CN108290761A - 用于增加批料溶解和玻璃均匀性的玻璃熔融系统和方法 - Google Patents

Abstract

用于生产玻璃制品的设备和方法包括熔融容器和位于熔融容器下游的混合物容器。混合容器包括多个孔，它们构造成将气泡从气体源引入混合容器中，从而将引入到混合容器中的熔融玻璃物流的混合程度控制到高于预定水平。

Description

用于增加批料溶解和玻璃均匀性的玻璃熔融系统和方法

本申请根据35U.S.C.§119，要求2015年11月23日提交的美国临时申请系列第62/258765号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。

技术背景

技术领域

本公开一般地涉及玻璃熔融系统和方法，更具体地，涉及用于增加批料溶解和玻璃均匀性的玻璃熔融系统和方法。

背景技术

玻璃材料，例如，用作显示器应用(包括LCD电视和手持式电子器件)的平板玻璃的那些经受对于玻璃质量越来越严格的要求，特别是工业上持续走向越来越高的显示器分辨率。在此类应用中，在完成的玻璃片中，即使是小的缺陷也会使得整个片材可被丢弃。最终的玻璃中出现的许多缺陷会归结于玻璃熔体中的不一致性，例如，来自混合不足或者批料材料的不充分溶解所导致的不均匀性。

来源于混合不足或者不充分溶解的不均匀性会来自于许多因素，包括离开用于熔化批料材料的容器时的玻璃组合物的变化性(例如，由于随时间的淤泥和/或浮渣夹带量的变化)。这种不均匀性会导致所得到的玻璃片中可见的线状物或条纹。玻璃组成随时间的变化也会引起玻璃熔体流动变化性，这会影响诸如应力、厚度和楔形之类的属性。

随时间从玻璃接触难熔物释放的颗粒组也会引入诸如氧化锆石头之类的缺陷。高于预定尺寸的此类石头留在玻璃熔体体系中越久，所得到的玻璃片中的缺陷程度越高。

除此之外，当玻璃熔体遭遇到玻璃成形设备中较低温区域时，由于非组成线状物(off composition cords)(例如，淤泥(例如，沉淀到玻璃熔体底部的高氧化锆材料)或浮渣(例如，漂浮在玻璃熔体顶部的高氧化硅材料))所导致的不均匀性可能导致不合乎希望的结晶或失透。

使得玻璃熔体中的不一致性尽可能小的方法包括：在沿着玻璃熔体流动路径的一个或多个位置放置搅拌器，以及增加玻璃熔体温度。但是，取决于它们的几何形貌和位置，此类搅拌器可能无法提供充分混合，并且增加玻璃熔体的温度受到玻璃熔融体系的材料性质的限制且需要较高的系统能量输入。

发明内容

本文揭示了用于生产玻璃制品的设备。设备包括：熔融容器和位于熔融容器下游的混合容器。混合容器包括多个孔，它们构造成将气泡从气体源引入混合容器中，从而将引入到混合容器中的熔融玻璃物流的混合程度控制到高于预定水平。

本文还揭示了生产玻璃制品的方法。方法包括将熔融玻璃物流引入到位于熔融容器下游的混合容器中。混合容器包括多个孔，它们构造成将气泡从气体源引入混合容器中，从而将引入到混合容器中的熔融玻璃物流的混合程度控制到高于预定水平。

此外，本文揭示了通过上述方法制造的玻璃片，以及包含此类玻璃片的电子器件。

在以下的详细描述中提出了这些和其他实施方式的其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所述的实施方式而被认识。

应理解的是，前面的一般性描述和以下的详细描述都介绍了本文的实施方式，用来提供理解要求保护的实施方式的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了对这些和其他实施方式的进一步的理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图举例说明了这些和其他实施方式的各种实施方式，并与描述一起用来解释其原理和操作。

