專利名稱：用于使物質(zhì)無沾染地熔化的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種一般地用于使物質(zhì)無沾染(低沾染)地熔化、特別地用于使特別高純度的、侵蝕性的和/或高熔點(diǎn)的玻璃或玻璃陶瓷熔化的裝置和方法。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的熔化方法中，玻璃在一白金坩堝內(nèi)或耐火熔池內(nèi)連續(xù)地熔化。這里缺點(diǎn)是，白金會帶給熔液一定的成分，而耐火熔池只有短的使用壽命。在這里無法達(dá)到追求的高純度的玻璃質(zhì)量。
還知道這樣一種方法，在用這種方法時玻璃在熔池內(nèi)連續(xù)地熔化并取出。這里為了得到高質(zhì)量的玻璃，在某些情況下在熔池上連接一凈化槽和一均化裝置或均化池。
在上述兩種方法中，熔化坩堝或熔池?cái)嗬m(xù)地或連續(xù)地例如用一燃燒器從外部加熱，并將熱量繼續(xù)傳導(dǎo)給位于內(nèi)部的熔體。這里在熔體和坩堝或熔池之間存在直接接觸。這具有一系列缺點(diǎn)。
首先，最大熔化溫度受到坩堝或熔池材料的限制。因此熔化坩堝或熔池以及在某些情況下凈化槽和均化池由白金組成，它具有比較高的熔化溫度和比較好的耐腐蝕性。
其次，白金熔化坩堝或白金熔池、還有凈化槽和均化池受玻璃熔液的侵蝕和腐蝕。
而白金有害地引起玻璃的沾染或污染，它們使光學(xué)性能，特別是透射性惡化，因此這種傳導(dǎo)加熱法對于高純度玻璃最多只能有限制地應(yīng)用。這種類型的污染導(dǎo)致在光導(dǎo)纖維傳輸系統(tǒng)中透射(傳輸)性損失200至500dB/km。
這特別是對于侵蝕性玻璃例如硅酸鋅玻璃或鑭玻璃(Lanthanboratglas)的熔化證明問題最大，因?yàn)樗鼈儗釄寤蛉鄢睾喼本褪恰俺浴薄?br> 除了上述傳導(dǎo)加熱法之外還知道一些這樣的方法，其中玻璃在一種所謂的渣殼坩堝(Skulltiegel)中感應(yīng)加熱和熔化。
渣殼坩堝通常由相互隔開一定距離的、曲回形設(shè)置的水冷金屬管組成。位于渣殼坩堝內(nèi)部的熔體經(jīng)由一圍繞坩堝設(shè)置的線圈裝置通過輸入高頻能量加熱成熔液。
通過坩堝的冷卻，在渣殼坩堝和熔液之間形成一基本上固態(tài)的、由同一類型的材料，亦即特別是玻璃，組成的層或結(jié)晶殼。因此大大減小由坩堝材料對熔液造成的污染。
例如由PETROV YU.B.等人的“連續(xù)澆鑄的在冷坩堝感應(yīng)爐中熔化的玻璃”，1989年第XV屆國際玻璃會議，會議公報(bào)，第3a卷，第72至77頁，已知一種渣殼坩堝。
然而，由于與所述的傳導(dǎo)加熱的熔化裝置相比具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，特別是由于感應(yīng)加熱的渣殼熔化裝置的高頻技術(shù)要求，產(chǎn)生了全新的要求和問題。在此，首先是由于高的熔化溫度和單位坩堝容積非常高的流量，傳導(dǎo)加熱裝置的許多解決方案不可能毫無問題地轉(zhuǎn)移到渣殼熔化裝置上。
原則上用渣殼熔化裝置可以實(shí)現(xiàn)高的熔化率，從而實(shí)現(xiàn)高的產(chǎn)量。這雖然是人們希望的，但是另一方面由此可能例如由于熱還原損害熔液質(zhì)量，從而損害成品質(zhì)量。這還導(dǎo)致玻璃透射(傳輸)性能的惡化。
此外高頻射線的輸入率取決于熔液不同的參數(shù)。因此熔化效率不僅受由線圈裝置發(fā)射高頻能量的限制，而且也受熔液參數(shù)和坩堝幾何形狀的限制。
因此已知渣殼熔化裝置特別是在熔液的質(zhì)量和均勻性方面，還有在熔化功率和產(chǎn)量方面有待進(jìn)一步改進(jìn)。
