CN87105974A - 在浮法制玻璃成型操作中冷却的方法和装置 - Google Patents

Abstract

浮法玻璃成型室，它的冷却是由熔融金属通过和熔融金属池分离的通道循环而实现的，而玻璃是被托在这个熔融金属池上的。

Description

本发明是关于平板玻璃成形工艺的改进，这种公知的浮法玻璃制造工艺是将熔融状态的玻璃烧铸在熔融状态金属表面。这里的熔融金属通常是锡，有时候也含有微量的其他元素，如铁或铜，也有建议用其他金属如银，这在理论上是可行的。

在熔融玻璃进入熔融金属的那部分区域内，玻璃温度相对较高，而且当玻璃沿着长的成形室移动时，它的温度允许降到某一点，在这一温度点上，玻璃有足够的粘度使之能从熔化支撑物移到机械传送装置上。因此，必需从成形室排热，一般是用伸进成形室并位于玻璃上方的热交换装置来完成。对冷却进行适当的控制对保证所生产的玻璃的质量是重要的。通常使用的水冷却热交换器会产生一个陡的温度梯度，对玻璃质量会产生有害影响，因此有不利之处。而且，这些热交换器局限在玻璃带的上面，玻璃带的下面因此会冷却较慢，这也会对玻璃的变形度产生不利影响。把冷却管道伸进玻璃下面的熔融金属中时因熔融金属，例如锡，对金属管道的腐蚀性以及因水泄露在熔融金属内会产生的危险，所以是不受欢迎的。因此，对玻璃带下面冷却的现有技术方案，其特征是将部分熔融金属抽出、冷却、再循环。这种方法的一个实例公开在第3645713号美国专利（布雷查德）中，这种方法有几个困难，为了避免玻璃变形，金属所能冷却的程度以及它循环通过成形室的速度是有限度的，这样就限制了排热速度。而且，当锡被冷却时，锡的氧化物会从熔融金属中凝结出来，熔融金属再一次被引进成形室时，它将沉积在玻璃带的底面，这是不希望发生的。

浮法玻璃工艺中的另一种冷却熔融金属的方法公开在377040号美国专利（劳伦斯）中，在该专利中，是将散热片埋进成形室的底部，而散热片又和水冷却管相接触。用此法使熔融金属间接冷却。这种方式的一个缺点是，冷却速度因散热片的传热系数而固定，所以是不可调的。而水作为冷却剂的使用，也限制了冷却速度的变化性。

熔融金属反复循环的方式在第3652250号美国专利（布雷查德）和第3790361号美国专利（劳伦斯）中也有揭示，这二个专利都必然产生上述的因反复循环熔融金属而发生的问题。第4197106美国专利揭示了水冷管道埋在成形室的底部，它也有上述固定的冷却速度和泄漏危险的缺点。

现在所希望的是在浮法成形室中的玻璃带下面提供冷却，以避免玻璃的变形或污染，避免因水和熔融玻璃临近而产生的危险，以及使冷却速度可以有一个较宽的调节范围。

在本发明中，浮法玻璃成形室中的熔融金属池即玻璃带的下面，是使用和熔融金属的主熔池相容但却保持分离的熔融金属冷却剂以间接热交换方式冷却的。在溶池下有冷却剂通道，通过通道壁进行热交换。通道最好是用导热系数较好的材料，例如石墨来制作。冷却剂和主熔池中的熔融金属的成分大体相同是有利的。这样，冷却剂通道的任何泄露都不会污染溶池或玻璃。也不会发生和溶池中熔融金属反应的危险。但是正常情况下冷却剂不会和熔池中的熔融金属混杂，所以在成份上稍微有点不同也是允许的。特别是因为两部分熔融金属是分离的，存在于相对较冷的熔融金属冷却剂中凝结的金属氧化物也不会污染玻璃。另一个优点是因分离的冷却剂的使用，允许热交换速度有相当大的变化而并不影响平滑玻璃面的形成。因为是分离的，所以冷却剂的温度可以比熔融金属池的温度低许多但是如果冷却量减少，它的温度也可以基本相同。此外，因为冷却是作用在熔池的熔融金属上，只是间接作用在玻璃上，这样就可以避免影响玻璃质量的陡的温度梯度。而且，冷却剂的流动速度可以改变而不用担心会对熔融金属池产生影响。本发明的其他特点和优点从附图和后面对最佳实施例的详细描述中可以明显看到。

图1是切去顶部的浮法玻璃成形室的平面视图，表明本发明最佳实施例的冷却系统的一个实例。

图2是本发明冷却系统最佳实施例的集液槽和输液泵配置情况的放大纵剖面图。

图3是熔融金属冷却剂导管进一步放大的顶视图。表明接头结构的细节。

图4是导管沿着图3中剖面线4-4的剖视图。

图5是图3中导管和接头的侧视图。

在对本发明最佳实施例的说明中，所描述的熔融金属是锡，但是不言而喻，它也可以含有杂质和添加剂，而且本发明并不局限于任何特定的熔融金属。

图1所示的是一个长的浮法玻璃成形室10的中间部分。它包括一个用于容纳熔锡池12的耐火材料制的盆形架11。玻璃带13浮在锡上，仍处于塑性状态，而且沿着成形室纵向拉动玻璃逐渐变薄到所希望的厚度。当玻璃沿着成形室移动时，其温度允许下降，例如可以从大约1900°F（1040℃）降到大约1100°F（600℃）。锡维持在基本低于玻璃的温度上，用来从玻璃上带走热量。

