“火焰”，但這些火焰不一定是該術(shù)語通常意義上的火焰。如在下文所談到的，可以是更一般說的“燃燒區(qū)域”。另外，任何可能放出的污染氣體NOx因此降到最低。
關(guān)于燃料的選擇，這可以是氣體或非氣體的化石燃料類型，如天然氣、丙烷、燃料油或任何其他含烴燃料。還可能涉及氫。采用本發(fā)明浸沒式噴嘴熔化的方法是一種使用氫的有利方法，另外，由于采用H2與O2燃燒所得到的火焰有不太發(fā)射的特點，使用非浸沒的“空氣”噴嘴很困難。
在采用浸沒式噴嘴熔化時，將氧助燃劑與氫燃料結(jié)合起來使用是一種保證將噴嘴有效熱能轉(zhuǎn)移到熔融玻璃中的好方法，還導(dǎo)致了一種完全“清潔”的方法，即除了可能來自于原料脫碳作用的產(chǎn)物之外，既不放出氮氧化物NOx，也不放出COx類型的溫室效應(yīng)氣體。
有利地，根據(jù)本發(fā)明在至少一個熔化室中進(jìn)行熔化，其熔化室配置噴嘴，而噴嘴配置成它們?nèi)紵蛉紵龤怏w在熔化期間在可玻璃化物質(zhì)物料中散開。于是可以讓它們穿過其側(cè)壁、底部和/或讓它們懸掛在上面，將它們固定在爐頂或任何合適的上部結(jié)構(gòu)上。這些噴嘴可以是這樣，它們的氣體供料管露出它們通過的壁。可以優(yōu)選的是這些管道至少部分地進(jìn)入可玻璃化物質(zhì)物料中，以便避免火焰太靠近壁，并避免引起耐高溫材料過早磨損。還可以選擇只是注入燃燒氣體，確切地說在熔化室外進(jìn)行燃燒。
如上所述，已證實這種加熱方式因?qū)α髯饔脮鹂刹ＡЩ镔|(zhì)強烈混合于是燃燒即“火焰”或燃燒氣流兩者都形成對流環(huán)，已熔化或還未熔化的物質(zhì)非常有效地持久地混合。因此有非常有利的“攪拌”熔化特征，不必使用不太可靠的和/或能夠快速磨損的機械攪拌設(shè)備。
優(yōu)選地，調(diào)節(jié)熔化室中可玻璃化物質(zhì)物料的高度，以及燃燒或來自燃燒的氣體散開的高度，以便這些燃燒/氣體仍留在所述的可玻璃化物質(zhì)物料中其目的是在液化中在該物質(zhì)中仍保持這些對流循環(huán)回路。
一般地，這類熔化能夠大大降低熔化室內(nèi)放出任何類型的粉塵和NOx類氣體，因為熱交換速度非常快，因此避開了可能有利于生成這些氣體的溫度峰值。還大大減少放出COx類氣體。該裝置總能耗低于使用火焰爐的通常裝置，例如倒置模式運行的火焰爐的總能耗。
還可以考慮在熔化操作之前采用可玻璃化材料預(yù)熱步驟，但是其溫度比液化它們時所必需的溫度低很多，例如至多900℃。為了進(jìn)行這種預(yù)熱，有利地可以回收煙氣的熱能。在采用從煙中取出熱能時，總體上可以降低設(shè)備的比能耗。
可玻璃化材料可以包括原料，但也包括玻璃屑，甚至用于玻璃化的廢料。它們還可以包括可燃燒的成分(有機物)因此，例如可以再循環(huán)涂有粘合劑的無機纖維(在隔熱或隔聲時使用的，或在增強塑料時使用的)、帶聚乙烯丁縮醛類聚合物板的層壓窗玻璃，如擋風(fēng)玻璃，或任何類型將玻璃與塑料復(fù)合在一起的復(fù)合材料，例如某些瓶子。還可以再循環(huán)“玻璃-金屬或一些金屬的復(fù)合材料”，如以含有金屬的涂料起作用的窗玻璃，這些至今難以再循環(huán)，因為在熔化室中會逐漸富集金屬，有積累在底部表面上的危險。但是根據(jù)本發(fā)明，采用熔化進(jìn)行的混合能夠避免這種沉積，因此能夠再循環(huán)例如涂有瓷漆層、金屬層和/或不同連接元件的窗玻璃。
本發(fā)明還有一個目的是借助在玻璃爐中采用浸沒式噴嘴熔化再循環(huán)所有這些含有玻璃的復(fù)合成分。具體地可以設(shè)置浸沒式噴嘴爐，其基本功能是由這些不同的再循環(huán)材料制造玻璃屑，然后，特定的玻璃屑與或不與通常玻璃爐的標(biāo)準(zhǔn)玻璃屑合并可以用作原料。
有利地，可以考慮在液化中的可玻璃化物質(zhì)物料液面下往熔化室中加入全部或部分可玻璃化物質(zhì)?？梢砸酝ǔ５姆绞皆谝夯锪仙厦婕尤氩糠诌@些物質(zhì)，其余部分例如可采用蝸桿型供料設(shè)備加到液化物料下面。因此，在熔化室壁單個點或在不同的分布點直接地將這些物質(zhì)加入液化中的物料里。這樣一種直接加入到處于液化的物料中(下面用“玻璃熔液”表示)的方法由于下述多個原因是有利的首先，這種直接加入可大大降低原料從玻璃熔池上面飛起而出現(xiàn)的任何危險，因此從爐子排出的固體粉末百分率可降至最低。其次，這種直接加入能夠在將所述物質(zhì)送到澄清區(qū)域之前較好控制最短停留時間，根據(jù)浸沒式噴嘴布局，可在對流混合最強的地方選擇性地加入它們。這個或這些玻璃熔池加入點因此可以接近其表面，或可以在玻璃熔池中更深的地方，例如在玻璃熔池中的高度為從底部平面計玻璃熔池總深度的1/5至4/5處，或所述深度的1/3至2/3處。
