[發明專利]玻璃制備方法

無效

• 申請號: 200680025286.2
• 申請日: 2006-07-12
• 公開（公告）號: CN101253125A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發明（設計）人: J·－G·勒康特
• 申請（專利權）人: 圣戈班伊索福公司;法國圣戈班玻璃廠
• 主分類號: C03B5/235
• 分類號: C03B5/235
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 劉維升;段家榮

本發明涉及玻璃制備方法。更具體地說本發明涉及其中至少一火焰 與覆蓋區(tapis?de?composition)接觸的方法。

玻璃的制備需要高溫，常常在約1400℃到1700℃，這取決于玻璃 的類型。因此需要大量的能量，不僅用于熔化原料，而且用于加速在各 原料之間的化學反應，尤其溶解硅石(大部分工業玻璃的主要組分，在這 些之中它的熔點是最高的)的反應。高溫對于從熔化玻璃浴中除去任何氣 體夾雜物也是必要的，這一步驟被稱為“精制(affinage)”。

這些氣體夾雜物有幾個來源。它們主要來自于在粉末狀材料之間夾 含的空氣和來自于因為在熔化玻璃的步驟中發生的某些化學反應所引 起的放氣。因此，該碳酸鹽型原料(例如碳酸鈉，石灰石或白云石)釋放 出大量的氣體形式的二氧化碳。氣體夾雜物還歸因于在某些條件下某些 氣體的去溶解(désolubilisation)反應，或歸因于在熔化玻璃與在爐中存在 的某些材料(耐火陶瓷和/或金屬)之間的化學反應或電化學反應。這些氣 體夾雜物被禁錮在熔化玻璃的主體內，氣體按照與它們的直徑的平方成 正比例的速度從中逃逸。因此，小的氣泡(有時被稱為“種子”)能夠僅 僅以極低的速率逃逸。氣泡上升速率能夠另外由于玻璃的粘度和由于對 流運動而被減慢，其中對流運動帶著氣泡移向爐的底部。因為當溫度提 高時粘度下降，因此需要高溫來獲得脫除氣體夾雜物的玻璃。

在玻璃生產爐中，該能量一般由燃燒器和/或由浸沒在玻璃中的電極 提供給玻璃。

在大部分的工業爐中，尤其對于平板玻璃、瓶子或纖維的生產，燃 燒器被置于護壁或置于爐的上端的壁中以便產生與玻璃浴的表面平行 的火焰。這尤其被稱作“空中”燃燒器，因為火焰不與玻璃浴的表面接 觸。這一火焰通過輻射加熱玻璃，部分直接地，但也間接地，歸因于在 燃燒器上方的爐頂的存在，該爐頂反射熱輻射。

根據所謂的“橫向燃燒器”的幾何結構(常常用于生產平板玻璃的熔 化爐)，這些空中燃燒器位于側壁或護壁上，并且火焰與熔化玻璃的流動 方向橫向展開。將原料的加入爐中則一般經由爐的上端壁來進行的。

根據另一種幾何結構，它更經常用于包裝領域(瓶子，罐，燒瓶等) 和被稱為“環狀的”，大的火焰從爐的上端壁在熔化玻璃的流動方向 上展開。

根據使用助燃劑(comburant)的性質，使用兩大類的燃燒器，。對于 空氣用作助燃劑的情況，熱回收的技術可以限制由于加熱大量的不起反 應的因此無用的氮氣所造成的能量損耗。根據最常用的技術，由燃燒反 應產生的熱量的一部分被貯存在從耐火材料堆疊所形成的回熱器或再 生器中，然后該熱量被再利用來預熱用于燃燒的空氣。

氧也可用作助燃劑，它不需要此類回熱器的構造。

當玻璃難以熔化時，或當要求生產率提高時，常常使用“輔助加熱 (boosting)”。例如，在吸收紅外輻射的玻璃情況下，在爐的底部使用電 極以便提供過量的能量和因此加速熔化。紅外輻射被玻璃浴的吸收實際 上防止該輻射穿透與爐底部最接近的各個層。

其它熔化或“輔助加熱”技術已有描述，它們在于產生與玻璃浴或 與覆蓋區直接接觸的氧氣燃燒器火焰。“覆蓋區”是指熔化玻璃浴被還 沒有熔化的粉末狀原料覆蓋的區域。這一區域接近于用于將原料加入到 爐中的原料投料口。粉末狀原料還包括“碎玻璃”，即磨細的回收玻璃。

專利申請WO?82/04246因此描述一種方法，其中在沒有被原料覆蓋 的地方，氧氣燃燒器火焰直接接觸玻璃浴。專利申請EP?546238描述一 種方法，其中由氧氣燃燒器產生的火焰在暴露的玻璃浴和覆蓋區之間的 界面上與熔化玻璃接觸。另一方面在專利申請EP?1?077?901中，在與覆 蓋區接近處形成氧氣火焰，該氧氣火焰源自于位于爐頂的燃燒器并且與 玻璃浴表面垂直而形成。該氧火焰，它的絕熱溫度是很高的，因此可以 同時由輻射和由對流將能量轉移到玻璃浴或轉移到覆蓋區，因此提高了 產量，即每單位時間所生產的玻璃量。

然而這些方法存在一些缺點，尤其就玻璃的質量而言。

這一類型的方法不能用于富含揮發性組分如堿金屬氧化物(鈉，鉀或 鋰氧化物)和/或氧化硼的玻璃，因為產生大量的飛走物(envol)，這表現 為所述組分的含量的大大減少。這些飛走物對玻璃的質量，對環境(因此 需要特別昂貴的消除污染系統的投入)以及對于玻璃組成的穩定性和因 此對它的物理化學性能的穩定性是有害的。