CN112279496A - 制造玻璃带的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种用于制造玻璃带的改进的设备。该设备包括拉伸槽，该拉伸槽具有下部细长喷嘴口，熔融玻璃可通过喷嘴口向下排出，并且该拉伸槽包括直接加热装置和间接加热装置，该直接加热装置包括至少一个加热回路，该加热回路可操作以加热拉伸槽的以至少一个第一加热区形式的至少一个区域，其中直接加热装置包括用于每个加热回路的相应的电源，其中每个加热回路具有连接件，每个加热回路通过该连接件连接到拉伸槽的壁，使得来自电源的电流流经壁的至少一部分，并且加热壁，并且其中直接加热的每个加热回路包括拉伸槽的壁的载流部分，并且其中，间接加热装置包括用于至少一个第二加热区的加热元件。

Description

制造玻璃带的设备和方法
技术领域
本发明总体涉及玻璃制造。更具体地，本发明涉及一种用于在下拉工艺中由熔融玻璃制造特别是厚度最高至3000μm(微米)、优选地从15至1100μm的玻璃带的设备和方法。
背景技术
在下拉工艺中，拉伸槽可使得向下至喷嘴口的玻璃分布均衡，玻璃在热成型温度下通过喷嘴口流出。在拉伸槽出口处，可以提供简单的狭槽式喷嘴，并且另外可以在拉伸槽本身内部或在拉伸槽的出口处提供单独的流阻体，例如呈叶片或翅片的形式。所有成型工具优选地由贵金属合金制成，优选地具有高比例的铂。这使下拉工艺具有高度的灵活性，因为一旦停止该工艺，就可以更换贵金属工具并随后再使用。例如，对于在溢流融合工艺中使用的陶瓷槽，这是不经济的，因为加热和冷却时间相应地较长。例如，溢流融合工艺中的启动过程要花费一周以上的时间，而下拉工艺中的启动过程要花费不到一天的时间。
而且，同一贵金属工具可用于多种类型的玻璃，这些玻璃的化学和物理特性在腐蚀行为、电导率、密度、粘度分布、玻璃转变温度、热成型温度等方面有很大不同。这意味着，下拉工艺可以轻松地灵活地重新熔融各种类型的玻璃，而无需更换热成型工具。
DE 10 2004 007 560 B4的目的在于提供一种用于制造薄玻璃板的设备和合适的拉伸槽，该设备和拉伸槽使得能够制造在厚度和平坦度方面满足高要求的玻璃带。这是通过拉伸槽实现的，该拉伸槽在整个宽度上包括至少两个横截面面积不同的部分，这些部分的尺寸应使在两个部分中熔融玻璃覆盖的整个距离上的总压降恒定且在狭槽式喷嘴的任何点都相等。
此外，DE 10 2004 007 560 B4描述了为拉伸槽配备加热元件以调节最佳温度分布是有利的，并且在这种情况下拉伸槽仅被间接加热。
此外，过去已经尝试通过在垂直于拉伸方向的喷嘴附近通过特殊的温度分布来改善玻璃板的质量。为此，例如在DE 100 64 977 C1中提出，将入口、拉伸槽和喷嘴系统配置为封闭系统，其中入口包括具有对称管段的圆形管，而拉伸槽包括在垂直方向和横向方向上分段的加热系统，其中加热可以以直接或间接电加热的形式实现。
拉伸槽是一个复杂的组件，在其中必须对玻璃的分布、均质化和温度调节进行微调，以优化要制造的玻璃带的几何特性，从而避免厚度变化、玻璃带翘曲和玻璃缺陷，例如特别是条纹等。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于制造玻璃带的设备，该设备允许制造满足玻璃带的形状精度和尺寸一致性以及避免玻璃缺陷的同时满足玻璃质量方面以及机械稳定性方面的高要求的玻璃带，以延长其使用寿命。此外，旨在提供一种用于更稳定的加工和增加的产量的相应的改进的方法、尤其是特别灵活的方法。
该目的通过独立权利要求的主题来实现的。在从属权利要求中规定了有利的其他实施例。
因此，本发明提供了一种用于从熔融玻璃拉伸玻璃带的设备，特别是厚度等于或小于3000μm、优选地从15到1100μm的玻璃带，其中，该设备包括具有下部细长喷嘴口的拉伸槽，熔融玻璃可通过该喷嘴口向下排出，并且拉伸槽包括直接加热装置和间接加热装置。优选地，至少一个直接加热装置和至少一个间接加热装置位于喷嘴区中或位于喷嘴处。
直接加热装置包括至少一个加热回路，该至少一个加热回路可操作以加热拉伸槽的以至少一个第一加热区形式的至少一个区域，其中直接加热装置包括用于每个加热回路的相应电源，其中每个加热回路具有连接件，每个加热回路通过该连接件连接到拉伸槽的壁上，以使来自每个电源的电流流过该壁的至少一部分并加热该壁，其中，直接加热该装置的每个加热回路包括拉伸槽的壁的载流部分。优选地，直接加热装置包括多个加热回路，该多个加热回路可操作以加热拉伸槽的以多个第一加热区形式的多个区域。