曾看到，本發(fā)明的方法能夠再循環(huán)以與玻璃結(jié)合的復(fù)合產(chǎn)品狀的塑料，這些塑料因此可用作部分燃料。也可將采用浸沒式噴嘴熔化所必需的全部或部分燃料以固體燃料狀(聚合物類有機物質(zhì)，炭)或甚至液體燃料引入，還是有利的，這種燃料代替供給噴嘴的至少部分液體或氣體燃料(具體是化石燃料)。一般地，在本文中使用的術(shù)語“可玻璃化物質(zhì)”或“原料”包括獲得玻璃基體(或陶瓷或玻璃陶瓷)所必需的物質(zhì)，但也包括任何添加劑(澄清添加劑等)，所有可能的液體或固體燃料(復(fù)合或非復(fù)合材料的塑料，有機物質(zhì)，炭等)，以及任何類型的玻璃屑。
還可以再循環(huán)有聚乙烯丁縮醛類聚合物薄板的層狀玻璃窗，如汽車前面的擋風(fēng)玻璃，或與玻璃和塑料結(jié)合的其他類型的復(fù)合材料，例如像某些瓶子。
還可以再循環(huán)以含涂料金屬起作用的至今難以再循環(huán)使用的窗玻璃，因為在熔化室中會逐漸富集金屬，有積累在底部表面上的危險。但是根據(jù)本發(fā)明，采用熔化引起的混合能夠避免這種沉積，因此能夠再循環(huán)例如涂有瓷漆層、金屬層和/或不同連接元件的窗玻璃。
本發(fā)明方法可以以高玻璃屑比率進(jìn)行。
如前面所述，因此本發(fā)明的澄清使用泡沫相當(dāng)豐富的玻璃類的熔化狀可玻璃化物質(zhì)進(jìn)行。典型地，這種“泡沫”密度例如約為0.5～2克/厘米3，例如優(yōu)選地為1～2克/厘米3(與非泡沫的玻璃密度為2.3～2.4克/厘米3相比)，這種“泡沫”的硫酸鹽含量以SO3重量計至多600ppm，甚至至多100ppm，特別是大部分氣泡直徑至少100或200微米。
為了提高澄清性能，優(yōu)選地往可玻璃化物質(zhì)中添加各種澄清助劑，其目的主要是從玻璃中除去從熔化階段開始出現(xiàn)的直徑小于100微米的氣泡，甚至小于200微米的氣泡，如前面所提到的?？赡苌婕斑€原性添加劑，如焦炭(也能夠調(diào)節(jié)玻璃氧化還原電勢)。在這種情況下，有利的是選擇平均粒度小于200微米的焦炭粉末。還可能涉及硫酸鹽。其他的澄清助劑確切地說在熔化階段之后的澄清階段是相當(dāng)有效的。它們尤其能夠使泡沫“去穩(wěn)定”例如涉及氟或含氟化合物或含氯化合物，更一般地還涉及鹵化物，或NaNO3類硝酸鹽；氟(鹵素)似乎降低玻璃粘度，因此，氟可能有利于除去在氣泡之間生成的薄膜，除去薄膜有利于打破泡沫。氟還降低玻璃表面張力。
有利地，本發(fā)明的方法能夠在溫度不超過1400℃，優(yōu)選地至多1380℃或1350℃進(jìn)行熔化，和在溫度不超過1500℃下進(jìn)行澄清。
根據(jù)第一種方案，本發(fā)明澄清可以在熔化室下游的至少一個靜態(tài)艙(運行時不動)中進(jìn)行，其靜態(tài)艙為流動通道型，并配置將待澄清的熔化狀可玻璃化物質(zhì)強制呈薄層狀的設(shè)備，優(yōu)選地薄層厚度至多為15厘米或至多10厘米。這一個或多個設(shè)備還可能有利地有助于避免在所述的一個或多個艙中在流出的熔化狀可玻璃化物質(zhì)物料中形成反向玻璃流。“反向玻璃流”與在大多數(shù)一般澄清艙的可玻璃化物質(zhì)中見到的再循環(huán)對流帶相關(guān)。有關(guān)達(dá)到消除這種反向玻璃流的非限制性方式以及與其相關(guān)的優(yōu)點細(xì)節(jié)，例如在專利EP-616 983中適當(dāng)說明。
事實上已證實，與薄層狀流動相關(guān)的非常重要優(yōu)點是，能夠消除任何反向流，同時在澄清艙中具有塞狀流式的流動。在塞狀流，熔化物質(zhì)不再具有向下的速度分量，氣泡有向玻璃表面上升的趨勢，由于如此消除了對流再循環(huán)流，這些氣泡不再可能以夾帶被強制重新“浸入”熔池中。
根據(jù)第二種方案，薄層狀澄清或者是在同一熔化室中進(jìn)行，或者在至少一個位于其下游的靜態(tài)艙中進(jìn)行，熔融狀可玻璃化物質(zhì)在至少兩個相鄰的壁之間靠重力向下移動，而這兩個相鄰的壁彼此基本平行，至少部分浸沒在熔融物料中，并相對于該室或熔化艙的底平面傾斜(或換句話說，以其基本平行的平面，相對于所述熔化室或下游艙的縱軸傾斜)。有利地，這些壁可以集中在一個或多個結(jié)構(gòu)單元中，如，其截面具體地近于矩形，縱向分隔開(采用多個隔板)的管狀單元因此，由于沿著由上述壁構(gòu)成的“片”形成多個流動的待澄清玻璃薄層而達(dá)到澄清，其澄清運行方式將在下面通過附圖詳細(xì)說明。
根據(jù)第三種方案，在熔化室下游，但在能夠為保證離心澄清而旋轉(zhuǎn)的艙中進(jìn)行操作，這種艙還配置將待澄清的熔融狀可玻璃化物質(zhì)強制為薄層狀的設(shè)備，其薄層“相對厚度”R1/R0至少為0.8，以絕對值計，絕對厚度為至多10厘米。
