CN110072820B

CN110072820B - 改进的通过浮法制备平板玻璃的方法

Info

Publication number: CN110072820B
Application number: CN201780079625.3A
Authority: CN
Inventors: F.勒布瓦; F.布耶
Original assignee: Saint Gobain Glass France SAS
Current assignee: Saint Gobain Glass France SAS
Priority date: 2016-12-23
Filing date: 2017-12-24
Publication date: 2022-06-24
Anticipated expiration: 2037-12-24
Also published as: KR20190097050A; EP3558880B1; MX2019007438A; CN110072820A; WO2018115801A1; BR112019011791A2; CO2019006505A2; WO2018115801A9; EP3558880A1; KR102417566B1; FR3061171A1; FR3061171B1

Abstract

本发明涉及一种方法，其中，为了改善通过将玻璃带(8)漂浮在熔融金属浴(7)上而获得的玻璃的光学品质，使浴的熔融金属(7)经受具有垂直分量的并且沿玻璃带(8)的纵向移动方向(L)滑动的磁场(B)，将该磁场(B)施加到在区域(Z)中位于玻璃带(8)下方的熔融金属(7)上，在该区域(Z)中，该玻璃满足以下关系：

其中：‑μ是以Pa.s表示的玻璃粘度，和‑h是玻璃带的厚度，以米表示。

Description

改进的通过浮法制备平板玻璃的方法

本发明涉及一种通过将玻璃带漂浮在熔融金属浴上来制备平板玻璃的方法。

长期以来，已经知道通过将玻璃带漂浮在熔融金属浴(通常是锡)上来制备平板玻璃。该方法允许所得玻璃的平面性得到显著改善。然而，该方法仍然在1mm和100mm之间的较小波长范围上留下平面性缺陷，特别地呈玻璃板的波纹缺陷或屈光缺陷的形式。玻璃板中的波纹缺陷通过玻璃板两个面的平面性缺陷的轮廓进行表征，这些缺陷是平行的，因此不会导致在这些缺陷的波长范围的厚度变化，这与玻璃板的屈光缺陷相反，屈光缺陷的平面度缺陷的轮廓相对于玻璃板的中间平面是对称的，并且导致在缺陷的波长范围的厚度变化。这些平面性缺陷使得难以满足关于玻璃板的光学品质(在屈光缺陷的情况下)日益严格的当前要求，以及关于最终产品(如层压机动车辆玻璃)的当前要求，该最终产品受到两种缺陷的影响，特别地受到构成最终产品的两个玻璃板的波纹缺陷的影响。因此，关于机动车辆窗玻璃，趋势是限制玻璃带在熔融金属浴上的驱动速度，以便获得所需的光学品质。在其它领域如液晶显示器或智能手机显示器中，甚至优选使用其它制备玻璃的方法以实现甚至更高的光学品质水平，尽管这些方法的生产率较低。

本发明的目的是改进通过在熔融金属浴上漂浮来制备平板玻璃的方法。

更具体地，与现有技术相比，本发明的一个目的是允许通过浮法来制备具有更好光学品质的平板玻璃，同时在熔融金属浴上以相同的速度驱动玻璃带。

换句话说，与现有技术相比，本发明的一个目的是允许通过浮法制备具有相同光学品质的平板玻璃，但同时允许更高的玻璃带在熔融金属浴上的驱动速度。

为此，本发明提出了一种通过将玻璃带漂浮在熔融金属浴(优选熔融锡浴)上来制备平板玻璃的方法，其中使玻璃带沿着从浴的上游侧纵向移动的方向被驱动直至该浴的下游侧，其中在浴的上游侧处，熔融玻璃被连续地倾倒到熔融金属上，在浴的下游侧处，凝固的玻璃带离开该浴，该方法包括：

-使熔融金属经受具有垂直分量的并沿玻璃带的纵向移动方向滑动的磁场，该磁场被施加到在该浴的区域中位于玻璃带下方的所有或一部分熔融金属的区域中，在该区域中玻璃满足以下关系：

其中：

-μ：玻璃的粘度，和

-h：玻璃带的厚度。

本发明基于发明人的观察，即在玻璃带正下方的熔融金属浴中存在湍流，并且在上述金属浴的区域中，这些湍流浸入玻璃带的表面中，从而产生玻璃片的呈波纹形式的缺陷，该缺陷保留在所得玻璃片中。尽管根据定义，波纹缺陷不会导致玻璃片的厚度的变化，并因此不导致透过玻璃片的透射中的光学缺陷，但是它们在很大程度上导致了玻璃板的两个表面的平面性的劣化，尤其对于电子应用如智能手机而言，以及最终产品的光学品质的劣化，如层压机动车窗玻璃，其中两块玻璃板的波纹缺陷将导致最终产品的透射中的光学品质下降。不希望与任何一种理论联系在一起，看起来，在该浴的这个临界区域中的熔融金属中存在的这种湍流与玻璃带的强制对流产生的压力变化以及与在玻璃带下方的熔融金属受到的剪切应力(这是因为对玻璃带实施牵引以将其驱动通过熔融金属浴上方)有关。相反，在该临界区域之外，在熔融金属浴中的这种湍流不那么有害，因为在该临界区域的上游，玻璃带的粘度太低(与玻璃带的较高温度有关)使得波纹明显地存在于玻璃表面上，而在临界区域的下游，玻璃带具有较高的粘度(与玻璃带的已经降低的温度有关)，并且在这里它充分凝固以防止在熔融金属中存在的湍流能够浸入玻璃表面中。

