CN118317925A - 一种用于向浮法单元进料的具有三个对流流的混合玻璃制造熔炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于为使玻璃浮在熔融金属浴上的浮法单元进料的混合玻璃制造熔炉(10)，所述混合熔炉(10)从上游到下游包括：‑热冠熔融区(100)，其包括能够熔融玻璃配合料(104)以获得玻璃浴(106)的至少一些燃烧器(105)，所述熔融区(100)包括第一对流流(C1)并由“无回流”分离装置(170)界定，所述分离装置(170)配置为防止熔融玻璃返回熔融区(100)中；‑玻璃澄清区(200)，其包括包含至少一个燃烧器(205)和电极(230)的第一澄清区(210)，和第二澄清区(220)，所述第一澄清区(210)分别通过所述分离装置(170)与所述熔融区(100)分离和通过壁(240)与第二澄清区(220)分离，其中玻璃在第一澄清区(210)中以第二对流流(C2)再循环，并在第二澄清区(220)中以第三对流流(C3)再循环；以及‑玻璃冷却区(300)，其包括调节槽(310)，所述第三对流流(C3)流经所述调节槽(310)。

Description

一种用于向浮法单元进料的具有三个对流流的混合玻璃制造 熔炉

发明技术领域

本发明涉及一种用于向浮法单元进料的具有三个对流流的混合玻璃制造熔炉。

本发明更特别涉及一种用于制造玻璃的混合熔炉，该混合熔炉进一步将燃料燃烧熔融区和澄清区集合在一起，该燃料燃烧熔融区配有燃烧器并且有利地补充有电加热装置(通过电加热装置“增强”)，该澄清区包含第一澄清区，所述第一澄清区配置为能够独立于位于上游的熔融区和位于下游的第二澄清区的温度来控制其中的玻璃的温度。

本发明还涉及在此类用于玻璃制造的混合熔炉中制造玻璃的方法。

根据本发明的方法和混合玻璃制造熔炉不仅能够提供每升具有小于0.1个气泡的高品质玻璃。其还能以每天至少400吨的负荷提供此类玻璃，以便向意在制造平板玻璃的用于将玻璃浮在熔融金属浴上的浮法单元进料。

技术背景

从现有技术中已知用于制造玻璃的熔炉设计的不同实例，所述熔炉设计特别取决于要制造的产品，即取决于玻璃的最终成形。

由此，根据设想的生产涉及玻璃纤维、工业中空玻璃成型还是平板玻璃成型来区分不同的熔炉设计。

在玻璃熔炉的设计中的工业挑战之一是能够获得品质要求取决于产品的玻璃；在这方面，平板玻璃的生产相对来说是最苛刻的之一。

以非常大的量生产的平板玻璃由于其多功能特性而用于许多应用，特别是广泛用于电子领域(平面屏幕)或建筑和汽车工业，其中这种玻璃可以使用多种技术(弯曲、回火等)进行转变，由此构成用于全系列玻璃产品的基础玻璃。

成比例地解决关于品质和数量二者的挑战，本发明因此针对用于工业成型此类平板玻璃的玻璃制造，这种玻璃常规通过用于将玻璃浮在熔融金属(通常为锡)浴上的浮法单元获得；这种漂浮法是为什么此类平板玻璃被称为“浮法”玻璃的原因。

对于用浮法单元制造平板玻璃，预期玻璃能够结合品质和数量二者。

一方面，预期能够向浮法单元或“浮池”连续供应大量玻璃，即通常大于400吨/天、有利地大于600吨/天、或甚至1000吨/天或更多的负荷，这比制造玻璃纤维或工业中空玻璃成型所需的负荷要大得多。

另一方面，预期能够向浮法单元或“浮池”进料高品质玻璃，也就是说，含有尽可能少的未熔融材料或气泡的玻璃，即通常具有小于0.5个气泡/升的玻璃。

实际上，玻璃的质量特别但非排他地基于玻璃中存在的气泡数量来确定，该数量表示为“气泡/升”。由此，当玻璃中存在的每升气泡数特别低或甚至极小时，玻璃的品质均被认为是较高的。

此外，回顾一下，玻璃中存在气泡(或气态缺陷)是玻璃制造工艺中制造玻璃的方法所固有的，在该玻璃制造工艺中通常区分三个连续步骤或阶段：熔融；澄清和均化；以及玻璃的热调节。

实际上，玻璃中气泡的存在来自于熔融步骤，在该步骤过程中，玻璃配合料(也称为“组合物”)被熔融。玻璃配合料由包含例如用于制造钠钙玻璃(最常用于制造平板玻璃的玻璃)的砂、石灰石(碳酸钙)、碳酸钠、白云石的混合物的原料组成，有利地向其中加入由玻璃屑组成的碎玻璃以特别促进熔融。

玻璃配合料转变为液态物质，其中溶解了甚至最不可混溶的颗粒，即最富含二氧化硅或二氧化硅(SiO₂)并具有少量氧化钠(Na₂O)的颗粒。

碳酸钠(Na₂CO₃)从775℃开始与沙粒反应，由此将二氧化碳气泡(CO₂)释放到液体中，随着碳酸盐转化为硅酸盐，该液体变得越来越粘稠。同样，石灰石颗粒向石灰的转化和白云石的分解也导致二氧化碳(CO₂)的排放。

当熔融玻璃液中不再有固体颗粒时，熔融步骤完成，所述熔融玻璃液变得非常粘稠，但是在制造方法的这个阶段，其随后充满空气和气泡。

澄清和均化步骤(通常称为澄清)随即能够消除存在于熔融玻璃中的所述气泡。

以已知的方式，在该步骤过程中有利地使用“澄清剂”，即低浓度的物质，其通过在浴的熔点处分解来提供气体，所述气体使气泡变大以便加速所述气泡朝向玻璃表面上升。

制造方法的热调节步骤随后使得可以在成型操作开始时只要玻璃粘度通常必须是澄清过程中的至少10倍就降低玻璃的温度。

当然，在适才描述的制造玻璃的每个步骤与用于实施这些步骤的熔炉结构之间存在对应关系。

通常，此类用于制造玻璃的熔炉由此依次包括熔融区，在该熔融区中通过熔融玻璃配合料发生向玻璃浴的转变，然后是澄清和均化区以便从玻璃中除去气泡，以及最后的热调节区，所述热调节区用于冷却玻璃以使其达到成型温度，该成型温度远低于玻璃在其生产过程中所经历的温度。

在适才回顾的玻璃制造过程中特别值得保留的是，熔融步骤伴随着排放二氧化碳(CO₂)——即涉及气候变化的主要温室气体之一。

除了制造高品质玻璃以及以尽可能低的建造和熔炉运行成本实现高生产率的工业挑战外，玻璃工业必须应对的其它重大挑战之一目前是生态学的，即需要找到减少与玻璃制造工艺相关的碳足迹(或CO₂足迹)的解决方案。

为了实现碳中和的目标，工艺的总体方法是有利的，目的在于在多个点处起作用以减少制造过程中的直接排放以及间接排放二者，或价值链中的上游和下游的排放，例如与上游材料和随后的下游产物的运输相关的那些。

由此，这些多个点包括产品设计和材料组成、改善工业过程的能量效率、使用可再生和脱碳能量、与原材料供应商和后勤公司协作以减少他们的排放、以及最终探索用于捕获和封存残余排放的技术。

在直接排放中，除了上文回顾的玻璃制造方法中固有的那些之外，最特别用于高温(超过1500℃)熔融步骤的能量类型代表了对玻璃制造方法中的碳足迹的最大贡献，因为其通常是化石能量，最经常是天然气，或甚至石油产品如燃料油。

因此，对新熔炉设计的研究不仅必须使得能够应对与玻璃品质和合适数量相关的工业挑战，而且还能够通过减少特别是化石能量的使用来减少玻璃制造方法在直接和间接二氧化碳(CO₂)排放方面的碳足迹。

在熔炉中制造玻璃，熔炉自第一个罐式(或坩埚)熔炉到西门子炉(其通常被认为是现代大型连续铸造玻璃熔炉如每天可以生产高达1200吨浮法玻璃的横焰炉的前身)以来始终没有停止发展。

