專利名稱：用于澄清玻璃的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于澄清熔融玻璃的設(shè)備，具體地說，涉及貴金屬澄清容器的 支承和保護。
背景技術(shù)：
用于制造玻璃制品的示范性方法從原始進料如金屬氧化物的熔化開始，以 形成熔融玻璃。熔化方法不僅導(dǎo)致形成玻璃，還形成各種不需要的副產(chǎn)物，包 括各種氣體如氧氣、二氧化碳、 一氧化碳、二氧化硫、三氧化硫、氬氣、氮氣， 以及水。除非去除，否則，這些氣體會繼續(xù)存在于制造過程中，最后作為玻璃 制成品中的氣態(tài)小包含物，有時候作為氣態(tài)微觀包含物。
對于一些玻璃制品而言，存在氣態(tài)小包含物并非有害。但是，對于其他制
品的制造，小到直徑等于50微米的氣態(tài)包含物是不能接受的。 一種這樣的制 品是用于制造顯示器件如液晶和有機發(fā)光二極管顯示器的玻璃板。對于這些應(yīng) 用而言，玻璃必須具有異常透明、原始的表面，沒有變形和包含物。
要從熔融玻璃去除氣態(tài)包含物，通常向進料添加一種或多種澄清劑。澄清 劑是一種多價化合物，它在冷卻時變成還原價態(tài)，吸收過程中的氧，加熱時變 成較高價態(tài)從而釋放氧。釋放的氧導(dǎo)致熔融玻璃或熔體中的氣體聚集并上升至 熔體表面，從而脫離該過程。加熱通常在高溫澄清容器中進行。
用于顯示器級別玻璃的典型澄清溫度可以等于170or。如此高的溫度要求
使用專門的金屬或合金來防止容器的破壞。通常使用鉑或鉑合金，例如鉑-銠。 鉑有益地具有高熔化溫度而且不容易溶解在玻璃中。但是在如此高溫下，鉑或 鉑合金容易氧化。因此，必須采取一些步驟防止熱的鉑澄清容器與大氣氧之間 的接觸。而且，由于鉑是貴金屬而且相當(dāng)昂貴，所以澄清容器的壁一般制造得 盡可能薄。因此，澄清容器可能進一步需要物理支撐。
發(fā)明概述
根據(jù)本發(fā)明一種實施方式，描述了一種用于澄清玻 的設(shè)備，該設(shè)備包括:限定出凹槽(trough)的托架(cradle)，設(shè)置在凹槽內(nèi)用于傳送熔融玻璃的 容器，設(shè)置在托架和含溝道(channel)的容器之間的墊底(bedding)材料， 以及用于支撐與墊底材料中的溝道接合(engage)的至少一部分墊底材料的楔 石(keystone)。
根據(jù)本發(fā)明另一種實施方式，揭示一種用于澄清玻璃的設(shè)備，該設(shè)備包括 限定出凹槽和從凹槽向上延伸的側(cè)壁的耐火托架，設(shè)置在凹槽內(nèi)的由鉑構(gòu)成的 容器，設(shè)置在容器和托架之間的耐火墊底，該耐火墊底包圍容器并且在其上部 包含溝道，設(shè)置在托架上方的耐火楔石，該耐火楔石與溝道接合以支撐耐火墊 底。
應(yīng)當(dāng)理解，以上一般描述和以下詳細描述都—提出本發(fā)明的一些實施方式， 意在提供對理解所要求權(quán)利的本發(fā)明性質(zhì)和特征的概覽或框架。包括附圖以提 供對本發(fā)明的進一步理解，附圖結(jié)合在本說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分。


本發(fā)明的一種示范性實施方式，與描述部分一起解釋本發(fā)明的原理和 操作。
附圖簡要說明
圖1是說明根據(jù)本發(fā)明一種實施方式用于澄清熔融玻璃的設(shè)備的橫截面 圖，該設(shè)備包括用于支撐澄清容器和減少澄清容器氧化的托架。
圖2是說明圖l設(shè)備的一部分的橫截面圖，其中為了簡潔而省略了各耐火塊。
圖3是圖l托架的透視圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的耐火墊底的特寫橫截面圖，顯示墊底的 溝道和凸緣區(qū)域。