间接加热装置包括用于至少一个第二加热区、优选多个第二加热区的加热元件。
这样，拉伸槽的间接加热产生基本温度，而拉伸槽的直接加热产生目标温度。
在优选实施例中，直接加热装置包括至少四个可单独控制的加热回路，这些加热回路可操作以加热拉伸槽的以四个第一加热区形式的四个不同区域。直接加热装置包括用于四个加热回路中的每一个的连接件，加热回路通过该连接件连接到拉伸槽的壁，从而使得来自电源的电流流过壁的至少一部分并加热该壁，直接加热的加热回路包括拉伸槽的壁的载流部分，其中，特别是加热回路的建立涉及拉伸槽的载流金属板。
间接加热装置优选地包括用于至少三个可单独控制的、空间上不同的第二加热区的加热元件。
玻璃带的厚度对温度偏差非常敏感，因此优化和微调拉伸槽内和拉伸槽上的熔融玻璃温度对于实现稳定的制造过程尤为重要。
如果仅间接地实施加热系统，即加热元件围绕拉伸槽布置，则温度控制将受到延迟，并且难以在横向和纵向方向上微调或优化拉伸槽中的温度分布。梯度控制以及因此更好和更快的可控性以补偿流中的不均匀性从而提高熔体质量和调节厚度曲线是困难的。此外，启动和停止过程只能在延迟系统中缓慢进行。
如果仅直接实施加热系统，则在过大直接加热电流的情况下，可能会促进熔融玻璃与拉伸槽金属板之间的电化学反应，这可能会导致在玻璃中形成气泡并从拉伸槽的金属板中产生不想要的颗粒。此外，如果仅直接加热部件，则不可能实现空间分辨的温度调节，这会妨碍过程的可控性。
本发明的包括直接加热装置和间接加热装置的特定组合允许减轻或相互补偿各自加热方式的缺点。因此，直接加热装置允许以±0.5K快速调节玻璃温度，并快速启动和停止该过程，同时，间接加热装置允许防止或至少减少直接加热中的过大加热电流量，并因此防止或至少减少在玻璃中形成不想要的气泡和颗粒。分成不同的第一和第二加热区允许更好地调节熔融玻璃的线性通量，即在横向方向上每单位长度的熔融玻璃的通量。
因此，根据本发明的用于制造薄玻璃带的设备提供了一种加热系统，该加热系统与现有技术相比得到了改进，在拉伸槽中具有特别灵活的温度和通量调节，从而允许制造出具有改善的形状精度、尺寸一致性和玻璃质量的玻璃带。
为了进一步改善间接加热装置的可控性，间接加热装置优选地包括用于五个以上个可单独控制的第二加热区的加热元件。
在有利的实施例中，直接加热装置的第一加热区和间接加热装置的第二加热区以垂直和/或水平分布的方式布置在拉伸槽上和拉伸槽周围。
垂直和/或水平分布在不同的加热区中允许以空间分辨的的最佳方式调节熔融玻璃的温度分布和线性通量，这在可控性以及因此过程稳定性方面是有利的。而且，以此方式防止了拉伸槽中的负压，例如，负压可能导致变形甚至工艺失败。
还有一个问题是，在较长的使用寿命内以及在高于1200℃的高温下，拉伸槽、成型工具或其他组件的材料会老化，例如即使是由贵金属制成的，但由于组件中的晶粒尺寸增长，这也可能会对稳定性产生不利影响。这些缺点可以通过将直接和间接加热装置与垂直和/或水平分布在不同加热区中的组合来避免。
施加到拉伸槽的金属板上用于直接加热的加热电流优选小于2500A，更优选小于1000A。
在小于2500A、优选小于1000A的加热电流下，减少了颗粒的形成，特别是由贵金属组分形成的贵金属颗粒，并且减少了玻璃中的气泡的形成。
间接加热装置优选地被设计为作为基本负载对总功率输出贡献超过50％。
如果通过间接加热装置的供热大于直接加热装置的供热，则这可以使直接加热的控制电流达到电流量，即，电流水平低于对颗粒和气泡形成至关重要的电流水平。
为了在加热技术方面改进直接加热装置，拉伸槽的有利实施例包括凸缘或套环作为用于直接加热的电源连接件。
已经发现，以局部适应的方式，拉伸槽的载流金属板的有利厚度在0.5mm至5mm的范围内，以最佳地调节局部电流密度，即，作为电流量和导体横截面的函数的热量输入。通过针对相应的理想温度分布调整材料厚度以达到设定的电流水平，可以减少临界区域，例如在直接加热下可能在拉伸槽的结点(kink)或凸缘处出现的局部热点，从而可以避免形成气泡和杂质颗粒。
通过优选多个温度测量点通过材料结合连接到拉伸槽、特别是焊接到拉伸槽上，可以实现特别快速和直接的可调节性。
在另一有利的实施例中，设置至少两个温度测量点，该至少两个温度测量点是用于控制加热功率的反馈控制单元的反馈控制测量点，以调节直接加热装置或间接加热装置的加热功率。
为了实现特别均匀的热量分布，间接加热装置可以包括加热砖或曲折形加热器作为加热元件。
已经发现包括铂、不锈钢或SiC作为电阻加热材料的加热元件对于间接加热装置特别有利。