在实践中，临界区域的位置取决于多个参数，特别是玻璃的组成，玻璃的成形条件和制备的玻璃的厚度。然而，可以通过利用量μ.h³来限定该临界区域，该量μ.h³与玻璃响应于机械应力的变形的特征时间直接相关。它允许定量玻璃在负载(即，在当前情况下由于在玻璃/金属界面处的金属浴中的局部压力变化而由熔融金属施加在玻璃上的机械应力，通常也是如此称为压力强迫)的作用下变形的敏感性。

因此，本发明提出通过使在该临界区域中在玻璃带下方的熔融金属或其至少一部分经受如上所定义的滑动磁场来减少或甚至消除在与玻璃带的界面处的熔融金属中的湍流。滑动磁场将在受到滑动磁场的作用的熔融金属中产生感应电流，这具有产生被施加在熔融金属体积上的洛伦兹力的作用。这些洛伦兹力沿磁场滑动的方向激发驱动该熔融金属，该滑动的方向被选择为与玻璃带的纵向移动方向相同。因此，可以减小或甚至消除在施加磁场的区域中在玻璃带和熔融金属之间的界面处的剪切作用。因此，也减小或消除了由该剪切作用引起的该界面处的压力变化，这限制或甚至消除了在临界区域中波纹印到该玻璃带中。应当理解的是，有利地选择磁场，特别是关于其强度和其在玻璃带的纵向移动方向上的滑动速度，以便减少或消除在磁场的施用区域中与玻璃带的界面处的熔融金属中的湍流。

应注意的是，在浮法玻璃的制备领域中，从现有技术中已知将磁场施加到该浴的熔融金属(玻璃带在其上移动)。这例如是EP304844A2中的情况，其寻求一种允许缩短熔融金属浴以便限制热量损失的解决方案，然而，缩短金属浴具有在金属浴中产生强烈自然对流的缺点，并且另一方面，在金属浴中放置屏障以将浴分离成上游区域和下游区域的事实也导致非常高的轴向热梯度并因此在屏障处产生强烈螺旋形的自然对流，这会导致在所制备的玻璃中产生扭曲(呈为带状峰和谷形式)。为此，该文献教导施用不是滑动的磁场，而是施用由直流或永磁体产生的磁场，其能够局部地阻止熔融金属浴的运动-从而产生凝固熔融金属屏障-使得传热通过传导和辐射发生，因此没有温度的局部变化，这防止了上述扭曲在玻璃带中形成。此外，它教导在其中玻璃具有仍然非常低的粘度的上游区域中施加在熔融金属浴的下游方向上滑动的磁场以改变熔融金属浴的厚度，以使其在下游比上游更大，从而控制所制备的玻璃带的厚度。它进一步教导在熔融金属浴的下游端施加磁场，该磁场在该浴的上游方向上滑动，以便驱动该熔融金属朝向上游，从而防止熔融金属溢出该浴的出口，该浴的出口低于该浴的表面。

US2010/006009A1还描述了在浴的出口处使用线性马达以通过向熔融金属施加移动的磁场以使熔融金属激发并向上游移动。

DE102007014806A1教导了将可变磁场施加到该浴的熔融金属上，以便使用圆筒，圆盘或环形(在其上交替放置有具有相反极的永磁体)带来制备浮法玻璃。驱动该装置相对于该浴移动以产生可变磁场，并且这样做以影响金属浴以便在浴的上游侧铺展和成形为玻璃带，或者以便影响玻璃的光学特性，更具体地影响玻璃带厚度的变化，即上述的屈光缺陷。

这些文献中没有一个涉及或提到在熔融金属浴中与驱动该玻璃带有关的强制对流所产生的问题，以及所述强制对流在玻璃带下的熔融金属中引起的压力变化或者玻璃带下的熔融金属受到的剪切应力，或者更一般地，没有涉及或提到即使在玻璃厚度保持恒定的情况下，玻璃的波纹也会降低其光学品质的问题。此外，它们也没有教导使用在玻璃带的纵向移动方向上滑动的磁场，以减少或甚至消除湍流，特别是由于玻璃被拉动引起的在与玻璃带的界面处的熔融金属中的湍流，也没有教导在上述临界区域中施加它，以改善所制备的玻璃的光学品质。另外，DE102007014806A1的装置将不允许产生足够强度的磁场，或者实际上不允许以足够的速度移动的磁场，以实现在本专利申请的范围中所寻求的效果。

根据优选的实施方案，本发明包括以下特征中的一个或多个：

-选择磁场以减少或消除在施加磁场的区域中与玻璃带的界面处的熔融金属中的湍流；

-选择磁场，使得对于在施加磁场的区域中位于玻璃带的正下方的熔融金属的至少一部分厚度，使熔融金属沿玻璃带的纵向移动方向以与玻璃带相同的速度被驱动；

-在施加磁场的区域中位于玻璃带正下方的熔融金属的所述部分厚度对应于在施加磁场的区域中在玻璃带下方的熔融金属的总厚度的至少5％，更优选至少15％，甚至更优选至少25％，甚至更优选至少33％，甚至更优选至少50％，甚至更优选至少66％，更有利地至少75％；