圖5是圖4墊底材料的透視圖，不包括澄清容器，顯示耐火墊底的溝道和 凸緣區(qū)域。
發(fā)明詳述
在以下詳細說明中，為了解釋而非限制的目的，提出揭示具體細節(jié)的實施 方式，以提供對本發(fā)明的透徹理解。但是，對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是， 利用本發(fā)明揭示的內(nèi)容，可以以不同于本文所揭示具體細節(jié)的方式通過其他實 施方式實現(xiàn)本發(fā)明。而且，可以省略對眾所周知的器件、方法和材料的描述，以免使本發(fā)明的描述變得模糊不清。最后，只要可能，使用類似的附圖標(biāo)記表 示類似的要素。
根據(jù)本發(fā)明如圖1-3中所示，提供設(shè)備10，該設(shè)備包括澄清容器12、托 架14、墊底材料16、許多各種形狀和尺寸的耐火塊18、以及楔石20。
澄清容器12通常由能夠承受極高溫度有時超過170(TC的金屬構(gòu)成。優(yōu)選 貴金屬容器包含選自鉑族金屬(例如鉑、銠、銥、釘、鈀、和鋨)的金屬或其 合金。但是，可以使用其他高溫金屬和/或合金，例如包含鉬的那些金屬和/或 合金，它們可以單獨使用或者與鉑族金屬組合使用，或者作為與其他高溫金屬 的合金使用。容器12除了例如從溫度有時候超過150(TC的熔爐接受熱熔融玻 璃之外，還用于進一步加熱熔融玻璃。因此，容器12本身可以加熱。在一些 實施方式中，通過使電流通過金屬容器而加熱容器12。但是，可以使用本領(lǐng)域 中已知的其他加熱容器12的方法，例如火焰。澄清容器12優(yōu)選為圓柱形管的 形式。
托架14限定出凹槽22和側(cè)壁24，側(cè)壁從凹槽向上延伸。優(yōu)選托架14包 括U形凹槽。托架14 一般由能夠承受高溫不會發(fā)生機械失效的材料形成。如 本文所用，除非有另外指明，否則，"耐火材料"表示能夠承受高溫的材料。 耐火材料主要由單一的或混合的高熔點元素氧化物構(gòu)成，所述元素例如硅、鋁、 鎂、鈣和鋯。但是，也有非氧化物耐火材料，包括碳化物、氮化物、硼化物和 石墨之類的材料。耐火材料的確切組成取決于將使用耐火材料以及該材料將接 觸的溫度和氣氛。托架14可以例如由氧化鋁或熔鑄氧化鋯耐火材料形成。
澄清容器12設(shè)置在托架14內(nèi)并且被墊底材料16包圍。如圖1中所示， 托架側(cè)壁24優(yōu)選在澄清容器12的頂部上方向上延伸，而且墊底材料16設(shè)置 在容器和托架之間。優(yōu)選墊底材料16作為耐火漿料開始，將該漿料傾倒在凹 槽22中以包圍管12，然后漿料就地硬化或固化，變成固體耐火材料16，為澄 清容器12提供保護墊。所以有時候?qū)|底材料16稱為"可鑄材料"(例如可 鑄材料16) d墊底材料16與澄清容器12密切接觸，從而為澄清容器提供最大 支撐，并有助于防止氧滲透至容器外表面。對于托架14，墊底材料16應(yīng)當(dāng)能 夠承受超過170(TC的溫度。優(yōu)選墊底材料16是耐火組合物，例如可以包含高 純度氧化鋁或氧化鋯。
托架14的側(cè)面和底部由耐火塊18支撐，由類似的耐火塊覆蓋。托架14 和耐火塊18可以進一步安裝在附加的外殼內(nèi)，例如鋼質(zhì)外殼25，從而為耐火塊組件提供結(jié)構(gòu)支撐。耐火塊18可以例如是Insalcor⑧磚。
如圖卜2所示，楔石20優(yōu)選位于托架壁24的頂部。將墊底材料16傾倒 至托架凹槽中，直至楔石29頂部。由于楔石20在托架14上彼此并不接觸， 而是從壁24各自向內(nèi)延伸，延伸距離小于壁之間距離的一半，所以墊底材料 16可以向上流動并到達楔石20的頂部。楔石20優(yōu)選還在延伸邊緣26上包含 半徑。凈結(jié)果是，墊底材料16硬化之后，墊底材料16與楔石20接合。艮卩， 在墊底材料的上部之中形成溝道，楔石20安裝至這些溝道中。墊底材料16和 楔石20的頂部都有附加的耐火塊18，從而將托架14和楔石耐火材料20被包 封在耐火塊內(nèi)。楔石20優(yōu)選由耐火材料形成，可以例如包含熔融氧化鋯或氧 化鋁。