因此，用于熔融的能量选择导致主要分为两种用于制造玻璃的大型熔炉设计：燃料燃烧熔炉和电熔炉。

根据第一种设计，燃料燃烧熔炉通常使用矿物燃料，特别是天然气用于燃烧器，热能由此通过火焰和玻璃浴表面之间的热交换传递给玻璃。

上述横焰炉是根据该第一设计的熔炉的一个实例，并广泛用于将熔融玻璃进料至意在制造平板玻璃的浮法单元或“浮池”。

根据第二种设计，电熔炉是通过焦耳效应在熔融玻璃本体中产生热能的熔炉。

实际上，玻璃在室温下是绝缘物质并在高温下变得导电，因此可以设想在玻璃熔体自身内使用焦耳效应来加热它们。

但是，电熔炉例如用于生产特定玻璃类型，如氟化物乳白玻璃或铅水晶玻璃，或者通常用于制造用于隔热的玻璃纤维。

因此，本领域技术人员通常认为，就玻璃数量或最重要的就玻璃品质而言，此类电熔炉不能为意在制造平板玻璃的使玻璃浮在熔融金属浴上的浮法单元进料。

这就是为什么燃料燃烧熔炉(如横焰炉)至今仍是唯一能为此类浮法玻璃单元进料的熔炉。

此外，燃料燃烧熔炉具有各种优点，佐证了它们在玻璃制造中的广泛应用。

但是，燃料燃烧熔炉依赖于使用化石能量(基本上是天然气)作为燃料，并且因此它们的碳足迹与减少二氧化碳(CO₂)排放，即玻璃制造过程的碳足迹的目标相对不兼容。

为了补充根据现有技术的用于制造玻璃的熔炉设计的公开内容，还将提及“第三设计”或熔炉的演变，其最近经历了改进以便特别地解决减少二氧化碳(CO₂)排放的生态问题。

这种第三熔炉设计基于燃料燃烧熔炉，但其使用辅助电加热，特别是为了即刻提高熔炉的产量或改善玻璃的品质。

因此，此类熔炉也被称为“具有电补充的燃料燃烧熔炉”。

根据该第三设计的熔炉由此结合了多种能源，分别为化石能源和电力能源，并因此也被称为“混合”熔炉。

增加辅助电加热能提高燃料燃烧熔炉的熔融能力，所述熔融能力受火焰与玻璃浴表面之间发生的热传递的限制。

但是，这种混合熔炉的操作总是主要基于化石燃料的使用，通常是气体，并且因此最终获得的对改进玻璃制造过程的碳足迹的影响仍然有限。

实际上，电力在这里仅作为补充使用，并且因此其影响是成比例的，即受限的，通常对熔融步骤所需热供应的贡献不会超过15％。

此外，为了改善碳足迹，所用电力必须仍然是所谓的“绿色”电力，即由可再生和脱碳能源生产的电力。

本发明的目的特别是提出一种用于制造玻璃的熔炉的新颖设计，以及一种制造方法，其能够提供高品质玻璃以便向意在制造平板玻璃的浮法玻璃单元进料，同时具有能得到与玻璃制造过程相关的二氧化碳(CO₂)排放显著减少的能量消耗。

发明概述

为此，本发明涉及一种用于为使玻璃浮在熔融金属浴上的浮法单元进料的混合玻璃制造熔炉，所述混合熔炉从上游至下游包括：

-热冠熔融区，其包括能够熔融玻璃配合料以获得玻璃浴的至少一些燃烧器，所述熔融区包括第一对流流并由“无回流”分离装置界定，所述分离装置配置为防止熔融玻璃返回熔融区中；

-玻璃澄清区，其包括包括至少一个燃烧器和电极的第一澄清区，和第二澄清区，所述第一澄清区分别通过所述分离装置与所述熔融区分离和通过壁与第二澄清区分离，其中玻璃在第一澄清区中以第二对流流再循环，并在第二澄清区中以第三对流流再循环；以及

-玻璃冷却区，其包括调节槽，所述第三对流流流经所述调节槽。

有利地，混合熔炉能够以大于或等于400吨/天、优选600至900吨/天、或甚至1000吨/天或更高的负荷向使玻璃浮在熔融金属浴上的浮法单元进料高品质玻璃。

根据本发明的熔炉通过与上述第三熔炉设计类比而被称为“混合的”；术语“混合”由此因使用两种不同的能源而用于描述该熔炉：分别为燃料能和电能。

但是，与本发明的类比并未超出这一点，因为电能不仅有利地用作熔融步骤的补充，并且尤其主要在与熔融步骤分开进行的澄清步骤过程中使用，使得与现有技术相比，电能在整个生产过程中的贡献是显著的。

实际上，本发明有利地提出了比现有技术中迄今为止已知要高得多的混合水平，因为电能对由布置在第一澄清区中的所有电极提供热量的贡献，或者甚至作为熔融区和第二澄清区中的补充，总计为提供给熔炉的总热量的至少40％和甚至更多。

有利地，通过依靠“绿色”电力(例如获自风能、太阳能等，而不是获自化石燃料如煤或石油)日益提高的可用性，根据本发明的混合熔炉因此部分依赖电能。

有利地，在熔融区的燃烧器中使用的燃料能量不是化石能量如天然气，而是另一种等效的燃料能量，优选氢，作为生物甲烷的变体。

根据本发明的混合熔炉因此组合了具有电补充的燃料燃烧熔融区和具有补充燃料燃烧的优选电澄清区，其包括第一澄清区和分别分离的第二澄清区。

通过此类组合，根据本发明的混合熔炉能够获得高品质的玻璃，即包含每升少于0.1个气泡的玻璃，使得这种玻璃有利地能够供应意在制造平板玻璃的浮法玻璃单元或“浮池”。

实际上，根据本发明的混合熔炉提出了一种新颖的设计，该设计基于通过分离装置分离上游获得的区，所述分离装置例如壁或颈部中的挡板和/或颈部底部的凸起部分以及下游的另一壁，从而分离分别在其中实施的制造方法的步骤。

由于这种分离，因此可以独立于其它步骤来控制方法的每个步骤，并且在这样做时最特别地优化每个步骤的能量消耗，这尤其对碳足迹是有益的。

特别有利地，在根据本发明的混合熔炉中，熔融玻璃不会从澄清区返回到熔融区。由此，没有对流流或玻璃再循环回路从澄清区延伸到熔融区，如在根据现有技术的熔炉中，其中熔融区中的第一流和澄清区中的第二流相互交换玻璃。

在现有技术中，并且不同于本发明，在不存在具有独立流的分离区域的情况下，热供应不能单独用于熔融步骤或用于澄清步骤。

实际上，例如在根据现有技术的混合熔炉的澄清区中供应的热的一部分通常由熔融区中的第一流向上游驱动，使得仅能作为一个整体控制制造方法，而不能精确和独立地控制熔融、澄清和冷却的各步骤中的每一个。

在根据本发明的熔炉中，澄清玻璃的步骤对有利地几乎不含或不含未熔融的材料的玻璃进行，特别通过“无回流”分离装置，如至少第一壁或具有底部凸起部分的颈部和/或挡板，使得可以增加玻璃在熔融区中的停留时间。

在本发明中，高品质玻璃特别通过能够独立于熔融区单独控制的澄清区获得，通过该澄清区，可以分解这些区中每一个的热状况。

在根据现有技术的熔炉中，在没有分离和独立的对流流的情况下，热状况的此类分解是不可能的。由此，特别不可能分别为熔融步骤和澄清步骤精细地优化供热。

在本发明中，分别单独控制容纳在熔融区、澄清区的第一澄清区和第二澄清区中的三个对流流中的每一个。

有利地，主要使用燃料能量用于熔融步骤，优选通过电能补充，使得能够在特别低于电熔融所需的温度下更有效地熔融玻璃配合料，并因此选择燃烧熔融在熔炉寿命方面也是有益的。

有利地，用于第一澄清区的电极的电能被转换为仅用于澄清的供热，并且通过不允许供热返回到所述熔融区的(无回流)分离装置，该供热特别不传送到熔融区；玻璃的第一对流流和第二对流流由此彼此独立。

有利地，根据本发明的混合熔炉形成对立妥协，一方面基于替代作为燃料的化石能量，并且另一方面基于例如获自风能、太阳能等的“绿色”电力的提高的可用性。

有利地，在熔融和澄清区的燃烧器中使用的燃料能量不是化石能量如天然气，而是另一种等效的燃料能量，优选氢，作为生物甲烷的变体。

根据本发明的混合熔炉因此不仅能够响应为浮法单元或“浮池”进料所需的玻璃的数量和高品质的问题，而且还能够响应生态问题，以便能够显著减少生产过程的碳足迹。

在一个优选实施方案中，混合熔炉包括颈部，称为第一颈部，其将熔融区连接至澄清区。

有利地，混合熔炉的第一颈部与分离装置结合，通过能确保从熔融区流向玻璃澄清区的玻璃的冷却，有助于控制玻璃的温度，由此控制第一对流流和第二对流流，最终有利于制造期望量的高品质玻璃。

有利地，混合熔炉包括用于冷却玻璃的装置，该装置能够选择性冷却第一颈部中的玻璃。

有利地，用于冷却玻璃的装置能够确保可变的——即可调节的——冷却，特别是基于玻璃的温度确定的冷却。优选地，混合熔炉包括空气循环冷却装置，其形成所述用于冷却玻璃的装置的全部或一部分。

有利地，用于冷却玻璃的装置能够确保可变的——即可调节的——冷却，特别是基于玻璃的温度确定的冷却。

有利地，特别通过熔融步骤之后进行的澄清步骤来获得高品质的玻璃，所述澄清步骤进一步通过在第一颈部中的玻璃冷却来控制，该冷却有助于获得两个对流流，以控制玻璃的导引。

有利地，借助分离装置也获得了高品质玻璃，所述分离装置布置在混合熔炉的第一颈部中，配置为使得熔融玻璃不从澄清区返回到熔融区。借助分离装置，第一颈部中的玻璃的流动是“活塞”型流动。