为了防止当组件例如由于高温而受到应力时的蠕变变形，并且为了增加加工稳定性和设备的使用寿命，根据优选实施例，预期拉伸槽包括金属板，所述金属板包含至少一种细晶粒稳定的贵金属或至少一种细晶粒稳定的贵金属合金。铂和铂合金特别适合作为金属，特别是Pt、PtRh、PtAu、PtRhAu、PtIr，并且特别优选地它们包含纳米颗粒，例如ZrO2颗粒。
为了提高拉伸槽在高温负荷和长期使用下的稳定性，优选使用细晶粒稳定的贵金属合金。由PtxRhyAuz(0％≤x≤100％，0％≤y≤20％，0％≤z≤20％)或PtuIrv合金(0％≤u≤100％，0％≤v≤20％)制成的细晶粒稳定的合金(任选地添加纳米颗粒)、熔体冶金或粉末冶金制造的贵金属合金对于降低部件暴露于高温负荷下的蠕变效应特别有利。
此类稳定化材料的供应商包括，例如Umicore、Furuya、Heraeus、Tanaka，每个都有自己版本的此类材料(Umicore，例如PtRh10 FKS Rigilit、PtRh10 FKSSaeculit；Heraeus，例如PtRh10 DPH或DPH-A)。
高度抗蠕变性的贵金属(例如纯铱)较不适合，因为它们不具有抗氧化性。
不限于上述特定合金，本文所述的布置通常允许在高于1100℃的成型温度下从玻璃拉伸玻璃带。在本公开内，成型温度是指玻璃具有104dPa·s的粘度的温度。
不仅拉伸槽的金属板，而且设备的其他组件或工具当然也可以包括至少一种细晶粒稳定的贵金属或细晶粒稳定的贵金属合金。
为了避免拉伸槽中的负压可能导致拉伸槽的机械变形并导致玻璃带的厚度不均匀和玻璃缺陷，位于拉伸槽上游的入口优选通向拉伸槽的歧管，该歧管通向腔室，该腔室的横截面小于歧管的横截面，并且在该腔室的下端具有喷嘴口。
因此，在熔融玻璃覆盖的整个距离上的总压降是恒定的并且在喷嘴口的任何点都是相等的。
在优选实施例中，直接加热装置的电源连接到拉伸槽上从而限定了至少三个第一加热区，这些加热区横向于玻璃带的拉伸方向、即特别是沿着喷嘴口的纵向延伸分布在拉伸槽的上部中，并且第一加热区中的一个优选地居中布置，并且另一个第一加热区加热包括喷嘴口的拉伸槽的下部。
这种布置允许以局部可变的方式、即沿水平方向和垂直方向控制拉伸槽中直至喷嘴口的温度，并因此根据需要调节熔融玻璃的粘度。
根据另一优选实施例，并且为了进一步改善温度控制，布置用于至少三个可单独控制的、空间上不同的第二加热区的加热元件，使得第二加热区横向于玻璃带的拉伸方向、即特别是沿着喷嘴口的纵向延伸彼此相邻地分布。
结果，可以制造出在一致的厚度和平坦度方面满足高要求的玻璃带。
为了延长熔融玻璃的停留时间并且为了改善温度的可控性以影响熔融玻璃的厚度分布(纵向和横向分布)，该设备的拉伸槽优选地包括从拉伸槽的喷嘴口向下突出的导向体，其中导向体被支撑为与喷嘴口的边缘隔开，从而在导向体与喷嘴口的边缘之间限定出两个喷嘴狭槽。优选地，加热导向体，在这种情况下，导向体具有其自己的可单独控制的连接件，并且提供了至少一个独立于拉伸槽的加热回路，例如通过其一个连接件实现接地。
设备的上述结构实施方式允许以均匀的厚度和改善的表面质量获得更高的玻璃带产量，并且还改善了机械稳定性并因此改善了其使用寿命。
上述设备优选地允许执行用于制造薄玻璃带的方法，所述薄玻璃带特别是厚度等于或小于3000μm的薄玻璃带，其中，将熔融玻璃经由入口送入拉伸槽，并且其中熔融玻璃从喷嘴口出来并被拉出以形成玻璃带，所述方法包括同时使用直接加热装置和间接加热装置来加热拉伸槽。
在优选的方法中，将熔融玻璃经由通向拉伸槽的入口送入拉伸槽的歧管中，该歧管通向腔室，其中该腔室的横截面小于歧管的横截面，其中通过拉伸槽中的温度分布调节熔融玻璃沿喷嘴口的一致线性通量，这意味着熔融玻璃的横向方向上每单位长度的通量恒定。
在优选的方法中，直接加热装置和间接加热装置用于控制熔融玻璃的线性通量，即通过拉伸槽中熔融玻璃的温度调节和温度分布来控制熔融玻璃的横向方向上的每单位长度的通量，以使总通量保持恒定。
在拉伸槽的圆形入口中，根据管道直径和温度调节通量。优选地，拉伸槽的温度调节应当仅对沿出口的线性通量的分布产生影响，并且不应改变总通量。
在使用设备的另一优选方法中，其中拉伸槽包括腔室，在该腔室中布置有导向体并且喷嘴口位于该腔室的下端，拉伸槽中的熔融玻璃的温度优选调节为使得通过其随温度变化的粘度η满足以下关系式：
Figure BDA0002594083970000071
其中
Figure BDA0002594083970000072
是熔融玻璃的体积流量，B是拉伸槽的沿喷嘴口方向的宽度，DS是腔室的局部宽度，DL是导向体的局部厚度，ρ是熔融玻璃的密度，g是重力加速度，h是腔室的高度，pu是2000Pa的压力。
