【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
0、技术背景
1、从现有技术中已知用于制造玻璃的熔炉设计的不同实例，所述熔炉设计特别取决于要制造的产品，即取决于玻璃的最终成形。
2、由此，根据设想的生产涉及玻璃纤维、工业中空玻璃成型还是平板玻璃成型来区分不同的熔炉设计。
3、在玻璃熔炉的设计中的工业挑战之一是能够获得品质要求取决于产品的玻璃；在这方面，平板玻璃的生产相对来说是最苛刻的之一。
4、以非常大的量生产的平板玻璃由于其多功能特性而用于许多应用，特别是广泛用于电子领域(平面屏幕)或建筑和汽车工业，其中这种玻璃可以使用多种技术(弯曲、回火等)进行转变，由此构成用于全系列玻璃产品的基础玻璃。
5、成比例地解决关于品质和数量二者的挑战，本专利技术因此针对用于工业成型此类平板玻璃的玻璃制造，这种玻璃常规通过用于将玻璃浮在熔融金属(通常为锡)浴上的浮法单元获得；这种漂浮法是为什么此类平板玻璃被称为“浮法”玻璃的原因。
6、对于用浮法单元制造平板玻璃，预期玻璃能够结合品质和数量二者。
7、一方面，预期能够向浮法单元或“浮池”连续供应大量玻璃，即通常大于400吨/天、有利地大于600吨/天、或甚至1000吨/天或更多的负荷，这比制造玻璃纤维或工业中空玻璃成型所需的负荷要大得多。
8、另一方面，预期能够向浮法单元或“浮池”进料高品质玻璃，也就是说，含有尽可能少的未熔融材料或气泡的玻璃，即通常具有小于0.5个气泡/升的玻璃。
9、实际上，玻璃的质量特别但非排他地基于玻璃
10、此外，回顾一下，玻璃中存在气泡(或气态缺陷)是玻璃制造工艺中制造玻璃的方法所固有的，在该玻璃制造工艺中通常区分三个连续步骤或阶段：熔融；澄清和均化；以及玻璃的热调节。
11、实际上，玻璃中气泡的存在来自于熔融步骤，在该步骤过程中，玻璃配合料(也称为“组合物”)被熔融。玻璃配合料由包含例如用于制造钠钙玻璃(最常用于制造平板玻璃的玻璃)的砂、石灰石(碳酸钙)、碳酸钠、白云石的混合物的原料组成，有利地向其中加入由玻璃屑组成的碎玻璃以特别促进熔融。
12、玻璃配合料转变为液态物质，其中溶解了甚至最不可混溶的颗粒，即最富含二氧化硅或二氧化硅(sio2)并具有少量氧化钠(na2o)的颗粒。
13、碳酸钠(na2co3)从775℃开始与沙粒反应，由此将二氧化碳气泡(co2)释放到液体中，随着碳酸盐转化为硅酸盐，该液体变得越来越粘稠。同样，石灰石颗粒向石灰的转化和白云石的分解也导致二氧化碳(co2)的排放。
14、当熔融玻璃液中不再有固体颗粒时，熔融步骤完成，所述熔融玻璃液变得非常粘稠，但是在制造方法的这个阶段，其随后充满空气和气泡。
15、澄清和均化步骤(通常称为澄清)随即能够消除存在于熔融玻璃中的所述气泡。
16、以已知的方式，在该步骤过程中有利地使用“澄清剂”，即低浓度的物质，其通过在浴的熔点处分解来提供气体，所述气体使气泡变大以便加速所述气泡朝向玻璃表面上升。
17、制造方法的热调节步骤随后使得可以在成型操作开始时只要玻璃粘度通常必须是澄清过程中的至少10倍就降低玻璃的温度。
18、当然，在适才描述的制造玻璃的每个步骤与用于实施这些步骤的熔炉结构之间存在对应关系。
19、通常，此类用于制造玻璃的熔炉由此依次包括熔融区，在该熔融区中通过熔融玻璃配合料发生向玻璃浴的转变，然后是澄清和均化区以便从玻璃中除去气泡，以及最后的热调节区，所述热调节区用于冷却玻璃以使其达到成型温度，该成型温度远低于玻璃在其生产过程中所经历的温度。
20、在适才回顾的玻璃制造过程中特别值得保留的是，熔融步骤伴随着排放二氧化碳(co2)——即涉及气候变化的主要温室气体之一。