分离装置限制了熔融玻璃从熔融区向下游流动的量，由此促进玻璃在第一颈部中的冷却；这就是为什么在分离装置与第一颈部之间存在协同作用的原因。

此外，分离装置还防止玻璃从澄清和均化区回到熔融区而回到第一颈部，由此熔融玻璃能够在第一颈部中冷却并随后在包含第一对流流和第二对流流的澄清和均化区中澄清。

有利地，分离装置由第一颈部的挡板和/或底部的凸起部分形成，所述挡板和/或底部的凸起部分能够分别单独或一起防止熔融玻璃从根据本发明的混合熔炉的澄清区返回到熔融区。

与根据本发明的混合熔炉相比，包括将熔融区连接至澄清区的沉降式流液洞的熔炉不能确保这种防止玻璃回流的功能。实际上，玻璃的回流流存在于此类流液洞中，特别是由于材料的磨损。

此外，在流液洞中流动的玻璃不与大气接触，并且因此其不可能在表面被冷却，特别但非排它地如在第一颈部中那样，所述颈部有利地包括用于冷却玻璃的装置，如空气循环冷却装置。

此外，流液洞具有受结构限制的截面，并且因此不同于优选包括第一颈部的根据本发明的混合熔炉，不能获得用于为浮法单元进料的负荷。

根据本发明的混合熔炉由特征的组合而不是并列组成，只要技术特征之间存在相互作用、协同作用，特别是在包含第一对流流的熔融区与包含第二和第三对流流的澄清区之间。

在优选的实施方案中，第一颈部和相关的分离装置分别能够允许冷却玻璃并防止玻璃返回到熔融区。

通过所述第一颈部和分离装置，一方面在熔融区中和另一方面在澄清区中能够单独和精确地控制玻璃的温度。

优选地，第一颈部的长度配置为获得冷却，降低玻璃的温度。实际上，用电熔融作为补充获得的熔融玻璃通常具有更高的温度，特别是与仅燃料燃烧熔融相比。

例如，当第一颈部的下游部分中的玻璃所需的温度为大约1300℃至1350℃时，熔融区中的玻璃温度为大约1450℃。

有利地，混合熔炉包括用于冷却玻璃的装置，该装置布置在第一颈部中，从而选择性地冷却玻璃，即控制冷却以便主动调节玻璃的温度。

优选地，冷却装置由至少一个空气循环冷却装置形成，空气被引入第一颈部的气氛中以便与玻璃浴的表面接触，并被抽出以便排出由玻璃传递至空气的热量(卡路里)。

根据另一示例性实施方案，冷却装置浸没在从上游到下游通过第一颈部流动的玻璃中以便能够对其进行冷却。

此类浸没在玻璃中的冷却装置例如由挡板形成，该挡板形成分离装置的全部或一部分，并由含有传热流体的冷却回路冷却，特别是“水套”型回路。

根据另一实例，冷却装置由布置在第一颈部中并浸没在玻璃中的垂直螺柱形成，该垂直螺柱由含有传热流体的冷却回路冷却，以便排出由玻璃传递的热量。

根据又一示例性实施方案，冷却装置能够冷却与玻璃接触的第一颈部的结构，冷却从第一颈部的结构的外部进行。

当然，根据适才给出的各种实例的与第一颈部相关的冷却装置可以单独或组合使用。

有利地，与第一颈部相关的用于冷却玻璃的装置使得能够选择性控制玻璃的温度，所述温度可能变化，特别是在负荷变化时；这是因为负荷提高导致玻璃的温度提高。

与此类与第一颈部相关的用于冷却玻璃的装置相比，玻璃的此类可变冷却在流液洞的情况下将是不可能的。

根据本发明的熔炉的其它特征：

-分离装置能够防止玻璃从第一澄清区返回到熔融区，其结果是能够独立于第一澄清区的第二对流流控制熔融区的第一对流流；

-分离装置配置为限制从熔融区传递到第一澄清区的玻璃的量，以提高玻璃在熔融区中的停留时间；

-分离装置包括称为第一壁的壁，所述壁配置为防止熔融玻璃从澄清区返回到熔融区；

-混合熔炉包括颈部，称为第一颈部，其将熔融区连接至澄清区；

-混合熔炉包括用于冷却玻璃的装置，所述装置能够冷却第一颈部中的玻璃，特别是空气循环冷却装置；

-其中第一颈部包含底部，分离装置包括所述第一颈部的底部的至少一个凸起部分，该凸起部分配置为防止熔融玻璃从澄清区返回到熔融区；

-底部的所述至少一个凸起部分从上游到下游包括至少一个上升区段、顶部区段和下降区段；

-底部的所述至少一个凸起部分的所述上升区段与下降区段中的至少一个相对于水平面倾斜和/或包括形成平台的顶部区段；

-凸起部分具有最大高度，所述最大高度完全或部分决定第一颈部中的熔融玻璃的通道截面；

-分离装置包括至少一个挡板，该挡板竖直延伸，部分浸没在从熔融区到玻璃澄清区流经第一颈部的玻璃浴中，所述挡板配置为防止熔融玻璃从澄清区返回到熔融区；

-挡板位于第一颈部的上游末端；

-分离装置包括挡板和第一颈部的底部的所述至少一个凸起部分；

-挡板位于第一颈部的底部的凸起部分的顶部区段上方；

-挡板安装为可垂直移动，以便允许调节其在玻璃浴中的浸没深度，以便基于所述挡板的深度调节来改变熔融玻璃的通道截面；

-挡板是可移除的，也就是说是可拆卸的，以便特别能够在磨损的情况下更换该挡板并便于熔炉的维护；

-混合熔炉包括用于将熔融区的气氛与澄清区的气氛分开的分离装置，如帘幕；

-混合熔炉包括阻挡装置，其能够将存在于玻璃浴表面处的玻璃配合料层保持在熔融区中，所述阻挡装置布置熔融区的下游末端处；

-阻挡装置由分离装置形成，所述分离装置的自由末端在浴的表面处延伸，或者浸没在玻璃浴中；

-阻挡装置与所述分离装置分离，所述阻挡装置附接到分离装置或远离分离装置；

-混合熔炉配置为以大于或等于400吨/天、优选600至900吨/天、或甚至1000吨/天或更高的负荷向浮法玻璃单元进料具有小于0.1个气泡/升、优选小于0.05个气泡/升的高品质玻璃；

-熔融区包括电极，所述电极浸没在玻璃浴中并且构成补充(“增强器”)电加热装置；

-电极布置在熔融区的下游部分中；

-选择性地控制熔融区的电极以控制熔融区中的第一对流流；

-选择性地控制熔融区的电极以调节从熔融区送至澄清区的第一澄清区的玻璃的温度；

-第一澄清区的电极和所述至少一个燃烧器能够将玻璃加热到高于1450℃的温度；

-所述至少一个燃烧器布置在澄清区中以便在表面处获得热点，所述热点决定第二对流流与第三对流流之间的逆转区(inversion zone)；

-选择性地控制第一澄清区的电极以控制第一澄清区中的第二对流流；

-壁配置为防止玻璃从第二澄清区返回到第一澄清区，其结果是，能够独立于第三对流流来控制第一澄清区的第二对流流；

-壁配置为限制从第一澄清区送至第二澄清区的玻璃的量，以提高玻璃在第一澄清区中的停留时间；

-第二澄清区包含电极，所述电极浸没在玻璃中，并且能够选择性控制所述电极以控制第三对流流；

-冷却区的调节槽从上游到下游包括称为第二颈部的颈部，随后是调节器。

本发明进一步提出了一种用于制造平板玻璃的组件，包括根据本发明的混合玻璃制造熔炉和使玻璃漂浮在熔融金属浴上的浮法单元，所述浮法单元布置在下游，由所述混合熔炉经由至少一个流动通进料玻璃。

本发明还提出了一种用于在如上所述的混合熔炉中制造玻璃的方法，所属制造方法包括以下步骤：

(a)-在包含玻璃的第一对流流的热冠熔融区中熔融玻璃配合料；

(b)-在包含第二对流流的第一澄清区中澄清玻璃，并且随后在包含第三对流流的第二澄清区中澄清玻璃，所述第一澄清区分别与熔融区和第二澄清区分开，以便能够彼此独立地控制；

(c)-在由调节槽形成的冷却区中冷却玻璃，所述第三对流流流经所述调节槽。

有利地，方法包括控制设置在熔融区中的辅助电极以独立于第一澄清区的第二对流流来控制由“无回流”分离装置分离的玻璃的所述第一对流流的步骤。

有利地，方法包括控制设置在第一澄清区中的电极以独立于第二澄清区的第三对流流来控制由壁分离的玻璃的所述第二对流流的步骤。

有利地，方法包括控制设置在第二澄清区中的电极以控制玻璃的所述第三对流流的步骤，选择性控制所述电极以调节澄清区的所述第二澄清区中的玻璃的温度。

有利地，方法包括调节第一颈部中的玻璃的冷却的步骤，特别是通过选择性控制用于冷却玻璃的装置，如至少一个空气冷却装置。

有利地，特别基于玻璃的温度来控制通过空气冷却装置的吸入装置引入第一颈部的冷却空气的量。

附图概述

在阅读以下详细描述后，本发明的其它特征和优点将变得显而易见，为了理解该详细描述，参考附图，其中：

-图1是显示根据本发明的第一实施方案的用于制造玻璃的混合熔炉的侧视图，进一步包括与在两个部分中包含两个对流流的澄清区相关联的混合熔融区，以及冷却区，并且其示出了第一澄清区，所述第一澄清区在上游由第一壁限定，所述第一壁与熔融区一起形成“无回流”分离装置，并在下游由第二壁限定，所述第二壁确保与第二澄清区分离；