在熔融玻璃流過容器12時處在的高溫條件下，墊底材料16經(jīng)歷塑性變形 或"蠕變"，對墊底材料的支撐功能產(chǎn)生負面影響。即，墊底材料會下垂和變 形，或者甚至壓垮容器12。通過流過容器的熔融玻璃的流體靜壓力在容器下部 補償這種效應(yīng)。但是，熔融玻璃通常不會充滿澄清容器；因此存在玻璃水平線， 在該水平線之上，不會對容器內(nèi)部施加流體靜壓力。存在墊底材料產(chǎn)生的蠕變、 以及存在隨后由墊底材料的重量對澄清容器12的上部施加的壓力、并且不存 在內(nèi)部作用力(例如流體靜壓力)來抗衡墊底材料重量時，可能在容器12頂 部發(fā)生結(jié)構(gòu)失效。楔石20通過為墊底材料提供支撐結(jié)構(gòu)而克服這個問題。
圖3是墊底材料16的特寫，圖中為了簡潔省略了托架14和楔石20，顯示 墊底材料和楔石之間接合的區(qū)域。還顯示澄清容器12和玻璃水平線28，該水 平線標(biāo)出在澄清容器中熔融玻璃30的水平面。沒有支撐時，容器12上方的墊 底材料16將隨時間發(fā)生蠕變，對容器12的頂部施加向下的作用力，從而使容 器12變形，使容器產(chǎn)生結(jié)構(gòu)失效的風(fēng)險。根據(jù)本實施方式，使墊底材料16形 成相反的溝道32，其中溝道之間的厚度d小于溝道上方凸緣34的寬度D。楔 石20與墊底材料16各側(cè)上的溝道32接合，使得通過在溝道32接合的楔石20 對墊底材料16的上部進行支撐。換言之，楔石20延伸至容器12上方的空間 中，當(dāng)該空間充滿未固化狀態(tài)的墊底材料16時，覆蓋楔石的一部分(例如覆 蓋楔石半徑的上表面)。墊底材料16固化或以其他方式轉(zhuǎn)變成其硬化狀態(tài)時， 墊底材料形成一定形狀(如溝道32)，該形狀與楔石延伸部分的形狀互補。因 此，楔石20通過承載來自墊底材料16的重量來提供支撐功能，從而防止墊底 材料16的上部因為澄清容器12的高溫而隨時間發(fā)生下垂。溝道32優(yōu)選沿著墊底材料16的長度以相反的關(guān)系在相同的基本垂直平面縱向延伸。
參見圖2，設(shè)備10可以進一步包括至少一個嵌入墊底材料16的熱電偶36， 從而可以監(jiān)控澄清容器的溫度。所述至少一個熱電偶可以根據(jù)待測量的預(yù)期溫 度范圍、以及測量所需的精確度進行選擇。例如，通常使用B型和S型熱電偶 測量澄清容器(例如金屬管12)的溫度。這兩種熱電偶都是包含鉑和銠的貴金 屬熱電偶。B型熱電偶通常用于最高約180(TC的應(yīng)用中，而S型熱電偶通常用 于感知最高約160CTC的溫度。優(yōu)選使用B型熱電偶測量澄清容器的上部，而使 用S型熱電偶測量澄清容器的中點溫度。將來自所述至少一個熱電偶的電引線 38與測量設(shè)備(未顯示)相連，可以使用該測量設(shè)備記錄和/或控制澄清容器 溫度。
在一些實施方式中，托架14的底角可以是斜切的，如虛線40所示。通過 去除不需要的材料，可以更平均地加熱托架14，并且使托架材料破裂的可能性 減至最低。
應(yīng)當(dāng)強調(diào)的是，上述本發(fā)明實施方式、尤其是任何"優(yōu)選"實施方式，僅 僅是實施的可能例子，提出這些實施方式僅僅是為了清楚理解本發(fā)明的原理。 可以在基本不偏離本發(fā)明精神和原理的情況下對上述實施方式進行許多變化 和修改。所有這些修改和變化都意在包括在本發(fā)明揭示內(nèi)容中并受到以下權(quán)利 要求的保護。