在本發(fā)明中，以下述方式理解R1/R0比R0是基本圓柱形空腔的平均直徑，其空腔構(gòu)成其艙，并且熔融物質(zhì)在其中流動，R1是隔離部件的平均直徑，通過其部件將熔融物質(zhì)加入該空腔，以便使熔融物質(zhì)在其空腔內(nèi)壁與隔離部件之間移動。
第三種方案在于將上述兩種方案結(jié)合起來，具體地澄清使用第一個靜態(tài)艙，然后第二個旋轉(zhuǎn)艙。
(在本發(fā)明范圍內(nèi)，術(shù)語“上游”與“下游”系指在從可玻璃化物質(zhì)送到熔化室直到取出已澄清玻璃的設(shè)備中玻璃流動的方向)。
本發(fā)明熔化/澄清的方法能夠生產(chǎn)出具有各種不同組成與性質(zhì)的玻璃。由于其惰性低，另外還能夠從一種組成轉(zhuǎn)化成另一種組成，其轉(zhuǎn)化時間很短。能夠?qū)⒁殉吻宓娜廴跔畈ＡЧ┙o平板玻璃、中空玻璃、玻璃棉或增強玻璃絲的成型設(shè)備。
因此，能夠生產(chǎn)出相當(dāng)還原性的玻璃，這種玻璃的氧化還原性具體地高于或等于0.3。(氧化還原性定義為亞鐵FeO的鐵重量百分含量與以Fe2O3形式表示的該組成中總鐵重量含量之比)。
還能夠生產(chǎn)高SiO2含量的玻璃，例如至少72％(重量)，甚至至少75％(重量)，這些玻璃通常很難熔化，但很有利，尤其按照原料成本更是如此，因為它們的密度低，并且它們與塑料的相容性非常好。還能夠生產(chǎn)出堿金屬-堿土金屬氧化物含量高，例如含有至少18％(重量)CaO，然而這類玻璃在比本發(fā)明更高的溫度下采用通常的熔化方法有很強耐腐蝕，還可生產(chǎn)氧化鈉含量低，例如至多11％(重量)氧化鈉的玻璃，或硫酸鹽含量非常低，例如至多600ppm的玻璃。含有鐵、高氧化還原性但低硫酸鹽含量的玻璃使生產(chǎn)出具有殘留藍(lán)色的玻璃成為可能，這種玻璃例如在汽車與建筑平板玻璃方面特別吸引人，也深受人們歡迎。因此可以得到選擇性很強的防曬玻璃，在其玻璃上涂防曬層，以便增強其熱性能，例如TiN類型的防曬層，具體地在專利EP-638 527與EP-511 901中描述的防曬層。
本發(fā)明還有一個目的是熔化與澄清裝置，尤其是適合實施上述方法的裝置，該裝置包括至少一個熔化室，其室配置供以氣體類(天然的)一種或多種化石燃料與空氣或氧氣類助燃劑的噴嘴，所述噴嘴配置成將這些氣體或來自于燃燒的氣體注入到引入所述熔化室的可玻璃化物質(zhì)物料的液面之下，將待澄清的熔融狀可玻璃化物質(zhì)強制為“薄層”狀的設(shè)備，所述的設(shè)備在同一熔化室中或在熔化室下游至少一個澄清艙中。
有利地，如前面所提到的，熔化室可以配置至少一個將可玻璃化物質(zhì)加到玻璃熔液液面之下的部件，具體地至少兩個部件，并優(yōu)選地在與渦桿類加料部件相連的壁上呈孔狀的部件。因此減少了粉末飛揚的危險，同時還可以考慮在如二氧化硅之類的可玻璃化物質(zhì)的玻璃熔液上面引入，其可玻璃化物質(zhì)可以進(jìn)行預(yù)熱操作而沒有結(jié)塊的危險。
除了澄清操作之外，本發(fā)明還涉及有關(guān)用于與玻璃熔液接觸的熔化室壁的設(shè)計改進(jìn)?？赡苡卸喾N方案。在某些情況下，可以只是使用以氧化物為主要成分的已知耐高溫材料，如氧化鋁、二氧化鋯、鉻氧化物、所述AZS耐高溫材料(以氧化鋁、二氧化鋯和二氧化硅為主要成分)。通常，更可取的是將這些耐高溫材料與采用循環(huán)水類流體的冷卻系統(tǒng)結(jié)合起來(“水夾套”或在法國采用水箱冷卻)?？梢栽O(shè)計在外側(cè)安裝水箱，這時耐高溫材料與玻璃直接接觸，或在內(nèi)側(cè)安裝水箱。水箱這時的功能是在接近耐高溫材料處產(chǎn)生較冷的玻璃流，這在本文中是特別強調(diào)的，因為采用浸沒式噴嘴產(chǎn)生的玻璃熔液對壁引起強烈的對流液流。
另一種方案是在玻璃熔液區(qū)域中不使用耐高溫材料，而只使用上面提到的水箱。
另一種方案是使用耐高溫材料，(可以與水箱類冷卻系統(tǒng)配合)，讓這些耐高溫材料襯以耐高溫金屬填料，如鉬(或Mo合金)。有利地，這種填料與耐高溫材料壁可以保持一定的距離(例如1毫米至幾毫米)，給玻璃熔液提供一個連續(xù)接觸的表面(一塊或多塊Mo平板)或非連續(xù)接觸的表面(一塊或多塊鉆孔Mo板)。這種填料的目的是因沿耐高溫材料產(chǎn)生一層“靜態(tài)”玻璃層，甚至因消除了玻璃與這些填料的任何接觸，所以機械地避免了玻璃向著耐高溫材料的直接對流。
在熔化室，優(yōu)選地設(shè)計全部或部分浸沒式噴嘴，以便它們能夠?qū)⒁环N不參與燃燒的，代替(臨時)助燃劑和/或燃料的流體加入玻璃熔池中。這種流體可以是N2類惰性氣體或在玻璃熔池中立刻蒸發(fā)的液體水類冷卻流體。因此臨時停止燃燒，并同時繼續(xù)往噴嘴注入流體的事實，一般地有兩個目的或者希望停止噴嘴運行，更一般地例如停止在其系統(tǒng)中的熔化室運行，注入N2類惰性氣體能夠使該室在噴嘴處很安全，或者希望更換噴嘴，而另外的噴嘴在運行，并因此總是在熔化玻璃熔液存在下。在這種情況下，如下面將詳細(xì)說明的，通過噴嘴適當(dāng)?shù)貒娚渌軌蚺R時地使噴嘴上的玻璃凝固，同時產(chǎn)生一種“鐘狀物”，這樣留有一段時間足以進(jìn)行這種更換而不會磨光噴嘴。
