[其他]用真空澄清法熔化和澄清玻璃或其它类似物质

说明书

本案为Gerald    E.Kunkle，Wright    M.Welton，and    Ronald    L.Schwenninger    1986年1月2日提交的系列号为815，494的美国专利申请的部分继续申清。

本发明涉及采取负压来促进玻璃液或类似物质的澄清。更具体地说，本发明涉及这种澄清技术的连续工业规模利用的实际方案。

在玻璃的熔化过程中，由于配合料的分解而产生相当大量的气体。其它气体是由配合料本身带入的或由燃烧热源引入到熔化玻璃液中的。大部分气体在初始熔化期间排除。但是，有一些气体被捕集在玻璃熔体中。有些捕集的气体溶解于玻璃中，而另外的部分则形成所谓气泡或“灰泡”的离散气体包含物，如果这种气泡以过度高的浓度存在于产品玻璃中，它将是有害的。如果在所谓“精炼”或“澄清”的玻璃生产操作工序中给予足够的时间，这种气体包含物将上升到表面从熔融玻璃中排除。通常在澄清区提供高温通过降低熔体粘度和增大气泡直径来促进气体包含物的上升和排除。在澄清阶段所采用的高温所需的能量和为气体包含物从熔体中排除提供足够的时间所需的大熔化室是玻璃制造过程中的主要花费。因此，人们所希望的是改进澄清方法以降低这些花费。

通过降低溶解有气体的熔体上面的局部压力会有助澄清过程的进行是已知的。另外，降低压力可以增大熔体中气泡的体积以便使它们加速上升到表面。提供常规澄清室规模的密封容器以使在其中抽真空的不实用性，使其真空澄清的使用只限于相当小规模的分批生产，如1，564，235;2，781，411;2，877，280;3，338，694和3，442，622号美国专利中所公开的那样。

已有人提出连续真空澄清方法，但是，由于各种缺点，没有被玻璃的大规模连续生产所接受。在805，139;1，598，308和3，519，412号美国专利中所示的连续真空澄清方案中，一个主要的缺点是由于压力的不同必需具有进出真空区的相当窄的垂直通道。这些通道使这种容器，特别使要求密封墙的容器的结构复杂化，增加了物质通过量与杂质耐火材料的接触面积，以及增强了对物料流的很大粘滞阻力。人们可以注意到即使在适度的真空度下，需要使玻璃的实际高度平衡。改变这一系统生产量也是一个问题，特别对于粘滞阻力因素。由于改变要生产的产品（厚度，宽度）和影响所要求生产率的经济因素，在连续工业生产中，生产率的灵活性是很重要的。在上述三个专利的每个中，为提高通过真空区通道的流速的驱动力只能通过增加真空区上流的熔体对真空区下流熔体的相对深度来提供。在这些系统中，由于固有的粘滞阻力性质，从而增大了这种水平差的值。因为在熔体表面高度处发生侧墙的加速侵蚀，所以显著改变熔体的液面高度会加重侵蚀，而这种侵蚀还会降低产品玻璃的质量。

在3，429，684号美国专利中示出了一种比较简单的结构，其中配合料通过一真空阀喂入，并在垂直的细长真空室的顶部熔化。在那种方案中改变生产量似乎需要改变在真空室中所采用的真空度，这样将不利于改变所获得的澄清程度。在真空室内熔化原料是那种方案的另一缺点，有如下几种原因：第一，在真空条件下进行原料的最初分解将会产生大体积的泡沫，这就需要一个足以容纳这种泡沫的大容器。第二，存在原料可能沿一个短循环路径进入输出流，因此来不及充分熔化和澄清。第三，在真空容器中进行初始阶段的熔化和加热熔融体至澄清温度需要向该容器中的熔体提供大量的热量。这样大的热量输入到这种容器中自然会导致熔体中的对流，从而增加炉墙的侵蚀，而这种侵蚀又会导致澄清产品流的污染。第四，从配合料中的碳酸盐分解放出来的二氧化碳将在该容器中产生相当高的二氧化碳分压，由此，至少部分地消除了从熔体中排除去二氧化碳的减压能力。

4，195，982号美国专利公开了最初在高压力下熔化玻璃，然后在分隔室中在低压下澄清玻璃的方法。对其中的两个室都要进行加热。

4，110，098号美国专利公开了一种慎重地使玻璃发泡以促进澄清的方法。在大气压下，通过强热和化学发泡剂来发泡。