由WO OO/32525已知一種使有機(jī)廢物，特別是放射性廢物玻璃化的方法和裝置，在用這種方法/裝置時用來使有機(jī)物質(zhì)氧化的氧氣的輸入既從熔化坩堝的頂面又從底面進(jìn)行。氧氣的輸入基本上這樣進(jìn)行，使它具有限制在局部的影響。但是由此熔液的氧化還原狀態(tài)只在局部改變，不發(fā)生整個熔液的均勻化。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目是，提供一種用于熔化物質(zhì)特別是玻璃或玻璃陶瓷的裝置和方法，特別是渣殼熔化裝置或方法，從而可以得到更好的均勻性、更高的熔化效率、更高的產(chǎn)量和/或高的物質(zhì)或玻璃質(zhì)量。
本發(fā)明的另一個目的是，進(jìn)一步發(fā)展已知渣殼熔化裝置或熔化方法，并避免或至少是減少已知裝置和方法的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的目的以意想不到地簡單的方式通過權(quán)利要求1和20的內(nèi)容便得以實(shí)現(xiàn)。
按本發(fā)明的用于熔化或熔融物質(zhì)或化合物，特別是用于熔化高純度的、侵蝕性的和/或高熔點(diǎn)的玻璃或玻璃陶瓷的裝置，特別是渣殼熔化裝置，包括一最好是可冷卻的例如水冷的坩堝或渣殼坩堝，和一電磁射線的發(fā)射裝置，特別是繞坩堝設(shè)置的線圈裝置。發(fā)射裝置或線圈裝置發(fā)射特別是高頻的電磁射線，它輸入位于坩堝內(nèi)的熔體中，使熔體借助于吸收的高頻能量加熱。此外設(shè)有一混合或均化裝置，以混合熔體或使之均勻化，其中混合或均化裝置附設(shè)于坩堝，例如設(shè)置在它上面和/或里面，使得可以在坩堝或熔化坩堝內(nèi)進(jìn)行混合或均化。
最好從上方大致中心處將待熔化配料連續(xù)地放入熔體、并從坩堝中連續(xù)地取出液態(tài)熔體。
發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過熔體的混合和/或均化在熔化坩堝或渣殼坩堝內(nèi)便已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)意想不到的諸多用處。首先，例如從上方以固態(tài)形式落入熔體內(nèi)的未熔化物質(zhì)通過劇烈混合與熔體的液態(tài)成分迅速熔合。意想不到地，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，熔體和加入的物質(zhì)之間的有效接觸面急劇加大，從而提高熔化效率。第二，熔體的溫度分布均勻化。第三，可能具有例如不同熔化溫度和/或高頻耦合系數(shù)的不同的玻璃組成部分達(dá)到均勻的分布或混和。第四，可以調(diào)整玻璃的氧化還原狀態(tài)。
所發(fā)現(xiàn)的作用機(jī)理特別是與優(yōu)先采用的感應(yīng)高頻加熱相關(guān)，同時電磁射線的耦合或輸入還與設(shè)備狀態(tài)、溫度和熔體內(nèi)當(dāng)時玻璃的組成成分有關(guān)。特別是與未熔化的物質(zhì)組成部分的耦合非常小。
本發(fā)明的裝置和方法還特別適用于高熔點(diǎn)玻璃，這種玻璃熔化溫度至少達(dá)到1500℃或1600℃。此外還可良好地熔化侵蝕性玻璃，例如硅酸鋅玻璃或鑭玻璃。
混合或均化最好無沾染或至少少沾染地進(jìn)行，這特別是對于高純度玻璃有很大的優(yōu)點(diǎn)。
為了混合或均化，最好使熔體按要求或以規(guī)定方法產(chǎn)生內(nèi)部運(yùn)動，或激起、支持和/或保持內(nèi)部運(yùn)動。特別是在熔體內(nèi)激起預(yù)先規(guī)定的流動，例如以規(guī)定的流動速度和/或流動方向。它例如可以通過按要求產(chǎn)生溫度差在熔體內(nèi)引起對流，或者激起、支持或加強(qiáng)已經(jīng)存在的對流。