为了制造具有最大可能宽度和均匀厚度的玻璃带，在拉伸槽中沿着喷嘴口从喷嘴口的边缘到中心将温度梯度有利地调节为T梯度＝T中心–T边缘＝0至50K，优选T梯度＝20至40K。
涉及直接加热和间接加热的方法的前述实施例允许实现特别稳定的过程，并因此以灵活方式获得具有均匀厚度和改善的表面质量的玻璃带的更高产量。这也增强了该方法的经济性。
附图说明
现在将参考附图更详细地解释本发明，在附图中：
图1是具有直接加热装置、间接加热装置和导向体的拉伸槽的剖视图；
图2以剖视图示意性地示出了具有直接加热装置的拉伸槽的一部分；
图3以剖视图示意性地示出了具有间接加热装置的拉伸槽的一部分；
图4是示出拉伸槽出口处的温度分布对玻璃带的厚度分布和宽度的影响的曲线图；
图5是拉伸槽的立体图，该拉伸槽具有一对套环作为用于直接加热的电源连接件；
图6是拉伸槽的剖视图，用于示出用于计算拉伸槽中的压降的参数。
具体实施方式
图1示出了用于从熔融玻璃5制造、特别是拉伸玻璃带3的设备1的部件，玻璃带3的厚度特别是等于或小于3000μm，优选地为15至1100μm。设备1包括用于容纳熔融玻璃5的拉伸槽7，该拉伸槽在其下端具有细长的喷嘴口9，熔融玻璃5可以通过该喷嘴口向下排出，并与根据本发明的直接加热装置2和间接加热装置4组合。
优选地，导向体11可以布置在拉伸槽7内部并且可以从拉伸槽7的喷嘴口9向下伸出。导向体11优选地被支撑为与喷嘴口9的边缘90、92隔开，从而在导向体11和喷嘴口9的边缘90、92之间限定出两个喷嘴狭槽94、96。因此，熔融玻璃5优选从喷嘴狭槽94、96中出来形成两个子流。这些子流50、52可以沿着导向体11向下流动并且在导向体11的伸出喷嘴口9的部分100的下端处汇合。两个子流50在此汇合并且由此处拉伸形成玻璃带3的区域称为拉伸头15。在拉伸时，玻璃带3的厚度通过玻璃的拉伸而减小。同时，随着距喷嘴口9的距离增加，玻璃温度降低，并因此变得更粘直到固化。
通常优选的是，导向体11从喷嘴口9伸出至少30mm，优选地至少80mm。这确保了熔融玻璃5在导向体11上的良好分布，从而防止了玻璃带3的厚度变化。
不限于特定的示例性实施例，根据另一实施例，考虑到导向体11在拉伸槽7内的厚度大于在喷嘴口9处的厚度。出于机械原因，加厚是有利的，但不是强制性的。
导向体11可以包括阻体101和布置在阻体101下方的翅片或叶片103，并且阻体101优选地具有比叶片103更大的宽度，以便限制拉伸槽7中的流动横截面。
通常，从喷嘴口9到阻流体或阻体101的下边缘的距离优选为至少3mm，更优选为至少8mm。
图1中未示出但是在技术上也可以想到的是，特别是通过专用的、可单独控制的连接件来加热导向体11，从而例如建立至少一个独立于拉伸槽7的单独的加热回路并且通过一个连接件将其接地。
为了拉出玻璃带3，可以设置拉伸装置17，该拉伸装置例如可以包括一对或多对从动辊。
图1示出了直接加热装置2的一个加热回路206，该加热回路具有两个连接件26、27，加热回路206通过该两个连接件26、27连接到拉伸槽7的壁700，从而使得来自电源201的电流流过壁700的至少一部分并加热壁700，进而可以加热拉伸槽7的以第一加热区34形式的至少一部分。
直接加热装置2优选地包括至少四个可单独控制的加热回路206、207、208、209，这些加热回路可操作以加热拉伸槽7的以第一加热区34、35、36、37形式的四个不同区域，例如，如图2所示。
直接加热装置2还包括分别用于优选至少四个加热回路206、207、208、209中的每个加热回路的相应电源201、202、203、204，加热回路206、207、208、209各自具有连接件26、27，加热回路206、207、208、209通过连接件26、27连接到拉伸槽7的壁700，从而使得来自电源201、202、203、204的电流流过壁700的至少一部分并加热壁700。
加热回路的加热电流优选小于2500A，特别是小于1000A。但是，为了在使用直接加热进行温度调整时能够提供足够的加热功率，优选最小功率输出为200A的电源。更特别地，建立直接加热的加热回路206、207、208、209，其涉及拉伸槽7的载流金属板78。用于直接加热的金属板78的有利厚度在0.5至5毫米的范围内。
如图1所示，除了加热装置2之外，设备1还包括间接加热装置4，该间接加热装置4包括用于至少一个第二加热区的加热元件。在特别优选的实施方式中，间接加热装置4包括用于至少三个或用于五个以上(图3)的可单独控制的、空间上不同的第二加热区的加热元件。在根据图1的设备1的示例性实施例中，在间接加热装置4的周围还设有与外部环境的绝热件14。