根據(jù)上述的第一個方案，澄清艙是靜態(tài)的。它包括有槽與頂?shù)牧鲃油ǖ?。將該通道中待澄清的熔融狀可玻璃化物質(zhì)強制成薄層狀，具體厚度小于15厘米，因此產(chǎn)生塞狀流的設(shè)備，例如是結(jié)構(gòu)種類，并包括適當(dāng)選擇所述通道的平均高度與平均寬度的比，其比低于1，甚至低于0.5。
這個通道與上述設(shè)備一起或作為代替上述設(shè)備可包括用于將待可玻璃化物質(zhì)強制為薄層狀的設(shè)備，這些設(shè)備呈控制/調(diào)節(jié)在所述通道進(jìn)口和/或出口，或正好在其通道上游處的物質(zhì)流量的設(shè)備形式。
這個通道與上述設(shè)備一起或代替上述設(shè)備可包括其他用于達(dá)到塞狀流薄層澄清的設(shè)備。事實上，一般地，這些設(shè)備在于考慮通過澄清艙的物質(zhì)流與在該熔化艙中由熔融物質(zhì)熔池展開的表面積，以便確定足以獲得塞狀流薄層的淺層的深度。該通道還可以配置加熱設(shè)備，優(yōu)選地置于可玻璃化物質(zhì)上面的通常噴嘴型的，優(yōu)選為氧噴嘴型的加熱設(shè)備。
這個通道還可以配置可玻璃化物質(zhì)均化設(shè)備，例如機械攪拌類的均化設(shè)備。
根據(jù)第二個方案，熔化室或其下游的澄清艙包括至少一種用于薄層狀澄清的結(jié)構(gòu)設(shè)備，該設(shè)備為至少兩個基本平行的鄰近的壁，其壁至少部分地浸沒在待澄清物料中，并相對于該室或艙的底傾斜。優(yōu)選地，這些壁插入在一個或多個上述管狀件中。有利地，這些管件都配置在同一熔化室中，并通到所述室下游的排出口中。
根據(jù)第三個方案，澄清艙包括至少一種為保證采用離心澄清而能夠旋轉(zhuǎn)的設(shè)備，所述設(shè)備內(nèi)壁基本上確定了至少在其中部垂直的空心圓柱的形狀。
為了將待循環(huán)的可玻璃化物質(zhì)在這種離心設(shè)備中強制成薄層狀，有利地在離心設(shè)備空腔中至少一部分高度上可以配置有一個或多個隔板，強制熔融物質(zhì)在該設(shè)備內(nèi)壁與這些隔板之間流動，壁/隔板平均距離規(guī)定了薄層“厚度”。實際上，根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)熔融玻璃“自由地”離心，即僅僅由圓柱型外壁包容熔融玻璃時，防止熔融玻璃自然地形成拋物線曲線。相反地，根據(jù)本發(fā)明，強制熔融玻璃順著安裝在離心機機體中的設(shè)備的壁與隔板流動，沿離心機高度方向，其厚度相對地不變，如果一直保持上述的拋物面狀，則其厚度小得多。因此，效率大大增加，這些氣泡在離心力的作用下在隔板上破裂速度快得多，因此氣泡移動的距離短得多?？梢哉f如同靜態(tài)方案中的塞狀流。這樣能夠降低離心機的高度，減小其尺寸，同時還保證具有同樣的性能。優(yōu)選地，隔板/壁的距離至多幾厘米，或用R1/R0比為至少0.8規(guī)定其距離，該比例已于上面解釋過。
根據(jù)優(yōu)選的構(gòu)思，該裝置在其上部通過流動管道型靜態(tài)供料部件供給熔化狀可玻璃化物質(zhì)。這些供料部件可以包括至少一個置于減壓下的艙，以便能夠給該設(shè)備供料和/或進(jìn)行第一次澄清操作。
該裝置有利地安裝捕獲密度高于玻璃的固體微粒的設(shè)備，該設(shè)備具體地定位在該裝置下部區(qū)域，并在它們的內(nèi)壁中呈槽/溝狀。優(yōu)選地，該裝置旋轉(zhuǎn)速度選定在100～1500轉(zhuǎn)/分。
該裝置還可以配置固定的或跟隨其旋轉(zhuǎn)的機械設(shè)備，這些設(shè)備能夠剪切泡沫，并將泡沫從高到低帶到裝置的排出已澄清玻璃的下部區(qū)域。這些設(shè)備具體地呈打孔的轉(zhuǎn)板、葉片，它們配置在所述裝置的上部區(qū)域。
下面將通過


的三種實施方式更詳細(xì)地說明本發(fā)明

◇圖1使用靜態(tài)澄清裝置的熔化/澄清圖示設(shè)備，◇圖2使用離心澄清裝置的熔化/澄清圖示設(shè)備，◇圖3根據(jù)圖2裝置的澄清設(shè)備放大視圖，◇圖4在同一熔化室中，使用薄層澄清的熔化/澄清圖示設(shè)備，◇圖5上述圖的裝置中配置于熔化室的浸沒式噴嘴橫截面視圖。
這些圖不是必需成比例的，為更清楚起見，這些圖極其簡化了。
具體實施例方式