混合或均化可以在熔體內(nèi)加入或不加入物質(zhì)感應(yīng)或產(chǎn)生。
加入物質(zhì)的混合的一種優(yōu)選形式包括加入做成這樣的配料，使得僅僅通過加入這種配料便已經(jīng)在熔體內(nèi)激起例如流動。為此采用例如制成球團(tuán)的和/或裹衣的配料，在它里面特別是包含氣泡和/或它在熔化時釋放氣泡。不帶這種氣泡，配料也可以制成球團(tuán)、裹衣和/或用其他方式小型化地輸入。這里，在本發(fā)明的意義上制成球團(tuán)是指例如借助于壓力機(jī)結(jié)構(gòu)成牢固的固體。裹衣是指配備例如玻璃狀覆蓋層的固體結(jié)構(gòu)。由此以特別有利的方法既避免由于輸入顆粒和細(xì)顆粒狀物質(zhì)而沾染灰塵，又大大改善裝灌效率，因?yàn)樵诹髁肯嗤那闆r下可以向熔體加入多得多的物質(zhì)。此外，配料組成部分可能被細(xì)粒度的物質(zhì)置換，而不造成更多的灰塵沾染，這時，通過細(xì)粒度物質(zhì)借助于縮短的擴(kuò)散路程達(dá)到最佳的熔化速度。
選擇地或附加地最好放入一種例如做成桿狀的配料，它特別是通過旋轉(zhuǎn)地沉入熔體內(nèi)促進(jìn)混合或均化，例如螺旋槳形的桿就特別是一種自熔解的攪拌器。
選擇地或附加地可以設(shè)置一外部的攪拌裝置，特別是由涂覆的金屬制成的攪拌裝置，以進(jìn)行機(jī)械攪拌，或者設(shè)一插入熔液內(nèi)的通過熔化自溶解的由熔化物質(zhì)組成的攪拌器。
本發(fā)明一種特別優(yōu)選的實(shí)施形式包括一用來引入氣體或氣泡的裝置，例如借助于一個或多個氣體噴嘴噴入熔體內(nèi)。氣體噴嘴最好得到冷卻，特別是液體冷卻，例如水冷，并且最好設(shè)置在坩堝底面上。氣體噴嘴的冷卻可以和坩堝的冷卻連通或分開。
按照一種特別優(yōu)選的實(shí)施形式，氣體噴嘴至少局部穿過坩堝底面，并伸入坩堝內(nèi)部。特別是氣體噴嘴的尖端一直延伸到熔體上或內(nèi)，使得從氣體噴嘴或尖端中噴出的氣體以氣泡形式上升到熔體內(nèi)。這種“氣泡”以特別簡單的方法促使熔化坩堝內(nèi)熔液的混合和均化。
最好采用含氧氣體，這特別是對于硅酸鉛玻璃證明是非常有利的。在這種玻璃中，在用于高的熔化功率的高的熔化溫度時鉛被熱還原。這又像白金沾染一樣造成玻璃透射性惡化，這可能導(dǎo)致強(qiáng)烈的染色，這使得熔化的玻璃完全無法使用。通過在熔體內(nèi)引入氧氣防止鉛還原，從而通過引入氧氣達(dá)到有效地控制玻璃的氧化還原狀態(tài)。由此例如對于硅酸鉛玻璃甚至可以達(dá)到約500kg/天、800kg/天、1000kg/天或更高的熔化效率，并避免或至少減小透射性的明顯惡化。
噴嘴伸入熔液內(nèi)的那一段，也就是例如尖端，最好由無沾染材料，例如輕金屬、特別是鋁、鎂或鈹制成，或者至少用這種材料涂覆。也可以用聚四氟乙烯(Teflon)涂覆。
為了在氣體噴嘴“凍結(jié)”亦即在氣體噴嘴上形成固體物質(zhì)層或玻璃層之后打開它或使它重新露出，氣體噴嘴最好包括一用來刺破固體物質(zhì)層或渣殼層的裝置。這種刺破裝置特別是做成由例如耐高溫材料，如鎢等等金屬制成的針。針最好設(shè)置在氣體噴嘴中心，尤其是可縱向移動。
附圖的簡要說明下面借助于優(yōu)選的實(shí)施例并參照附圖對本發(fā)明作較詳細(xì)的說明，其中相同的圖形標(biāo)記表示相同或相似的元件。


圖1按本發(fā)明的帶一氣體噴嘴的裝置的第一種實(shí)施形式的示意剖視圖，