附图说明

图1是根据本公开的方面，用于生产玻璃制品的包括成形装置的设备的示意图；

图2是根据本文所揭示的实施方式，用于生产玻璃制品的包括混合容器的设备的一部分示意图；

图3是根据本文所揭示的实施方式的混合容器的底部的俯视剖面图；

图4是根据本文所揭示的实施方式的混合容器的底部的俯视剖面图；

图5是玻璃混合容器和连接管的示意图，其中，鼓泡器的出口连接管包括静态混合器；

图6是混合鼓泡容器和连接管的示意图，其中，鼓泡器的入口和出口连接管包括静态混合器；

图7是混合容器中的玻璃温度和流动的透视图，其中，没有从外部气体源向混合容器中引入气泡；

图8是根据本文所揭示的实施方式的混合容器中的玻璃温度和流动透视图，其中，经过两排以较短距离间隔开的孔将气泡引入混合容器中；

图9是根据本文所揭示的实施方式的混合容器中的玻璃温度和流动透视图，其中，经过两排以较长距离间隔开的孔将气泡引入混合容器中；以及

图10的柱状图显示不同混合容器环境中的熔融玻璃的混合指数。

具体实施方式

下面参考本公开的各种实施方式，这些实施方式的例子在附图中示出。只要有可能，在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同或类似的部分。

图1显示玻璃成形设备101的示例性示意图，其用于熔合拉制玻璃带103用于后续加工成玻璃片。所示意的玻璃成形设备包括熔合拉制设备，但是在其他例子中，也可以提供其他熔合成形设备。玻璃成形设备101可以包括熔融容器(或者熔炉)105，其配置成从储料斗109接收批料材料107。可以通过由马达113驱动的批料传递装置111来引入批料材料107。任选的控制器115可配置成激活马达113，以将所需量的批料材料107引入熔融容器105中，如箭头117所示。玻璃水平探针119可用于测量竖管123内的玻璃熔体(或熔融玻璃)121的水平，并通过通信线路125的方式将测得的信息传输到控制器115。

玻璃成形设备101还可包括位于熔融容器105下游、并且通过第一连接管129的方式与熔融容器105流体连接的澄清容器127(例如澄清管)。混合容器131(例如，搅拌室)也可位于澄清容器127的下游，以及传递容器133(例如，碗)可位于混合容器131的下游。如所示，第二连接管135可以连接澄清容器127和混合容器131，以及第三连接管137可以连接混合容器131和传递容器133。如进一步所示，可放置下导管139，以将玻璃熔体121从传递容器133传递到成形装置143的入口141。如所示，熔融容器105、澄清容器127、混合容器131、传递容器133和成形装置143是玻璃熔体工作站的例子，它们可以以串联的形式沿着玻璃成形设备101放置。

熔融容器105通常由耐火材料(例如耐火砖(如陶瓷砖))制造。玻璃成形设备101还可包括通常由铂或含铂金属例如铂-铑、铂-铱以及它们的组合构成的部件，但是这些部件还可包含诸如钼、钯、铼、钽、钛、钨、钌、锇、锆和它们的合金以及/或者二氧化锆之类的难熔金属。含铂组件可包括如下的一个或多个：第一连接管129、澄清容器127(例如澄清管)、第二连接管135、竖管123、混合容器131(例如搅拌室)、第三连接管137、传递容器133(例如碗)、下导管139以及入口141。成形装置143由耐火材料(例如，陶瓷)制造，并设计用来形成玻璃带103。

图2显示一部分的玻璃成形设备的示例性示意图，其中，该设备包括混合容器145。在图2所示的实施方式中，澄清容器127位于熔融容器105的下游，以及混合容器145位于熔融容器105的下游且位于澄清容器127的上游。混合容器145经由混合容器入口管129A与熔融容器105流体连通，并且经由混合容器出口管129B与澄清容器127流体连通。经由气体进料器147将气体(G)引入混合容器145的底部，这最终导致形成气泡148，其在混合容器145中上升。

在某些示例性实施方式中，混合容器145还可起到第二熔融容器的作用，在其中可以包括主动加热组件(例如，选自电阻加热和燃烧加热的至少一种主动加热机制)，从而在混合容器145中，将熔融玻璃的平均温度维持在预定范围内。