-图2是显示根据图1的熔炉的顶视图，并进一步示出了分别布置在熔融区、第一澄清区和第二澄清区中的电极，以及由包括颈部和调节器的调节槽形成的冷却区；

-图3是类似于图1的侧视图，其显示了根据本发明的第二实施方案的混合熔炉，所述混合熔炉包括将熔融区连接到分两个部分的澄清区的第一颈部，并示出了上游的分离装置，该分离装置由第一颈部的底部的至少一个凸起部分和下游的壁形成，该分离装置和壁确保第一澄清区分别与熔融区和第二澄清区分离；

-图4是类似于图2的顶视图，显示了根据图3的熔炉，其中用于防止玻璃返回到熔融区的分离装置由第一颈部的底部的凸起部分形成，并且示出了分别布置在熔融区、第一澄清区和第二澄清区中的电极，以及由包括第二颈部和调节器的调节槽形成的冷却区；

-图5是详细显示根据图3的混合熔炉的第一颈部并示出第一颈部的底部的所述至少一个凸起部分的示例性实施方案的侧视图；

-图6是类似于图5的侧视图，详细显示了与图3至5相同的混合熔炉中的分离装置的第三实施方案，并且其示出了与形成所述分离装置的第一颈部的底部的凸起部分相关联的可移动挡板，以及形成熔融区与澄清区之间的气氛分离装置并在表面处确保将玻璃配合料阻挡在所述熔融区中的帘幕；

-图7是详细显示根据图5的混合熔炉的分离装置的变体实施方案的侧视图，包括第一颈部，该第一颈部设有底部的凸起部分(没有挡板)，并示出了用于阻挡玻璃配合料的装置，该装置与形成分离装置的帘幕分离，与图6所示的那些不同。

发明详述

在说明书的其余部分中，将参考图1至7中显示的轴系统(L、V、T)非限制性地使用纵向、垂直和横向取向。

也将按惯例使用(当涉及纵向取向时)术语“上游”和“下游”，以及(当涉及垂直取向时)术语“上”和“下”或“顶部”和“底部”，以及最后(涉及横向取向时)术语“左”和“右”。

在本说明书中，术语“上游”和“下游”对应于玻璃在熔炉中的流动方向，其中玻璃沿图2或4中显示的混合熔炉的纵向中轴线A-A’(上游为A，下游为A’)从上游流到下游。

此外，术语“流”和“回路”在这里是同义词，其中这些术语与熔炉中玻璃沿顺时针或逆时针方向的再循环相关联，对本领域技术人员是公知的，意在用于玻璃制造的熔炉中“热冠”和“冷冠”的概念也如此。

图1和2分别显示了用于制造玻璃的混合熔炉10的侧视图和顶视图(非按比例)，示出了本发明的第一实施方案。

与上述第三熔炉设计类似，由于使用两种不同的能源(分别为燃料能和电能)，在这里用术语“混合”来描述根据本发明的熔炉。

根据一个重要特征，根据本发明的混合熔炉10能够为用于使玻璃漂浮在熔融金属浴(通常为锡)上的浮法单元进料来制造平板玻璃。

实际上，向浮法单元(或“浮池”)进料熔融玻璃要求混合玻璃制造熔炉10能够分别满足玻璃量和玻璃品质的双重要求。

有利地，根据本发明的混合熔炉10能够以大于或等于400吨/天、优选600吨/天至900吨/天、或甚至1000吨/天或更高的负荷供应高品质玻璃。

有利地，混合熔炉10不仅能够供应为浮法单元进料所需的玻璃量，还能够提供具有小于0.1个气泡/升、优选小于0.05个气泡/升的高品质玻璃。

混合熔炉10在熔炉的纵向中轴线A-A’上从上游到下游依次包括至少一个熔融区100、澄清和均化区200(以下称为澄清区)和玻璃冷却区300。

混合熔炉10为“热冠”型，在下文中在熔融区100中用附图标记12表示。

根据本发明的第一特征，混合熔炉10的熔融区100包括第一对流(C1)，其以逆时针方向形成玻璃再循环回路。

优选地，混合熔炉10包括至少一个加料口102，通过该加料口将玻璃配合料104引入熔融区100的上游部分，这里如图1中的箭头所示沿熔炉的中轴线A-A’纵向地引入。

以已知的方式，玻璃配合料104(也称为“组合物”)包含原料和碎玻璃。碎玻璃由通过回收玻璃获得的玻璃屑组成，其在随后添加到原料中以便再次制造玻璃之前研磨并清洁。

有利地，碎玻璃促进熔融，也就是说通过熔融将玻璃配合料转化成玻璃。

此外，碎玻璃可以通过再循环使用过的玻璃而将其重新利用(因为玻璃是无限可循环的)，由此成比例地减少制造玻璃所需的原材料量，这有助于减少生产过程的碳足迹。

以已知的方式，通过加料装置(未显示)(也称为配合料加料器)将玻璃配合料104引入到混合熔炉10的熔融区100中。

具有热冠12的熔融区100包括至少一些燃烧器105，所述燃烧器能够熔融玻璃配合料104以获得玻璃浴106。

在熔融区100中，通过燃烧器105进行的燃烧所释放的热能通过辐射和对流直接传递至玻璃配合料，并且更通常传递至玻璃浴106；另一部分由冠部12传递，冠部12通过辐射将其返回，并且该冠部因此被称为“热冠”。

如图1和2所示，燃烧器105有利地布置在熔融区100的上游部分，显示的燃烧器105的数量(例如这里为三个)仅仅是说明性的并因此完全是非限制性的。

熔融区100的燃烧器105(被称为空中燃烧器)布置在热冠12和熔融玻璃浴106的表面之间，所述熔融玻璃浴的表面被图1中用小点显示的玻璃配合料104部分覆盖，特别是在上游。

优选地，熔融区100的燃烧器105是称为交叉燃烧器的燃烧器，通常因其垂直于混合熔炉10中的玻璃流从上游到下游沿中轴线A-A’的横向布置而得名。

由交叉燃烧器105燃烧产生的火焰横向延伸，使得能够通过调节每个燃烧器105的功率来调节温度的纵向分布。

优选地，如图2所示，燃烧器105横向布置在熔融区100的任一侧上。

由燃烧器105进行的燃烧可以以已知的方式通过组合不同类型的燃料和氧化剂来获得，但是其选择也对玻璃制造的碳足迹具有直接影响，即与产品制造相关的直接和间接温室气体排放，特别是二氧化碳(CO₂)排放。

对于通过熔融区100的燃烧器105的燃烧，通常使用空气中存在的氧气作为氧化剂，该空气可以富集氧以获得富氧空气，或者在氧-燃料燃烧的特定情况下甚至使用基本纯的氧气。

通常，所用的燃料是天然气。但是，特别是为了改善碳足迹，将有利地使用绿色燃料，特别是“生物气”，即通过甲烷化作用(换言之在不存在氧的情况下有机材料的发酵)产生的基本上由甲烷和二氧化碳组成的气体，或甚至优选“生物甲烷”(CH₄)。

甚至更优选使用与生物气体相比有利地不包含碳的氢气(H₂)。

有利地，根据本发明的混合玻璃制造熔炉10可包括运行的由耐火材料制成的交流换热器(régénérateurs)(例如成对或倒置运行)或金属空气/烟气交换器(也称为同流换热器)，其分别使用容纳在来自制造的烟气中的热量来预热气体并由此改善燃烧。

有利地，混合熔炉10的燃烧器105能够在小于每吨玻璃0.3m²的表面积上熔融玻璃配合料104。

根据第二种设计，此类表面积对于电熔炉将相对较大，并且因此燃料燃烧混合熔炉10具有更紧凑的优点。

此外，燃烧器105还使得能够在与电熔融相比更低的温度下进行熔融玻璃配合料104的步骤，这有助于减少熔炉的基础结构的磨损现象，有利于提高熔炉的寿命。

在玻璃制造熔炉中，所有与玻璃接触的砌块通常称为“基础结构”，并且所有布置在基础设施上方的材料通常称为“上部结构”。

布置在基础结构的槽池砌块上方并且不与玻璃接触而是与熔炉内部的气氛接触的上部结构材料通常具有与基础结构的槽池砌块不同的性质。

即使用于上部结构的材料类似于基础结构的材料，例如在本实施方案中的热冠的情况下，通常对熔炉结构的这两个部分进行区分。

混合熔炉10包括底部108。优选地，底部108在熔融区100中是平面的，使得浴106表面与底部108之间的玻璃浴106的深度P基本恒定。

优选地，熔融区100包括电极110，其浸没在玻璃浴106中，并有利地构成辅助(“增强器”)电加热装置。

实际上，熔融区100中的电极110是与构成主加热装置的燃烧器105相关的补充加热装置，使得能够熔融玻璃配合料104。因此，使用燃料能量和作为补充的电能来实现熔融玻璃的步骤。

