CN101918329A - 用于玻璃生产的耐腐蚀性托架和可浇铸材料 - Google Patents

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Abstract

一种用于高温流体递送系统的托架，该托架包括壳体，该壳体包括限定出一个凹槽的底部和两个侧壁，其中该壳体包含熔凝氧化锆。熔凝氧化锆为支承的递送系统提供高温抗蠕变性，耐腐蚀性和绝热性。该托架延长了系统寿命，提高了产品品质，并降低了与玻璃递送系统故障相关的成本。

Description

用于玻璃生产的耐腐蚀性托架和可浇铸材料
相关申请交叉引用
本申请要求2007年11月2日提交的美国临时专利申请61/001621的优先权，该临时申请通过参考全文结合于此。
技术领域
本发明涉及高温材料递送组件和系统。具体来说，本发明涉及用于难熔金属玻璃递送系统的耐腐蚀托架和可浇铸材料。本发明适合于例如用于采用难熔贵金属容器(例如由Pt和Pt合金制造的那些容器)的玻璃熔融和递送系统中。
技术背景
对于目前用于玻璃递送的直接加热铂系统(“DHPS”)，如果该系统在接近该金属熔融温度的温度下运行较长时间，容易发生玻璃泄漏和其他材料故障。玻璃泄漏和其他材料故障的联合效应导致玻璃生产线过早停工。要防止和/或减轻铂玻璃递送系统的故障，需要可浇铸材料和托架来支承铂管线。
连接的自加热的贵金属如铂合金玻璃输送系统在非常接近该金属熔点的温度工作。所以，这些薄型玻璃输送结构在玻璃负荷下非常容易变形。在贵金属管路断裂的情况下，用铝酸钙胶粘剂粘接的可浇铸材料和氧化铝托架材料在接触某些硼铝硅酸盐玻璃组合物时会发生明显的分解。这时可浇铸材料和托架都丧失其功能：可浇铸材料不能包容泄漏，托架丧失其结构完整性。托架丧失结构完整性之后，就不能继续支承贵金属玻璃输送系统，将发生更明显的玻璃泄漏。玻璃移动到可浇铸材料和托架组件的外侧，并移动到周围的绝热耐火材料中。这种情况使热量损失增大，迫使DHPS功率达到最大输出。达到最大输出时，就不再有足够的功率来充分加热玻璃从而足以除去气泡，导致玻璃输送容器可能发生灾难性故障。
一种制造玻璃制品的示例性过程从原料进料如金属氧化物的熔融开始，以形成熔融玻璃。熔融过程不仅导致形成玻璃，还形成各种不需要的副产物，包括各种气体如氧、二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、三氧化硫、氩、氮，和水。如果不加以除去，这些气体会继续参与整个制造过程，最终成为完成的玻璃制品中的小的(有时候是微型的)气态夹杂物或气泡。
对于一些玻璃制品而言，存在小的气态夹杂物并非是有害的。但是，对于制造的其他制品，小到直径为50微米的气态夹杂物是不能接受的。一种这样的制品是显示器装置如液晶显示器和有机发光二极管显示器的制造中使用的玻璃板。对于这样的应用，玻璃必须具有特别的透明性、原始表面、没有变形和夹杂物。
要从熔融玻璃中除去气态夹杂物，通常向进料中加入一种或多种澄清剂。澄清剂可以是多价氧化物，如As2O3。在玻璃熔融过程中，As2O3转化成As2O5。在澄清阶段中，发生以下反应：
As2O5→As2O3+O2(气)
释放出的氧气在熔融玻璃中形成气泡。气泡使得能够收集其他溶解的气体，并上升到熔体表面，在表面从该过程中被除去。通常在高温澄清容器中进行加热。
显示器等级的玻璃的澄清温度通常高达1700℃。如此高的温度要求使用专门的金属或合金来防止容器损坏。通常使用铂或铂合金，如铂-铑。铂有利地具有高熔融温度，不会轻易溶解在玻璃中。但是，在这样的高温下，铂或铂合金容易氧化。因此，必须采取一些步骤来防止热的铂澄清容器接触大气中的氧。
而且，由于铂是一种贵金属而且相当昂贵，一般将澄清容器的壁制造得尽可能薄。所以，澄清容器可能还需要托架形式和可浇铸材料的物理支承。
当澄清容器发生玻璃泄漏时，托架和可浇铸材料作为玻璃的第二盛器。因此，为了防止支承结构的腐蚀，必须考虑玻璃和托架及可浇铸材料之间的相容性。
发明概述
