CN106746497B - 铂金通道搅拌桶和铂金通道搅拌桶装置 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种铂金通道搅拌桶和铂金通道搅拌桶装置，该铂金通道搅拌桶包括具有桶口、玻璃液入口、玻璃液出口的搅拌桶桶体，搅拌桶桶体上还连通有用于向搅拌桶桶体内的自由液面以上空间吹送惰性热气的送热气装置，使得送热气装置吹送的惰性热气流入自由液面以上空间后，从桶口送出。通过向搅拌桶桶体内的自由液面以上空间吹送惰性热气，对该空间中的氧气进行稀释和排除，进而抑制裸露在该空间内的贵金属部件的挥发，从源头上减少了产生贵金属缺陷的贵金属挥发物。且随着惰性热气不断注入自由液面以上空间，能将产生的贵金属挥发物携带出该空间，能减少贵金属挥发物的冷凝，降低玻璃基板中产生贵金属缺陷的概率，提高良品率和产品品质。
Description
技术领域
本公开涉及玻璃基板生产设备领域，具体地，涉及一种铂金通道搅拌桶和铂金通道搅拌桶装置。
背景技术
在玻璃基板制造过程中，窑炉工序将配合料熔解成玻璃液后到达铂金通道工序进行澄清和均化，玻璃液经过铂金通道工序后送到成型工序被制成玻璃基板半成品，半成品经过加工后制成成品，然后完成包装运输即可送到面板厂家进行使用。
由于消费市场的需求发展，面板厂家紧随着面板显示精度和市场对超薄产品的追求反过来对玻璃基板的要求也越来越高，玻璃基板作为面板的关键部件，对含在其中的玻璃缺陷要求更加苛刻。
在传统的玻璃基板制程中，由于玻璃基板作为电子显示材料，对玻璃基板产品中的缺陷标准要求很高，然而普通耐火材料已经不能抵挡这种无碱玻璃的侵蚀，因此现在制作厂家使用大量的贵金属如铂金及其合金材料来作为制作玻璃基板的设备材料。贵金属具有一般耐火材料所不具备的特性，可以抵挡此类无碱玻璃的高温和高侵蚀性，并且由于贵金属作为金属材料，可以通过在贵金属管的两侧施加低电压产生高电流来对贵金属管进行直接电加热，从而对流经贵金属管的玻璃液进行加热，可以很方便的对玻璃液温度进行调整。
由于在铂金通道工序的制程中，用到大量的铂金和铂合金材料，作为贵金属，在玻璃基板中由于机械、化学、电学原因作为结石出现也是不可避免的。然而玻璃基板中的贵金属缺陷又对面板的制作过程中造成了严重的显示问题，并且随着玻璃基板向薄化方面的发展，本来含在玻璃基板之中的缺陷也不可避免的凸出到了玻璃基板的表面，这些都是面板厂家对基板玻璃要求中所不允许的。
在传统的玻璃基板制程中，铂金通道工序主要由澄清槽、搅拌桶、流量调整槽组成，整个铂金通道设备主要有铂金和其合金材料制成。通过直接在铂金管两侧施加电压进行加热，从而对流经其中的玻璃液进行温度调整。铂金通道的运行温度基本上都在1200℃以上，由于铂金和其合金材料在高温条件下运行，不可避免的产生挥发现象，遇到合适的温度点，就会在此处进行冷凝，随着冷凝物的累积，到达一定程度就会跌落到玻璃液中产生贵金属缺陷，而贵金属材料的挥发程度与环境的温度、氧气含量、空气的流动性关系最大，温度越高、氧气浓度越大，气体流通性越好，贵金属的挥发强度就会越高。
特别是在铂金通道的搅拌桶部分，搅拌桶主要由搅拌桶桶体、搅拌棒、搅拌桶上部盖板砖、搅拌桶进出口和卸料口组成，玻璃液在搅拌桶中得到搅拌。搅拌桶中玻璃液和搅拌桶壁以及搅拌桶上部加热器之间形成一个高温气体空间，此处的温度在1300℃-1400℃之间，并且由于该空间上部接触外部环境，此空间会有一些相对温度较低的冷点。搅拌棒轴穿过搅拌桶上部加热器并通过这个搅拌桶上部空间，搅拌棒轴和搅拌桶上部加热器之间有气体通过的缝隙。搅拌桶壁和搅拌棒轴是由贵金属制成，高温气体空间含有大量的氧气，并且由于铂金通道搅拌桶内的玻璃液温度在1400℃-1500℃之间，搅拌桶玻璃液的温度高于搅拌桶上部盖板砖的温度，气体就会根据烟囱效应，从搅拌棒轴和搅拌桶上部盖板砖形成的缝隙中流出搅拌桶上部空间，形成空气流动，这就形成了贵金属挥发的条件。