优选地，作为对燃烧器105的补充，由电极110供应的热量为熔融区100中进行的熔融步骤的总热量的5％至25％、优选为大约10％至15％。

优选地，电极110经由电极夹(未显示)穿过熔炉的熔融区100的底部108安装，这特别使得能用电力驱动它们。

优选地，电极110如图1所示垂直延伸。或者，电极110倾斜延伸，即，倾斜以相对于垂直方向具有给定角度。

根据另一替代布置，电极110穿过界定所述熔融区100的至少一个侧壁，所述电极110随后水平和/或倾斜地延伸。

有利地，电极110由钼制成；这种承受1700℃的温度的耐火金属特别适于在熔融区100中加热玻璃浴106。

此外，对于燃烧器105而言，这里在图1和2中显示的六个电极110的数量仅仅是说明性的，并因此完全是非限制性的。

优选地，熔融电极110横向且均匀地分布在熔融区100中。

有利地，电极110布置在熔融区100的下游部分中，该下游部分在所述熔融区100的长度(L)的超过一半上延伸，或者甚至在所述长度(L)的超过三分之二上延伸。

混合熔炉10可有利地包括例如布置在熔融区100中的鼓泡器(未显示)，也就是说，用于在底部注入至少一种气体(如空气或氮气)的系统，该气泡然后产生玻璃的向上运动。

混合熔炉10的熔融区100在下游由“无回流”分离装置170界定，该分离装置170配置为防止熔融玻璃返回包含第一对流流(C1)的所述熔融区100。

在该第一实施方案中，“无回流”分离装置170由壁120组成，称为第一壁，其定位在混合熔炉10的熔融区100的下游。

如图1和2所示，第一壁120由此界定了包含第一对流流(C1)的熔融区100，所述壁120优选地在熔融区100的整个宽度上从一个壁到另一个壁横向地延伸。

此外，熔融区100通过纵向且直线延伸的壁连接至澄清区200，使得所述区100和200具有相同的宽度。

优选地，所述电极110的至少一部分布置在下游界定熔融区100的所述第一壁120的附近，所述电极110布置在熔融区100的下游部分中，该下游部分从所述熔融区长度的中点开始延伸。

根据它们的数量，例如在图1和2中等于六个，电极110优选布置在所述长度的超过三分之二上。

根据本发明的第二特征，澄清区200包含称为上游再循环回路的第二对流流(C2)和称为下游再循环回路的第三对流流(C3)。

玻璃澄清区200包括第一澄清区210和第二澄清区220，所述第一澄清区210有利地包括至少一个燃烧器205，或甚至两个燃烧器，以及电极230。

图1和2中分别显示的燃烧器205和电极230的数量和位置仅仅是说明性的并因此完全是非限制性的。

第一澄清区210分别通过形成“无回流”分离装置170的第一壁120与熔融区100分离和通过第二壁240与第二澄清区220分离。

在混合熔炉10的澄清区200中，玻璃由此遵循第二对流流(C2)在逆时针方向上在第一澄清区210中循环，并遵循第三对流流(C3)在顺时针方向上在第二澄清区220中循环。

有利地，第一壁120配置为防止玻璃从第一澄清区210返回到熔融区100，使得熔融区100与第一澄清区210彼此分离。

有利地，熔融区100中的第一对流流(C1)与第一澄清区210中的第二对流流(C2)分离，其结果是，由此能够彼此独立地控制所述流C1、C2中的每一个。

有利地，第一壁120配置为限制从熔融区100送至第一澄清区210的玻璃的量，以便特别提高玻璃在熔融区100中的停留时间。

实际上，第一壁120从熔炉的底部108垂直延伸超过确定的高度，其中顶部部分浸没在玻璃表面(S)下方。

在混合熔炉10中，玻璃越过第一壁210从熔融区100送至第一澄清区210。

除了通过分离所述流C1和C2来防止任何返回外，第一壁120的高度因此还确定了玻璃从熔融区100到第一澄清区210的通道的截面。

借助第一壁120，能够独立于第一澄清区210控制熔融区100，特别是通过选择性控制电极110以控制第一对流流(C1)。

实际上，相对于其中燃烧器105布置在覆盖有玻璃配合料104的浴106的表面上方的上游部分，电极110浸没在熔融区100的下游部分的布置使得能够在玻璃浴106中于该处产生更热的点。

有利地，电极110还使得能够调节从熔融区100送至第一澄清区210的玻璃的温度。

与第一壁120类似，第二壁240在预定高度上从熔炉的第一澄清区210的底部208垂直延伸，其中顶部部分浸没在玻璃表面(S)下方，该高度确定了玻璃从澄清区200的第一澄清区210到第二澄清区220的通道的截面。

有利地，第二壁240配置为防止玻璃从第二澄清区220返回到第一澄清区210，其结果是第一澄清区210中的第二对流流(C2)与第三对流C3分离，并能够彼此独立地控制。

与第一壁120类似，第二壁240有利地使得能够提高玻璃在第一澄清区210中的停留时间，这直接有助于获得高品质玻璃。

优选地，底部208是平坦的。如图1所示，混合熔炉10在相对于玻璃表面S的底部深度方面包括至少一个变量。

优选地，混合熔炉10包括例如第一澄清区210的底部208相对于熔融区100的底部108的凸起部分，使得第一澄清区210中的玻璃的深度P1小于熔融区域100中的玻璃的深度P。

有利地，第一澄清区210的电极230和所述至少一个燃烧器205能够将玻璃加热到高于1450℃的温度。

借助第一壁120和第二壁240，第一澄清区210分别与熔融区100和第二澄清区220分离，在不存在回流的情况下彼此隔离，可以独立地控制第一澄清区210。

由此，混合熔炉10包括彼此分别独立的三个流C1、C2和C3。

在第一澄清区210中，浸没在玻璃中的电极230使得能够将玻璃加热到仅基于澄清且特别独立于熔融区100而确定的温度。

实际上，在不存在回流的情况下，且由于第一对流流C1与第二对流流C2之间的分离，由电极230提供的热量仅用于澄清，并且这样做有利地以最佳方式使用。

类似地，由熔融区100中的燃烧器105和辅助电极110提供的热量意在用于玻璃熔融步骤，而无需考虑澄清步骤。

有利地，熔融区100中的温度和第一澄清区210中的温度可以彼此独立地控制。

优选地，在第一玻璃澄清区210中，热量主要由电极230提供，所述至少一个燃烧器205仅以辅助方式介入，并且因此与在熔融区100中不同，在热量供应方面电能超过燃料能占主要地位。

或者，第一玻璃澄清区210仅包括燃烧器而不包括电极230，由此仅在表面处加热玻璃。

但是，一旦所述电极230直接浸没在源于熔融区100的熔融玻璃中，电极230就因其加热效率而有利。

优选地，电极230比电极110长，例如由此通过增加与玻璃进行热交换的表面积来进一步改善第一澄清区210中的玻璃加热。

所述至少一个燃烧器205布置在澄清区200中，以便在表面处获得热点(或点源)，该热点确定了第二对流流C2和第三对流流C3之间的逆转区250。

优选地，混合熔炉10在第一澄清区210和第二澄清区220之间在相对于玻璃表面S的底部(更准确地说，是第二澄清区220的底部228的凸起部分)的深度方面包括另一变量。

如图1所示，第二澄清区220中的玻璃深度P2由此小于第一澄清区210中的玻璃深度P1。

根据本发明的第三特征，玻璃冷却区300包括调节槽310，所述第三对流流(C3)流经该调节槽310

有利地，冷却区300的调节槽310从上游到下游包括颈部320，即如图2所示的宽度减小的区域，随后是调节器330。

从第二澄清区220到颈部320的通道通过玻璃的宽度和通道截面的突然变窄来实现，例如这里通过与熔炉的纵向中轴线A-A’形成90°的角度的壁322和324来实现。

或者，颈部320的入口处的角度可以具有大于90°的值，使得宽度的变窄不太突然且更平缓。

从颈部320到调节器330的通道通过突然加宽玻璃的通道截面来实现，例如这里通过与熔炉的纵向中轴线A-A’形成90°的角度的壁323和325来实现。

类似地，可以选择颈部320的出口处的角度值，使得加宽在熔炉的纵向中轴线A-A’上也不太突然和更平缓。

有利地，澄清区200的气氛和冷却区300的较冷的气氛通过隔热屏340(如隔板)彼此分离，所述隔热屏从冷却区300中的冠垂直延伸到玻璃表面S附近，优选不浸入玻璃中。

优选地，混合熔炉10在第二澄清区220和冷却区300之间在相对于玻璃表面(S)的底部的深度方面进一步包括另一变量。

优选地，混合熔炉10包括颈部320的底部328相对于第二澄清区220的底部228的第一凸起部分。颈部320中的玻璃深度P3由此小于第二澄清区220中的玻璃深度P2。