-在玻璃带的纵向移动方向上所测量的浴的所述区域的长度的至少15％，更优选至少25％，甚至更优选至少33％，甚至更优选至少50％，甚至更优选至少75％，并且更有利地100％使熔融金属经受所述磁场；

-使熔融金属在玻璃带的整个宽度上经受所述磁场；

-使熔融金属至少在玻璃带的整个宽度上经受所述磁场，而不使在玻璃带的每一侧的该浴的侧边缘邻接的区域中的熔融金属经受所述磁场；

-使磁场沿纵向移动方向滑动，其中滑动速度基本上等于玻璃带纵向移动的速度；

-在前述情况下，进一步选择磁场强度，以便对于位于在施加磁场的区域中的玻璃带正下方的熔融金属的厚度的至少5％，更优选对于至少15％，更优选对于至少25％，甚至更优选对于至少33％，甚至更优选对于至少50％，甚至更优选对于至少66％，甚至更优选对于至少75％，以玻璃带的纵向移动速度沿纵向移动方向驱动熔融金属；

-加速在施加磁场的区域内的玻璃带的冷却；

-使磁场在纵向移动方向上滑动，其滑动速度显著高于玻璃带的纵向移动速度，滑动速度优选地选择为玻璃带(8)的纵向移动速度(V)的至少5倍高，更优选至少10倍高，更优选至少50倍高，甚至更优选至少100倍高；

-在后一种情况下，进一步选择磁场在纵向移动方向上的滑动速度和磁场强度，以便在施加磁场的区域中，对于至少位于玻璃带正下方的熔融金属的厚度的5％，熔融金属在纵向移动的方向上基本上以在玻璃带纵向移动速度移动；

-选择磁场在纵向移动方向上的滑动速度和磁场的强度，使得在施加磁场的区域中，对于熔融金属浴的整个深度，使熔融金属在纵向移动的方向上以低于或等于玻璃带的纵向移动速度的速度移动；

-设定磁场的频率，使得磁性表层的厚度至少等于在施加磁场的区域中熔融金属浴的深度的至少5％，更优选至少15％，甚至更优选至少25％，甚至更优选至少33％，甚至更优选地至少50％，并且更有利地75％，同时优选地注意确保其低于或等于200％，更优选低于或等于120％，甚至更有利地低于或等于100％；

-在使熔融金属经受磁场的步骤期间，保持磁场在纵向移动方向上的滑动速度恒定；

-在使熔融金属经受磁场的步骤期间保持磁场强度的有效值恒定；

-通过电磁装置产生磁场；

-在使熔融金属经受磁场的步骤期间将电磁装置设置在熔融金属浴上方；

-在使熔融金属经受磁场的步骤期间将电磁装置保持在相对于熔融金属浴的固定位置；

-电磁装置包括一个或多个线性电动机，在使熔融金属经受磁场的步骤期间，所述线性电动机相对于熔融金属浴保持在固定位置；

-借助于电磁装置产生磁场，该电磁装置包括一个线性电动机或多个线性电动机，所述线性电动机在纵向移动的方向上和/或垂直于后者的方向上并排放置，以便实现要经受磁场的浴的区域的平铺，线性电动机被同步以便表现为如同单个线性电动机。

本发明特别适用于制备厚度小于或等于3mm的平板玻璃，因为在这种玻璃中，熔融金属表面的湍流最趋向于将波纹压印到玻璃表面中。然而，制备的平板玻璃优选具有至少0.5mm的厚度。此外，本发明最特别适用于其中玻璃带在熔融金属浴上的纵向移动速度高于或等于10米/分钟的平板玻璃的工业制备。但是，该速度优选低于或等于30米/分钟。更一般地，它也可以在特定制备背景下实施，其中使用玻璃带在熔融金属浴上的较低的纵向移动速度。因此，本发明的方法也可以用于以例如1m/min开始的速度。此外，在施加磁场的区域中，熔融金属浴的深度可以根据应用而非常不同并且例如在从5mm到500mm的范围内，但更优选地，在10mm至200mm，更优选为50mm至100mm的范围中。

更一般地，在通过将玻璃带漂浮在熔融金属浴(优选熔融锡)上制备平板玻璃的方法中，其中玻璃带沿着纵向移动的方向从浴的上游侧(在这里将熔融玻璃连续地倾倒在熔融金属上)被驱动直至浴的下游侧(在这里凝固的玻璃带离开浴)，本发明提出使用沿玻璃带纵向移动方向滑动的磁场，以减少或消除在施加磁场的区域中在与玻璃带的界面处的熔融金属中的湍流，或以减少或消除在所得玻璃中的波纹缺陷。

通过阅读本发明的优选实施方案的以下描述，本发明的其它特征和优点将变得明显，该描述是通过示例并参考附图给出的。

图1是使用浮法制备平板玻璃的装置的示意图，该装置被提供用于实施根据本发明一个优选实施方案的方法。

图2是在图1中所示的装置沿着箭头A-A被切割的横截面视图的示意图。

图3是在图2中标识的区域D的放大示意图。

图4和5示意性地示出了对于根据本发明的方法的另一个实施方式，在玻璃带下的熔融金属的移动速度分布特征。

如在图1中可见，该装置包括槽1，槽1配备有侧壁2和分别位于槽1的入口和出口处的端壁3和4。槽1包含熔融锡浴，或者任何其它合适的熔融金属，标记为7。熔融玻璃在其熔融金属浴的入口处从分配通道6注入在熔融金属浴7上，分配通道6终止于浇注唇缘并且设置在槽1的入口壁3上方。在熔融金属浴7上方形成的玻璃带8在从槽的入口-即浴的上游侧-到其出口-即下游侧的纵向移动方向L上以恒定速度连续地被驱动，通过在下游侧被放置在槽1外部的提取辊9进行实施。