在某些示例性实施方式中，混合容器145的体积可以是足够大的，从而明显使得离开混合容器145的玻璃熔体的组成变化尽可能的小，以及使得由于批料材料的溶解不充分或缺陷(例如，氧化锆石头)所导致的不均匀性尽可能的小。例如，在某些示例性实施方式中，混合容器145的体积至少是熔融容器105的80％那么大，例如，至少是熔融容器的90％那么大，包括至少是熔融容器的100％那么大，包括熔融容器的80-120％那么大。

图3显示具有多个气体进料孔146的鼓泡容器145的示例性俯视剖面图，所述多个气体进料孔146实现了经由气体进料器147将气体引入到鼓泡容器145的底部的通道。在图3所示的实施方式中，气体进料孔146排列成两排基本平行的孔，它们相对于彼此以预定距离(D)排列。此外，这两排基本平行的孔以方向(E)延伸，所述方向(E)大致垂直于熔融玻璃物流的流动方向(F)。

图4显示具有多个气体进料孔146的鼓泡容器145'的示例性俯视剖面图，所述多个气体进料孔146实现了经由气体进料器147将气体引入到鼓泡容器145'的底部的通道。在图4所示的实施方式中，气体进料孔146排列成三排基本平行的孔，它们分别相对于彼此以预定距离(D)排列。此外，这三排基本平行的孔以方向(E)延伸，所述方向(E)大致垂直于熔融玻璃物流的流动方向(F)。在图4所示的实施方式中，相比于图3所示的实施方式，鼓泡容器145'在熔融玻璃的流动方向(F)上的尺度更长。

虽然在图3和4所示的实施方式中，显示混合容器145、145'具有矩形形状，但是要理解的是，本文所揭示的实施方式包括了混合容器可以具有其他形状(例如，具有圆形或椭圆截面的圆柱体形状的那些。此外，虽然图3和4的实施方式显示气体进料孔146以大致平行排布置，但是要理解的是，本文所揭示的实施方式包括气体进料孔可以以其他图案(例如，椭圆形图案、正方形图案、矩形图案、或者具有其他形状或构造的图案)布置的那些。除此之外，虽然图3和4的实施方式分别显示两排和三排孔，但是要理解的是，本文的实施方式可以包括其他的排数量，例如，至少4排、至少5排等。

在某些示例性实施方式中，混合容器145、气体进料器147和气体进料孔146可以操作成使得气体释放进入气体进料孔146是定时的，从而按顺序形成气泡并以预定速率在鼓泡容器中上升。这种定时结合气体进料孔146的几何形貌排列可以实现增强的混合效果，其中，气体熔体中的气泡的拉曳效应提供了搅拌作用，这可以强化任意尚未溶解玻璃批料材料的溶解并最小化或消除各种玻璃熔体不均匀性，例如，会导致最终玻璃产品中的线状物或节的不均匀性类型。

虽然没有限制，但是混合容器145中的玻璃熔体内的气泡148的平均尺寸可以是例如直径至少2毫米，从而在预期的混合器高度和温度(玻璃熔体粘度)条件下实现足够的气泡上升，这是本领域技术人员可以配制的。例如，气泡148的平均尺寸可以约为2毫米直径至约为50毫米直径，例如约为5毫米直径至约为20毫米直径，还例如约为10毫米直径至约为15毫米直径。

将气泡148引入混合容器145中的速率会取决于多个因素，包括但不限于，玻璃熔体通过混合容器的流速、玻璃组成、混合容器的温度、混合容器的压力、所需的混合效果程度以及引入的气体物质等。

除了提供混合作用之外，将气泡引入混合容器145中的玻璃熔体内可以将气态物质引入玻璃熔体中，这可以改变气体化学性，具体来说，是通过添加有助于澄清的所需气体和通过最小化或消除可能对澄清有害的气体。例如，将某些气体物质引入混合容器145中的玻璃熔体内可导致诸如SO₂之类的气体减少(reduction)(这在许多玻璃熔体中具有高平衡压)，同时，支撑氧化的澄清氧化还原剂(例如，锡)，从而当在澄清容器127中加热时，存在足够的可以释放O₂的氧化物质。沿着这些线，将某些气体物质引入混合容器145内的玻璃熔体中可以导致澄清容器127中产生的气泡减少。