下面描述的裝置適于熔化與澄清組成非常不同的玻璃，這里的玻璃供給生產(chǎn)平板玻璃的浮法玻璃生產(chǎn)設(shè)備。這些玻璃尤其還可以供給中空玻璃成型設(shè)備或供給采用離心作用的裝置類的成纖維設(shè)備。
當(dāng)然，除了任何硅-鈉-鈣類型的標(biāo)準(zhǔn)玻璃之外，采用本發(fā)明的裝置生產(chǎn)不同類型的特種玻璃，尤其是至今還認(rèn)為難以熔化的玻璃是特別有利的具有低Na2O含量與相對高的堿土金屬氧化物(具體是CaO)含量的玻璃，根據(jù)原料成本從經(jīng)濟方面來看是有利的，但在通常的熔化溫度下有很大耐腐蝕性，并采用通常的方法熔化還相當(dāng)硬。可能涉及例如在1997年7月1日申請的FR97/08261中描述的玻璃組成，如(以％(重量)計)SiO272～74.3％Al2O30～1.6％Na2O 11.1～13.3％K2O 0～1.5％
CaO 7.5～10％MgO 3.5～4.5％Fe2O30.1～1％或下述類型的組成(以重量百分?jǐn)?shù)表示)SiO266～72％，優(yōu)選地68～70％Al2O30～2％Fe2O30～1％CaO15～22％MgO0～6％，優(yōu)選地3～6％Na2O 4～9％，優(yōu)選地5～6％K2O 0～2％，優(yōu)選地0～1％SO3微量說明這類組成的另一實例如下SiO269％Al2O31％Fe2O30.1％CaO18.9％MgO5％Na2O 5.6％K2O 0.3％SO3微量這種玻璃具有低的退火溫度590℃，也稱之“應(yīng)變點”(玻璃在該溫度下的粘度為1014.5泊)。它的液化溫度為1225℃、溫度T(log2)為1431℃與溫度T(log3.5)為1140℃[T(log2)與T(log3.5)相應(yīng)于該玻璃各自達(dá)到以泊表示的粘度為log2或log3.5的溫度]。該玻璃具有高于800℃的高軟化點，所以有耐火玻璃的性質(zhì)，并因為其高“應(yīng)變點”而適于在等離子體屏中應(yīng)用。
具有高二氧化硅含量的玻璃，從經(jīng)濟方面來看也是有利的，其玻璃具有相對低的密度，其組成范圍總是用重量百分?jǐn)?shù)表示是SiO272～80％CaO+MgO+BaO 0.3～14％Na2O 11～17％
堿性氧化物 11～18.5％Al2O30.2～2％B2O30～2％Fe2O30～3％SO3可以微量焦炭0～600ppm和可能有Ni、Cr、Co等氧化物的有色氧化物(這些玻璃的特點是特別粘稠)。
說明這類組成的實例如下SiO276.4％Fe2O30.1％Al2O30.1％CaO 7.6％MgO 5％Na2O 10％K2O 0.3％該玻璃的密度約2.46(與由Saint-Gobain Vitrage銷售的“Planilux”類標(biāo)準(zhǔn)硅-鈉-鈣玻璃的密度2.52相比)。
由上面還可以看到，采用本發(fā)明的方法能夠得到還原性玻璃，其氧化還原性很強，鐵的含量與非常低的硫酸鹽含量有可能得到殘留藍(lán)色的玻璃。
采用本發(fā)明的方法，還可以生產(chǎn)不含或幾乎不含Na2O類堿金屬氧化物的玻璃，特別是從應(yīng)用觀點來看還可以生產(chǎn)防火玻璃窗或在電子工業(yè)中使用的基體材料的玻璃。這樣一些組成在專利EP-526 272與EP-576 362中報道過。
采用本發(fā)明的方法還可以生產(chǎn)在EP-688 741與WO96/00194中描述的其他的玻璃，尤其是低MgO含量的玻璃。
因此，在圖1中繪出了第一種實施方式管道1能夠同時將可玻璃化物質(zhì)由頂3加入熔化室2中并排出燃燒的煙氣。用這些煙氣預(yù)熱這些可玻璃化物質(zhì)，因此回收了它們的熱能。
能夠如此加到熔液7上面的原料主要包括適于預(yù)熱而不結(jié)塊的二氧化硅。余下的原料在至少一個位于玻璃熔液7平面下面的點1′加入，具體地采用渦桿加料口加入。這里僅表示一個加料點，更確切地說，這是就玻璃熔液總高度B而言在高度上相對地配置的，在這個高度約2/3處與在該室前壁上另外配置的點。
事實上，在壁(前壁或側(cè)壁)上，在其相同高度上或不同的高度上，具體地或者在這個高度B的上一半，或者下一半，例如在這個高度的1/3至2/3處設(shè)計多個加入點。實際上，這種往玻璃熔液直接加入原料能夠大大降低從玻璃熔液下面飛起的比率(放出固體粉末)。另外，根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，這種加入能夠?qū)⑽锪纤偷綄α骰旌献顝姾?或要考慮此的這一點，以便這些物料在通到澄清區(qū)域之前在室2中停留至少最短一段時間。
室的底4配置多排噴嘴5，這些噴嘴穿過并通入熔化室較小高度。這些噴嘴5優(yōu)選地安裝未表示出的水箱類型的冷卻設(shè)備。這些噴嘴5在工作時在區(qū)域6進(jìn)行燃燒，在液化中的可玻璃化物質(zhì)里，在其端產(chǎn)生對流物流。這種對流混合可產(chǎn)生將熱能轉(zhuǎn)移到整個熔液7的泡沫。例如硅-鈉-鈣玻璃類的標(biāo)準(zhǔn)玻璃，熔化優(yōu)選地在約1350℃下進(jìn)行。