21、除了制造高品质玻璃以及以尽可能低的建造和熔炉运行成本实现高生产率的工业挑战外，玻璃工业必须应对的其它重大挑战之一目前是生态学的，即需要找到减少与玻璃制造工艺相关的碳足迹(或co2足迹)的解决方案。
22、为了实现碳中和的目标，工艺的总体方法是有利的，目的在于在多个点处起作用以减少制造过程中的直接排放以及间接排放二者，或价值链中的上游和下游的排放，例如与上游材料和随后的下游产物的运输相关的那些。
23、由此，这些多个点包括产品设计和材料组成、改善工业过程的能量效率、使用可再生和脱碳能量、与原材料供应商和后勤公司协作以减少他们的排放、以及最终探索用于捕获和封存残余排放的技术。
24、在直接排放中，除了上文回顾的玻璃制造方法中固有的那些之外，最特别用于高温(超过1500℃)熔融步骤的能量类型代表了对玻璃制造方法中的碳足迹的最大贡献，因为其通常是化石能量，最经常是天然气，或甚至石油产品如燃料油。
25、因此，对新熔炉设计的研究不仅必须使得能够应对与玻璃品质和合适数量相关的工业挑战，而且还能够通过减少特别是化石能量的使用来减少玻璃制造方法在直接和间接二氧化碳(co2)排放方面的碳足迹。
26、在熔炉中制造玻璃，熔炉自第一个罐式(或坩埚)熔炉到西门子炉(其通常被认为是现代大型连续铸造玻璃熔炉如每天可以生产高达1200吨浮法玻璃的横焰炉的前身)以来始终没有停止发展。
27、因此，用于熔融的能量选择导致主要分为两种用于制造玻璃的大型熔炉设计：燃料燃烧熔炉和电熔炉。
28、根据第一种设计，燃料燃烧熔炉通常使用矿物燃料，特别是天然气用于燃烧器，热能由此通过火焰和玻璃浴表面之间的热交换传递给玻璃。
29、上述横焰炉是根据该第一设计的熔炉的一个实例，并广泛用于将熔融玻璃进料至意在制造平板玻璃的浮法单元或“浮池”。
30、根据第二种设计，电熔炉是通过焦耳效应在熔融玻璃本体中产生热能的熔炉。
31、实际上，玻璃在室温下是绝缘物质并在高温下变得导电，因此可以设想在玻璃熔体自身内使用焦耳效应来加热它们。
32、但是，电熔炉例如用于生产特定玻璃类型，如氟化物乳白玻璃或铅水晶玻璃，或者通常用于制造用于隔热的玻璃纤维。
33、因此，本领域技术人员通常认为，就玻璃数量或最重要的就玻璃品质而言，此类电熔炉不能为意在制造平板玻璃的使玻璃浮在熔融金属浴上的浮法单元进料。
34、这就是为什么燃料燃烧熔炉(如横焰炉)至今仍是唯一能为此类浮法玻璃单元进料的熔炉。
35、此外，燃料燃烧熔炉具有各种优点，佐证了它们在玻璃制造中的广泛应用。
36、但是，燃料燃烧熔炉依赖于使用化石能量(基本上是天然气)作为燃料，并且因此它们的碳足迹与减少二氧化碳(co2)排放，即玻璃制造过程的碳足迹的目标相对不兼容。
37、为了补充根据现有技术的用于制造玻璃的熔炉设计的公开内容，还将提及“第三设计”或熔炉的演变，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.用于为使玻璃浮在熔融金属浴上的浮法单元进料的混合玻璃制造熔炉(10)，所述混合熔炉(10)从上游至下游包括：
2.根据权利要求1所述的熔炉，其特征在于所述分离装置(170)能够防止玻璃从第一澄清区(210)返回到熔融区(100)，其结果是能够独立于第一澄清区(210)的第二对流流(C2)控制所述熔融区(100)的第一对流流(C1)。
3.根据权利要求1或2所述的熔炉，其特征在于所述分离装置(170)配置为限制从熔融区(100)传递到第一澄清区(210)的玻璃的量，以提高玻璃在熔融区(100)中的停留时间。
4.根据权利要求1至3任一项所述的熔炉，其特征在于所述分离装置(170)包括称为第一壁的壁(120)，所述壁配置为防止熔融玻璃从澄清区(200)返回到熔融区(100)。