进行了简要描述并且在以下详细描述的本发明相同或不同方面的实施方式可以在可能和适用的情况下进行组合，形成各种另外的实施方式。
根据本发明第一方面，提供了一种用于高温流体递送系统的托架，该托架包括壳体，该壳体包括限定出一个凹槽的底部和两个侧壁，其中该壳体包含熔凝氧化锆。
在本发明第一方面的一些实施方式中，该壳体主要由熔凝氧化锆构成。
在本发明第一方面的一些实施方式中，该壳体的底部在高温流体递送系统的操作温度下具有高的耐蠕变性。
在本发明第一方面的一些实施方式中，该壳体具有整体化结构。
在本发明第一方面的一些实施方式中，熔凝氧化锆具有低的开孔孔隙率。
在本发明第一方面的一些实施方式中，熔凝氧化锆在1000℃温度下对非腐蚀性液体基本是不渗透性的，在一些实施方式中是在1200℃温度下，在一些实施方式中是在1500℃温度下，在一些实施方式中是在1600℃温度下，在一些实施方式中是在1650℃温度下对非腐蚀性液体基本是不渗透性的。
在本发明第一方面的一些实施方式中，该托架用于支承耐火容器，例如可进行操作来递送温度高于1000℃，在一些实施方式中高于1500℃，在一些实施方式中高于1600℃的流体的管道。
在本发明第一方面的一些实施方式中，该托架用于支承可进行操作来递送熔融玻璃的难熔金属管道。
在本发明第一方面的一些实施方式中，熔凝氧化锆的密度至少为4.8克/立方厘米，在一些实施方式中至少为5.0克/立方厘米，在一些其他实施方式中至少为5.2克/立方厘米，在一些实施方式中至少为5.3克/立方厘米。
在本发明第一方面的一些实施方式中，该壳体包含至少90重量％的ZrO2；在一些实施方式中为至少91％，在一些其他实施方式中为至少92％，在一些实施方式中为至少93％。
在本发明第一方面的一些实施方式中，该凹槽的深度使得能对其进行操作来容纳难熔管道，该管道中的流体水平低于该凹槽的最高点。
在本发明第一方面的一些实施方式中，该托架在壳体内侧还包括浇铸的耐火材料，可利用该材料支承高温流体递送系统。
根据本发明第二方面，提供了一种玻璃制造系统，该系统包括：
-可用来容纳熔融玻璃的难熔金属容器；
-包括含熔凝氧化锆的壳体的托架，该壳体至少部分包围金属容器，其中该壳体包括限定出一个凹槽的底部和两个侧壁；和
-设置在金属容器外表面与壳体之间的浇铸的耐火材料衬料。
在本发明第二方面的一些实施方式中，该难熔金属容器包含铂和/或其合金。
在本发明第二方面的一些实施方式中，该浇铸的耐火材料的衬料基本填充在托架和金属容器外表面之间的间隙中。
在本发明第二方面的一些实施方式中，可操作该玻璃制造系统以处理温度为1500℃的熔融玻璃，在一些实施方式中为1550℃，在一些实施方式中为1600℃，在一些实施方式中为1650℃，在一些实施方式中为1670℃的熔融玻璃。
在本发明第二方面的一些实施方式中，该金属容器的壁的厚度小于10毫米，在一些实施方式中小于5毫米，在一些实施方式中小于3毫米。
在本发明第二方面的一些实施方式中，对处于其澄清温度的熔融硼铝硅酸盐玻璃而言，该衬料的耐火材料是耐腐蚀性的。
在本发明第二方面的一些实施方式中，该壳体具有整体化结构。
在本发明第二方面的一些实施方式中，该金属容器包括金属管道。
在本发明第二方面的一些实施方式中，该托架包括位于管道上方的覆盖物，在一些实施方式中，该托架包含熔凝氧化锆。
在本发明第二方面的一些实施方式中，该玻璃制造系统包括位于管道和覆盖物之间的衬料，该材料基本填充管道和覆盖物之间的间隙。在一些特定的实施方式中，该衬料包括浇铸的氧化锆。
在本发明第二方面的一些实施方式中，该金属容器的外表面基本上得到保护，以免在其工作过程中接触氧。
在本发明第二方面的一些实施方式中，该玻璃制造系统包括DHPS系统。
本发明的一些实施方式具有以下优点中的一项或多项。首先，对于熔融玻璃而言，熔凝氧化锆是耐腐蚀性的。当玻璃从金属容器泄漏时，托架仍然能够为容器提供稳固的支承，防止系统过早出现故障。其次，耐腐蚀性的熔凝氧化锆托架，与位于托架和容器之间的衬料，以及任选的托架覆盖物和顶部填充材料一起，为金属容器提供了良好的绝热性，从而使容器保持基本均匀的温度，降低加热容器所需的能量，并减少因为温度不均匀或低温导致的缺陷，从而提高容器中所含的玻璃的品质。