與熔液7接觸的室2的壁在這里是耐高溫材料，其外側(cè)采用水箱類型的冷卻系統(tǒng)(未表示)冷卻。一種方案是這種冷卻系統(tǒng)以金屬壁上貼在耐高溫材料上，而是在內(nèi)側(cè)，因此與熔化玻璃接觸。這兩個方案都能以表面冷卻靠近耐高溫材料壁的玻璃而延緩耐高溫材料的磨損。
噴嘴5運行適合于在圖5中概括表示的方式的浸沒式熔化。圖5a表示噴嘴5縱截面，圖5b表示沿圖5a中AA′面的橫截面。噴嘴與水箱類型的冷卻系統(tǒng)60與中心管道61并在一起，圍繞中心管61同心地配置多根管道62，所有這些圓柱截面管道都通向噴嘴端部63。
在正常工作時(運行[a])，管道61供給天然氣類的燃料(或其他的氣體燃料或燃料油)，而管道62供給助燃劑，這里例如是氧。在玻璃熔池中CH4/O2相互作用而進(jìn)行燃燒。
在安全工作時(運行[b])，即當(dāng)希望停止噴嘴燃燒而完全沒有擦磨危險時，通過管道61和/或管道62加入氮氣。
在能夠?qū)⒁粋€噴嘴與另外一個噴嘴交換的操作時(運行[c])，通過管道61注入水，其水甚至在噴嘴出口或正好從噴嘴離開時在噴嘴中立即蒸發(fā)，該蒸汽在噴嘴上面產(chǎn)生一個冷卻玻璃凸形；這時停止噴嘴任何運行，并在“凸形”未倒塌之前有足夠的時間進(jìn)行交換。通過管道62將注入的水至少部分地回收到噴嘴中(在這種運行方式中，還可以顛倒管道61與62的作用)。還可以用任何其他適合如此凝固玻璃的冷卻流體代替水。
除了在玻璃裝置中涉及的全部熔化與澄清操作之外，上面描述的噴嘴與不同的運行方式是本發(fā)明的主題。
來自采用浸沒式噴嘴熔化的有泡沫的熔融玻璃，然后通過管道8從下部排出，其管道任選地配置一種未繪出的調(diào)節(jié)塞狀流的設(shè)備。于是可以控制進(jìn)入靜態(tài)澄清艙的有泡沫玻璃的流量。這個艙的形狀為由槽10與頂11規(guī)定的通道9。該艙配置氧氣噴嘴12。這些可玻璃化物質(zhì)流入該通道而沒有反流，其高度H約5～10厘米。調(diào)節(jié)這個高度，以便在通道9中有所需的塞狀流，同時考慮熔融物質(zhì)在熔化室2中與在通道9中的密度，以及在這兩個區(qū)域中熔池11和12的高度。為了達(dá)到所要求的薄層，這里需要將通道9底平面10提高到高于室2底部4平面。
從通道9出來，浸在熔融物質(zhì)熔液中的可調(diào)節(jié)深度的閘板能夠調(diào)節(jié)出口的流量；已澄清的玻璃在通道9末端溢出供給成型設(shè)備，例如這里是浮法玻璃的熔液容器。因此，以非常小的深度進(jìn)行澄清，這樣使氣泡移動到熔液表面，(當(dāng)這些氣泡大多數(shù)已經(jīng)是至少200微米時，對它們的上升速度很有利)，而形成的塞狀流阻止它們在上升中再浸入玻璃熔液中。
圖2與3表示了第二種實施方式。
與圖1相比明顯的差別在于室2耐高溫材料壁的保護(hù)方式。這里，在玻璃熔液7中浸沒一種由鉬薄壁40構(gòu)成的耐高溫金屬襯里，其襯里的形狀貼合熔化室的空腔，并借助適當(dāng)?shù)亩ㄎ患c耐高溫材料壁保持相距幾毫米，和/或通過位于玻璃熔液之上的耐高溫材料壁或通過頂懸掛在玻璃熔池中。
這種板40鉆有孔，首先在與底板4呈水平的區(qū)域中鉆有孔，以便噴嘴5能夠通過，還在所有其他的壁中鉆有孔，這些孔均勻排列這種鉆孔因此不能阻止耐高溫材料/熔化玻璃接觸，但可機械地中止靠近耐高溫材料的玻璃的對流移動，因此延緩它們磨損。除了底部的孔加一倍外，襯里40壁的孔41優(yōu)選地都是圓柱形，并且尺寸不一樣，底板的孔應(yīng)該至少有孔42，其尺寸足以允許噴嘴5通過。還應(yīng)該在襯里40的下游在橫向壁處的襯里上打大孔(43)，為的是玻璃能夠從通道20a排出。對于加入原料的區(qū)域1′同樣如此在耐高溫材料壁和鉬襯里的開孔之間需有互補性。
這種Mo襯里本身是一種在與采用浸沒式噴嘴熔化室配合時特別適合的發(fā)明，與以后可能進(jìn)行的澄清的方式無關(guān)。(對前面附圖中說明的在外側(cè)或玻璃側(cè)的耐高溫材料的冷卻同樣如此)。
與圖1另外一個不同之處在于玻璃從熔化室排出的方式。在圖2的情況下，玻璃從稍微高些的地方由進(jìn)料管道20排出，其管道分成第一個水平部分20(a)，第二個垂直部分20(b)與第三個水平部分20(c)，供給離心機裝置21。另一種方案是，借助如在玻璃工業(yè)中熟知的浸沒式通道，從熔化室上部排出熔融玻璃。
圖3主要表明從熔化室2排出的泡沫熔化玻璃的加料通道20水平區(qū)域20(c)，其通道通過管道20′供給離心機機體21玻璃。離心機21有位于供給待澄清玻璃的管頸35與金屬板24之間的上部22，與位于金屬板下面的下部30。配置了用于控制進(jìn)入離心機的玻璃流量的設(shè)備，其設(shè)備在圖上未繪出。