圖2向上方向按本發(fā)明第一種實(shí)施形式的坩堝底部的局部示意俯視圖，圖3沿圖2中A-A剖分線的坩堝底部局部示意剖視圖，圖4按本發(fā)明第一種實(shí)施形式的氣體噴嘴上段的示意剖視圖，圖5按本發(fā)明第一種實(shí)施形式的氣體噴嘴的縱剖視，圖6沿圖5中B-B剖分線的氣體噴嘴橫截面，圖7本發(fā)明第二種實(shí)施形式的示意剖視圖，圖8本發(fā)明第三種實(shí)施形式的示意剖視圖，圖9本發(fā)明第四種實(shí)施形式的示意剖視圖，圖10按本發(fā)明第五種實(shí)施形式的自溶解攪拌器的示意透視圖，圖11本發(fā)明的帶一凈化槽和一均化池的第一種實(shí)施形式的示意剖視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1表示一按本發(fā)明的帶一得到冷卻的，例如水冷的坩堝或熔化坩堝10的用于熔化玻璃的裝置1的第一種實(shí)施形式。在坩堝10周圍設(shè)有一線圈裝置30形式的電磁輻射發(fā)射裝置。借助于線圈裝置向例如由硅酸鉛玻璃組成的熔體輸入高頻能量，從而使熔體40被加熱。在發(fā)射功率為約200kW至300kW或更高的情況下以約250kHz至400kHz的高頻工作。熔液溫度在1200℃至2000℃的范圍內(nèi)。
坩堝10包括一水冷卻的環(huán)形壁段12和一水冷卻的底面14。壁段12和底面14一起構(gòu)成坩堝10的受冷卻的壁，并包含各自曲回形設(shè)置的相互離開一定距離的金屬管16，如由圖2和3可以清楚地看到的那樣。金屬管16具有約2cm的橫截面，在管16之間有5mm的空隙，使得坩堝壁在坩堝10未裝料之前先由液體流過。
通過壁段12和底面14，也就是坩堝壁的冷卻在熔體40和坩堝壁的接觸區(qū)域內(nèi)形成一由原有類型的材料，亦即在本實(shí)施形式中由玻璃組成的封閉固態(tài)渣殼層42，由此由坩堝10和固態(tài)渣殼層42組成的結(jié)構(gòu)變得液體密封。圖1在坩堝的示意圖中未畫出各根管子16和渣殼層42。
繼續(xù)參照圖1，熔化裝置連續(xù)運(yùn)行，定時將配料通過坩堝10頂蓋18上基本上位于中心的孔20放入熔體。此外通過坩堝10的輸出孔22連續(xù)地取出熔液。
一得到冷卻的橋板24在輸出孔22附近插入熔體40內(nèi)至少約3cm至5cm深，以便使未熔化或未溶解的組成部分遠(yuǎn)離輸出孔22。
此外，裝置1還包括兩個燃燒器26、28，它們通過頂蓋18上的孔將火焰27、29對準(zhǔn)坩堝內(nèi)的配料或熔體40的表面41。這里燃燒器26用來在裝置1起動時，例如在更換坩堝以后，使坩堝內(nèi)的物質(zhì)起始熔化，燃燒器28用于在輸出口22內(nèi)對熔體40連續(xù)地后續(xù)加熱。
在坩堝10的底面14上設(shè)一氣體噴嘴形式的混合或均化裝置。氣體噴嘴50部分伸入坩堝內(nèi)，并將氣體引入熔體40。
此外氣體噴嘴50偏心設(shè)置，在本實(shí)施例中大致設(shè)置在圓形坩堝10的中心和邊緣之間的中部、輸出口22的相對一側(cè)。這個位置證明是非常有利的，因?yàn)樗С钟捎谌垠w內(nèi)的溫差總歸存在的在高溫的芯部43中心處上升的并在邊緣處下降的對流54，同時在中心通過孔20放入的配料借助于氣泡52遠(yuǎn)離冷的坩堝壁12。環(huán)形對流54有利地促進(jìn)熔液有效的混合和均化，從而使得熔液內(nèi)溫度平衡和物料均勻分布。
在本實(shí)施例中氣泡包含氧氣，以便同時使硅酸鉛玻璃熔體40中的鉛氧化。
圖2表示一從上方對帶有氣體噴嘴50的坩堝底面14的示意視圖，氣體噴嘴設(shè)置在坩堝底面14上曲回形分布的金屬管16之間的孔15或缺口內(nèi)。