以下详细描述中将提出本发明的其他特性和优点，对于了解了这些内容的本领域技术人员而言，这些特性和优点的一部分将是显而易见的，或者可以通过按照说明书及其权利要求以及附图实施本发明而得知。
应该理解，以上一般说明和以下详细说明都只是本发明的示例，意在为理解本发明所要求权利的性质和特征提供概述或框架。
包括附图以提供对本发明的进一步理解，附图结合在本说明书中并构成说明书的一部分。
附图简要描述
在附图中：
图1是根据本发明一种实施方式的托架的截面示意图，该托架包围装有熔融玻璃的难熔金属管道。
发明详述
如本文所用，“整体化”表示一种物体的结构中，在没有使用粘接剂或手段的情况下，该物体的几何截面形成单独的物件。通常，在一种整体化的物体中，该物体相邻部分中的材料的化学组成是连续的。在一些实施方式中，该物体相邻部分中的材料的化学组成是基本相同的。因此，通过熔融氧化锆并将该熔融氧化锆浇铸在环形模具中生产的熔凝氧化锆的连续环具有整体化的结构；包括通过不同于环材料的耐火粘接材料连接的彼此堆叠的两个相同的熔凝氧化锆环的物体并不具有整体化的结构。
在高温材料加工中，例如在冶金、玻璃熔融过程中，经常要在容器中盛放、输送或分散高温液体，例如熔融金属、熔融玻璃等，所述容器是例如坩埚、熔化器、管道、模具、搅拌器、澄清器、反应器等。使用耐火材料构建这些容器。在玻璃制造过程中，包括但并不限于熔合下拉法、浮法、狭缝拉制法等，经常使用贵金属如Pt和Pt合金来构建这些容器。在一些实施方式中，以这样一种方式建造容器，使得能够通过将电流通过容器壁而对其直接进行电加热。这种容器如果包含Pt，则有时候称为直接加热Pt系统(DHPS)。
由于贵金属的高成本，通常将这些容器建造成具有尽可能薄的壁。这些薄壁容器倾向于具有不够充分的机械强度，无法在足够长的时间内承受其中容纳的熔融材料的重量而在接近形成该容器的金属的熔点的典型操作温度下发生变形和/或出现故障。因此，需要在操作过程中固定容器就位的支承装置如托架，以保持容器的完整性和功能性。
经常使用高温胶粘剂和耐火砖来构建支承装置。所用的这些高耐火材料包括氧化铝砖，锆石砖，熔凝氧化铝，和铝酸钙可浇铸材料。但是，在玻璃制造中，已经发现仅由这些材料制成的托架不够稳固，特别是在玻璃熔体处于接近容器壁金属的熔融温度的最高温度的区域。首先，这些材料在这种高操作温度下的抗蠕变性不够充分，倾向于随时间流逝而下垂，导致容器变形，容器壁中出现应力，并最终导致容器破裂，熔融玻璃泄漏。其次，在这种高操作温度下，这种材料对于熔融氧化物玻璃倾向于具有不够充分的耐腐蚀性。因此，少量的熔融玻璃泄漏也会快速腐蚀托架结构，导致托架结构的强度变差，并可能使整个玻璃加工系统发生灾难性故障。另外，在一些实施方式中，非常需要使容器被托架隔热，从而将熔融玻璃保持在高的温度，从而能够生产具有所需品质的玻璃。例如，在玻璃澄清区中，使熔融玻璃脱气时，将熔融玻璃加热至升高的温度，使得玻璃粘度变得足够低，能够允许气泡上升，并且玻璃发生对于澄清过程而言非常重要的化学反应。
因此，托架材料及其构造设计会影响贵金属容器的寿命，玻璃制造系统的生产能力，以及玻璃制造系统的寿命。人们对于构建具有以下特性的托架非常有兴趣：在操作温度下具有高的抗蠕变性(或低的蠕变速率)，能够包容微小泄漏，对熔融玻璃具有耐受性，在足够长的时间内提供充分的绝热性和氧隔绝性。
本文揭示的用于托架和可浇铸系统的材料可以用作玻璃生产中使用的DHPS玻璃制造/加工系统的一部分。这些材料(例如熔凝氧化锆托架和部分稳定化的氧化锆可浇铸材料)表现出高强度和高抗蠕变性，以及对于硼铝硅酸盐玻璃组合物的耐腐蚀性；因此，能够支承衬有可浇铸材料的合金澄清器/递送系统并且在泄漏情况下容纳玻璃。