如图1中示意性所示，在有利的实施例中设置至少两个温度测量点18、19，该至少两个温度测量点可以提供用于加热功率的反馈控制的控制单元20的控制测量点，以调节直接加热装置2和/或间接加热装置4的热功率输出。如箭头所示，控制单元20相应地从温度测量点18、19获得传感器值，并控制加热装置2、4的加热功率。为了直接加热，为此调节电流。间接加热装置4优选还包括传导加热，但是例如也可以包括燃烧器。温度测量点18、19可以通过材料结合连接到拉伸槽7，特别是焊接到拉伸槽7，以快速反馈温度变化。
为了更好的清楚性起见，图2示出了具有直接加热装置2的拉伸槽7的一部分，该直接加热装置2优选地包括至少四个可单独控制的加热回路206、207、208、209，这些加热回路可操作以加热拉伸槽7的以第一加热区34、35、36、37形式的四个不同区域。根据图2的直接加热装置2包括与加热回路206、207、208、209中的每个加热回路相关联的相应电源201、202、203、204，每个加热回路具有连接件26、27，加热回路206、207、208、209通过该连接件26、27连接到拉伸槽7的壁700。
在有利的实施例中，直接加热装置2的第一加热区34、35、36、37以垂直和水平分布的方式布置在拉伸槽7上。这种布置使得可以以局部可变的独特方式控制拉伸槽中直至喷嘴口9的温度，从而可以根据需要调节熔融玻璃5的粘度。
在如图2所示的直接加热装置2的一个特别优选的实施例中，电源201、202、203、204连接到拉伸槽7从而使得优选地至少三个第一加热区34、35、36横向于玻璃带3的拉伸方向、特别是沿着喷嘴口9的纵向延伸分布在拉伸槽7的上部中。在拉伸槽7的上部中的这三个第一加热区34、35、36中的一个加热区35优选地居中布置在用于熔融玻璃5通向拉伸槽7的入口74附近，另外两个加热区34、36中的每一个优选地位于入口74下游的用于熔融玻璃5的歧管76的区域中。如图2所示，至少一个另外的第一加热区37有利地加热包括喷嘴口9的拉伸槽7的下部。
为了更好的清楚性起见，图3示出了具有间接加热装置4的拉伸槽7的一部分。
不限于示例性实施例，根据本发明的一个实施例，可以想到如图3所示，间接加热装置4优选包括用于六个可单独控制的第二加热区61、62、63、64、65、66的六个加热元件41、42、43、44、45、46，间接加热装置4的第二加热区61、62、63、64、65、66可在拉伸槽7上垂直地延伸，彼此相邻分布，更优选横向于玻璃带5的拉伸方向，特别是沿喷嘴口9的纵向延伸。
由于本发明的用于制造、特别是拉伸玻璃带3的设备1包括直接加热装置2，并且同时包括间接加热装置4，因此可以以空间分辨的方式最佳地调节熔融玻璃5的温度分布和线性通量，特别是由于分成了不同的第一和第二加热区，这尤其提高了可控性，并因此提高了用该设备执行的过程的稳定性。这种控制尤其使得能够以沿着喷嘴口9的尽可能一致的通量为目标。
由于玻璃带的厚度对温度偏差非常敏感，因此对于稳定的制造过程，熔融玻璃5的温度的优化和微调特别重要。
图4是示出在拉伸槽的出口处的温度分布对玻璃带3的厚度分布和宽度的影响的曲线图。
玻璃带3包括中央区域30，玻璃带3的厚度沿该中央区域完全不变化或仅略微变化，并且包括位于边缘上的珠状件31、33。中央区域30是所谓的质量区域，从该质量区域生产要制造的玻璃产品。通常，分离珠状件31、33，并且可以将珠状件的玻璃重新熔融并返回到拉伸槽7中。
为了获得特别宽的玻璃带3并且同时在有用的质量区域或中央区域30中获得均匀的厚度，在喷嘴口9的边缘90、92与喷嘴口9的中心之间的温度梯度理想地应调节为达到40K，如图4中通过三条线中的细的中间线所示。
如果喷嘴口9的中心更热，即，例如如果温度梯度为50K，则熔融玻璃5的线性通量将在中心增加，这就是为什么玻璃带3的厚度分布将呈现为字母W形，例如，如图4中的虚线所示。
如果温度差小于或等于20K，则如图4中的粗线所示，玻璃带3的宽度将减小，并且厚度分布将变为槽形。有用的质量区域或中央区域30将由此显著减少。
因此，为了制造具有一致厚度的最大可能宽度的玻璃带3，优选地在拉伸槽7中沿喷嘴口9从喷嘴口9的边缘90、92到中心有利地调节温度梯度T梯度＝T中心–T边缘＝0至50K，优选地T梯度＝20至40K。