有利地，第二澄清区220的底部228通过倾斜的区段252接合到颈部320的底部328上，以确保玻璃从深度P2逐渐过渡至深度P3。

优选地，混合熔炉10包括调节器330的底部338相对于颈部320的底部328的第二凸起部分。调节器330中的玻璃深度P4由此小于颈部320中的玻璃深度P3。

有利地，颈部320的底部328通过倾斜的区段353接合到调节器330的底部338上，以确保从深度P3到深度P4的逐渐过渡。

优选地，混合熔炉10中的玻璃深度从熔融区100到冷却区300的调节器330从上游到下游连续减小。

但是，适才参照图1和2所示的实施方案描述的混合熔炉10的底部的凸起部分仅是深度变化的一个实例，其可以替代地包括一个或多个水平差。

优选地，第二澄清区220包括浸没在玻璃中的电极260。或者，电极260由至少一个燃烧器代替。

图1和2中所示的电极260的数量和位置仅仅是说明性的并因此完全是非限制性的。

有利地，选择性控制第二澄清区220的电极260，以控制第三对流流(C3)，当玻璃在顺时针方向上循环时，玻璃遵循该第三对流流。

实际上，第三对流流(C3)从第二澄清区220纵向延伸到调节器330，也穿过整个冷却区300，并且因此来自仅在第一澄清区210中收集的玻璃的供热可不足。

电极260有利地浸没在玻璃中，并布置在第二澄清区220中，并且由此能够在上游产生热点以控制第三对流流(C3)，称为下游循环回路。

如前所述，借助第二壁240的构造，玻璃不会从第二澄清区220返回到第一澄清区210中；第二对流流(C2)可以独立于第三对流流(C3)进行控制。

有利地，电极260还有助于完善在第一澄清区210中进行的澄清。

调节槽310连接到位于调节器330下游的流道400。

有利地，在调节槽310之后，在流道400中不存在意在将玻璃进料至成形区的回流；换句话说，玻璃在通道400中的流动是“活塞”型流动。

有利地，混合熔炉10能够以大于或等于400吨/天、优选600至900吨/天、或甚至1000吨/天或更高的负荷向使玻璃浮在熔融金属浴上的浮法单元进料高品质玻璃，即具有小于0.1气泡/升的玻璃。

有利地，根据本发明的混合熔炉10能够提供具有小于0.1个气泡/升、或甚至优选小于0.05个气泡/升的高品质玻璃。

有利地，此类高品质玻璃最特别适于为意在用于制造平板玻璃的使玻璃浮在熔融金属浴上的浮法单元进料。

本发明还涉及在混合熔炉10(如适才参照图1和2描述的实施方案)中制造玻璃的方法。

该制造方法包括以下步骤：

(a)-在包括玻璃的第一对流流C1的热冠熔融区100中熔融玻璃配合料；

(b)-在包括第二对流流(C2)的第一澄清区210中并随后在包括第三对流流(C3)的第二澄清区220中澄清玻璃，所述第一澄清区210分别与熔融区100和第二澄清区220分离，以便能够彼此独立地控制；

(c)-在由所述第三对流流(C3)流经的调节槽310形成的冷却区300中冷却玻璃。

有利地，方法包括控制布置在熔融区100中的辅助电极110以控制玻璃的所述第一对流流(C1)的步骤(a1)。

选择性控制电极110以调节从所述熔融区100送至第一澄清区210的玻璃的温度。

有利地，在第一实施方案中由第一壁120形成的分离装置170分离的第一对流流(C1)独立于第一澄清区210的第二对流流(C2)进行控制。

有利地，方法包括控制设置在第一澄清区210中的电极230以控制玻璃的所述第二对流流(C2)的步骤(b1)。

有利地，由第二壁240分离的玻璃的第二对流流(C2)独立于第二澄清区220的第三对流流(C3)进行控制。

有利地，方法包括控制设置在第二澄清区220中的加热装置如至少一个燃烧器和/或电极、在此优选为电极260以控制玻璃的所述第三对流流(C3)的步骤(b2)。

有利地，选择性控制电极260以调节澄清区200的所述第二澄清区220中的玻璃的温度。

在根据本发明的混合熔炉10中，电能在电极110、230和260的热量供应中做出的贡献有利的总计为向熔炉提供的总热量的高于40％。

根据本发明的混合熔炉10的设计有利地使得能够精确地控制玻璃制造方法的熔融、澄清和冷却的步骤中的每一个，由此保证能量效率。

借助分别配置为防止任何回流的形成分离装置170的第一壁120和第二壁240，熔融区、澄清区和冷却区有利地彼此分离，由此使得能够独立于位于下游的对流流来控制每个对流流。

有利地，混合熔炉10的设计使得能够通过提供尽可能接近玻璃制造工艺的每个步骤所需的精确热量来优化熔炉的能量效率，由此改善碳足迹。

如图3至5所示，下面将与图1和2所示的第一实施方案相比较来描述根据本发明的混合熔炉10的第二实施方案。

在该第二实施方案中，燃烧器105的数量也是三个，优选布置在上游，靠近玻璃配合料104的加料口102。但是，电极110的数量在这里是九个，如图3和4所示。

有利地，作为燃烧器105的补充，由电极110供应的热量是在熔融区100中进行的熔融步骤的总热量的至少40％、优选50％至70％。

但将再次提及，通常燃烧器或电极的数量仅仅是说明性的且由此完全是非限制性的。

优选地，熔融电极110横向且均匀地分布在熔融区100中。

有利地，电极110主要布置在熔融区100的下游部分中，这里特别考虑到它们的较大数量(等于九而不是六)，在于长度(L)上延伸的所述熔融区100的三分之二中。

根据该第二实施方案的一个特征，混合熔炉10包括颈部160，称为第一颈部，其将熔融区100连接至澄清区200，更具体而言连接至第一澄清区210。

有利地，混合熔炉的所述第一颈部160使得能够在玻璃从熔融区100流动至玻璃澄清区200的第一澄清区210时确保玻璃的冷却。

第一颈部160越长，玻璃的冷却越大，因为来自熔融区100的玻璃在通过第一颈部160从上游流到下游时自然冷却。

优选地，第一颈部160具有配置为获得熔融玻璃的温度降低的长度，所述熔融玻璃意在随后流入第一澄清区210。

如上所述，熔融玻璃在熔融区100中的温度越高，由电极110供应的热量就越大。

有利地，混合熔炉10包括用于冷却玻璃的装置500，其能够选择性冷却第一颈部160中的玻璃。

除了在玻璃流经将熔融区100与第一澄清区210相连的第一颈部160时对玻璃进行冷却外，冷却装置500还能够进一步提高冷却，并且尤其是改变这种冷却，从而随后有利地实现玻璃温度的调节。

优选地，用于冷却第一颈部160中的玻璃的装置500包括至少一个空气循环冷却装置510。

下面将描述冷却装置510的示例性实施方案，更特别如在分别示出第三实施方案和变体的图6和7中示意性显示的那样，并因此将有利地参照所述附图。

当混合熔炉10包括在第一颈部160中的此类空气冷却装置510时，混合熔炉10包括用于分离熔融区100和第一颈部160的气氛的至少一个分离装置174。

此类气氛分离装置174的示例性实施方案显示在所述图6和7中，并将在下文中更详细地描述。

此类用于玻璃的空气冷却装置510例如至少包括用于将冷却空气引入混合熔炉10的所述第一颈部160的气氛中的进气装置512。

优选地，用于冷却玻璃的装置510包括布置在第一颈部160中的排放装置514以排放热空气并确保通过新鲜的冷却空气对其进行更新。

或者，排放装置由位于第一颈部160下游并意在抽取烟气的提取装置(未显示)形成。有利地，热空气随后通过所述提取装置与烟气一起排出，而无需混合熔炉10配有附加装置。

玻璃冷却设备510的进气装置512和排气装置514例如由一个或多个开口形成，所述开口通向支撑第一颈部160的冠部的护壁。

如图6和7示意性所示，所述至少一个进气开口和所述至少一个排气开口例如彼此纵向相对地定位，一个或多个进气开口设置在第一颈部160的上游部分中，而一个或多个排气开口设置在第一颈部160的下游部分中。

进气装置512和排气装置514例如横向地布置在第一颈部160的任一侧上，或者仅布置在第一颈部160的一侧上。

有利地，引入第一颈部160的冷却空气的温度低于位于所述第一颈部160内部的热空气的温度，其中循环的冷却空气构成传热流体。

优选地，使用的冷却空气是在混合熔炉10外部收集的大气空气，或者甚至是在为浮法单元进料的所述混合熔炉10安装在其中的建筑的边界外部收集的大气空气。

有利地，控制使用的大气温度以便进行调节；空气可例如在引入之前预先冷却或加热以控制其温度。

玻璃主要通过对流冷却，引入的冷却空气特别在与玻璃表面接触时加热，随后与玻璃传递的热量(卡路里)一起排出。

有利地，空气的循环可以通过鼓风装置(未显示)如风扇来控制，所述鼓风装置与所述进气装置512和/或与排放装置514相关联，可以控制以改变循环空气的流速。

有利地，根据本发明的玻璃制造方法包括调节第一颈部160中的玻璃的冷却的步骤，特别是通过选择性控制用于冷却玻璃的装置500，如根据适才描述的实施方案的至少一种空气冷却设备510。