非常希望托架壳体的底部包含熔凝氧化锆，其表现出高的强度、低的蠕变、以及对于熔融氧化物玻璃材料的高的耐腐蚀性。托架壳体的底部支承整个系统的大部分重量，包括托架壳体本身、壳体中包含的任何可浇铸材料、金属容器以及其中包含的熔融玻璃之类的任何材料。在一些实施方式中，希望壳体具有整体化结构，其中侧壁和底部连接在一起形成无缝整体物件。可以通过熔合氧化锆制品，以及在接近网状形状的托架壳体中加入各种量的添加剂，或者使用熔凝氧化锆砖，然后进行机加工，从而生产底部、侧壁和整体物件。
托架壳体可采取各种形状，例如部分的蛋形壳体、具有开放空腔的立方块等。在一些实施方式中，托架壳体采取凹槽形状。在所述壳体即所述空腔或凹槽中包围有盛放着高温流体的容器如坩埚、管道、澄清器、反应器、搅拌器等。壳体可以得到其他结构的支承，或者通过其他结构固定，例如支架、基座、栏杆等。
在一些实施方式中，尤其是在玻璃制造系统的情况中，非常希望用于托架壳体的熔凝氧化锆材料具有低水平的开孔孔隙率。开放孔隙使得熔融玻璃容易渗透。在一些实施方式中，熔凝氧化锆材料包含小于10体积％的开孔，在一些实施方式中小于8％，在一些实施方式中小于5％，在一些实施方式中小于3％的开孔。
在一些实施方式中，希望用于托架壳体的熔凝氧化锆材料的密度至少为4.8克/立方厘米，在一些实施方式中为至少5.0克/立方厘米，在一些实施方式中为至少5.2克/立方厘米，在一些实施方式中为至少5.3克/立方厘米。通常，熔凝氧化锆材料的密度越高，则其中包含的孔隙的百分比越低。在标准条件下，氧化锆的理论最大密度为5.89克/立方厘米。
用于托架壳体的熔凝氧化锆材料除了ZrO2以外，还包含少部分的其他耐火组分。这些其他耐火组分包括例如Al2O3、TiO2、Fe2O3、CaO等。但是，希望托架壳体材料主要包含ZrO2。在一些实施方式中，壳体材料包含至少90重量％的ZrO2，在一些实施方式中ZrO2至少为91％，在一些实施方式中ZrO2至少为92％，在一些实施方式中ZrO2至少为93％。
根据本发明的托架可用于最高操作温度适合于处理1000℃的非腐蚀性流体的高温流体递送系统中，在一些实施方式中所述温度为1200℃，在一些实施方式中所述温度为1500℃，在一些实施方式中所述温度为1550℃，在一些实施方式中为所述温度1600℃，在一些实施方式中所述温度为1650℃。希望托架壳体对于这种非腐蚀性的高温流体是基本上不渗透性的。
希望位于壳体和流体递送设备之间的浇铸的胶粘剂材料在接触容器内的高温流体时是基本上不溶性的。在一些实施方式中，用于浇铸的胶粘剂(或衬料)的有利的候选材料是氧化锆可浇铸材料。在一些实施方式中可使用铝酸钙粘接的可浇铸材料。但是，在熔融的氧化物玻璃递送系统的情况中，铝酸钙的耐腐蚀性小于氧化锆可浇铸材料的耐腐蚀性。
在托架和玻璃制造系统的一些实施方式中，耐火容器内的最高流体水平低于该容器壳体侧壁的最高点。在一些实施方式中，耐火容器被完全包围在托架壳体内。这种设置能够为容器提供更好的支承，更好地容纳从容器泄漏的任何流体。
本发明最根本的优点在于大大节约了成本。由于减少了停工时间，减少了资本投入，并且提高了选择性，可以通过使用根据本发明的托架和玻璃制造系统有效获得显著的成本节省，尤其是在熔合拉制法中。
本发明的玻璃制造系统还具有以下额外的优点：可以通过减少缺陷从而生产更高品质的玻璃。
该系统减少了最终导致玻璃泄漏的贵金属变形。
即使在金属容器泄漏的不太可能发生的情况中，该系统也仍然能够包容玻璃，减少灾难性的玻璃泄漏。
铝酸钙粘接的可浇铸材料和多孔氧化铝托架并非用于玻璃递送的DHPS中的最佳选项，原因在于，它们在接触某些熔融的硼铝硅酸盐玻璃组合物时会发生腐蚀。发现氧化铝耐火材料在使用温度下表现出充分的抗蠕变性，足以防止使用中的明显变形。衬料，如铝酸钙胶粘剂粘接的熔凝氧化铝可浇铸材料，是一种通过在合金和耐火托架之间进行湿法浇铸而施加的高强度、抗蠕变性的衬料。如果浇铸的衬料没有大的空隙或其他浇铸缺陷，则该系统可以在操作温度下得到充分支承。
但是，如果与泄漏的熔融玻璃接触，则这些材料会快速溶解，使得材料在泄漏位置以及泄漏位置之外的位置作为溶解的耐火材料随泄漏玻璃传送而被去除。由此影响对系统的支承，导致合金变形，可能产生系统的大规模故障。需要高强度和耐蠕变性的并且对玻璃组合物表现出耐腐蚀性的系统。