在包括拉伸槽7的设备1的有利实施例中，实现了通过调节温度来调节或控制玻璃带3的厚度的另一种可能性，其中，拉伸槽7包括凸缘或套环28作为用于直接传导加热的电源连接件26、27。
图5示出了优选实施例的截面，其中，在拉伸槽7的上游设置有用于熔融玻璃的入口74，并且拉伸槽7的上部由用于熔融玻璃5的通向腔室75的管状部分或歧管76形成。在这种情况下，例如，将一对套环28安装到歧管76上，作为单独的电源连接件26、27。每个套环28优选地具有电源连接件接线片29。
根据本发明的另一实施例，以特定的方式调节拉伸槽7中的压降，以提高玻璃带3的形状精度和尺寸一致性。这种调节防止了在拉伸槽中形成负压。这种负压可能使拉伸槽7机械变形，这种机械变形也可能影响玻璃的厚度。此外，局部负压可能导致拉伸槽7中的熔融玻璃5的流动模式不稳定，这种不稳定也可能导致玻璃厚度不均匀或玻璃缺陷。
现在将参照图6中的拉伸槽7的示意性剖视图更详细地说明根据该实施例的调节。图6示出了拉伸槽7的剖视图，其示出了用于计算拉伸槽7中的压降的大小。
在此，拉伸槽7的上部由通向腔室75的管状部分或歧管76形成，腔室75向下延伸至拉伸槽7的底部70。腔室75的横截面优选小于歧管76的横截面。因此，腔室75的宽度DA小于歧管76的直径。由于横截面小，压力变化将主要沿着腔室75发生。特别的贡献来自于其中优选地至少一个导向体11进一步使腔室75变窄的部分。
根据一个优选的实施例，调节拉伸槽7中的温度，使得满足上述条件：
Figure BDA0002594083970000121
在上述关系式中，
Figure BDA0002594083970000122
是熔融玻璃5的体积流量，B是拉伸槽7的沿着喷嘴口9的方向或沿着与拉伸方向垂直的玻璃带3的方向的宽度，η是熔融玻璃5的粘度，DS是腔室75的局部宽度，DL是导向体11的局部厚度，ρ是熔融玻璃5的密度，g是重力加速度，h是腔室75的高度。对在垂直方向z上的部分截面HL和HS上进行积分。也可以对两个以上子部分进行积分，在这种情况下，则必须添加子积分。如果除了导向体11之外还设置了例如在垂直方向上彼此隔开的另外的导向体，则是这种情况。
符号pu表示2000Pa的压力值。该值说明仍可以承受的负压。因此，关系式的右侧表示熔融玻璃的静水压力减去仍可承受的负压pu。该项是个常数。前因子
Figure BDA0002594083970000123
定义了玻璃带3的厚度，该厚度是预先确定的，使得前因子也代表常数。另一方面，对于厚度给定的玻璃带3，通过温度可以控制的是与温度密切相关的粘度η。
如以上通过直接加热装置2和间接加热装置4的实施方式所示，甚至可以以局部不同的方式控制温度。此外，拉伸槽中的温度可以沿垂直方向变化。因此，粘度可与位置相关，η＝η(z)。因此，在积分中也可以考虑这种相关性。
因此，根据一个实施例，可以想到的是：拉伸槽7包括腔室75，导向体11布置在腔室75中，且腔室75的下端具有喷嘴口9，并且调节拉伸槽7中熔融玻璃5的温度，使得其与温度相关的粘度满足上述关系。
对于本领域技术人员将显而易见的是，本发明不限于附图中所示的具体示例性实施例，而是可以以各种方式变化。特别地，不同的实施例也可以彼此组合。
附图标记列表：
1 用于制造玻璃带的设备
2 直接加热装置
3 玻璃带
4 间接加热装置
5 熔融玻璃
7 拉伸槽
9 喷嘴口喷嘴口
11 导向体
14 绝热件
15 拉伸头
17 拉伸装置
18、19 温度测量点
20 用于加热功率的反馈控制的控制单元
26、27 用于加热回路的连接件
28 套环
29 电源连接件接线片
30 3的中央区域
31、32 3的珠状件
34、35、36、37 第一加热区
50、52 5的子流
41、42、43、44、45、46 间接加热装置4的加热元件
61、62、63、64、65、66 第二加热区
70 7的底部
74 7的入口
75 腔室
76 歧管
78 金属板
90、92 94、96的边缘
94、96 喷嘴狭槽
100 11的从9突出的部分
101 阻体
103 翅片或叶片
201、202、203、204 电源
206、207、208、209 加热回路
700 7的壁

Claims (21)