此外如圖3中所示，渣殼層42不僅在坩堝得到冷卻的底面14上、而且也在得到冷卻的氣體噴嘴50上形成。而逸出的氣泡52用來使氣體噴嘴的孔始終保持暢通。
盡管如此，也可以例如由于氣體輸入的中斷，造成在氣體噴嘴50的出口56上結(jié)成固體的渣殼層42，而使得不可能再有氣體從噴嘴50中噴出。在圖4中畫出了這種狀態(tài)。為了重新打通孔56，氣體噴嘴包括一針58，它沿箭頭59方向可縱向移動地設(shè)置在氣體噴嘴中心一通道60內(nèi)。因此用針58的尖端62可以刺穿位于氣體出口56上的渣殼層42的部分42a，從而使氣體出口56重新暢通。
發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，伸入坩堝10內(nèi)并至少局部與渣殼層42直接接觸的氣體噴嘴50的上段51最好由不沾染的或至少少沾染的材料制成。在本發(fā)明的意義上基本上不損害或很少損害玻璃質(zhì)量的材料被認(rèn)為是少沾染的。這特別是輕金屬，例如鋁。鋁雖然進(jìn)入熔液內(nèi)，但是鋁離子或鋁化合物基本上不對或很少對玻璃的光學(xué)特性，特別是透射性產(chǎn)生不利影響。另一方面氣體噴嘴50的冷卻使氣體噴嘴50能經(jīng)受坩堝10內(nèi)的高溫。
此外，采用具有高熔點(diǎn)例如高于2000℃的金屬，特別是鉬、銥、鎢或鎢化合物制造針58證明是有利的。
圖5以一縱剖視表示氣體噴嘴50。該氣體噴嘴包括氣體出口56和氣體通道60，針58在該氣體通道內(nèi)延伸和移動。針58可借助于一移動裝置64平行于通道60在氣體噴嘴50被移動。此外氣體噴嘴50包括一氣體入口66和一用于針58的密封件68。氣體噴嘴50的上段51包括鋁或含鋁的合金，這里氣體噴嘴的下段53由黃銅制成。上段和下段51、53通過密封件70相互流體密封。在下段53內(nèi)有一冷卻水入口72和一冷卻水出口74，使氣體噴嘴可借助于水的流通有效地冷卻。
現(xiàn)參看表示噴嘴橫截面的圖6，圖6示出，下段53平行于氣體噴嘴50的縱軸L分成兩半53a、53b，它們相互電絕緣。
圖7表示一按本發(fā)明的帶一可選擇的用來混合和均化熔體40的裝置101的第二種實(shí)施形式。通過一輸送帶154將做成球團(tuán)、裹衣的小丸和/或球156的玻璃原料通過孔20放入熔體40內(nèi)。玻璃球156包括一外面的邊緣區(qū)158和一內(nèi)部的芯部區(qū)160。邊緣區(qū)158主要包括熔體40組成部分的玻璃。芯部區(qū)160包括一種在邊緣區(qū)158熔化時在熔體內(nèi)釋放出氣體或氣泡的物質(zhì)。在芯部區(qū)160內(nèi)的物質(zhì)可以是氣體、液體例如水、或固體物質(zhì)例如鹽，它們與高溫熔體40共同作用而釋放出氣泡152。
通過玻璃球156在熔液左部40a的下降和氣泡152在熔體40右部40b內(nèi)的上升，在熔體40內(nèi)產(chǎn)生或感應(yīng)一基本上環(huán)形的流動。但是也可以如圖1中所示，支持一總歸存在的對流。
圖8表示本發(fā)明裝置201的第三種實(shí)施形式，其中借助于一混合和均化裝置250將壓成桿狀的配料體256放入熔體40內(nèi)。桿狀體256例如是螺旋槳形，并在桿狀體256熔化的同時在熔體40內(nèi)下沉?xí)r旋轉(zhuǎn)，這時在熔體40內(nèi)產(chǎn)生流動過程。
圖9表示按本發(fā)明的帶一攪拌器350的裝置301的第四種實(shí)施形式，攪拌器通過旋轉(zhuǎn)運(yùn)動機(jī)動地使熔化坩堝10內(nèi)的熔體40流動。
圖10表示一種窄長的攪拌器350’的優(yōu)選實(shí)施形式。攪拌器350’主要由玻璃制成，例如壓制，熔體40也由這種玻璃構(gòu)成。攪拌器350’沿其縱軸352，例如類似于圖9中的攪拌器350從上方插入熔體40，并繞其軸線352旋轉(zhuǎn)。攪拌器350’包括三個從其中心伸出的攪拌臂，并通過熔化自行溶解在熔體中。為了保證連續(xù)的玻璃輸入和攪拌，攪拌器350’相應(yīng)地從上方連續(xù)地輸入。