发明人测试了用于DHPS的耐腐蚀性氧化锆可浇铸材料和熔凝氧化锆托架材料。实验结果表明，这些材料能成功地延长在氧化气氛中在高温运行的贵金属玻璃递送系统的寿命。熔凝氧化锆相对于Al2O3和铝酸钙材料表现出更优的耐下垂性，能耐受玻璃的腐蚀，能有效防止泄漏玻璃的渗透。因此，熔凝氧化锆能代替抗蠕变性氧化铝作为托架材料来支承衬有可浇铸材料的合金澄清器/递送系统。
采用短效乙酸盐粘接体系的部分稳定化的氧化锆可浇铸材料能用作贵金属合金系统和熔凝氧化锆托架材料之间的耐腐蚀性衬料。在从固化温度到操作温度的升温过程中形成陶瓷粘接之后，没有胶粘剂的可浇铸材料表现出与用铝酸钙胶粘剂粘接的熔凝氧化铝可浇铸材料相当的耐下垂性，并且表现出优于绝热可浇铸材料如粘接的发泡氧化铝产品的性能。其主要益处在于，氧化锆可浇铸材料不会被玻璃溶解；因此可浇铸材料保持其支承合金系统的能力，能防止使总泄漏速率增大的变形和合金破坏。
在本发明玻璃制造系统的一些实施方式中，其包括：(i)限定出凹槽的耐火托架，该托架具有从凹槽向上延伸的侧壁，其中托架材料一般是已知熔凝氧化锆，托架由熔体浇铸成的单个物件；(ii)设置在容器和托架之间的可浇铸的耐火材料垫，可浇铸的耐火材料包围容器并且在容器上方形成颈部；其中该可浇铸材料由部分稳定化的氧化锆细粒和乙酸锆短效粘接剂组成；和(iii)设置在包含熔凝氧化锆的托架上方的另外的耐火材料。
参见图1，根据本发明一种实施方式的系统100包括托架，该托架包括底部101a、两个向上延伸的侧壁101b和101c，底部和侧壁一起形成整体化的结构。该单个物件形式的托架可以通过以下方式制造：熔融氧化锆粉末获得氧化锆熔体，然后将该熔体浇铸在模具中。难熔金属管道105，例如由Pt或Pt-Ru合金制造的玻璃澄清器包封在托架内。在该系统运行过程中，管道中可包含熔融玻璃109。熔融玻璃109可填充整个管道105的内部空腔，或者填充其一部分，在顶部留下一些空白空间。浇铸胶粘剂设置在托架内表面和金属管道105外表面之间。浇铸胶粘剂可以是铝酸钙，浇铸氧化铝，浇铸氧化锆等。在一些实施方式中，浇铸胶粘剂完全包围管道，为管道提供机械支承和绝热。在一些实施方式中，还用覆盖物107a和107b覆盖托架，这些覆盖物由耐火材料如氧化锆、锆石和氧化铝制造。希望覆盖物107a和107b与管道105的外表面之间的间隙用浇铸胶粘剂覆盖，使得整个管道处于绝热状态。熔凝氧化锆托架为不包括由Al2O3和铝酸钙制造的常规托架的整个结构提供抗蠕变性，耐高温性和耐腐蚀性。
本领域技术人员显而易见的是，可以在不偏离本发明范围和原理的情况下，对本发明进行各种改进和改变。因此，本发明意在包括落在本发明所附权利要求及其等同项范围内的改进和改变。

Claims (25)

1.一种用于高温流体递送系统中的耐火容器的托架，该托架包括壳体，该壳体包括限定出一个凹槽的底部和两个侧壁，其中该壳体包含熔凝氧化锆。
2.如权利要求1所述的托架，其特征在于，所述壳体主要由熔凝氧化锆构成。
3.如权利要求1或2所述的托架，其特征在于，所述壳体的底部具有高的抗蠕变性。
4.如前述权利要求中任一项所述的托架，其特征在于，所述壳体具有整体化的结构。
5.如前述权利要求中任一项所述的托架，其特征在于，所述熔凝氧化锆具有低的开孔孔隙率。
6.如前述权利要求中任一项所述的托架，其特征在于，所述熔凝氧化锆在1000℃的温度下对于非腐蚀性的液体基本是不渗透性的，在一些实施方式中为1200℃，在一些实施方式中为1500℃，在一些实施方式中为1600℃，在一些实施方式中为1650℃的温度下对于非腐蚀性的液体基本是不渗透性的。
7.如前述权利要求中任一项所述的托架，其特征在于，所述托架用于支承耐火容器，例如可进行操作以递送温度高于1000℃的流体的管道，在一些实施方式中流体温度高于1500℃，在一些实施方式中流体温度高于1600℃。
8.如前述权利要求中任一项所述的托架，其特征在于，所述耐火容器是可操作以递送熔融玻璃的难熔金属管道。
