專利名稱：用于控制平板玻璃成形的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過在熔融錫層上導(dǎo)引熔融玻璃來控制平板玻璃成形的方法。
背景技術(shù)：
在浮法平板玻璃成形工藝中，在容納于熔池內(nèi)的熔融錫層上導(dǎo)引從熔爐流出的熱玻璃。該熔池由其壁具有耐火材料襯里的金屬殼體構(gòu)成。玻璃在稠密的錫上方鋪展成大約6mm的厚度，該厚度取決于重力、表面張力和拉力的綜合效果。該拉力是由支承玻璃帶(glass ribbon)的輥施加的，所述輥設(shè)置在位于錫熔池下游的玻璃退火爐中。
平板玻璃在包含氮和氫(占?xì)夥阵w積的3-10％)的氣氛下成形，以限制錫在少量空氣進(jìn)入、玻璃脫氣以及所引入的氮和氫中的廢物-如水分的作用下氧化。該氣氛被保持在很小的正壓下并且被連續(xù)補(bǔ)充，以防止可導(dǎo)致玻璃中的缺陷的雜質(zhì)積聚。
水分和氧的存在污染了錫并且導(dǎo)致一氧化錫(SnO)釋放到氣氛中。該一氧化錫可凝結(jié)在熔池的下游部分的耐火材料壁上，并且經(jīng)過化學(xué)還原作用，以金屬滴的形式落在玻璃帶上。此外，錫熔池中的溶解氧含量的增加導(dǎo)致更多數(shù)量的一氧化錫吸附在玻璃帶的下側(cè)。如果該數(shù)量太高，則在玻璃帶的后續(xù)熱處理期間一氧化錫可轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸a并在玻璃上形成藍(lán)色暈圈。最后，由于氧的溶解度與溫度密切相關(guān)(當(dāng)錫從1000℃冷卻至600℃時溶解性從630ppm變?yōu)?ppm)，而玻璃的移動導(dǎo)致錫從熔池的熱的上游區(qū)域(1000℃)快速流動至冷的下游區(qū)域(600℃)，所以在熱區(qū)域內(nèi)的溶解氧可能在熔池的冷區(qū)域內(nèi)作為二氧化錫沉淀，從而導(dǎo)致錫熔池逐漸結(jié)垢。
為避免這些問題，已知可以根據(jù)工作狀況調(diào)節(jié)熔池頂部的加熱曲線以及氮和氫的流量分配(以氮/氫混合流的形式，以及可選地以純氮流的形式)，該工作狀況包括對所生產(chǎn)的玻璃的拉出，對腔室中的溫度的不定期測量、對玻璃厚度的測量，以及對由于錫導(dǎo)致的制造缺陷的比例隨時間的變化的監(jiān)控。還可使用常規(guī)濕度計測量氣氛中的水分含量。這些濕度計可以是冷卻鏡系統(tǒng)或者紅外光譜測量系統(tǒng)。這些系統(tǒng)具有下列缺點-由于測量是不定期的和局部的，因此不一定能代表所考慮的整個區(qū)域；-由于與熔池的氣氛直接接觸而導(dǎo)致結(jié)垢，因此必須經(jīng)常清潔和校準(zhǔn)系統(tǒng)；-由于系統(tǒng)產(chǎn)生的信號是不連續(xù)的(或者在數(shù)據(jù)包中連續(xù))，因此這些系統(tǒng)不能用于對熔池氣氛和浮法玻璃成形條件進(jìn)行實時控制的控制循環(huán)；-根據(jù)采樣路線的長度和對(冷卻)鏡的溫度調(diào)節(jié)，這些系統(tǒng)的反應(yīng)時間可能大約1分鐘。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種通過測量水分含量來控制平板玻璃成形的方法，該方法不存在上述問題。
為此，本發(fā)明涉及一種通過在熔融錫層上導(dǎo)引熔融玻璃來控制平板玻璃成形的方法，其中使用至少一個二極管激光器來測量在成形工藝期間玻璃表面上方的H2O濃度。
具體實施例方式
在本發(fā)明中，二極管激光器是指這樣一種測量系統(tǒng)，包括-發(fā)射器，用于發(fā)射優(yōu)選具有在波長范圍Δd內(nèi)的可變波長的激光束，該波長范圍包括至少一個被其存在有待檢測的物質(zhì)吸收的特征波長；
-檢波器，用于在激光束穿過待分析的介質(zhì)后檢測該激光束；-比較裝置，例如用于在所考慮的整個波長范圍內(nèi)，比較接收到的激光束的振幅(光束強(qiáng)度)和所發(fā)射的激光束的振幅。
根據(jù)一種變型，所確立的方法的至少一個二極管激光器還測量溫度。
可在成形工藝期間將二極管激光器設(shè)置在距離玻璃表面2-50cm處，優(yōu)選地5-20cm處?？梢匝厝鄢氐拈L度在不同位置處設(shè)置多個二極管激光器。優(yōu)選地，將至少一個測量H2O濃度的二極管激光器設(shè)置在下列位置中的至少一個位置處-在熔池的熱的上游區(qū)域內(nèi)，因為在該區(qū)域內(nèi)錫中的氧的溶解度很高；-在熔池的冷的下游區(qū)域內(nèi)，因為該區(qū)域內(nèi)由于玻璃帶離開而使得進(jìn)入的空氣通常較多。