圖11表示一按本發(fā)明的帶一連接在上面的凈化槽80和一附加的外接均化裝置90的裝置1的第一種實(shí)施形式。液態(tài)玻璃從坩堝10沿箭頭82連續(xù)地流入凈化槽80，并從那里沿箭頭84繼續(xù)引入外接的均化裝置90內(nèi)。外接均化裝置90包括一玻璃出口92，以便澆注在例如模具內(nèi)，和/或?qū)⒉ＡЮ^續(xù)或最終加工成玻璃制品或玻璃陶瓷制品。
通過玻璃在凈化槽80內(nèi)的凈化和在外接均化裝置90中均化而使玻璃質(zhì)量進(jìn)一步改善。但用本發(fā)明裝置可以達(dá)到的玻璃質(zhì)量已經(jīng)很高了，凈化槽80和/或均化裝置不是必需的，因此玻璃熔體40可以直接提供給出口22，以繼續(xù)或最終加工。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明并不僅僅局限于上述實(shí)施例，而是可以以多種方式變化，而不脫離本發(fā)明的精神。
權(quán)利要求
1.用于熔化物質(zhì)，特別是用于熔化高純度、侵蝕性的和/或高熔點(diǎn)的玻璃或玻璃陶瓷的裝置(1、101、201、301)，包括一坩堝(10)，一用于電磁輻射的發(fā)射裝置(30)，其中借助于這種輻射可以將能量輸入到可裝在坩堝(10)內(nèi)的熔體(40)中，和一混合裝置或均化裝置(50、150、250、350、350’)，此裝置附設(shè)于坩堝(10)。
2.按權(quán)利要求1的裝置(1、101、201、301)，其特征為混合裝置或均化裝置(50、150、250、350、350’)做成這樣，即，進(jìn)行無沾染或至少是少沾染的混合或均化。
3.按權(quán)利要求1或2的裝置(1、101、201、301)，其特征為借助于混合裝置或均化裝置(50、150、250、350、350’)可使熔體(40)按要求進(jìn)行內(nèi)部運(yùn)動。
4.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)的裝置(1、101、201、301)，其特征為借助于混合裝置或均化裝置(50、150、250、350、350’)可在熔體(40)內(nèi)激起一種規(guī)定的流動。
5.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)的裝置(1、101、201、301)，其特征為借助于混合裝置或均化裝置(50、150、250、350’)可將一第一物質(zhì)(152、156、256)加入熔體(40)內(nèi)，其中借助于該第一物質(zhì)(52、156、256)可在熔體(40)內(nèi)激起一種基本上按規(guī)定的運(yùn)動。
6.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)的裝置(1、101、201、301)，其特征為坩堝(10)包括一熔體(40)出口(22)和一特別是得到冷卻的橋板(24)，此橋板插入熔體(40)內(nèi)，其中借助于所述橋板(24)使未熔化的配料成分遠(yuǎn)離出口(22)。
7.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)的裝置(101、201)，其特征為包含一種配料(156、256)，其成分或形狀做成這樣，即，通過將這種物料(156、256)加入熔體(40)可促使熔體(40)混合或均化。