由于搅拌桶中玻璃液的温度在1400℃-1500℃之间，搅拌桶上部空间没有搅拌桶中玻璃液的温度高，并且搅拌桶上部接触外部环境，因此会在搅拌桶上部的盖板砖下面、搅拌桶壁、搅拌棒轴上产生大量的贵金属挥发冷凝物，贵金属挥发物冷凝到一定程度就会跌落到玻璃液中产生贵金属缺陷。
在传统的玻璃基板制程中，铂金通道工序解决此类问题的方法只能是根据贵金属挥发物的冷凝情况，定期清理或更换搅拌桶上部盖板砖以及搅拌棒。然而在清理或更换的过程中会对搅拌桶区域的温度产生较大的影响，并且在清理或更换过程中会有大量的挥发物跌落到搅拌桶内的玻璃液中，激发产生大量的缺陷，其中贵金属缺陷由于比重的原因，会下沉到搅拌桶底部，需要花费数天甚至数周的时间通过玻璃液带走，这就严重的影响了产线的正常运行，制约了产线基板玻璃良率的提升，并增加了设备更换成本。
因而，提供一种用于减少玻璃基板中贵金属缺陷的铂金通道搅拌桶，以降低搅拌桶区域产生贵金属缺陷的概率而提高良品率是具有积极意义的。
发明内容
本公开的一个目的是提供一种铂金通道搅拌桶，该铂金通道搅拌桶能够减少玻璃基板中的贵金属缺陷，提高良品率。
本公开的另一个目的是提供一种铂金通道搅拌桶装置，该铂金通道搅拌桶装置可以提高玻璃基板的良品率。
根据本公开的一个方面，本公开提供一种铂金通道搅拌桶，该铂金通道搅拌桶包括具有桶口、玻璃液入口、玻璃液出口的搅拌桶桶体，其中，所述搅拌桶桶体上还连通有用于向所述搅拌桶桶体内的自由液面以上空间吹送惰性热气的送热气装置，并使得所述送热气装置吹送的惰性热气流入所述自由液面以上空间后，从所述桶口送出。
可选地，所述送热气装置包括加热部，以对流向所述搅拌桶桶体内的惰性气体进行加热。
可选地，所述送热气装置包括惰性气体供应装置，与所述惰性气体供应装置的出气口相连通的惰性气体吹送管，所述惰性气体吹送管与所述搅拌桶桶体相连通，且位于所述玻璃液入口的上方。
可选地，所述加热部包括与所述惰性气体吹送管的相对两端分别电连接的第一电极和第二电极，以及作为导电加热体的所述惰性气体吹送管。
可选地，所述第一电极位于所述惰性气体吹送管的远离所述搅拌桶桶体的一端，所述第二电极位于所述搅拌桶桶体上，且作为所述搅拌桶桶体的导电电极。
可选地，所述惰性气体吹送管的材质为铂金或铂金合金。
可选地，所述惰性气体吹送管内径的横截面积为10mm2至350mm2。
可选地，所述惰性热气进入所述自由液面以上空间时的温度为1000℃至1500℃。
可选地，所述惰性热气进入所述自由液面以上空间时的流量为1m3/h至20m3/h。
可选地，所述惰性热气为氮气或者氩气或者氮气和氩气的混合气。
根据本公开的另一方面，提供一种铂金通道搅拌桶装置，其中，该铂金通道搅拌桶装置使用本公开提供的铂金通道搅拌桶，覆盖该铂金通道搅拌桶的桶口上的盖板砖，穿过所述盖板砖且与所述盖板砖间隔设置的搅拌棒，所述搅拌桶桶体内的惰性热气从所述盖板砖和所述搅拌棒之间的间隙流出。
通过上述技术方案，在制造玻璃基板的过程中，通过送热气装置向搅拌桶桶体内的自由液面以上空间吹送惰性热气，从而对该空间中的氧气进行稀释和排除，以减少自由液面以上空间中的氧气含量，进而抑制裸露在该空间内的贵金属部件的挥发，实现从源头上减少了产生贵金属缺陷的贵金属挥发物。另外，随着惰性热气源源不断地注入搅拌桶桶体内的自由液面以上空间，同时能将产生的贵金属挥发物携带出该空间，这样能减少贵金属挥发物在自由液面以上空间的冷凝和跌落，从而降低了玻璃基板中产生贵金属缺陷的概率，提高产品良品率和产品品质。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是根据本公开的一示例性实施方式提供的铂金通道搅拌桶的结构示意图，其中，图中的箭头代表惰性气体的进入方向，搅拌桶桶体内的水平线代表玻璃液液面；