通過管頸35下降到離心機中的玻璃在其下落中被金屬板24止住，金屬板24與擋板34上部組合構(gòu)成一個收集器“筐”。在離心力作用下的玻璃在區(qū)域26中有再上升的趨勢，然后通到擋板34上面；因此，一方面通過離心機21內(nèi)壁33，另一方面通過安裝在離心機空腔中的擋板34產(chǎn)生的呈薄層狀的玻璃從區(qū)域26流到區(qū)域30。內(nèi)壁33是基本圓柱形狀，其半徑R0，擋板34包括半徑為R1的圓柱區(qū)域34(a)，該區(qū)域終止于區(qū)域34(b)底部。擋板34配置了未繪出的定心部件，完全如板24所示。用虛線圖示表示的是如果沒有擋板34時在離心力作用下玻璃的拋物線的形狀。
擋板34與板24，至少完全浸沒在玻璃中的部分，有利地可以是鉬制的。
離心機機體21內(nèi)壁33的外填料可以由含有引入絕熱體的電熔耐高溫件32構(gòu)成，以便其絕緣體不被離心力壓碎。還備有槽，槽28在部分30內(nèi)壁(或間斷)構(gòu)成一圈，它能夠捕獲密度大于玻璃的、耐高溫材料包裹物類型的任何固體微粒。當(dāng)采用離心澄清時，比玻璃密度更大的固體顆粒投射到這些壁上，并捕獲在槽28中，它們不能再出來。相反地，由于向心力的作用，氣泡向離心機機體內(nèi)朝擋板34破裂。最后，在部分30最低部分中澄清玻璃通過其頂部呈近似漏斗形狀的管道29排出去。在運行標(biāo)準(zhǔn)條件下，不需要設(shè)計玻璃預(yù)熱設(shè)備，旋轉(zhuǎn)速度可以是約每分鐘700轉(zhuǎn)，離心機的高度h例如是1～3米。
圖4表示了第三種實施方案，該圖比較簡單圖示表示了與圖1相同的熔化室2，其圖4有多-薄層狀的澄清系統(tǒng)。因此，這里涉及在同一熔化室中進(jìn)行熔化與澄清的操作。玻璃由于通過排出口8′在下部排到通道8，以便直接地供給成型設(shè)備，具體地礦物棉成纖維設(shè)備或瓶、燒瓶成型設(shè)備(這種澄清系統(tǒng)還能夠配置在下游艙中)。這樣一種澄清原理如下使用了鉬制管式元件50，其矩形截面于圖4d所示。這些管被壁51縱向分隔開，這樣形成向管端開口的厚度很小的“片”52(例如5～30片)。將這些管50浸沒在熔化中的可玻璃化物質(zhì)熔池中(下面用術(shù)語“玻璃熔液”表示)，如圖4a(熔化室縱向截面圖)與圖4b(所述熔化室俯視圖)所示。兩根管子50與該室側(cè)壁連接，例如固定在壁上，安置在耐高溫材料斜面上，以便相對于底4平面傾斜角度為α，或根據(jù)軸Y，與該爐縱軸X匯聚成所述角α。
因為這兩根管子50可能很容易地固定在爐壁上，并且它們與噴嘴相距很遠(yuǎn)，所以它們?nèi)绱伺渲?。這種結(jié)構(gòu)能夠保護(hù)鉬免受靠近噴嘴處產(chǎn)生的高熱。同樣地，可取的是應(yīng)該完全浸沒這些管子，以便避免它們被空氣氧化，而另一種方法是在玻璃熔液上提供非氧化氣氛(具體地N2氣氛)。兩管子50通到收集管55，其管供給該室排出孔8。
以下述方式進(jìn)行澄清如表明典型層52的圖4c所示，待澄清玻璃進(jìn)入上部53的管部分50，然后僅通過重力以向下移動的方式流入層52中。玻璃在這些層52中的速度在層中心是最大的，而在隔開這些層的壁53、53′的速度低得多。氣泡60在它們上升時非?？斓氐竭_(dá)層52的上部53，因此與在圖4c由箭頭表示的向下的玻璃流分離。它們在上升時始終向著管50的進(jìn)口66，與玻璃流逆行，而脫去氣泡的玻璃到達(dá)所述層52的下部56，并通過熔化室之外的收集器55直接排出。
每層52的高度h越小，它們的表面積越大，該系統(tǒng)就越有效。該系統(tǒng)特別適合采取浸沒式噴嘴熔化，這種熔化有產(chǎn)生相當(dāng)大直徑的氣泡的趨勢，并且因此可能被快速除去。還可以根據(jù)待除去氣泡的尺寸、熔化室的拉長、玻璃粘度，特別是通過根據(jù)熔化室(或它們配置的艙)的長度以適當(dāng)方式選擇它們的長度與傾斜角度，以計算出這些層的數(shù)量、高度、活性表面積。作為實例，對于每天生產(chǎn)200噸玻璃的熔化室，為了除去直徑大于250微米的所有氣泡，爐子長度約為6000毫米時，管子50的尺寸可以是400×520×6500毫米3，每根管子有20層。
這種實施方式的一種方案是在下游艙中配置類似層元件。
在所有情況(靜態(tài)或離心澄清機)下，人們都可看到，可使實際上可使用的熔化/澄清設(shè)備尺寸大大減小。往可玻璃化物質(zhì)添加具有上面描述的作用的澄清助劑也是有利的，具體地是小粒度的焦炭、硫酸鹽、硝酸鹽、氟或氯。
(熔化室和/或澄清艙都可用鉑代替鉬)。