9.如前述权利要求中任一项所述的托架，其特征在于，所述熔凝氧化锆的密度至少为4.8克/立方厘米，在一些实施方式中至少为5.0克/立方厘米，在一些其他实施方式中至少为5.2克/立方厘米，在一些实施方式中至少为5.3克/立方厘米。
10.如前述权利要求中任一项所述的托架，其特征在于，所述壳体包含至少90重量％的ZrO2；在一些实施方式中包含至少为91％的ZrO2，在一些其他实施方式中包含至少为92％的ZrO2，在一些实施方式中包含至少为93％的ZrO2。
11.如前述权利要求中任一项所述的托架，其特征在于，所述凹槽的深度使得其能够操作以容纳耐火管道，该管道中的流体水平低于凹槽的最高点。
12.如前述权利要求中任一项所述的托架，其特征在于，所述托架在壳体内还包含浇铸的耐火材料，该耐火材料可用来支承高温流体递送系统。
13.一种玻璃制造系统，该系统包括：
-可进行操作以容纳熔融玻璃的难熔金属容器；
-包括含熔凝氧化锆的壳体的托架，该壳体至少部分包围金属容器，其中该壳体包括限定出一个凹槽的底部和两个侧壁；和
-设置在金属容器外表面和壳体之间的浇铸的耐火材料衬垫。
14.如权利要求13所述的玻璃制造系统，其特征在于，所述难熔金属容器包含铂和/或其合金。
15.如权利要求13或14所述的玻璃制造系统，其特征在于，所述浇铸的耐火材料的衬料基本填充托架和金属容器外表面之间的间隙。
16.如权利要求13-15中任一项所述的玻璃制造系统，其特征在于，可操作所述系统来处理温度为1500℃的熔融玻璃，在一些实施方式中所述温度为1550℃，在一些实施方式中所述温度为1600℃，在一些实施方式中所述温度为1650℃，在一些实施方式中所述温度为1670℃。
17.如权利要求13-16中任一项所述的玻璃制造系统，其特征在于，金属容器的壁厚度小于10毫米，在一些实施方式中小于5毫米，在一些实施方式中小于3毫米。
18.如权利要求13-17中任一项所述的玻璃制造系统，其特征在于，衬料的耐火材料对于处于其澄清温度的熔融硼铝硅酸盐玻璃是耐腐蚀性的。
19.如权利要求13-18中任一项所述的玻璃制造系统，其特征在于，所述壳体具有整体化的结构。
20.如权利要求13-19中任一项所述的玻璃制造系统，其特征在于，所述金属容器包括金属管道。
21.如权利要求19所述的玻璃制造系统，其特征在于，所述系统还包括管道和托架上方的覆盖物，在某些实施方式中，该覆盖物包含熔凝氧化锆。
22.如权利要求21所述的玻璃制造系统，其特征在于，所述系统包括位于管道和覆盖物之间的衬料，该材料基本填充管道和覆盖物之间的间隙。
23.如权利要求22所述的玻璃制造系统，其特征在于，所述衬料包含熔凝氧化锆。
24.如权利要求13-23中任一项所述的玻璃制造系统，其特征在于，所述金属容器表面基本受到保护以免在其操作过程中接触氧。
25.如权利要求13-24中任一项所述的玻璃制造系统，其特征在于，所述系统包括DHPS系统。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111511694A (zh) * 2017-12-08 2020-08-07 康宁公司 玻璃制造设备和玻璃制造方法
CN112055698A (zh) * 2018-04-06 2020-12-08 康宁公司 用于玻璃熔融系统的排放导管

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5705664B2 (ja) * 2011-06-29 2015-04-22 ＡｖａｎＳｔｒａｔｅ株式会社 ガラス板製造装置、およびこの装置を用いたガラス板の製造方法
JP5824433B2 (ja) * 2012-08-29 2015-11-25 ＡｖａｎＳｔｒａｔｅ株式会社 ガラス板の製造方法、および、ガラス板の製造装置
JP6002526B2 (ja) * 2012-09-28 2016-10-05 ＡｖａｎＳｔｒａｔｅ株式会社 ガラス基板の製造装置及びガラス基板の製造方法