图2是根据本公开的一示例性实施方式提供的铂金通道搅拌桶装置的结构示意图，其中，图中的箭头代表惰性气体的进入方向，搅拌桶桶体内的水平线代表玻璃液液面。
附图标记说明
1玻璃液入口 2玻璃液出口 3桶口
4卸料口 5玻璃液液面 10搅拌桶桶体
20送热气装置 21惰性气体吹送管 22第一电极
23第二电极 30盖板砖 40搅拌棒
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是相对于附图的图面方向而言的，“内、外”是指相应部件轮廓的内和外。
如图1所示，本公开提供一种铂金通道搅拌桶，该铂金通道搅拌桶包括具有桶口3、玻璃液入口1、玻璃液出口2的搅拌桶桶体10，其中，搅拌桶桶体10上还连通有用于向搅拌桶桶体10内的自由液面以上空间吹送惰性热气的送热气装置20，并使得送热气装置20吹送的惰性热气流入自由液面以上空间后，从桶口3送出。
需要说明的是，本文中的“自由液面以上空间”是指搅拌桶桶体10内的玻璃液液面5以上的空间，即包括由盖板砖30（下文将详述）、搅拌桶桶体10的桶壁和玻璃液液面5所共同围成的空间。
因此，在制造玻璃基板的过程中，通过送热气装置20向搅拌桶桶体10内的自由液面以上空间吹送惰性热气，从而对该空间中的氧气进行稀释和排除，以减少自由液面以上空间中的氧气含量，进而抑制裸露在该空间内的贵金属部件的挥发，实现从源头上减少了产生贵金属缺陷的贵金属挥发物。另外，随着惰性热气源源不断地注入搅拌桶桶体10内的自由液面以上空间，同时能将产生的贵金属挥发物携带出该空间，这样能减少贵金属挥发物在自由液面以上空间的冷凝和跌落，从而降低了玻璃基板中产生贵金属缺陷的概率，提高产品良品率和产品品质。
其中，送热气装置20可以为只用于对惰性热气进行输送的结构。即，送热气装置20的进气口为已经预先加热到合适温度的惰性热气。
在一种实施方式中，为提高送热气装置20的功能集成度，送热气装置20包括加热部，以对流向搅拌桶桶体10内的惰性气体进行加热。换言之，在该实施方式中，送热气装置20除了用于对惰性热气进行输送之外，还可以用于对惰性气体进行加热。即，送热气装置20的进气口可以为常温的惰性气体，由加热部对该常温的惰性气体进行加热至合适温度的惰性热气。
为便于稳定地输送惰性热气，且避免影响搅拌桶桶体10内的玻璃液的品质，如图1和图2所示，送热气装置20包括惰性气体供应装置，与惰性气体供应装置的出气口相连通的惰性气体吹送管21，惰性气体吹送管21与搅拌桶桶体10相连通，且位于玻璃液入口1的上方。这样，可以避免从惰性气体吹送管21吹入至自由液面以上空间的惰性热气进入玻璃液中，而造成玻璃液产生气泡的缺陷。
上述惰性气体吹送管21可以为圆形管，椭圆形管，三角形管或者矩形管，本公开对此不作限制。
其中，惰性气体供应装置可以为装有压缩的惰性气体的容器，或者为用于压缩惰性气体的压缩机。
其中，上述惰性气体吹送管21可以为绝缘管，例如，该绝缘管可以用耐高温的陶瓷制成。为简化铂金通道搅拌桶的结构，如图1和图2所示，加热部包括与惰性气体吹送管21的相对两端分别电连接的第一电极22和第二电极23，以及作为导电加热体的惰性气体吹送管21。这样，通过在第一电极22和第二电极23之间施加电压，并将惰性气体吹送管21作为负载进行加热，因此，从惰性气体供应装置供应的常温的惰性气体在流经惰性气体吹送管21时，可以通过惰性气体吹送管21对该惰性气体进行加热至所需的合适温度的惰性热气。