5.根据权利要求1至3任一项所述的熔炉，其特征在于所述混合熔炉(10)包括颈部(160)，称为第一颈部，其将熔融区(100)连接至澄清区(200)。
6.根据权利要求5所述的熔炉，其特征在于所述混合熔炉(10)包括用于冷却玻璃的装置(500)，所述
7.根据权利要求5或6所述的熔炉，其中所述第一颈部(160)包括底部(165)，其特征在于所述分离装置(170)包括所述第一颈部(160)的底部(165)的至少一个凸起部分(161)，所述凸起部分配置为防止熔融玻璃从澄清区(200)返回到熔融区(100)。
8.根据权利要求7所述的熔炉，其特征在于所述底部(165)的所述至少一个凸起部分(161)从上游到下游包括至少一个上升区段(164)、顶部区段(166)和下降区段(168)。
9.根据权利要求8所述的熔炉，其特征在于所述底部(165)的所述至少一个凸起部分(161)的所述上升区段(164)与下降区段(168)中的至少一个相对于水平面倾斜和/或包括形成平台的顶部区段(166)。
10.根据权利要求7至9之一所述的熔炉，其特征在于所述凸起部分(161)具有最大高度(H’，H”)，所述最大高度完全或部分决定第一颈部(160)中的熔融玻璃的通道截面(180)。
11.根据权利要求5所述的熔炉，其特征在于所述分离装置(170)包括至少一个挡板(172)，所述挡板竖直延伸，部分浸没在从熔融区(100)到玻璃澄清区(200)流经所述第一颈部(160)的玻璃浴(106)中，所述挡板(172)配置为防止所述熔融玻璃从澄清区(200)返回到熔融区(100)。
12.根据权利要求11所述的熔炉，其特征在于所述挡板(172)位于所述第一颈部(160)的上游末端。
13.根据权利要求11结合权利要求7至10之一所述的熔炉，其特征在于所述分离装置(170)包括挡板(172)和所述第一颈部(160)的底部(165)的所述至少一个凸起部分(161)。
14.根据权利要求13结合权利要求8所述的熔炉，其特征在于所述挡板(172)位于所述第一颈部(160)的底部(165)的凸起部分(161)的顶部区段(166)上方。
15.根据权利要求11至14任一项所述的熔炉，其特征在于所述挡板(172)安装为可垂直移动，以便允许调节其在玻璃浴(106)中的浸没深度，以便基于所述挡板(172)的深度调节来改变熔融玻璃的通道截面(180)。
16.根据前述权利要求任一项所述的熔炉，其特征在于所述混合熔炉(10)包括用于将熔融区(100)的气氛与澄清区(200)的气氛分开的分离装置(174)，如帘幕。
17.根据前述权利要求任一项所述的熔炉，其特征在于所述混合熔炉(10)包括阻挡装置(176)，其能够将存在于玻璃浴(106)表面处的玻璃配合料层(104)保持在所述熔融区(100)中，所述阻挡装置(176)布置在所述熔融区(100)的下游末端处。
18.根据权利要求17结合权利要求16所述的熔炉，其特征在于所述阻挡装置(176)由所述分离装置(174)形成，所述分离装置(174)的自由末端在所述浴(106)的表面处延伸，或者浸没在所述玻璃浴(106)中。
19.根据权利要求17结合权利要求16所述的熔炉，其特征在于所述阻挡装置(176)与所述分离装置(174)分离，所述阻挡装置(176)附接到所述分离装置(174)上或远离所述分离装置(174)。
20.根据前述权利要求任一项所述的熔炉，其特征在于所述混合熔炉(10)配置为以大于或等于400吨/天、优选600至900吨/天、或甚至1000吨/天或更高的...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.用于为使玻璃浮在熔融金属浴上的浮法单元进料的混合玻璃制造熔炉(10)，所述混合熔炉(10)从上游至下游包括：