从玻璃的角度来看，浴7在玻璃带8的纵向移动方向L上限定了多个连续的区域。在被倾倒到熔融金属浴7上之后，玻璃最大程度地自由地在第一区域I中在浴上方铺展。因此，它形成玻璃带8，其在提取辊9的牵引作用下向下游移动。

然后，在第二区域II中，在提取辊9和具有滚花边缘(bords molete)的辊11的组合作用下使成形的玻璃带受到指向外部的纵向力。具有滚花边缘的辊11通常由钢制成并且相对于玻璃带8的纵向移动方向L略微倾斜。它们通常由马达16驱动，其速度通常根据其位置而不同，并且朝向下游方向而增大。在该第二区域II中，开始拉伸玻璃并且使后者变薄。在第三区域III中，玻璃带在将其驱动向浴的出口方向的提取辊9的作用下呈现其最终形状。

第二和第三区域II，III一起形成拉伸区域，接着是第四区域IV，称为固结区域，其中凝固的玻璃带逐渐冷却。

该装置还包括放置在玻璃带8上方的电磁装置10。它被放置在浴的临界区域Z上方，在该区域中，玻璃带满足以下关系：

其中：

-μ：以Pa.s表示的玻璃粘度，和

-h：所讨论位置的玻璃带厚度，以米表示。

举例来说，在厚度为2.1mm的玻璃的情况下，临界区域对应于10⁴Pa.s-10⁶Pa.s之间的粘度，当为钠钙玻璃时，它对应于在750℃至900℃之间的玻璃温度。

在实践中，可以借助于熔融金属7的相应温度间接地识别对应于临界区域Z的熔融金属浴7的纵向区段。事实上，在该粘度范围内，粘度与温度之间的关系遵循Vogel-Fulcher-Tammann(VFT)定律，其系数可以通过两个或更多个所讨论的玻璃的粘度测量值来调整，使所述粘度分布在所讨论的粘度范围内，通过使用纤维伸长法以找到Littleton温度(如由标准ISO 7884-6：1987定义)和使用Couette粘度计以获得较低粘度来进行。

提供电磁装置10以在熔融金属浴7的临界区域Z中产生具有垂直分量的磁场B。电磁装置10优选地被布置成使得磁场B的场线被包含在与移动方向L垂直和平行的平面中。在图3中用符号表示的磁场B沿与玻璃带8的纵向移动方向L相对应的方向G滑动，使得由磁场产生的洛伦兹体积力在该相同方向上驱动熔融金属浴7。然而，优选的是，限制场B的强度，使得洛伦兹体积力不会使玻璃带8下方的熔融金属7以高于玻璃带8的速度在移动方向L上被驱动。场B优选连续地被施加在浴的临界区域Z中，在此期间，玻璃带8通过提取辊9连续地在熔融金属浴7上方被驱动。

电磁装置10可以以线性电动机的形式实现，例如三相线性电动机。作为变型，它可以通过在纵向移动L的方向上和/或垂直于后者的方向上并排放置的多个线性电动机来实现，以便实现待经受磁场B的浴区域的平铺。在这种情况下，线性电动机是同步的，以便表现如同单个线性电动机，并因此特别地避免磁场B的滑动的中断。

电磁装置10，特别是在通过一个或多个线性电动机实现的情况下，优选地由机架进行支撑。有利的是，该机架可在纵向移动方向L上相对于熔融金属浴7移动，这允许电磁装置被放置在临界区域Z位置处，该临界区域Z在该方向上的定位可能改变，例如，如果选择生产不同厚度的玻璃。相反，在给定玻璃的制备过程中，电磁装置10，特别地如果它通过一个或多个线性电动机实现，优选地相对于熔融金属浴7保持在固定位置，这避免了干扰相对于熔融金属浴7的滑动场B的施加。

优选的是，熔融金属在玻璃带8的整个宽度上经受场B，以使熔融金属7在玻璃带8的所有宽度下承受洛伦兹体积力。类似地，优选的是，场B在横向方向-即垂直于纵向移动方向L的方向-上是基本均匀的，换句话说，场B在给定深度处熔融金属的每个点(包含在垂直于移动方向L的熔融金属浴7的相同区段中)处具有相同的强度。因此，施加在熔融金属7上的洛伦兹体积力在熔融金属浴的区段的给定深度的每个点处是相同的。这些措施有助于防止在熔融金属7的流动中产生湍流。

此外，优选的是，场B不在横向方向上施加在熔融金属浴7的整个宽度上，而是在侧面位置，即在玻璃带8和槽的壁2之间的中间处停止。因此，由熔融金属7中的场B引起的电流线--这些线垂直于玻璃带8下方的纵向移动方向L--可以使在包括在玻璃带8和槽1的壁2之间的熔融金属浴7的侧区域中水平地环流。该措施有利地限制了由于玻璃带8的侧区域中的熔融金属7中的洛伦兹力产生的偏心湍流的风险，与其中电流线在熔融金属浴7的侧区域中垂直环流的情况(如果场B在熔融金属浴7的所有宽度上延伸，即直到壁2)相比较。