虽然不限于任何特定气态物质，但是引入到混合容器145底部的气体(G)可以是例如选自下组中的至少一种：氮气、氧气、空气、稀有气体(例如，He、Ne、Ar、Kr等)，以及它们的混合物。例如，在某些示例性实施方式中，引入到混合容器145的底部的气体(G)可以包含：至少50摩尔％的氮气，例如，至少60摩尔％的氮气，包括至少80摩尔％的氮气，包括50-100摩尔％的氮气，例如，60-90摩尔％的氮气。引入混合容器145的底部的气体(G)还可包括至少氮气和氧气的混合物，例如，包含至少50摩尔％氮气和最高至50摩尔％氧气的混合物，例如，包含50-90摩尔％氮气和10-50摩尔％氧气的混合物，包括60-80摩尔％氮气和20-40摩尔％氧气。

混合容器145可以包括例如耐火材料，例如耐火(例如陶瓷)砖。混合容器入口管129A和/或混合容器出口管129B可以使用高温金属(具体来说，耐氧化的高温金属)构造。合适的金属可以选自例如铂族金属，即，铂、铱、铑、钯、锇和钌。还可以使用铂族金属的合金。例如，混合容器入口管129A和/或混合容器出口管129B可以由铂或者铂的合金(例如，铂-铑合金)构造。

虽然不是限制，但是在某些实施方式中，可以控制混合容器145的平均温度，从而取决于玻璃组成，混合容器中的熔融玻璃物流的平均粘度是250-500泊(例如，300-500泊)。申请人发现，在混合容器中，将熔融玻璃物流的粘度维持在这些范围内，结合本文所揭示的混合容器构造和运行条件，可以提供强化的混合效果。

在某些示例性实施方式中，混合容器145的平均温度小于熔融容器105的平均温度，以及熔融容器的平均温度小于澄清容器127的平均温度。

例如，在某些实施方式中，混合容器145的平均温度可以比熔融容器105的平均温度低了至少25℃，包括低了至少40℃，还包括低了至少50℃。在此类实施方式中，混合容器145的平均温度可以是例如约1540-1690℃(例如，约1590-1640℃)，而熔融容器105的平均温度可以是例如约1590-1740℃(例如，约1640-1690℃)。

在某些示例性实施方式中，可以控制混合容器145和熔融容器105的平均温度，从而取决于玻璃组成，使得熔融容器105中的熔融玻璃物流的平均粘度是200-400泊，以及混合容器145中的熔融玻璃物流的平均粘度是300-500泊。

此外，在某些示例性实施方式中，熔融容器105的平均温度可以比澄清容器127的平均温度低了至少10℃，例如低了至少20℃，又例如低了至少30℃。在此类实施方式中，熔融容器105的平均温度可以是例如约1590-1740℃(例如，约1640-1690℃)，而澄清容器127的平均温度可以是例如约1600-1750℃(例如，约1650-1700℃)。

在某些示例性实施方式中，可以控制熔融容器105和澄清容器127的平均温度，从而取决于玻璃组成，使得熔融容器105中的熔融玻璃物流的平均粘度是200-400泊，以及澄清容器127中的熔融玻璃物流的平均粘度是150-400泊。

在某些示例性实施方式中，混合容器出口管129B的平均温度可以高于混合容器145的平均温度。在某些示例性实施方式中，混合容器入口管129A的平均温度可以低于熔融容器105的平均温度。

例如，在某些实施方式中，混合容器出口管129B的平均温度可以比混合容器145的平均温度高了至少25℃，例如高了至少40℃，又例如高了至少50℃，包括比混合容器145的平均温度高了25-75℃。在某些实施方式中，混合容器105的平均温度可以比混合容器入口管129A的平均温度高了至少25℃，例如高了至少40℃，又例如高了至少50℃，包括比混合容器入口管129A的平均温度高了25-75℃。对于控制混合容器入口管129A、混合容器出口管129B和澄清容器127的温度，可以采用例如本领域技术人员已知的间接或直接加热方法。