2.根据权利要求1所述的熔炉，其特征在于所述分离装置(170)能够防止玻璃从第一澄清区(210)返回到熔融区(100)，其结果是能够独立于第一澄清区(210)的第二对流流(c2)控制所述熔融区(100)的第一对流流(c1)。
3.根据权利要求1或2所述的熔炉，其特征在于所述分离装置(170)配置为限制从熔融区(100)传递到第一澄清区(210)的玻璃的量，以提高玻璃在熔融区(100)中的停留时间。
4.根据权利要求1至3任一项所述的熔炉，其特征在于所述分离装置(170)包括称为第一壁的壁(120)，所述壁配置为防止熔融玻璃从澄清区(200)返回到熔融区(100)。
5.根据权利要求1至3任一项所述的熔炉，其特征在于所述混合熔炉(10)包括颈部(160)，称为第一颈部，其将熔融区(100)连接至澄清区(200)。
6.根据权利要求5所述的熔炉，其特征在于所述混合熔炉(10)包括用于冷却玻璃的装置(500)，所述装置能够冷却第一颈部(160)中的玻璃，特别是至少一种空气循环冷却装置(510)。
7.根据权利要求5或6所述的熔炉，其中所述第一颈部(160)包括底部(165)，其特征在于所述分离装置(170)包括所述第一颈部(160)的底部(165)的至少一个凸起部分(161)，所述凸起部分配置为防止熔融玻璃从澄清区(200)返回到熔融区(100)。
8.根据权利要求7所述的熔炉，其特征在于所述底部(165)的所述至少一个凸起部分(161)从上游到下游包括至少一个上升区段(164)、顶部区段(166)和下降区段(168)。
9.根据权利要求8所述的熔炉，其特征在于所述底部(165)的所述至少一个凸起部分(161)的所述上升区段(164)与下降区段(168)中的至少一个相对于水平面倾斜和/或包括形成平台的顶部区段(166)。
10.根据权利要求7至9之一所述的熔炉，其特征在于所述凸起部分(161)具有最大高度(h’，h”)，所述最大高度完全或部分决定第一颈部(160)中的熔融玻璃的通道截面(180)。
11.根据权利要求5所述的熔炉，其特征在于所述分离装置(170)包括至少一个挡板(172)，所述挡板竖直延伸，部分浸没在从熔融区(100)到玻璃澄清区(200)流经所述第一颈部(160)的玻璃浴(106)中，所述挡板(172)配置为防止所述熔融玻璃从澄清区(200)返回到熔融区(100)。
12.根据权利要求11所述的熔炉，其特征在于所述挡板(172)位于所述第一颈部(160)的上游末端。
13.根据权利要求11结合权利要求7至10之一所述的熔炉，其特征在于所述分离装置(170)包括挡板(172)和所述第一颈部(160)的底部(165)的所述至少一个凸起部分(161)。
14.根据权利要求13结合权利要求8所述的熔炉，其特征在于所述挡板(172)位于所述第一颈部(160)的底部(165)的凸起部分(161)的顶部区段(166)上方。
15.根据权利要求11至14任一项所述的熔炉，其特征在于所述挡板(172)安装为可垂直移动，以便允许调节其在玻璃浴(106)中的浸没深度，以便基于所述挡板(172)的深度调节...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·萨格特，P·德迪亚努斯，A·勒弗热，JM·孔布，
申请(专利权)人：法国圣戈班玻璃厂，
类型：发明
国别省市：
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