将场B施加到临界区域Z的全部或一部分长度的熔融金属浴7，引起改善以所获得的玻璃的光学品质(对于玻璃带8的给定的驱动速度)，或者作为变型，在一定程度上允许提高玻璃带8的驱动速度，而不会降低所得玻璃的光学品质。其中熔融金属7经受场B的临界区域Z的长度部分越大，玻璃的光学品质和/或玻璃带8的驱动速度方面的改善越大。从这个观点来看，在临界区域Z的长度的至少15％，更优选至少25％，甚至更优选至少33％，或甚至至少50％甚至更优选地超过至少75％并且更有利地100％上，优选将场B施加到熔融金属7上。实际上，待覆盖的临界区域Z的长度部分取决于对于该玻璃要获得的光学品质。具体地说，已经观察到光学缺陷在玻璃中的压印发生在该临界区域Z内部的更有限长度的子区中，这些子区根据所讨论的光学缺陷的尺寸而不同。作为光学缺陷尺寸的函数的子区域的位置可以通过数值模拟或实验进行确定，例如通过比较施加或不施加如在临界区域Z的有限长度上描述的场B所获得的玻璃的光学品质。

优选地，槽1的底部或槽底5至少在整个临界区域Z中是平坦的，甚至更优选地在槽1的所有上游部分中也是平坦的，以避免在临界区域Z中在熔融金属7中产生湍流，否则将产生在槽1中的障碍。

根据一个特别有利的实施方式，场B被限定，以使得在施加场B的区域中在玻璃带8下方，熔融金属7以在纵向移动方向L上以与玻璃带8相同的速度被驱动。因此，在熔融金属7与玻璃带8的界面处熔融金属7的剪切几乎不存在，因为它们以相同的速度移动。因此，基本上消除了在该界面处在熔融金属中的湍流，并且因此也消除了由此在玻璃表面上压印的相关缺陷。

最佳地，优选的是，熔融金属7由此在玻璃带8下方在玻璃带8的所述浴的整个深度上被驱动，以便仅使在与槽的底部5的界面处的一层厚度有限的熔融金属7(称为Hartmann层)保持存在，其流动是层流的。图4示意性地示出了这种情况，其中V表示玻璃带8在方向L上的移动速度，v_m表示熔融金属7在方向L上的移动速度(作为浴深度的函数)。

为此，将场B在纵向移动方向L上的滑动速度V_B被选择等于在该相同方向上玻璃带8的驱动速度V，并选择场B的有效值是足够高的使得洛伦兹力体积力足以达到熔融金属7的上述驱动效果。实际上，可以仅限于在较小的深度上驱动熔融金属7，同时实现所追求的光学品质的提高。然而，有利的是，洛伦兹力足以在方向L上以玻璃带8的驱动速度驱动在施加场B的区域中在玻璃带8正下方的熔融金属7的总厚度的至少5％，甚至更优选至少15％，更优选至少25％，甚至更优选至少33％，甚至更优选至少50％，甚至更优选至少66％，甚至更优选至少75％。

为此，选择磁场B的频率“f”-因此选择一个或多个线性电动机的激发电流-使得磁场B以玻璃的速度移动，考虑一个或多个线性马达的给定尺寸。换句话说，频率'f'由以下公式给出：

f=V_B.p/L

其中：

- f：场B的频率，

- V_B：磁场的滑动速度，其在这种实施方案中被定义为等于玻璃带8在纵向移动方向L上被驱动的速度V，

- p：直线电动机每相的极对的总数，和

- L：沿纵向移动方向L测量的直线电动机长度。

洛伦兹体积力在这种操作模式中以下列方式表示，其中磁场的滑动速度V_B与玻璃驱动速度的大小为一个数量级：

其中：

- V_B是场B在方向L上的滑动速度，和

- v_m：该浴的金属在L方向上的移动速度。

换句话说，该体积力表征磁流体动力学的相互作用，因为它与金属的移动速度有关。因此，该第一操作模式可以被称为“磁流体动力学”操作模式或“MHD”操作模式。

关于场B的强度，模拟使得可以确定，对于为14m/min的玻璃带8的速度V和为6.4cm的熔融金属浴7的深度，具有0.05T的有效值的场在熔融金属7是锡的情况下是足够的。

通过使用以下相互作用的参数，场B的该值可以外推到锡的其它深度和其它玻璃速度，以及对于其它金属：

其中：

- B：磁场模数；

- σ：熔融金属的导电率；

- ρ：熔融金属的密度；

- V：沿纵向移动方向L驱动玻璃带8的速度；

- h：在施加场B的区域中熔融金属浴的深度。

相互作用参数N允许洛伦兹力对熔融金属7的影响与熔融金属7的惯性的影响相关联。如果理想地，相互作用参数N可以选择为等于1，则数值模拟已经表明可以令人满意地将其设置为较低的值。然而，优选的是，将其选择为高于或等于0.1，更优选高于或等于0.33，甚至更优选高于或等于0.5，并且更优选高于0.75。

最后，在这种实施方式中，可以考虑在施加场B的区域中对玻璃带8施加强制冷却，以便缩短临界区域Z。这允许减小电磁装置10的长度。这可以通过冷却器实现，例如基于水或油的冷却器，其置于电磁装置10和玻璃带8之间。