图5显示玻璃混合容器145、混合容器入口管129A和混合容器出口管129B的示例性示意图，其中，出口管129B包括混合器，具体来说，包括静态混合器149B。静态混合器149B会为离开混合容器145的玻璃熔体提供曲折路径，从而实现了玻璃熔体的混合改善和均匀性增加，并且还减少或消除了会导致最终玻璃产品中的线状物或节的不均匀性。

图6显示玻璃混合容器145、混合容器入口管129A和混合容器出口管129B的示例性示意图，其中，入口管129A包括混合器，具体来说，包括静态混合器149A，以及其中，出口管129B包括混合器，具体来说，包括静态混合器149B。静态混合器149A和149B会为进入和离开混合容器145的玻璃熔体提供曲折路径，从而实现了玻璃熔体的混合改善和均匀性增加，并且还减少或消除了会导致最终玻璃产品中的线状物或节的不均匀性。

虽然图5和6显示的是静态混合器，但是要理解的是，本文所揭示的实施方式还包括其他类型的混合器，例如，主动混合器，例如，具有转动刀片和轴的混合器，其中，可以通过马达(例如，电机)的运行来使得刀片转动。本文所揭示的实施方式还包括具有除了图5和6所示的几何形貌之外的静态混合器，例如，在入口管和/或出口管的整个直径上延伸的板，并且具有各种模式化开口以实现熔融玻璃流动通过。本文所揭示的实施方式还包括混合容器的入口管包括至少一个混合器而混合容器的出口管可以不包含至少一个混合器的那些(未示出)。

当熔融玻璃传递通过传递设备时，由于其通过发生脱气过程的澄清容器而对其进行了调节。在熔融过程期间，发展出了各种气体。如果留在熔融玻璃中，则这些气体会在最终玻璃制品(例如，来自熔合工艺的玻璃片)中产生气泡。为了消除来自玻璃的气泡，在澄清容器中，将熔融玻璃的温度提升到大于熔融温度的温度。批料中包含且熔融玻璃中存在的多价化合物在温度增加过程中释放氧气，并且有助于从熔融玻璃扫除在熔融过程中形成的气体。气体被释放进入澄清容器高于熔融玻璃的自由表面的排出体积中。在一些情况下，例如，在用于显示器工业的玻璃片生产中，澄清容器中的温度会超过1650℃，以及甚至超过1700℃，并且接近澄清容器壁的熔化温度。

增加澄清容器中的温度的一种方法是在澄清容器中建立电流，其中，通过容器的金属壁的电阻来增加温度。这种直接加热可以被称作焦耳加热。为此，电极(也称作凸缘)与澄清容器附连，并且作为电流的进入和离开位置。

图7显示混合容器145中的玻璃温度和流动的透视图，其中，没有从外部气体源向混合容器中引入气泡。图7所示的刻度显示混合容器145中预测的熔融玻璃的流动方向(线角度)和流动速度(线长度)。图7所示的阴影显示混合容器145中预测的熔融玻璃温度形式。

图8显示根据本文所揭示的实施方式的混合容器145中的玻璃温度和流动透视图，其中，经过两排以(相比于例如图9所示实施方式)较短距离间隔开的孔将气泡引入混合容器中。具体来说，经过两排基本平行的6个孔引入气泡，其中，孔排之间的距离约为混合容器在熔融玻璃物流的流动方向(F)上的长度的约12％。图8所示的刻度显示混合容器145中预测的熔融玻璃的流动方向(线角度)和流动速度(线长度)。对比图8和图7可以看出，相对于图7所示的实施方式，图8所示的实施方式导致混合和温度均匀性的增加。