第一电极22和第二电极23可以均设置在惰性气体吹送管21上，为简化铂金通道搅拌桶的结构，如图1和图2所示，第一电极22位于惰性气体吹送管21的远离搅拌桶桶体10的一端，第二电极23位于搅拌桶桶体10上，且作为搅拌桶桶体10的导电电极。为实现对搅拌桶桶体10进行加热，搅拌桶桶体10的上下两端电连接有一对导电电极，因此，将第二电极23作为该一对导电电极中的一个，可以实现搅拌桶桶体10和惰性气体吹送管21的导电电极的共用，从而简化铂金通道搅拌桶的结构。
在一种示例性的实施方式中，作为导电加热体的惰性气体吹送管21的材质为铂金或铂金合金。
为使得既保证铂金通道搅拌桶可靠的结构强度，又使得惰性热气能够快速而均匀地扩散至搅拌桶桶体10内的自由液面以上空间，惰性气体吹送管21内径的横截面积为10mm2至350mm2。
为避免对玻璃液的品质造成影响，同时防止由于冷热冲击产生贵金属缺陷，惰性热气进入自由液面以上空间时的温度为1000℃至1500℃。进一步地，惰性热气进入自由液面以上空间时的温度为1200℃至1500℃。更进一步地，惰性热气进入自由液面以上空间时的温度为1400℃至1500℃。
为使得惰性气体有效地携带出贵金属挥发物，同时避免对玻璃液的品质造成影响，惰性热气进入自由液面以上空间时的流量为1m3/h至20m3/h。进一步地，惰性热气进入自由液面以上空间时的流量为3m3/h至20m3/h。更进一步地，惰性热气进入自由液面以上空间时的流量为6m3/h至15m3/h。再进一步地，惰性热气进入自由液面以上空间时的流量为10m3/h至12m3/h。
为节约成本，惰性热气可以为氮气或者氩气或者氮气和氩气的混合气。其中，氮气和氩气的混合体可以包括氮气和氩气以任意比例混合而成的混合气。
本公开还提供一种铂金通道搅拌桶装置，如图2所示，该铂金通道搅拌桶装置包括上文介绍的铂金通道搅拌桶，覆盖该铂金通道搅拌桶的桶口3上的盖板砖30，穿过盖板砖30且与盖板砖30间隔设置的搅拌棒40，搅拌桶桶体10内的惰性热气从盖板砖30和搅拌棒40之间的间隙流出。
其中，上述盖板砖30可以为任意形式的盖板砖30，例如，该盖板砖30可以为具有对其自身进行加热的加热砖结构，本公开对此不作限制，均属于本公开的保护范围之中。
在基板玻璃制程中，玻璃液从铂金通道的玻璃液入口1流入铂金通道搅拌桶桶体10内后，转动搅拌棒40以将玻璃液搅拌调整到均匀状态，然后从玻璃液出口2流出进入下一个铂金通道区段。其中，卸料口4的作用主要是通过卸料实现玻璃液的取样。在基板玻璃制程中，为了保证铂金通道搅拌桶的自由液面处的玻璃液温度，通常通过上述介绍的电加热方式实现对搅拌桶桶体10的加热。
为了进一步证明本发明的有益效果，下面将通过五个实施例对本发明进行进一步描述。
实施例1：
采用图2所示的铂金通道搅拌桶装置进行试验。惰性气体为氮气，惰性热气进入自由液面以上空间时的温度为1000℃，流量为2m3/h，搅拌桶桶体中玻璃液流量为400kg/h。搅拌桶桶体10、搅拌棒40、第一电极22、第二电极23、卸料口4、惰性气体吹送管21均为铂铑合金制成。其中惰性气体吹送管21为圆形管，内径为16mm。试验时间为10个月。
实验例2，采用图2所示的铂金通道搅拌桶装置进行试验。惰性气体为氮气，惰性热气进入自由液面以上空间时的温度为1200℃，流量为5m3/h，搅拌桶桶体中玻璃液流量为400kg/h。搅拌桶桶体10、搅拌棒40、第一电极22、第二电极23、卸料口4、惰性气体吹送管21均为铂铑合金制成。其中惰性气体吹送管21为圆形管，内径为16mm。试验时间为10个月。