權(quán)利要求
1.一種用于澄清玻璃的設(shè)備，該設(shè)備包括限定出凹槽(22)的托架(14)；設(shè)置在凹槽中的用于傳送熔融玻璃(30)的容器(12)；設(shè)置在托架和容器之間的包含溝道(32)的墊底材料(16)；用于支撐與溝道接合的至少一部分襯墊材料的楔石(20)。
2. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其特征在于，容器(12)是管。
3. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其特征在于，容器(12)包含選自鉑、銠、銥、釕、鈀、鋨、鉬的金屬及其合金。
4. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備的上方延伸。
5. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，托架和容器之間。
6. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備
7. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備的長度延伸。
8. —種用于澄清熔融玻璃的設(shè)備，該設(shè)備包括限定出凹槽(22)和從凹槽向上延伸的側(cè)壁(24)的耐火托架(14);設(shè)置在凹槽內(nèi)的由鉑構(gòu)成的容器(12);設(shè)置在容器和托架之間的耐火墊(16)，耐火墊包圍容器，耐火墊的上部之中包含溝道(32);設(shè)置在托架上方的耐火楔石(20);其中，耐火楔石與溝道接合，從而支撐耐火墊。
9. 如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，托架的底角是斜切的。
10. 如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，將耐火墊(16)傾倒至凹槽(22)中。
11. 如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，側(cè)壁(24)在容器(12)的上方延伸。
12. 如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，進一步包括至少一個嵌入耐火墊(16)中的熱電偶(36)，用于檢測容器(12)的溫度。，其特征在于，托架的側(cè)壁(24)在容器(12)，其特征在于，墊底材料(16)作為漿料設(shè)置在，其特征在于，墊底材料(16)包含耐火材料。，其特征在于，溝道(32)沿著墊底材料(16)
13. 如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，溝道(32)沿著耐火襯墊(16)的長度延伸。
14. 如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于，溝道(32)成相反的關(guān)系。
全文摘要
一種用于澄清熔融玻璃的設(shè)備，該設(shè)備包括澄清容器、用于支撐并防止澄清容器氧化的托架。在澄清容器上方延伸的高托架側(cè)壁以及襯墊材料加強了托架的支撐和防止氧化功能。楔石耐火材料與襯墊材料中形成的溝道接合，有助于防止襯墊材料發(fā)生高溫蠕變并防止損壞澄清容器。
文檔編號C03B5/225GK101675009SQ200880014404
公開日2010年3月17日 申請日期2008年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月1日
發(fā)明者L·H·科塔斯卡, R·E·弗雷利 申請人:康寧股份有限公司