图9显示根据本文所揭示的实施方式的混合容器145中的玻璃温度和流动透视图，其中，经过两排以(相比于例如图8所示实施方式)较长距离间隔开的孔将气泡引入混合容器中。具体来说，经过两排基本平行的6个孔引入气泡，其中，孔排之间的距离约为混合容器在熔融玻璃物流的流动方向(F)上的长度的约34％。图9所示的刻度显示混合容器145中预测的熔融玻璃的流动方向(线角度)和流动速度(线长度)。对比图9和图8可以看出，相对于图8所示的实施方式，图9所示的实施方式导致混合和温度均匀性的增加。

可以通过确定容器的混合指数，来近似地对根据本文所揭示的实施方式的混合容器中的混合程度进行定量化。混合指数，基本上是混合容器内的玻璃容器的速度总和，可以计算如下：

式中，“密度”是熔融玻璃的密度(单位是千克每立方米)，“拉曳”是熔融玻璃通过系统(例如，混合容器)的流速(单位是千克每秒)，以及“n最大值”是熔融玻璃中建模玻璃体积的总数。

以及：

体积_n＝dx_n×dy_n×dz_n

式中，u、v和w分别是熔融玻璃速度在x、y和z方向的矢量。

图10显示熔融玻璃在控制了混合容器尺寸、玻璃组成、温度和熔融玻璃流速的不同混合容器环境中的混合指数，环境差异是容器中的鼓泡配置。对于容器中的鼓泡配置，存在4种不同条件：(1)没有从外部气体源向混合容器中引入气泡(类似于图7)；(2)从外部气体源，以大致垂直于熔融玻璃物流的流动方向的一排6个孔的形式向混合容器中引入气泡；(3)从外部气体源，以大致垂直于熔融玻璃物流的流动方向的两排基本平行的6个孔的形式向混合容器中引入气泡；其中，这两排基本平行孔之间的距离约为混合容器在熔融玻璃物流的流动方向上的长度的约12％(类似于图8所示的实施方式)；以及(4)从外部气体源，以大致垂直于熔融玻璃物流的流动方向的两排基本平行的6个孔的形式向混合容器中引入气泡；其中，这两排基本平行孔之间的距离约为混合容器在熔融玻璃物流的流动方向上的长度的约34％(类似于图9所示的实施方式)。可以看出，具有两排基本平行的孔的实施方式对应了至少250的混合指数。具体来说，条件(1)对应50的混合指数，条件(2)对应195的混合指数，条件(3)对应290的混合指数，以及条件(4)对应348的混合指数。因此，本文所揭示的实施方式可以实现至少250、例如至少275、又例如至少300、又例如至少325、至少250-350、包括275-325的混合指数。

根据图8和图9所示和所述的实施方式以及图10所示和所述的混合指数，申请人发现，可以通过如下方式实现混合量和温度均匀性的增加：当至少两排基本平行的孔之间的距离至少是混合容器在熔融玻璃物流的流动方向上的长度的至少10％、例如至少20％、又例如至少30％，包括混合容器的长度的约10-60％，还包括混合容器的长度的约20-50％，还包括混合容器在熔融玻璃物流的流动方向上的长度的约30-40％。

在混合容器具有至少3排基本平行的孔的实施方式中(例如，图4的混合容器145')，所述至少3排基本平行的孔的每排之间的距离可以是混合容器在熔融玻璃物流的流动方向上的长度的至少10％、例如至少20％、又例如至少30％，包括混合容器的长度的约10-40％、还包括混合容器的长度的约20-40％、还包括混合容器在熔融玻璃物流的流动方向上的长度的约30-40％。