有利地，通过空气冷却装置510的进气装置512引入第一颈部160的冷却空气的量特别基于玻璃的温度来控制。

替代或结合空气冷却装置510，混合熔炉10包括用于冷却玻璃的装置500，该装置浸没在从上游到下游流经所述第一颈部160的玻璃中，以便能够对其进行冷却。

此类冷却装置500例如由浸没在玻璃中的垂直螺柱形成，所述螺柱由含有传热流体的冷却回路冷却，以便排出由玻璃传递至螺柱的热量。

根据另一示例性实施方案，冷却装置500能够冷却与玻璃接触的第一颈部160的结构，该冷却从第一颈部160的结构的外部进行。

当然，与第一颈部160相关联的冷却装置500，如根据适才描述的各种实例的那些，可以单独实施或组合实施。

有利地，与第一颈部160相关联的用于冷却玻璃的装置使得能够选择性控制玻璃的温度，该温度可变化，特别是当负荷变化时；这是因为负荷的提高导致玻璃的温度提高。

与此类与第一颈部160相关联的用于冷却玻璃杯的装置相比，这种玻璃的可变冷却在流液洞的情况下将无法实现。

优选地，从熔融区100到第一颈部160的通道通过玻璃的宽度和通道截面的突然变窄来实现，例如这里通过与熔炉的纵向中轴线A-A’形成90°的角度的壁162和163来实现。

优选地，从第一颈部160到玻璃澄清区200的通道通过突然加宽玻璃的通道截面来实现，例如这里通过与熔炉的纵向中轴线A-A’形成90°的角度的壁262和263来实现。

或者，第一颈部160的入口处的角度可以具有大于90°的值，使得宽度的变窄不太突然且更平缓；类似地，可以选择第一颈部160的出口处的角度值，使得加宽在熔炉的纵向中轴线A-A’上也不太突然且更平缓。

有利地，经第一颈部160从上游流向下游的熔融玻璃在熔融区100的下部部分中随着第一流(C1)被收集，特别是在已经通过电极110布置于其中的部分之后。

有利地且通过比较，与其中基础结构的所有耐火元件与从上游流向下游的负荷的玻璃接触的流液洞相比，第一颈部160对熔融玻璃的连续流动造成的磨损较不敏感。

实际上，在第一颈部160中，流动玻璃的一部分经由表面S与气氛接触。

根据图3至5中未显示的变体，混合熔炉10包括用于将熔融区100的气氛与澄清区200的气氛分离的气氛分离装置。

此类气氛分离装置例如类似于下文将参照图6和7描述的具有附图标记“174”的那些装置，其中所述气氛分离装置由隔板(或帘幕)形成。

第一颈部160包括底部，其在图3至5中以附图标记165提供。在该第二实施方案中，分离装置170由所述第一颈部160的底部165的至少一个凸起部分161组成。

与第一壁120相比，所述凸起部分161直接由底部165形成，而不是附接于其上，并且该凸起部分161因此由形成第一颈部160的所述底部165的基础结构的耐火材料组成。

有利地，所述至少一个凸起部分161与作为窄和薄的结构的第一壁120相比对磨损较不敏感。

有利地，所述至少一个凸起部分161是宽的，因为其在第一颈部160的大部分长度上纵向延伸，所述凸起部分161有利地有助于冷却第一颈部160中的玻璃。

如图5详细显示的那样，所述凸起部分161从上游到下游依次包括至少一个第一上升区段164、第二顶部区段166和第三下降区段168。

有利地，凸起部分161从一个纵向壁到另一纵向壁在第一颈部160的整个宽度上横向地延伸。

当然，此类凸起部分161就其总体形状、其尺寸而言可具有多种几何变体，特别取决于形成其的不同区段164、166和168中的每一个的构造。

图5详细显示了根据图3的第二实施方案的混合熔炉10的第一颈部160以示出所述至少一个凸起部分161的实例。

优选地，上升区段164以确定的角度(α)倾斜，从而形成能使熔融玻璃朝向凸起部分161的顶部区段166上升的斜坡。

优选地，上升区段164是倾斜平面，具有例如20°至70°的锐角(α)，所述角度(α)表示为在凸起部分161的上升区段164与水平线之间的角度，在此取熔融区100的平坦底部108作为基准。

作为变体(未显示)，上升区段164是阶梯状的，例如，以具有至少一个阶梯、或者甚至两个或更多个阶梯的楼梯形式制成，其高度和/或长度尺寸可相同或可不同。

优选地，顶部区段166是平坦的，形成水平平台。有利地，顶部区段166由此在给定长度上纵向延伸，所述长度在此优选大于或等于第一颈部160的总长度的一半。

顶部区段166确定了凸起部分161具有的最大高度H’，并且由此还确定了相对于玻璃表面S的深度P’，即第一颈部160中的熔融玻璃的通道截面180。

优选地，凸起部分161的下降区段168垂直延伸，以直角(β)连接至水平延伸的顶部区段166的下游末端，所述顶部区段166具有平坦的上表面。

根据另一实施方案，如将在下文中描述的图7所示，下降区段168配置为逐渐伴随熔融玻璃从第一颈部160到澄清区200的流动。

此类区段168例如由倾斜的平面形成，该倾斜的平面可以是或不是阶梯状的，特别以楼梯形式制成，如上文对上升区段164的变体实施方案所给出的描述。

在该第二实施方案中，分离装置170因此至少由底部165的所述凸起部分形成，该凸起部分161提供与第一实施例方案的壁120相同的功能，或者在未显示的实施方案的情况下甚至与两个壁相同的功能。

在未显示的变体中，分离装置170包括至少一个挡板，该挡板垂直延伸，部分浸没在从熔融区100经第一颈部160流动至玻璃澄清区200的玻璃浴106中，所述挡板配置为防止熔融玻璃从澄清区200返回到熔融区100。

优选地，挡板由此定位在第一颈部160的上游末端处。

在以申请人名义于2021年11月18日提交的专利申请EP-21306609.5中描述了此类挡板的用途，用于包含冷冠电熔融区的不同设计的混合熔炉。

根据本申请的教导，此类挡板能够独自构成本发明意义内的分离装置170。

有利地，根据第二实施方案，此类挡板也可以与底部165的凸起部分161组合使用。

由此，(无回流)分离装置170可以由挡板和/或第一颈部160的底部165的凸起部分161组成。

图6显示了将通过与图5比较来描述的此类变体实施方案。

根据这种变体，混合熔炉10包括分离装置170，所述分离装置包括与第一颈部160的底部165的所述至少一个凸起部分161相关联的挡板172。

有利地，挡板172通过限制第一颈部160中的流动并借助“水夹套”类型的容纳传热流体的冷却回路来有助于冷却第一颈部160中的玻璃，这使得能够排放部分由玻璃传递至挡板172的热量(卡路里)。

如图6所示，挡板172垂直延伸，并部分浸没在从熔融区100经第一颈部160流动至玻璃澄清区200的玻璃浴106中。

优选地，挡板172定位在第一颈部160的底部165的凸起部分161的顶部区段166上方。

有利地，安装挡板172以使得可垂直移动，由此能够调节其在玻璃浴106中的浸没深度，以便基于所述挡板172的深度的调节来改变熔融玻璃的通道截面180；在没有挡板172的情况下，通道截面默认对应于由具有给定高度H”的所述至少一个凸起部分161所确定的玻璃深度P”。

优选地，这里的高度H”小于高度H’，并因此深度P”大于深度P’。

有利地，挡板172是可移除的，也就是说是可拆卸的，以便特别能够在其磨损的情况下进行更换且便于熔炉的维护。

如上所述，混合熔炉10有利地包括用于将熔融区100的气氛与澄清区200的气氛分离的分离装置174，如帘幕。

有利地，此类分离装置174使得能够将第一颈部160的气氛与熔融区100的气氛隔离，特别是当实施空气冷却装置作为用于冷却第一颈部160中的玻璃的装置时。

有利地，混合熔炉10包括阻挡装置176(也称为“撇渣器”)，其布置在熔融区100的下游末端，如果需要的话能够将玻璃配合料层104的一部分保持在熔融区100中，以便确保存在于玻璃浴106的表面处的所述玻璃配合料不会渗入澄清区200中。

如图6所示，阻挡装置176由分隔件174形成，所述分隔件174的自由末端在浴106的表面处延伸，或者浸没在玻璃浴106中。

图7显示了将通过与图6比较而描述的另一变体实施方案。

在该变体中，阻挡装置176在结构上与所述分离装置174分离，所述阻挡装置176可以附接到分离装置174上或远离分离装置174，如图7所示。

与图6的变体相比，“无回流”分离装置170在这里由唯一的凸起部分161形成，第一颈部160的底部165的所述凸起部分161具有高度H’，如在不采用挡板172的图3至5的实施方案中那样，该高度H’决定了深度P’。