1.一种用于从熔融玻璃(5)制造特别是厚度等于或小于3000μm的薄玻璃带(3)的设备(1)，所述设备包括拉伸槽(7)，其中，所述拉伸槽(7)具有下部细长喷嘴口(9)，所述熔融玻璃(5)可通过所述下部细长喷嘴口向下排出，并且所述拉伸槽(7)包括直接加热装置(2)和间接加热装置(4)，所述直接加热装置(2)包括至少一个加热回路(206、207、208、209)，所述至少一个加热回路可操作以加热所述拉伸槽(7)的以至少一个第一加热区(34、35、36、37)形式的至少一个区域，其中，所述直接加热装置(2)包括用于每个加热回路(206、207、208、209)的相应电源(201、202、203、204)，其中，每个加热回路(206、207、208、209)具有连接件(26、27)，每个加热回路(206、207、208、209)通过所述连接件(26，27)连接到所述拉伸槽(7)的壁(700)上，以使来自每个电源(201、202、203、204)的电流流经所述壁(700)的至少一部分并且加热所述壁(700)，并且其中，所述直接加热装置的每个加热回路(206、207、208、209)包括所述拉伸槽(7)的所述壁(700)的载流部分，并且其中，所述间接加热装置(4)包括用于至少一个第二加热区(61、62、63、64、65、66)的加热元件(41、42、43、44、45、46)。
2.根据权利要求1所述的设备(1)，其中，所述直接加热装置(2)包括至少四个可单独控制的加热回路(206、207、208、209)，所述加热回路可操作用于加热所述拉伸槽(7)的以四个第一加热区(34、35、36、37)形式的四个不同区域，其中，所述直接加热装置(2)包括用于所述四个加热回路中的每个加热回路的连接件(26，27)，所述加热回路(206、207、208、209)通过所述连接件(26，27)连接到所述拉伸槽(7)的所述壁(700)。
3.根据权利要求1或2所述的设备(1)，其中，所述间接加热装置(4)包括用于至少三个可单独控制的、空间上不同的第二加热区(61、62、63、64、65、66)的加热元件(41、42、43、44、45、46)。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的设备(1)，其中，所述间接加热装置(4)包括用于五个以上的可单独控制的第二加热区(61、62、63、64、65、66)的加热元件(41、42、43、44、45、46)；
优选地，其中，所述直接加热装置(2)的所述第一加热区(34、35、36、37)和所述间接加热装置(4)的所述第二加热区(61、62、63、64、65、66)以垂直和/或水平分布的方式布置在所述拉伸槽(7)上和所述拉伸槽(7)周围。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的设备(1)，其中，施加到所述拉伸槽(7)的金属板(78)上用于直接加热的加热电流小于2500A，优选地小于1000A。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的设备(1)，其中，将所述间接加热装置(4)设计成作为基本负载对总功率输出贡献超过50％。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的设备(1)，其中，所述拉伸槽(7)包括凸缘或套环(28)，其作为用于直接加热的功率连接件(26、27)。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的设备(1)，其中，所述拉伸槽(7)的用于直接加热的金属板(78)制成，所述金属板(78)具有在0.5mm至5mm的范围内的厚度。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的设备(1)，其中，多个温度测量点(18、19)通过材料结合连接至所述拉伸槽(7)，特别是焊接至所述拉伸槽(7)；
优选地，其中，所述设备(1)设置有至少两个温度测量点(18、19)，所述至少两个温度测量点是用于控制加热功率输出的反馈控制单元(20)的反馈控制测量点，以调节所述直接加热装置(2)或所述间接加热装置(4)的加热功率。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的设备(1)，其中，所述间接加热装置(4)包括加热砖或曲折形加热器作为所述加热元件(41、42、43、44、45、46)。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的设备(1)，其中，所述间接加热装置(4)的加热元件(41、42、43、44、45、46)包括铂、不锈钢或SiC，作为电阻加热材料。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的设备(1)，其中，所述拉伸槽(7)包含金属板(78)，所述金属板(78)包括至少一种细晶粒稳定的贵金属或至少一种细晶粒稳定的贵金属合金；