US9725349B2 (en) * 2012-11-28 2017-08-08 Corning Incorporated Glass manufacturing apparatus and methods
CN103011556B (zh) * 2012-11-30 2015-03-04 彩虹（张家港）平板显示有限公司 一种通道法兰的保温方法
JP6449607B2 (ja) * 2014-09-30 2019-01-09 ＡｖａｎＳｔｒａｔｅ株式会社 ガラス基板の製造方法、および、ガラス基板の製造装置
JP6316763B2 (ja) * 2015-02-03 2018-04-25 田中貴金属工業株式会社 ガラス溶解装置
KR102652430B1 (ko) * 2017-12-01 2024-03-29 코닝 인코포레이티드 유리 생산 장치 및 방법
US12037282B2 (en) * 2018-11-01 2024-07-16 Corning Incorporated Strengthened glass articles with reduced delayed breakage and methods of making the same
JP2024505725A (ja) * 2021-02-09 2024-02-07 コーニング インコーポレイテッド 改良型ガラス輸送システム
US20240217880A1 (en) * 2022-12-30 2024-07-04 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Porous refractory objects and methods of forming

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2141930A (en) * 1935-05-15 1938-12-27 Gen Electric Receptacle for containing glass during its manufacture
US3248206A (en) * 1962-07-02 1966-04-26 Bausch & Lomb Glass containing pot furnace
US3436203A (en) * 1964-05-29 1969-04-01 Owens Illinois Inc Coated refractory for contacting molten glass and method of making
US3467513A (en) * 1965-10-20 1969-09-16 Corning Glass Works Process and apparatus for high pressure extrusion of glassprocess and apparatus for high pressure extrusion of glass
US3479170A (en) * 1966-10-31 1969-11-18 Gen Electric Method of sealing zirconium hydride coated niobium end caps to alumina ceramic envelopes
US3777040A (en) * 1973-04-25 1973-12-04 Toledo Eng Co Inc Protection of glass melting furnace electrode
US4352687A (en) * 1981-03-16 1982-10-05 Corning Glass Works Furnace delivery system
JPH0735255B2 (ja) * 1988-02-19 1995-04-19 東芝モノフラックス株式会社 フランジ付フィーダチャンネルブロック
JP2926966B2 (ja) * 1989-11-28 1999-07-28 旭硝子株式会社 高ジルコニア質熱溶融鋳造耐火物