根据图7的变体实施方案还显示了与图3至图5的实施方案相比凸起部分161的不同形状。

实际上，在该变体中，下降区段168配置为逐渐伴随熔融玻璃朝向澄清区200的流动。

此类区段168由此由倾斜平面形成，该倾斜平面可以是或不是阶梯状的，特别是为楼梯形式。

优选地，区段168以确定的角度(β)倾斜，从而形成能使熔融玻璃朝向澄清区200的底部208逐渐下降的斜坡。

对于下降区段168，角度(β)是钝角，其可例如具有90°至145°的值，所述角度(β)对应于图7中顶部区段166与下降区段168接合的点处所显示的内角。

作为变体(未显示)，区段168不是平坦的，而是阶梯状的，例如以具有至少一个阶梯、或甚至两个或更多个阶梯的形式的楼梯形式制成，其高度和/或长度尺寸可相同或可不同。

如图所示，在所述至少一个凸起部分161的任一侧上，玻璃深度在这里并不相同，分别在熔融区100中的深度P与澄清区200的深度P之间，其可具有至少一个深度变化。

如上所示，此类凸起部分161就其总体形状、其尺寸而言可具有多种几何变体，特别取决于形成其的不同区段164、166和168中的每一个的构造。

在图3至7所示的实施方案中，混合熔炉10有利地包括第一颈部160，所述分离装置170布置在所述第一颈部160内。

根据这些实施方案，本发明更特别提出了一种混合玻璃制造熔炉10，用于为使玻璃漂浮在熔融金属浴上的浮法单元进料，所述混合熔炉10从上游到下游包括：

-热冠熔融区100，其包括至少一些能够熔融玻璃配合料104以获得玻璃浴106的燃烧器105，所述熔融区100包含第一对流流C1，

-颈部160，称为第一颈部，其将所述熔融区100连接至玻璃澄清区200，并包含配置为防止熔融玻璃返回到熔融区100的“无回流”分离装置170；

-所述玻璃澄清区200包含包括至少一个燃烧器205和电极230的第一澄清区210，以及第二澄清区220，所述第一澄清区210分别通过所述分离装置170与熔融区100分离，以及通过壁240与第二澄清区220分离，其中玻璃以第二对流流C2在第一澄清区210中循环，以及以第三对流流C3在第二澄清区220中循环；和

-玻璃冷却区300，其包括所述第三对流流C3流过的调节槽310。

Claims (30)

1.用于为使玻璃浮在熔融金属浴上的浮法单元进料的混合玻璃制造熔炉(10)，所述混合熔炉(10)从上游至下游包括：

-热冠熔融区(100)，其包括能够熔融玻璃配合料(104)以获得玻璃浴(106)的至少一些燃烧器(105)，所述熔融区(100)包括第一对流流(C1)并由“无回流”分离装置(170)界定，所述分离装置(170)配置为防止熔融玻璃返回所述熔融区(100)中；

-玻璃澄清区(200)，其包括包含至少一个燃烧器(205)和电极(230)的第一澄清区(210)，和第二澄清区(220)，所述第一澄清区(210)分别通过所述分离装置(170)与所述熔融区(100)分离和通过壁(240)与第二澄清区(220)分离，其中玻璃在第一澄清区(210)中以第二对流流(C2)再循环，并在第二澄清区(220)中以第三对流流(C3)再循环；以及

-玻璃冷却区(300)，其包括调节槽(310)，所述第三对流流(C3)流经所述调节槽(310)。

2.根据权利要求1所述的熔炉，其特征在于所述分离装置(170)能够防止玻璃从第一澄清区(210)返回到熔融区(100)，其结果是能够独立于第一澄清区(210)的第二对流流(C2)控制所述熔融区(100)的第一对流流(C1)。

3.根据权利要求1或2所述的熔炉，其特征在于所述分离装置(170)配置为限制从熔融区(100)传递到第一澄清区(210)的玻璃的量，以提高玻璃在熔融区(100)中的停留时间。

4.根据权利要求1至3任一项所述的熔炉，其特征在于所述分离装置(170)包括称为第一壁的壁(120)，所述壁配置为防止熔融玻璃从澄清区(200)返回到熔融区(100)。

5.根据权利要求1至3任一项所述的熔炉，其特征在于所述混合熔炉(10)包括颈部(160)，称为第一颈部，其将熔融区(100)连接至澄清区(200)。

6.根据权利要求5所述的熔炉，其特征在于所述混合熔炉(10)包括用于冷却玻璃的装置(500)，所述装置能够冷却第一颈部(160)中的玻璃，特别是至少一种空气循环冷却装置(510)。

7.根据权利要求5或6所述的熔炉，其中所述第一颈部(160)包括底部(165)，其特征在于所述分离装置(170)包括所述第一颈部(160)的底部(165)的至少一个凸起部分(161)，所述凸起部分配置为防止熔融玻璃从澄清区(200)返回到熔融区(100)。

8.根据权利要求7所述的熔炉，其特征在于所述底部(165)的所述至少一个凸起部分(161)从上游到下游包括至少一个上升区段(164)、顶部区段(166)和下降区段(168)。

9.根据权利要求8所述的熔炉，其特征在于所述底部(165)的所述至少一个凸起部分(161)的所述上升区段(164)与下降区段(168)中的至少一个相对于水平面倾斜和/或包括形成平台的顶部区段(166)。

10.根据权利要求7至9之一所述的熔炉，其特征在于所述凸起部分(161)具有最大高度(H’，H”)，所述最大高度完全或部分决定第一颈部(160)中的熔融玻璃的通道截面(180)。

11.根据权利要求5所述的熔炉，其特征在于所述分离装置(170)包括至少一个挡板(172)，所述挡板竖直延伸，部分浸没在从熔融区(100)到玻璃澄清区(200)流经所述第一颈部(160)的玻璃浴(106)中，所述挡板(172)配置为防止所述熔融玻璃从澄清区(200)返回到熔融区(100)。

12.根据权利要求11所述的熔炉，其特征在于所述挡板(172)位于所述第一颈部(160)的上游末端。

13.根据权利要求11结合权利要求7至10之一所述的熔炉，其特征在于所述分离装置(170)包括挡板(172)和所述第一颈部(160)的底部(165)的所述至少一个凸起部分(161)。

14.根据权利要求13结合权利要求8所述的熔炉，其特征在于所述挡板(172)位于所述第一颈部(160)的底部(165)的凸起部分(161)的顶部区段(166)上方。

15.根据权利要求11至14任一项所述的熔炉，其特征在于所述挡板(172)安装为可垂直移动，以便允许调节其在玻璃浴(106)中的浸没深度，以便基于所述挡板(172)的深度调节来改变熔融玻璃的通道截面(180)。

16.根据前述权利要求任一项所述的熔炉，其特征在于所述混合熔炉(10)包括用于将熔融区(100)的气氛与澄清区(200)的气氛分开的分离装置(174)，如帘幕。

17.根据前述权利要求任一项所述的熔炉，其特征在于所述混合熔炉(10)包括阻挡装置(176)，其能够将存在于玻璃浴(106)表面处的玻璃配合料层(104)保持在所述熔融区(100)中，所述阻挡装置(176)布置在所述熔融区(100)的下游末端处。

18.根据权利要求17结合权利要求16所述的熔炉，其特征在于所述阻挡装置(176)由所述分离装置(174)形成，所述分离装置(174)的自由末端在所述浴(106)的表面处延伸，或者浸没在所述玻璃浴(106)中。

19.根据权利要求17结合权利要求16所述的熔炉，其特征在于所述阻挡装置(176)与所述分离装置(174)分离，所述阻挡装置(176)附接到所述分离装置(174)上或远离所述分离装置(174)。

20.根据前述权利要求任一项所述的熔炉，其特征在于所述混合熔炉(10)配置为以大于或等于400吨/天、优选600至900吨/天、或甚至1000吨/天或更高的负荷向浮法玻璃单元进料具有小于0.1个气泡/升、优选小于0.05个气泡/升的高品质玻璃。

21.根据前述权利要求任一项所述的熔炉，其特征在于所述熔融区(100)包括电极(110)，所述电极浸没在所述玻璃浴(106)中并且构成辅助电加热装置。

22.根据权利要求21所述的熔炉，其特征在于所述电极(110)布置在所述熔融区(100)的下游部分中。

23.根据权利要求21或22所述的熔炉，其特征在于选择性地控制所述熔融区(100)的电极(110)以控制所述熔融区(100)中的所述第一对流流(C1)。

24.根据前述权利要求任一项所述的熔炉，其特征在于所述第一澄清区(210)的电极(230)和所述至少一个燃烧器(205)能够将玻璃加热到高于1450℃的温度。

25.根据前述权利要求任一项所述的熔炉，其特征在于所述至少一个燃烧器(205)布置在澄清区(200)中以便在表面处获得热点，所述热点决定第二对流流(C2)与第三对流流(C3)之间的逆转区(250)。

26.根据前述权利要求任一项所述的熔炉，其特征在于选择性地控制第一澄清区(210)的电极(230)以控制所述第一澄清区(210)中的第二对流流(C2)。

27.根据前述权利要求任一项所述的熔炉，其特征在于所述壁(240)配置为防止玻璃从第二澄清区(220)返回到第一澄清区(210)，其结果是，能够独立于第三对流流(C3)来控制第一澄清区(210)的第二对流流(C2)。

28.根据前述权利要求任一项所述的熔炉，其特征在于所述壁(240)配置为限制从第一澄清区(210)送至第二澄清区(220)的玻璃的量，以提高玻璃在第一澄清区(210)中的停留时间。

29.根据前述权利要求任一项所述的熔炉，其特征在于所述第二澄清区(220)包括电极，所述电极浸没在玻璃中，并且能够选择性控制所述电极以控制第三对流流(C3)。

30.根据前述权利要求任一项所述的熔炉，其特征在于冷却区(300)的调节槽(310)从上游到下游包括称为第二颈部的颈部(320)，随后是调节器(330)。