還優(yōu)選地將至少一個測量溫度的二極管激光器設(shè)置在熔池的熱的上游區(qū)域內(nèi)。將二極管激光器定位成使得在成形工藝期間每個激光束的方向橫向于玻璃移動的方向。
在實踐中，激光束經(jīng)由設(shè)置在金屬殼體的壁上的觀察窗進(jìn)入爐內(nèi)，觀察窗的高度使得在成形工藝期間激光束在玻璃表面上方的較短距離處通過。激光發(fā)射器和接收器可位于每個觀察窗的后面。根據(jù)一種變型，可將發(fā)射器和接收器設(shè)置在同一觀察窗后面；將反射鏡設(shè)置在第二觀察窗后面，以便反射由發(fā)射器發(fā)射到接收器的激光束?？墒褂脷怏w-例如氮來清潔發(fā)射器和接收器以及可選地反射鏡的觀察窗的表面，以避免灰塵沉積并從而防止發(fā)射器和接收器過熱。
二極管激光器具有沿光程并從而跨越熔池的整個寬度對所需數(shù)據(jù)進(jìn)行平均測量的優(yōu)點。它可以在成形工藝期間在玻璃表面上方的幾個厘米處進(jìn)行測量，不需要任何元件插入熔池，從而避免了對與熔池氣氛相接觸的傳感器進(jìn)行費用昂貴的維護(hù)，以及受限制或難于接近傳感器(的缺點)。此外，與將探針放置在熔池上方幾個厘米處的情況不同，二極管激光器不會引起向熔池的熱傳遞的任何變化。
由于本發(fā)明，可以根據(jù)二極管激光器測量的H2O濃度和溫度來調(diào)節(jié)成形熔池的加熱曲線以及被引入熔池的氮和氫的流量分配。為了調(diào)節(jié)加熱曲線以及氮和氫的流量分配，除了H2O濃度和溫度以外，還可以考慮的參數(shù)是由錫產(chǎn)生的缺陷的比例變化以及生產(chǎn)線的工作狀況(所生產(chǎn)的玻璃的產(chǎn)量和厚度)。
由于本發(fā)明，還可以根據(jù)二極管激光器測量的H2O濃度的值安排錫熔池的維護(hù)和/或清潔工作時間表。在安排這些工作的時間表時還可考慮生產(chǎn)線的工作狀況(生產(chǎn)的玻璃的產(chǎn)量和厚度)。
權(quán)利要求
1.一種通過在成形熔池中的熔融錫層上導(dǎo)引熔融玻璃來控制平板玻璃成形的方法，其特征在于，使用至少一個二極管激光器測量成形工藝期間玻璃表面上方的H2O濃度。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，使用至少一個二極管激光器來測量溫度。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在成形工藝期間，將二極管激光器設(shè)置在距離玻璃表面2-50cm處，優(yōu)選地5-20cm處。
4.如上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，將至少一個測量H2O濃度的二極管激光器設(shè)置在下列位置中的至少一個位置處在熔池的熱的上游區(qū)域內(nèi)，以及在熔池的冷的下游區(qū)域內(nèi)。
5.如上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，將至少一個測量溫度的二極管激光器設(shè)置在熔池的熱的上游區(qū)域內(nèi)。
6.如上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，將二極管激光器定位成使得在成形工藝期間該二極管激光器的激光束橫向于玻璃移動的方向。
7.如權(quán)利要求2至6中任一項所述的方法，其特征在于，根據(jù)二極管激光器測量的H2O濃度和溫度的值來調(diào)節(jié)成形熔池的加熱曲線以及被引入熔池的氮和氫的流量分配。
8.如上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，根據(jù)二極管激光器測量的H2O濃度的值安排錫熔池的維護(hù)和/或清潔工作時間表。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通過在成形熔池中的液態(tài)錫層上導(dǎo)引熔融玻璃來控制平板玻璃成形的方法。根據(jù)所述方法，使用至少一個二極管激光器來測量成形工藝期間玻璃表面上方的H
文檔編號C03B18/20GK1849268SQ200480025969
公開日2006年10月18日 申請日期2004年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月9日
發(fā)明者C·尚皮諾, J-F·西蒙 申請人:液體空氣喬治洛德方法利用和研究的具有監(jiān)督和管理委員會的有限公司