JP3411057B2 (ja) * 1992-06-26 2003-05-26 旭硝子セラミックス株式会社 高ジルコニア質溶融鋳造耐火物
FR2701022B1 (fr) * 1993-02-03 1998-07-10 Asahi Glass Co Ltd Refractaires coules par fusion a forte teneur en zircone.
JPH08301620A (ja) * 1995-05-08 1996-11-19 Canon Inc ガラスを溶融するための容器の保護部材及び保護装置
DE19908492A1 (de) * 1998-03-05 1999-09-09 Corning Inc Versenktes Überführungsrohr für die Glaszuführung
DE10009425A1 (de) * 2000-02-28 2001-09-06 Schott Glas Verfahren zur Sauerstoffläuterung von Glasschmelzen
JP2001342026A (ja) * 2000-05-30 2001-12-11 Tosoh Quartz Corp 石英ガラスの製造方法及び製造装置
AU2002234532A1 (en) 2000-11-30 2002-06-11 Ott, Franz Coated metal element used for producing glass
KR100419012B1 (ko) * 2001-07-19 2004-02-14 삼성전자주식회사 4비트 프리페치 기능을 가진 동기형 반도체 메모리 장치및 이 장치의 데이터 처리 방법
DE10216879B4 (de) * 2002-04-17 2004-05-06 Refractory Intellectual Property Gmbh & Co.Kg Verwendung eines Magnesiazirkoniasteins
US20060242996A1 (en) * 2005-04-27 2006-11-02 Gilbert Deangelis System and method for controlling the environment around one or more vessels in a glass manufacturing system
JP2006334732A (ja) * 2005-06-02 2006-12-14 Konica Minolta Opto Inc 切削工具、切削加工方法、切削加工装置、光学素子成形用金型、光学素子及び光学素子成形用金型の切削加工方法
KR100922089B1 (ko) * 2005-08-19 2009-10-16 아사히 가라스 가부시키가이샤 용융 유리의 도관 구조, 및 그 도관 구조를 사용한 감압탈포 장치
JP5335700B2 (ja) * 2007-03-01 2013-11-06 コーニング インコーポレイテッド ガラス清澄装置
US8925353B2 (en) * 2007-11-08 2015-01-06 Corning Incorporated Process and system for fining glass

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111511694A (zh) * 2017-12-08 2020-08-07 康宁公司 玻璃制造设备和玻璃制造方法
CN111511694B (zh) * 2017-12-08 2022-12-13 康宁公司 玻璃制造设备和玻璃制造方法
CN112055698A (zh) * 2018-04-06 2020-12-08 康宁公司 用于玻璃熔融系统的排放导管

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