优选地，所述设备(1)包括具有至少以下特征之一的细晶粒稳定的贵金属：
-所述细晶粒稳定的贵金属是金属Pt、PtRh、PtAu、PtRhAu、PtIr中的一种；
-所述细晶粒稳定的贵金属包含纳米颗粒，例如ZrO2颗粒。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的设备(1)，包括位于所述拉伸槽(7)上游的入口(74)，其中，所述入口(74)通向所述拉伸槽(7)的歧管(76)，所述歧管(76)通向腔室(75)，其中，所述腔室(75)的横截面小于所述歧管(76)的横截面，并且在所述腔室(75)的下端具有所述喷嘴口(9)。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的设备，其中，所述电源(201、202、203、204)连接到所述拉伸槽(7)，从而限定了至少三个第一加热区(34、35、36)，所述至少三个第一加热区横向于所述玻璃带(3)的拉伸方向分布在所述拉伸槽(7)的上部中，其中，所述第一加热区中的一个(35)优选地居中布置，并且其中，另一个第一加热区(37)加热包括所述喷嘴口(9)的所述拉伸槽(7)的下部。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的设备，其中，用于所述至少三个可单独控制的、空间上不同的第二加热区(61、62、63、64、65、66)的所述加热元件(41、42、43、44、45、46)被布置成使得所述第二加热区(61、62、63、64、65、66)横向于所述玻璃带(3)的拉伸方向彼此相邻地分布。
16.根据权利要求1-15中任一项所述的设备，其中，所述拉伸槽(7)包括向下突出并从所述拉伸槽(7)的所述喷嘴口(9)中伸出的导向体(11)，其中，所述导向体(11)被支撑为与所述喷嘴口(9)的边缘(90、92)隔开，从而在所述导向体(11)和所述喷嘴口(9)的所述边缘(90、92)之间限定出两个喷嘴狭槽(94、96)；其中，加热所述导向体(11)，其中，所述导向体(11)具有其自己的可单独控制的连接件，并且提供了至少一个独立于所述拉伸槽(7)的加热回路。
17.一种使用权利要求1-16中任一项所述的设备(1)制造特别是厚度等于或小于3000μm的薄玻璃带(3)的方法，其中，将所述熔融玻璃(5)经由入口(74)送入所述拉伸槽(7)，并且其中，所述熔融玻璃(5)从所述喷嘴口(9)出来并被拉出以形成所述玻璃带(3)，所述方法包括使用所述直接加热装置(2)并且同时使用所述间接加热装置(4)来加热所述拉伸槽(7)。
18.根据权利要求17所述的方法，包括：将所述熔融玻璃(5)经由通向所述拉伸槽(7)的所述入口(74)送入所述拉伸槽(7)的歧管(76)中，所述歧管(76)通向腔室(75)，其中，所述腔室(75)的横截面小于所述歧管(76)的横截面；以及通过所述拉伸槽(7)中的温度分布沿所述喷嘴口(9)调节所述熔融玻璃(5)的一致线性通量。
19.根据权利要求17或18所述的方法，其中，所述直接加热装置(2)和所述间接加热装置(4)用于通过所述拉伸槽(7)中的所述熔融玻璃(5)的温度调节和温度分布来控制线性通量，使总通量保持不变。
20.根据前述权利要求17至19中任一项所述的方法，其中，所述拉伸槽(7)包括腔室(75)，所述腔室(75)中布置有导向体(11)，并且所述喷嘴口(9)位于所述腔室(75)的下端，其中，调节所述拉伸槽(7)中的所述熔融玻璃(5)的温度，使得其与温度相关的粘度η满足以下关系式：
Figure FDA0002594083960000041
其中，
Figure FDA0002594083960000042
是所述熔融玻璃的体积流量，B是所述拉伸槽(7)沿所述喷嘴口(9)方向的宽度，DS是所述腔室(75)的局部宽度，DL是所述导向体(11)的局部厚度，ρ是所述熔融玻璃的密度，g是重力加速度，h是所述腔室(75)的高度，pu是2000Pa的压力。
21.根据权利要求17至20中任一项所述的方法，包括：在所述拉伸槽(7)中沿着所述喷嘴口(9)从所述喷嘴口(9)的边缘(90，92)到中心调节温度梯度T梯度＝T中心-T边缘＝0至50K，优选地T梯度＝20至40K。
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