按照本发明，如图1所示，一个集液腔或集液槽15装在成形室盆形架11的侧边，用来盛大量的冷却剂熔融锡。集液槽15的细节在图2中显示。集液槽可包括一个耐火材料作的盆16和盖17，用来容纳熔融锡18。集液槽备有一个泵用来使熔融锡18通过冷却系统循环。在附图所示的实施例中，泵可以包括一个马达20，装在由盖17支撑的架子上;一个皮带22，驱动轴23;以及一个叶轮24，浸泡在锡28里并由轴23驱动。叶轮可以由盖17上的杆25来支撑，叶轮抽出周围的熔融锡18，并迫使它通过出口管26，经过连接管27和28，到位于成形室盆形架11底部的冷却导管30。用来抽熔融锡的泵的型号在市场上可以买到，例如，俄亥俄州、索伦市的Carhorundum公司，石墨制品部的Metaullics泵，型号为D-12-C。

如图1所示，在这个实施例中，冷却导管30横向通过成形室，但是，显然可以使用多种类型的流动方式。从一个集液槽里可以伸出多于一个的冷却导管，而且可以使用多个集液槽。在这里，冷却导管30包括一个进口通道31和一个回流通道32，在远端由一个横向孔33连在一起。一个短管34使锡回流到集液槽中的熔融锡18。冷却导管30最好用有内部钻有通道31和32的长形的石墨块作成。冷却导管可能需要两个或更多的石墨块镶接在一起，这一点取决于成形室的宽度。在最佳实施例中，导管的顶部和成形室的底部内表面齐平，作为一种替换，冷却导管也可以采取将管道浸泡在熔锡池12中的形式。碳化硅也可以作为石墨的替代物用作冷却导管的材料。

在导管30是由多块组合而成的情况下，图3、4和5所示的是一种适当的联接方式。这是一种具有上、下接头40和41的搭接接头，一个销42穿过上、下接头，将它们连在一起。套子43和44可以跨过接头插入通道31和32，这样就防止了泄露。套子可以是碳化硅管。

图4所示的冷却导管的横断面的形状包括一个加宽的底部，是为了确保导管在放进成形室底部时抵抗浮力。也可以使用其他形状和防备措施，来固定导管。

锡在通过冷却导管30而循环的过程中所获得的热量由冷却器35移到集液槽里，冷却器的形式可以是图2所示单个的发夹形管道冷却器，水可以通过冷却器。因为水冷却管35的温度低，它可以由不锈钢或类似材料制作。最好在工作过程中，使集液槽中的锡18维持一个几乎恒定的温度，而且从集液槽排热的速度可以通过改变冷却管35浸泡在锡中的深度来控制。虽然温度在500°F（260℃）左右在理论上是可行的，但是最佳情况是把冷却剂锡维持在600°F（310℃）以上，以确保锡在系统的任何部位都不凝固。从成形室排热的速度不仅用致冷剂锡的温度而且还用致冷剂流动速度来控制。两种控制模式和现有技术中的成形室冷却方法比，其优点是具有通用性而且易于操作。现用实例进行说明，在位于成形室中熔锡池12的温度大约是1380°F（750℃）的区域里，用泵将锡以大约1100磅/分（500公斤/分）的速度抽入图示的导管，这时集液槽里锡的温度被维持在大约1000°F（540℃），这样就获得了很好的冷却效果。

本发明是参照一个具体的最佳实施例描述的，但是不言而喻，其它的能被本专业普通技术人员所知的变化和修正都可以归结在本申请的权利要求书所定义的发明范围内。

Claims (9)

1、一种使玻璃成形的方法，这种方法是将熔融的玻璃通入一个位于成形室里的熔融金属池，并使其浮在熔融金属池上形成平板玻璃，在成形室中玻璃向周围失散热量，而且热量从成形室排走，其特征在于：至少一部份从成形室排走的热量是由位于玻璃带下方的和熔融金属池分开的循环冷却剂完成的。

2、按照权利要求1所述的方法，其特征在于：熔融金属冷却剂从和熔融金属池接触的导管中通过。

3、按照权利要求1所述的方法，其特征在于：熔融金属池中的熔融金属和熔融金属冷却剂的成份基本相同。

4、按照权利要求3所述的方法，其特征在于：熔融金属的主要成分是锡。

5、按照权利要求2所述的方法，其特征在于：熔融金属冷却剂从集液槽抽到导管，而熔融金属溶剂是在集液槽中冷却的。

6、按照权利要求2所述的方法，其特征在于：热量从熔融金属池通过石墨传送到熔融金属冷却剂。

7、平板玻璃成形的设备，包括一个成形室用来承纳一个熔融金属池;一个把熔融玻璃送进该池的装置以及冷却成形室的装置，其特征在于：冷却装置包括和熔融金属池相接触的导管以及和导管连通的泵装置，导管和泵装置用来输送和熔融金属池分离的熔融金属冷却剂。

8、按照权利要求7所述的装置，其特征在于：冷却装置包括一个集液槽，用来容纳熔融金属冷却剂，并具有冷却熔融金属冷却剂的装置。

9、按照权利要求7所述的装置，其特征在于：该导管是一个位于熔融金属池下面的石墨件。

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