根据另一种实施方式，场B沿方向L的滑动速度特别选择为高于玻璃带8在该相同方向的驱动速度，即优选至少5倍高，更优选至少10倍高，更优选至少50倍高，甚至更优选至少100倍高。如果在上述实施方式中使电磁装置10达到场B所需的频率是棘手的情况下，这种其它实施方式是有利的。

在这种情况下，尽管熔融金属7在与玻璃带8的界面处的流动仍然是湍流，但是由于该在玻璃带8的移动方向L驱动该熔融金属7并因此限制熔融金属7在与玻璃带8的界面处的剪切作用的洛伦兹体积力，该界面处的压力波动可显著降低。

当磁场的滑动速度V_B比玻璃的驱动速度V高至少一个数量级时，施加在熔融金属7上的洛伦兹体积力这时仅与场B沿L方向的滑动速度V，其强度和熔融金属7的导电率相关，根据下式：

其中：

- F_B：施加在熔融金属上的洛伦兹体积力，

- σ：熔融金属7的电导率，

- B_e：磁场B的有效值，

- V_B：磁场的滑动速度。

在这种情况下，洛伦兹体积力的表达纯粹是感应的，并且不依赖于锡的流速v_M。因此，该操作模式可称为“感应”操作模式，因为它与熔融金属的流速无关。相互作用参数N的表达方式与磁流体动力学操作模式的表达方式不同，即以下列方式：

。

有利的是，施加在熔融金属7上的洛伦兹体积力是足够的以使得，对于位于玻璃带8的正下方的熔融金属7的一部分厚度，熔融金属7在方向L上的移动速度基本上等于玻璃带在方向L上的驱动速度。图5示意性地示出了这种情况，其中V表示玻璃带8在方向L上的移动速度和v_M表示熔融金属7沿方向L的移动速度(作为浴槽深度的函数)。为此，选择场B的速度V_B和其强度的有效值B_e，以获得足以补偿在熔融金属7和该槽的底部5之间的界面处施加的摩擦应力的洛伦兹体积力。换句话说，洛伦兹体积力F_B优选地被选择为基本上等于τ _w /h，其中“τ_w”表示由底部5施加在熔融金属7上的摩擦应力，而“h”表示为在施加场B的区域中的熔融金属浴7的深度。

在实践中，对于在施加场B的区域中玻璃带的移动速度V=14m/min和为6.4cm的锡浴深度，数值模拟揭示了对于为5Nm^-3-10Nm^-3的力F_B时的有益效果。理想地，如果相互作用参数N可以被选择在0.001-0.002之间，则数值模拟已经表明，对于包含在0.0005-0.004之间的N值，获得了对光学品质的影响。

该值可本领域技术人员进行外推，对于玻璃带8的其它移动速度和锡浴的其它深度，并且根据提供平面Couette类型流动(其接近于熔融金属浴7的情况)的摩擦应力τ_w的列表值(对于除锡以外的熔融金属的情况，作为驱动速度和流动厚度的函数)的现有文献。

优选地，将场B的频率设定为足够高的值，以使洛伦兹力的脉动过高而不能在熔融金属浴7中产生湍流，该湍流能够压印玻璃带8的表面上。

相反，优选地限制场B的频率值以获得合适的磁性表层的厚度。理想地，它将受到限制，使得磁性表层的厚度至少等于在施用场B的区域中熔融金属浴7的深度。磁性表层的厚度由下式给出：

其中：

- δ_m：磁性表层的厚度，

- μ₀：自由空间的渗透率，

- σ：熔融金属7的电导率，

- f：场B的频率。

换句话说，为了获得理想的磁性表层的厚度，场B的频率被选择为低于或等于：

其中h：在施加场B的区域中熔融金属浴7的深度(以米为单位)。

然而，由于上述由于洛伦兹力的脉动而在熔融金属中产生湍流的风险，因此优选在这两个考虑因素之间选择折衷。因此，优选地选择场B的频率值，使得磁性表层的厚度小于在施加场B的区域中的熔融金属浴7的深度。然而，优选地设定磁场B的频率使得磁性表层的厚度至少等于在施加场B的区域中熔融金属浴7的深度的5％，这允许改善所期望的光学品质。然而，更优选地，设定场B的频率使得磁性表层的厚度至少等于在施加场B的区域中熔融金属浴7的深度的15％，甚至至少等于其25％，甚至至少等于其33％，甚至至少等于其50％，甚至至少等于其75％。

因此，在上述实例中，对于在施加场B的区域中为6.4cm的锡浴深度，场B的频率必须不超过7Hz，使得磁性表层的厚度至少等于在施加该场的区域中熔融金属浴的深度，并且对于p = 30的极对数目，使用具有为8×10^-4T的有效值B_e的场B将可以获得约8N.m^-3的力F_B。为了避免与洛伦兹力的脉动相关的熔融金属中的湍流风险，优选的是例如通过采用为50Hz的磁场B频率(这对应于为3×10^-4T的强度，这对应于2.4cm的磁性表层的厚度)来限制磁性表层的厚度，即大于从与玻璃的界面开始的熔融金属厚度的37％。

如该实例所示，场B的强度将可明显低于在前面的实施方式(其中滑动速度V_B等于玻璃带8的驱动速度V)中。

相反，在该第二实施方式中，优选的是不对玻璃带8施加强制冷却，因为该措施将促进在熔融金属7中持续存在的湍流的压印。

无论实施方式为如何，从相对于电磁装置10的槽1的尺寸和布置的观点来看，本领域技术人员将在适当时考虑磁场B和在熔融金属7中的感应电流线与制备槽1的材料的相互作用，如果该制备槽1的材料不应该是中性的或可以忽略不计的话。