重要的是強調(diào)指出，即使將采用浸沒式噴嘴熔化與使用薄層狀澄清結(jié)合起來是極有利的，本發(fā)明還與分別考慮的這兩個方面相關(guān)。因此可能有利地是采用浸沒式噴嘴熔化與標(biāo)準(zhǔn)澄清的方式，反之亦然，使用一種薄層狀澄清，接著采用通常的加熱設(shè)備進(jìn)行熔化，這仍是在本發(fā)明的范圍內(nèi)，即使這時不再達(dá)到前面強調(diào)的協(xié)同作用。
還值得指出的是，也可能有利地是使用采用浸沒式噴嘴熔化的方式，而不再使用通常術(shù)語意義的澄清。在纖維化方面可能就是這種情況，這時人們可能希望直接將采用浸沒式噴嘴熔化得到的有泡沫的玻璃供給通過內(nèi)離心的成纖維機，采用這種成纖維技術(shù)必需進(jìn)行的離心事實上達(dá)到玻璃澄清。還可能希望直接地將來自熔化的有泡沫的玻璃進(jìn)行漂浮、成層或成型，以便生產(chǎn)在例如建筑領(lǐng)域中作為隔熱材料使用的泡沫玻璃。
還可以將這種熔化方式應(yīng)用于使如上述的玻璃/金屬或玻璃/塑料復(fù)合產(chǎn)品再循環(huán)使用的方法，或者生產(chǎn)可使用的玻璃，或者生產(chǎn)作為通常玻璃爐原料的玻璃屑，(具體地根據(jù)這些復(fù)合產(chǎn)品與其余更一般的可玻璃化物質(zhì)的比例)。
權(quán)利要求
1.澄清裝置，該裝置用于薄層狀澄清玻璃并包括至少一個為了進(jìn)行離心澄清而能夠旋轉(zhuǎn)的裝置，所述裝置的內(nèi)壁基本上規(guī)定了至少垂直空心圓柱中的中間部分的形狀，在圓柱內(nèi)具有在其高度至少一部分上的擋板，以便阻止熔化狀玻璃由所述內(nèi)壁與這些擋板之間流出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的澄清裝置，其特征在于在所述裝置內(nèi)，當(dāng)熔融玻璃自由地離心時，熔融玻璃不自然地形成拋物線曲線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的澄清裝置，其特征在于R1/R0比為至少0.8，R0是圓柱的平均直徑，玻璃在該圓柱中流動，并且R1是擋板的平均直徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的澄清裝置，其特征在于該澄清裝置安裝了捕獲密度高于玻璃的固體微粒的設(shè)備。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的澄清裝置，其特征在于所述設(shè)備在所述裝置的內(nèi)壁中呈槽或溝狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2的澄清裝置，其特征在于所述裝置的旋轉(zhuǎn)速度為100～1500轉(zhuǎn)/分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2的澄清裝置，其特征在于所述裝置在其上部通過流動管道型靜態(tài)供料設(shè)備供給熔化狀玻璃。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的澄清裝置，其特征在于所述供料設(shè)備包括至少一個置于減壓下的艙。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2的澄清裝置，其特征在于所述裝置包括金屬板，該金屬板止住將要澄清的玻璃的下落，所述金屬板與擋板上部組合構(gòu)成一個玻璃收集筐，這些玻璃有上升的趨勢，然后通到擋板上面，隨后流出呈薄層狀的玻璃。
10.離心澄清玻璃的方法，其特征在于改方法是通過權(quán)利要求1-9任一項的澄清裝置來進(jìn)行的。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于所述裝置在其上部通過流動管道型靜態(tài)供料設(shè)備供給熔化狀玻璃，該設(shè)備包括至少一個置于減壓下的艙。
全文摘要
本發(fā)明涉及澄清裝置和離心澄清玻璃的方法，該裝置用于薄層狀澄清玻璃并包括至少一個為了進(jìn)行離心澄清而能夠旋轉(zhuǎn)的裝置，所述裝置的內(nèi)壁基本上規(guī)定了至少垂直空心圓柱中的中間部分的形狀，在圓柱內(nèi)具有在其高度至少一部分上的擋板，以便阻止熔化狀玻璃由所述內(nèi)壁與這些擋板之間流出。
文檔編號C03B5/235GK1781862SQ200510109910
公開日2006年6月7日 申請日期1999年1月22日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月26日
發(fā)明者P·讓沃伊尼, T·馬薩爾特, 夸塔斯 R·羅德里格斯, 羅德里格斯 A·羅德里格斯, 埃爾南德斯 J·-A·努內(nèi)斯 申請人:法國圣戈班玻璃廠