实验例3，采用图2所示的铂金通道搅拌桶装置进行试验。惰性气体为氮气，惰性热气进入自由液面以上空间时的温度为1300℃，流量为8m3/h，搅拌桶桶体10中玻璃液流量为400kg/h。搅拌桶桶体10、搅拌棒40、第一电极22、第二电极23、卸料口4、惰性气体吹送管21均为铂铑合金制成。其中惰性气体吹送管21为圆形管，内径为16mm。试验时间为10个月。
实验例4，采用图2所示的铂金通道搅拌桶装置进行试验。惰性气体为氮气和氩气按照体积比1:1进行均匀混合，惰性热气进入自由液面以上空间时的温度为1400℃，流量为10m3/h，搅拌桶桶体10中玻璃液流量为400kg/h。搅拌桶桶体10、搅拌棒40、第一电极22、第二电极23、卸料口4、惰性气体吹送管21均为铂铑合金制成。其中惰性气体吹送管21为圆形管，内径为16mm。试验时间为10个月。
实验例5，采用图2所示的铂金通道搅拌桶装置进行试验。惰性气体为氮气和氩气按照体积比1:1进行均匀混合，惰性热气进入自由液面以上空间时的温度为1500℃，流量为12m3/h，搅拌桶中玻璃液流量为400kg/h。搅拌桶桶体10、搅拌棒40、第一电极22、第二电极23、卸料口4、惰性气体吹送管21均为铂铑合金制成。其中惰性气体吹送管21为圆形管，内径为16mm。试验时间为10个月。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (7)
1.一种铂金通道搅拌桶，包括具有桶口（3）、玻璃液入口（1）、玻璃液出口（2）的搅拌桶桶体（10），其特征在于，所述搅拌桶桶体（10）上还连通有用于向所述搅拌桶桶体（10）内的自由液面以上空间吹送惰性热气的送热气装置（20），并使得所述送热气装置（20）吹送的惰性热气流入所述自由液面以上空间后，从所述桶口（3）送出；所述送热气装置（20）包括加热部，以对流向所述搅拌桶桶体（10）内的惰性气体进行加热；所述送热气装置（20）包括惰性气体供应装置，与所述惰性气体供应装置的出气口相连通的惰性气体吹送管（21），所述惰性气体吹送管（21）与所述搅拌桶桶体（10）相连通，且位于所述玻璃液入口（1）的上方；所述加热部包括与所述惰性气体吹送管（21）的相对两端分别电连接的第一电极（22）和第二电极（23），以及作为导电加热体的所述惰性气体吹送管（21），所述第一电极（22）位于所述惰性气体吹送管（21）的远离所述搅拌桶桶体（10）的一端，所述第二电极（23）位于所述搅拌桶桶体（10）上，且作为所述搅拌桶桶体（10）的导电电极。
2.根据权利要求1述的铂金通道搅拌桶，其特征在于，所述惰性气体吹送管（21）的材质为铂金或铂金合金。
3.根据权利要求1述的铂金通道搅拌桶，其特征在于，所述惰性气体吹送管（21）内径的横截面积为10 mm2至350 mm2。
4.根据权利要求1述的铂金通道搅拌桶，其特征在于，所述惰性热气进入所述自由液面以上空间时的温度为1000℃至1500℃。
5.根据权利要求1述的铂金通道搅拌桶，其特征在于，所述惰性热气进入所述自由液面以上空间时的流量为1m3/h至20m3/h。
6.根据权利要求1述的铂金通道搅拌桶，其特征在于，所述惰性热气为氮气或者氩气或者氮气和氩气的混合气。
7.一种铂金通道搅拌桶装置，其特征在于，包括根据权利要求1至6中任一项所述的铂金通道搅拌桶，覆盖该铂金通道搅拌桶的桶口（3）上的盖板砖（30），穿过所述盖板砖（30）且与所述盖板砖（30）间隔设置的搅拌棒（40），所述搅拌桶桶体（10）内的惰性热气从所述盖板砖（30）和所述搅拌棒（40）之间的间隙流出。
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