8.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)的裝置(101、201)，其特征為包含一種可加入熔體(40)內(nèi)的、結(jié)成球團(tuán)和/或裹衣的配料(156、256)。
9.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)的裝置(101)，其特征為包含一種可加入熔體(40)內(nèi)的配料(156)，它在熔化時釋放氣體或氣泡(152)。
10.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)的裝置(301)，其特征為此裝置包括一攪拌裝置(350、350’)，它附設(shè)于坩堝(10)。
11.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)的裝置(301)，其特征為包括一攪拌器(350’)，它可溶解或熔化在熔體(40)中。
12.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)的裝置(1)，其特征為包括一用來將氣體或氣泡(52)引入熔體(40)內(nèi)的裝置(50)。
13.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)的裝置(1)，其特征為包含一個和/或幾個氣體噴嘴(50)。
14.按權(quán)利要求13的裝置(1)，其特征為氣體噴嘴(50)得到冷卻，特別是液體冷卻。
15.按權(quán)利要求13或14的裝置(1)，其特征為氣體噴嘴(50)設(shè)置在坩堝(10)底面(14)上。
16.按權(quán)利要求13、14或15的裝置(1)，其特征為氣體噴嘴(50)的至少一第一段(51)伸入坩堝(10)內(nèi)部和/或此第一段(51)包含少沾染材料，特別是輕金屬，例如鋁。
17.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)的裝置(1)，其特征為包括一用來刺破位于坩堝壁(12、14)特別是坩堝底面(14)上的固態(tài)渣殼層(42、42a)的裝置(58)。
18.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)的裝置(1)，其特征為包括一用來刺破位于坩堝壁(12、14)特別是坩堝底面(14)上的固態(tài)渣殼層(42、42a)的針(58)，其中所述針(58)包含耐高溫材料，特別是鎢、鉬和/或銥。
19.按權(quán)利要求18的裝置(1)，其特征為針(58)基本上設(shè)置在氣體噴嘴(50)的中心。
20.用于熔化物質(zhì)，特別是用于熔化高純度的、侵蝕性的和/或高熔點(diǎn)的玻璃或玻璃陶瓷的方法，特別是用于運(yùn)行按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)的裝置(1、101、201、301)的方法，此方法包括備好一坩堝(10)，備好一用于電磁輻射的發(fā)射裝置(30)，特別是冷卻坩堝(10)，借助于由發(fā)射裝置(30)發(fā)射的電磁輻射來加熱位于坩堝中的熔體，混合或均化坩堝(10)中的熔體(40)。
21.按權(quán)利要求20的方法，其特征為熔體(40)的混合或均化無沾染或至少是少沾染地進(jìn)行。
22.按權(quán)利要求20或21的方法，其特征為為了混合或均化，使熔體(40)按要求作內(nèi)部運(yùn)動。
23.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)的方法，其特征為為了混合或均化，以規(guī)定方式激發(fā)一種在熔體(40)內(nèi)的流動。