电磁装置10优选地被布置在熔融金属浴7的上方，但也可以被放置在槽1的下方。此外，优选的是，电磁装置10与浴绝热并且例如通过水冷却，以避免它过热。有利的是，电磁装置10允许调节场B的频率，以便根据需要调节场B的滑动速度V_B。类似地，有利的是，电磁装置10允许根据需要调节场B的强度B_e，例如使用变压器。

当然，本发明不限于所描述和所示出的实例和实施方式，而是它可以具有本领域技术人员可获得的多种变型。

Claims

1.一种通过将玻璃带(8)漂浮在熔融金属浴上来制备平板玻璃的方法，其中使玻璃带(8)沿着从浴的上游侧(3)纵向移动的方向(L)被驱动直至该浴的下游侧(4)，其中在浴的上游侧处，熔融玻璃被连续地倾倒到熔融金属(7)上，在浴的下游侧处，凝固的玻璃带离开该浴，该方法包括：

-使熔融金属(7)经受具有垂直分量的并沿玻璃带(8)的纵向移动方向(F)滑动的磁场(B)，该磁场(B)被施加到在该浴的区域(Z)中位于玻璃带(8)下方的所有或一部分熔融金属(7)，在该区域(Z)中玻璃满足以下关系：

其中：

-μ：玻璃的粘度，和

-h：玻璃带的厚度。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述熔融金属浴是熔融锡浴。

3.如权利要求1所述的方法，其中选择磁场(B)以减少或消除在施加磁场(B)的区域中在与玻璃带的界面处的熔融金属中的湍流。

4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中选择磁场(B)使得对于在施加磁场(B)的区域中位于玻璃带的正下方的熔融金属的至少一部分厚度，熔融金属沿玻璃带(8)的纵向移动方向(F)以与玻璃带(8)相同的速度被驱动。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在施加磁场(B)的区域中位于玻璃带正下方的熔融金属(7)的厚度的所述部分对应于在施加磁场(B)的区域中在玻璃带(8)下方熔融金属(7)的总厚度的至少5％。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在施加磁场(B)的区域中位于玻璃带正下方的熔融金属(7)的厚度的所述部分对应于在施加磁场(B)的区域中在玻璃带(8)下方熔融金属(7)的总厚度的至少15％。

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在施加磁场(B)的区域中位于玻璃带正下方的熔融金属(7)的厚度的所述部分对应于在施加磁场(B)的区域中在玻璃带(8)下方熔融金属(7)的总厚度的至少25％。

8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在施加磁场(B)的区域中位于玻璃带正下方的熔融金属(7)的厚度的所述部分对应于在施加磁场(B)的区域中在玻璃带(8)下方熔融金属(7)的总厚度的至少33％。

9.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在施加磁场(B)的区域中位于玻璃带正下方的熔融金属(7)的厚度的所述部分对应于在施加磁场(B)的区域中在玻璃带(8)下方熔融金属(7)的总厚度的至少50％。

10.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在施加磁场(B)的区域中位于玻璃带正下方的熔融金属(7)的厚度的所述部分对应于在施加磁场(B)的区域中在玻璃带(8)下方熔融金属(7)的总厚度的至少66％。

11.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在施加磁场(B)的区域中位于玻璃带正下方的熔融金属(7)的厚度的所述部分对应于在施加磁场(B)的区域中在玻璃带(8)下方熔融金属(7)的总厚度的至少75％。

12.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其包括：

-在玻璃带(8)的纵向移动方向(L)上所测量的浴的所述区域(Z)的长度的至少15％，使熔融金属(7)经受所述磁场(B)。

13.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其包括：

-在玻璃带(8)的纵向移动方向(L)上所测量的浴的所述区域(Z)的长度的至少25％，使熔融金属(7)经受所述磁场(B)。

14.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其包括：

-在玻璃带(8)的纵向移动方向(L)上所测量的浴的所述区域(Z)的长度的至少33％，使熔融金属(7)经受所述磁场(B)。

15.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其包括：

-在玻璃带(8)的纵向移动方向(L)上所测量的浴的所述区域(Z)的长度的至少50％，使熔融金属(7)经受所述磁场(B)。

16.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其包括：

-在玻璃带(8)的纵向移动方向(L)上所测量的浴的所述区域(Z)的长度的至少75％，使熔融金属(7)经受所述磁场(B)。

17.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其包括：

-在玻璃带(8)的纵向移动方向(L)上所测量的浴的所述区域(Z)的长度的100％，使熔融金属(7)经受所述磁场(B)。

18.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其包括：

-使熔融金属(7)在玻璃带(8)的整个宽度上经受所述磁场(B)。

19.如权利要求18所述的方法，其包括：

-使熔融金属(7)至少在玻璃带(8)的整个宽度上经受所述磁场(B)，而不使在玻璃带(8)的每一侧的与该浴的侧边缘邻接的区域中的熔融金属(7)经受所述磁场。

20.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其包括：

-使磁场(B)沿纵向移动方向(L)滑动，其滑动速度(V_B)基本上等于玻璃带(8)的纵向移动速度(V)。

21.如权利要求20所述的方法，其还包括：

-选择磁场(B)的强度(B_e)，以使对于在施加磁场(B)的区域中位于玻璃带(8)正下方的熔融金属(7)的厚度的至少5％，以玻璃带(8)的纵向移动速度(V)在纵向移动方向(L)中驱动熔融金属(7)。