在某些示例性实施方式中，混合容器可以具有最高至n排基本平行的孔，其中，n＝[(1/D)×100]-1，取整至最接近的整数，其中，D是基本平行的排之间的平均距离，表述为混合容器在熔融玻璃物流的流动方向上的长度的百分比。例如，当基本平行的排之间的平均距离是混合容器在熔融玻璃物流的流动方向上的长度的10％时，混合容器可以具有最高至9([(1/10)×100]-1)排基本平行的孔。以及当基本平行的排之间的平均距离是混合容器在熔融玻璃物流的流动方向上的长度的25％时，混合容器可以具有最高至3([(1/25)×100]-1)排基本平行的孔。在此类实施方式中，每排基本平行的排之间的距离可以是近似相等或者可以是不同的。一排中的孔的平均数量可以至少是2、例如至少是3、又例如至少是4、又例如至少是5、又例如至少是6、例如2-20、又例如3-10、又例如4-8，包括其间的所有范围和子范围，但这不是限制。

在某些示例性实施方式中，孔排的端部与混合容器的侧壁之间的距离可以是混合容器的宽度的至少5％、例如至少8％、又例如至少10％。在某些示例性实施方式中，孔的顶部与混合容器的底部之间的距离是混合容器的高度的至少1％、例如至少2％、又例如至少5％。维持这些距离可以帮助使得混合容器的表面上的腐蚀可能性最小化。

本文所揭示的实施方式可用于各种玻璃组合物。例如，此类组合物可以包括如下玻璃组合物，例如，包含58-65重量％SiO₂、14-20重量％Al₂O₃、8-12重量％B₂O₃、1-3重量％MgO、5-10重量％CaO、和0.5-2重量％SrO的无碱性玻璃组合物，但这不是限制。此类组合物还可以包括如下玻璃组合物，例如，包含58-65重量％SiO₂、16-22重量％Al₂O₃、1-5重量％B₂O₃、1-4重量％MgO、2-6重量％CaO、1-4重量％SrO、和5-10重量％BaO的无碱性玻璃组合物。此类组合物还可以包括如下玻璃组合物，例如，包含57-61重量％SiO₂、17-21重量％Al₂O₃、5-8重量％B₂O₃、1-5重量％MgO、3-9重量％CaO、0-6重量％SrO、和0-7重量％BaO的无碱性玻璃组合物。此类组合物还可额外地包括如下玻璃组合物，例如含碱性玻璃组合物，其包含：55-72重量％SiO₂、12-24重量％Al₂O₃、10-18重量％Na₂O、0-10重量％B₂O₃、0-5重量％K₂O、0-5重量％MgO、和0-5重量％CaO，在某些实施方式中，其还可包含1-5重量％K₂O和1-5重量％MgO。

本文所揭示的实施方式可以减少或消除许多上文所述的与由于混合不充分或者玻璃熔体的溶解不足所导致的不均匀性相关的缺陷。例如，通过在熔融容器的下游放置混合容器(其中，在某些实施方式中，混合容器可以起到第二熔融容器的作用)，可以改善玻璃组成相对于时间的变化。降低这种变化进而可以明显降低所得到的玻璃片中可见的线状物或条纹。

此外，降低玻璃组成随时间的变化可以降低流动变化性。流动变化性还受到：1)玻璃水平或头部损耗；2)温度；3)前端几何形貌的影响，如哈根-帕醉(Hagen-Poiseuille)方程所述：

式中，ΔP是压降，L是管长度，μ是动态粘度，Q是体积流量，以及r是管半径。由于可以严格地控制温度和玻璃水平，因而组成变化倾向于是流动变化性的最大来源。降低流动变化性可以导致对于例如应力、厚度和楔形的属性改善。

本文所揭示的混合容器位于熔融容器的下游且位于澄清容器的上游的实施方式还可以通过实现在熔融物流进入澄清容器之前增加缺陷的溶解来减少诸如氧化锆石头之类的缺陷。在氧化锆石头的特定情况下，本文所揭示的实施方式可以实现在玻璃熔体进入澄清容器之前从石头剥离高氧化锆玻璃。

本文所揭示的实施方式还可以使得当玻璃熔体遭遇到玻璃成形设备中较低温区域时，由于非组成线状物(off composition cords)(例如，淤泥(例如，沉淀到玻璃熔体底部的高氧化锆材料)或浮渣(例如，漂浮在玻璃熔体顶部的高氧化硅材料))所导致的不均匀性最小化，这种不均匀性可能导致不合乎希望的结晶或失透。