24.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)的方法，其特征為為了混合或均化，在熔體內(nèi)加入一第一物質(zhì)(52、156、256)，其中，此第一物質(zhì)在熔體(40)內(nèi)引起或至少激發(fā)一種基本上按規(guī)定的流動。
25.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)的方法，其特征為備好一種帶一熔體(40)出口(22)和一特別是得到冷卻的橋板(24)的坩堝(10)，此橋板插入熔體(40)內(nèi)，其中借助于所述橋板(24)使未熔化的配料成分遠(yuǎn)離出口(22)。
26.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)的方法，其特征為向熔體(40)內(nèi)加入一種配料(156、256)，其中此配料(156、256)的成分或配料組成部分的形式設(shè)計(jì)成這樣，即，使得配料(156、256)往熔體(40)中的加入促使熔體(40)混合或均化。
27.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)的方法，其特征為向熔體(40)內(nèi)加入制成球團(tuán)的和/或裹衣的配料(156、256)。
28.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)的方法，其特征為向熔體(40)內(nèi)加入在熔化時釋放出氣體或氣泡(152)的配料(156)。
29.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)的方法，其特征為攪拌熔體(40)，使其混合或均化。
30.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)的方法，其特征為向熔體(40)內(nèi)加入自溶解的攪拌器(350’)。
31.按上述權(quán)利要求之任一項(xiàng)的方法，其特征為為了混合或均化，向熔體內(nèi)引入氣體或氣泡(52)。
32.玻璃制品或玻璃陶瓷制品，其借助于或可借助于按上述裝置權(quán)利要求之任一項(xiàng)的裝置(1、101、201、301)或按上述方法權(quán)利要求之任一項(xiàng)的方法制造。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于無沾染地熔化高純度的、侵蝕性的和/或高熔點(diǎn)的玻璃或玻璃陶瓷的裝置和方法。為此按照本發(fā)明熔體在一坩堝或熔融渣殼坩堝內(nèi)借助于高頻輻射加熱，并在熔化坩堝內(nèi)混合或均化。最好在坩堝底面上設(shè)一氣體噴嘴，從噴嘴中向熔體內(nèi)逸出氣泡，例如氧氣氣泡(所謂的氧氣氣泡)。由此可以在熔融渣殼坩堝內(nèi)達(dá)到意想不到的多重用處。首先，例如從上方以固態(tài)形式落入熔體內(nèi)的未熔化物質(zhì)通過與熔體的液態(tài)成分的劇烈混和迅速熔化；其次，均衡熔體的溫度分布；第三，達(dá)到不同玻璃成分的均勻分布或充分混和；第四，可以調(diào)整玻璃的氧化還原狀態(tài)。
文檔編號C03C3/097GK1555345SQ02818183
公開日2004年12月15日 申請日期2002年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月2日
發(fā)明者邁克爾·萊斯特, 邁克爾 萊斯特, 厄恩斯特－沃爾特·舍費(fèi)爾, 特-沃爾特 舍費(fèi)爾, 利奧波德·艾西伯格, 德 艾西伯格, 爾 奧姆斯特德, 福爾克爾·奧姆斯特德 申請人:肖特·格拉斯公司, 肖特 格拉斯公司