22.如权利要求20所述的方法，其还包括：

-选择磁场(B)的强度(B_e)，以使对于在施加磁场(B)的区域中位于玻璃带(8)正下方的熔融金属(7)的厚度的至少15％，以玻璃带(8)的纵向移动速度(V)在纵向移动方向(L)中驱动熔融金属(7)。

23.如权利要求20所述的方法，其还包括：

-选择磁场(B)的强度(B_e)，以使对于在施加磁场(B)的区域中位于玻璃带(8)正下方的熔融金属(7)的厚度的至少25％，以玻璃带(8)的纵向移动速度(V)在纵向移动方向(L)中驱动熔融金属(7)。

24.如权利要求20所述的方法，其还包括：

-选择磁场(B)的强度(B_e)，以使对于在施加磁场(B)的区域中位于玻璃带(8)正下方的熔融金属(7)的厚度的至少33％，以玻璃带(8)的纵向移动速度(V)在纵向移动方向(L)中驱动熔融金属(7)。

25.如权利要求20所述的方法，其还包括：

-选择磁场(B)的强度(B_e)，以使对于在施加磁场(B)的区域中位于玻璃带(8)正下方的熔融金属(7)的厚度的至少50％，以玻璃带(8)的纵向移动速度(V)在纵向移动方向(L)中驱动熔融金属(7)。

26.如权利要求20所述的方法，其还包括：

-选择磁场(B)的强度(B_e)，以使对于在施加磁场(B)的区域中位于玻璃带(8)正下方的熔融金属(7)的厚度的至少66％，以玻璃带(8)的纵向移动速度(V)在纵向移动方向(L)中驱动熔融金属(7)。

27.如权利要求20所述的方法，其还包括：

-选择磁场(B)的强度(B_e)，以使对于在施加磁场(B)的区域中位于玻璃带(8)正下方的熔融金属(7)的厚度的至少75％，以玻璃带(8)的纵向移动速度(V)在纵向移动方向(L)中驱动熔融金属(7)。

28.如权利要求20所述的方法，其还包括：

-加速玻璃带(8)在施加磁场(B)区域中的冷却。

29.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其包括：

-使磁场沿纵向移动方向(L)滑动，其滑动速度(V_B)显著高于玻璃带(8)的纵向移动速度(V)。

30.如权利要求29所述的方法，其中磁场(B)的滑动速度(V_B)被选择为玻璃带(8)的纵向移动速度(V)的至少5倍。

31.如权利要求29所述的方法，其中磁场(B)的滑动速度(V_B)被选择为玻璃带(8)的纵向移动速度(V)的至少10倍。

32.如权利要求29所述的方法，其中磁场(B)的滑动速度(V_B)被选择为玻璃带(8)的纵向移动速度(V)的至少50倍。

33.如权利要求29所述的方法，其中磁场(B)的滑动速度(V_B)被选择为玻璃带(8)的纵向移动速度(V)的至少100倍。

34.如权利要求29所述的方法，其包括：

-选择磁场(B)在纵向移动方向(L)上的滑动速度(V_B)和磁场(B)的强度(B_e)，以使得在施加磁场(B)的区域中，对于位于玻璃带(8)正下方的熔融金属(7)的厚度的至少5％，熔融金属(7)在纵向移动的方向(L)上基本上以在玻璃带(8)的纵向移动速度(V)进行移动。

35.如权利要求29所述的方法，其包括：

-选择磁场(B)在纵向移动方向(L)上的滑动速度(V_B)和磁场(B)的强度(B_e)，使得在施加磁场(B)的区域中，对于熔融金属浴的整个深度，使熔融金属(7)在纵向移动的方向(L)上以低于或等于玻璃带(8)的纵向移动速度(V)的速度进行移动。

36.如权利要求29所述的方法，其中设定磁场(B)的频率，以使得磁性表层的厚度至少等于在施加磁场(B)的区域中熔融金属浴的深度的至少5％。

37.如权利要求29所述的方法，其中设定磁场(B)的频率，以使得磁性表层的厚度至少等于在施加磁场(B)的区域中熔融金属浴的深度的至少15％。

38.如权利要求29所述的方法，其中设定磁场(B)的频率，以使得磁性表层的厚度至少等于在施加磁场(B)的区域中熔融金属浴的深度的至少25％。

39.如权利要求29所述的方法，其中设定磁场(B)的频率，以使得磁性表层的厚度至少等于在施加磁场(B)的区域中熔融金属浴的深度的至少33％。

40.如权利要求29所述的方法，其中设定磁场(B)的频率，以使得磁性表层的厚度至少等于在施加磁场(B)的区域中熔融金属浴的深度的至少50％。

41.如权利要求29所述的方法，其中设定磁场(B)的频率，以使得磁性表层的厚度至少等于在施加磁场(B)的区域中熔融金属浴的深度的至少75％。

42.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其包括借助于电磁装置(10)产生磁场(B)的事实。

43.如权利要求42所述的方法，其中在使熔融金属经受磁场(B)的步骤期间，电磁装置(10)相对于熔融金属浴保持在固定位置中。

44.如权利要求42所述的方法，其中在使熔融金属经受磁场(B)的步骤期间，将电磁装置(10)放置在熔融金属浴上方。