CN1849268A - 用于控制平板玻璃成形的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种通过在成形熔池中的液态锡层上导引熔融玻璃来控制平板玻璃成形的方法。根据所述方法，使用至少一个二极管激光器来测量成形工艺期间玻璃表面上方的H2O浓度。

Description

用于控制平板玻璃成形的方法
技术领域
本发明涉及一种通过在熔融锡层上导引熔融玻璃来控制平板玻璃成形的方法。
背景技术
在浮法平板玻璃成形工艺中，在容纳于熔池内的熔融锡层上导引从熔炉流出的热玻璃。该熔池由其壁具有耐火材料衬里的金属壳体构成。玻璃在稠密的锡上方铺展成大约6mm的厚度，该厚度取决于重力、表面张力和拉力的综合效果。该拉力是由支承玻璃带(glass ribbon)的辊施加的，所述辊设置在位于锡熔池下游的玻璃退火炉中。
平板玻璃在包含氮和氢(占气氛体积的3-10％)的气氛下成形，以限制锡在少量空气进入、玻璃脱气以及所引入的氮和氢中的废物-如水分的作用下氧化。该气氛被保持在很小的正压下并且被连续补充，以防止可导致玻璃中的缺陷的杂质积聚。
水分和氧的存在污染了锡并且导致一氧化锡(SnO)释放到气氛中。该一氧化锡可凝结在熔池的下游部分的耐火材料壁上，并且经过化学还原作用，以金属滴的形式落在玻璃带上。此外，锡熔池中的溶解氧含量的增加导致更多数量的一氧化锡吸附在玻璃带的下侧。如果该数量太高，则在玻璃带的后续热处理期间一氧化锡可转变为二氧化锡并在玻璃上形成蓝色晕圈。最后，由于氧的溶解度与温度密切相关(当锡从1000℃冷却至600℃时溶解性从630ppm变为5ppm)，而玻璃的移动导致锡从熔池的热的上游区域(1000℃)快速流动至冷的下游区域(600℃)，所以在热区域内的溶解氧可能在熔池的冷区域内作为二氧化锡沉淀，从而导致锡熔池逐渐结垢。
为避免这些问题，已知可以根据工作状况调节熔池顶部的加热曲线以及氮和氢的流量分配(以氮/氢混合流的形式，以及可选地以纯氮流的形式)，该工作状况包括：对所生产的玻璃的拉出，对腔室中的温度的不定期测量、对玻璃厚度的测量，以及对由于锡导致的制造缺陷的比例随时间的变化的监控。还可使用常规湿度计测量气氛中的水分含量。这些湿度计可以是冷却镜系统或者红外光谱测量系统。这些系统具有下列缺点：
-由于测量是不定期的和局部的，因此不一定能代表所考虑的整个区域；
-由于与熔池的气氛直接接触而导致结垢，因此必须经常清洁和校准系统；
-由于系统产生的信号是不连续的(或者在数据包中连续)，因此这些系统不能用于对熔池气氛和浮法玻璃成形条件进行实时控制的控制循环；
-根据采样路线的长度和对(冷却)镜的温度调节，这些系统的反应时间可能大约1分钟。
发明内容
本发明的目的是提出一种通过测量水分含量来控制平板玻璃成形的方法，该方法不存在上述问题。
为此，本发明涉及一种通过在熔融锡层上导引熔融玻璃来控制平板玻璃成形的方法，其中使用至少一个二极管激光器来测量在成形工艺期间玻璃表面上方的H2O浓度。
具体实施方式
在本发明中，二极管激光器是指这样一种测量系统，包括：
-发射器，用于发射优选具有在波长范围Δd内的可变波长的激光束，该波长范围包括至少一个被其存在有待检测的物质吸收的特征波长；
-检波器，用于在激光束穿过待分析的介质后检测该激光束；
-比较装置，例如用于在所考虑的整个波长范围内，比较接收到的激光束的振幅(光束强度)和所发射的激光束的振幅。
根据一种变型，所确立的方法的至少一个二极管激光器还测量温度。
可在成形工艺期间将二极管激光器设置在距离玻璃表面2-50cm处，优选地5-20cm处。可以沿熔池的长度在不同位置处设置多个二极管激光器。优选地，将至少一个测量H2O浓度的二极管激光器设置在下列位置中的至少一个位置处：
-在熔池的热的上游区域内，因为在该区域内锡中的氧的溶解度很高；
-在熔池的冷的下游区域内，因为该区域内由于玻璃带离开而使得进入的空气通常较多。
还优选地将至少一个测量温度的二极管激光器设置在熔池的热的上游区域内。将二极管激光器定位成使得在成形工艺期间每个激光束的方向横向于玻璃移动的方向。
在实践中，激光束经由设置在金属壳体的壁上的观察窗进入炉内，观察窗的高度使得在成形工艺期间激光束在玻璃表面上方的较短距离处通过。激光发射器和接收器可位于每个观察窗的后面。根据一种变型，可将发射器和接收器设置在同一观察窗后面；将反射镜设置在第二观察窗后面，以便反射由发射器发射到接收器的激光束。可使用气体-例如氮来清洁发射器和接收器以及可选地反射镜的观察窗的表面，以避免灰尘沉积并从而防止发射器和接收器过热。
二极管激光器具有沿光程并从而跨越熔池的整个宽度对所需数据进行平均测量的优点。它可以在成形工艺期间在玻璃表面上方的几个厘米处进行测量，不需要任何元件插入熔池，从而避免了对与熔池气氛相接触的传感器进行费用昂贵的维护，以及受限制或难于接近传感器(的缺点)。此外，与将探针放置在熔池上方几个厘米处的情况不同，二极管激光器不会引起向熔池的热传递的任何变化。
由于本发明，可以根据二极管激光器测量的H2O浓度和温度来调节成形熔池的加热曲线以及被引入熔池的氮和氢的流量分配。为了调节加热曲线以及氮和氢的流量分配，除了H2O浓度和温度以外，还可以考虑的参数是由锡产生的缺陷的比例变化以及生产线的工作状况(所生产的玻璃的产量和厚度)。
由于本发明，还可以根据二极管激光器测量的H2O浓度的值安排锡熔池的维护和/或清洁工作时间表。在安排这些工作的时间表时还可考虑生产线的工作状况(生产的玻璃的产量和厚度)。

Claims (8)

1.一种通过在成形熔池中的熔融锡层上导引熔融玻璃来控制平板玻璃成形的方法，其特征在于，使用至少一个二极管激光器测量成形工艺期间玻璃表面上方的H2O浓度。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使用至少一个二极管激光器来测量温度。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在成形工艺期间，将二极管激光器设置在距离玻璃表面2-50cm处，优选地5-20cm处。
4.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将至少一个测量H2O浓度的二极管激光器设置在下列位置中的至少一个位置处：在熔池的热的上游区域内，以及在熔池的冷的下游区域内。
5.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将至少一个测量温度的二极管激光器设置在熔池的热的上游区域内。
6.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将二极管激光器定位成使得在成形工艺期间该二极管激光器的激光束横向于玻璃移动的方向。
7.如权利要求2至6中任一项所述的方法，其特征在于，根据二极管激光器测量的H2O浓度和温度的值来调节成形熔池的加热曲线以及被引入熔池的氮和氢的流量分配。
8.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据二极管激光器测量的H2O浓度的值安排锡熔池的维护和/或清洁工作时间表。
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