因此，本文所揭示的实施方式可以实现生产具有减少缺陷(例如，起泡、线状物和/或节)的玻璃片。例如，相对于不包括本文所揭示的实施方式的方法，本文所揭示的实施方式可以实现生产如下玻璃片，其减少了至少30％、例如至少50％、又例如至少70％的长度大于300微米的起泡，包括生产如下玻璃片，其减少了至少30％、例如至少50％、又例如至少70％的长度大于200微米的起泡，以及生产如下玻璃片，其减少了至少30％、例如至少50％、又例如至少70％的长度大于100微米的起泡，包括生产如下玻璃片，其减少了至少30％、例如至少50％、又例如至少70％的长度为100-500微米的起泡.

虽然已经相对于溢流下拉工艺描述了本文所揭示的具体实施方式，但是要理解的是，此类实施方式的操作原理还可应用于其他玻璃成形工艺，例如，流法工艺和狭缝拉制工艺。

对本领域的技术人员而言显而易见的是，可以在不偏离本文的范围和精神的前提下对本文的实施方式进行各种修改和变动。因此，本公开涵盖对这些和其他实施方式的修改和变动，只要它们落在所附权利要求及其等同方案的范围之内。

Claims (20)

1.一种用于生产玻璃制品的设备，所述设备包括熔融容器和位于所述熔融容器下游的混合容器，其中，所述混合容器包括多个孔，所述多个孔构造成从气体源将气泡引入所述混合容器中，从而将引入到所述混合容器中的熔融玻璃物流的混合程度控制到高于预定水平。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，引入到所述混合容器中的熔融玻璃物流的混合程度对应至少250的混合指数。

3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述多个孔包括至少两排基本平行的孔，它们相对于彼此以预定距离排列。

4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述至少两排基本平行的孔以大致垂直于所述熔融玻璃物流的流动方向的方向延伸。

5.如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述至少两排基本平行的孔之间的距离是所述混合容器在所述熔融玻璃物流的流动方向上的长度的至少10％。

6.如权利要求1所述的设备，所述设备还包括位于所述混合容器下游的澄清容器。

7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述混合容器的平均温度小于所述熔融容器的平均温度，以及所述熔融容器的平均温度小于所述澄清容器的平均温度。

8.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述熔融容器与所述混合容器经由连接管流体连通，所述连接管包括至少一个混合器。

9.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述混合容器中的熔融玻璃物流的平均粘度是250-500泊。

10.如权利要求1所述的设备，其特征在于，气泡包括选自下组的至少一种气体：氮气、氧气、空气、稀有气体，及其混合物。

11.一种用于生产玻璃制品的方法，所述方法包括：将熔融玻璃物流引入位于熔融容器下游的混合容器中，其中，所述混合容器包括多个孔，所述多个孔构造成从气体源将气泡引入所述混合容器中，从而将引入到所述混合容器中的熔融玻璃物流的混合程度控制到高于预定水平。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，引入到所述混合容器中的熔融玻璃物流的混合程度对应至少250的混合指数。

13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述多个孔包括至少两排基本平行的孔，它们相对于彼此以预定距离排列。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述至少两排基本平行的孔以大致垂直于所述熔融玻璃物流的流动方向的方向延伸。

15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述至少两排基本平行的孔之间的距离是所述混合容器在所述熔融玻璃物流的流动方向上的长度的至少10％。

16.如权利要求11所述的方法，其特征在于，澄清容器位于所述混合容器的下游。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述混合容器的平均温度小于所述熔融容器的平均温度，以及所述熔融容器的平均温度小于所述澄清容器的平均温度。

18.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述熔融容器与所述混合容器经由连接管流体连通，所述连接管包括至少一个混合器。

19.如权利要求11所述的方法，其特征在于，引入到所述混合容器中的熔融玻璃物流的平均粘度是250-500泊。

20.如权利要求11所述的方法，其特征在于，气泡包括选自下组的至少一种气体：氮气、氧气、空气、稀有气体，及其混合物。