KR101279815B1 - 귀금속 부품에 생기는 기포 방지를 위한 방법 - Google Patents

Abstract

녹은 유리가 적어도 부분적으로 귀금속 벽 또는 내화 금속 벽에 에워 싸이고 또 녹은 유리의 산소 부분 압력이 장애방지를 위한 처리수단에 의해 영향을 받는 유리 생산 방법에 있어서는 과잉 보상에 의하여 기포 또는 기타 장애가 자주 생긴다. 이러한 과잉 보상은, 경계면 내지 유리 용해물과 금속벽의 경계면에 가까운 영역에서의 산소 부분 압력을 결정하기 위한 최소한 1개의 탐침(20)을 배치하고, 제어장치(39, 45)에 의한 처리수단으로 산소 부분 압력의 영향을 산소 부분 압력의 안전 영역에서 조정함으로써 방지된다.

기준전극, 도관, 온도계, 측정계, 유입관, 배출관

Description

귀금속 부품에 생기는 기포 방지를 위한 방법{METHOD FOR PREVENTING BUBBLES ON PRECIOUS METAL COMPONENTS}

도1은 발명의 특징을 지닌 장치를 개략적으로 도시하는 도면이다.

도2는 반대 전압에 의해 산소 부분 압력을 조절하기 위한 도 1의 제어 장치가 있는 관 도가니를 도시하는 도면이다.

도3은 증기 또는 기체 세척에 의하여 산소 부분 압력의 제어 장치가 있는 관 도가니를 도시하는 도면이다.

도4는 여러 가지 기체 종류를 위한 안전 영역의 개략도이다.

** 도면의 주요부분의 참조번호 **

10 용해통 31 온도계

11 녹은 유리 32 도관

12 공급 도관 33 도관

13 관 도가니 34 측정기

14 반대 전극 35 도관

15 도관 36 도관

16 조정 장치 37 도관

17 배기구 38 도관

18 버블러 39 제어 장치

19 동력 장치 40 도관

20 기준 전극 41 관 도가니

21 전극 42 조정 장치

22 유입관 43 공급 도관

23 배출관 44 가스관

24 도관 45 제어 장치

25 측정기 46 가스관

26 도관 47 가스관

27 온도계 48 가스관

28 도관 49 기체 세척병

29 도관 50 출구

30 도관

본 발명은 녹은 유리가 적어도 부분적으로 귀금속 벽 그리고/또는 내화 금속 벽에 에워 싸이고, 녹은 유리의 산소 부분 압력이 장애방지를 위한 처리수단에 의해 영향을 받는 유리 생산 방법, 이 목적을 위한 장치 및 이것으로 만들어진 유리의 이용에 관한 것이다.

여기서 귀금속이라는 명칭은 백금, 금, 레늄, 백금군의 모든 금속 및 강화된 형태의 분산 산화물 속의 상기 금속들과 합금 같은 상기 금속들의 합금도 포함한다. 내화 금속(耐化金屬)으로는 특히 몰리브덴 및 텅스텐, 니오븀, 탄탈이 이용된다.

잘 알려진 것처럼, 유리 용해물 속의 온도처럼 높은 온도에서는 물의 작은 부분이 수소와 산소로 나뉘어진다. 귀금속, 특히 백금과 백금 합금 부분에 녹은 유리가 닿을 때, 이미 형성된 수소가 백금 부분에 스며 들어올 수 있고, 이 때문에 녹은 유리 속에 산소가 풍부해지며, 산소는 마지막에 산소 기포를 형성하고, 이 기포는 추가 조치 없이는 완성된 유리 제품 속에 남아 제품의 질을 결정적으로 저하시킨다. 여기서 특히 문제가 되는 것은, 귀금속 부품은 특히 정화 영역에 연결되어 이용되고, 그리하여 귀금속 부품에 생기는 산소 기포는 녹은 유리로부터 말끔하게 제거되지 않는다는 점이다.

따라서 EP 1 101 740 A1은 반대 전압을 주어 기포 형성을 전기화학적으로 방지할 것을 제안한다. 이 때 무엇보다도 하나의 변형체가 제안되었다. 여기서는 귀금속 부품의 위로 몰리브덴 전극이 녹은 유리 안에 배치되고, 몰리브덴 전극은 다시 귀금속 부품과 전기가 흐르도록 연결되어 있다. 그리하여 외부의 전압 공급 없이도 충분한 반대 전압이 만들어진다. US 5,785,726에 제시된 방법에서는, 유리 용해물과 반대 방향에 있는 귀금속 벽에 수증기를 많이 품고 있는 공기가 생김으로써 수소가 귀금속 벽에 의해 녹은 유리로부터 빠져 나오지 못하게 되어 녹은 유리 안 의 산소 기포 형성이 방지된다. 이런 방법으로 수소 기체가 유리 용해물에서 나와, 높은 온도에서 침투성이 있는 귀금속 벽을 지나 바깥으로 확산되지 않아야 한다. 알려진 두 방법으로 귀금속 부품을 에워 싸고 있는 유리 용해물 속에 산소 기포가 생기지 않게 되지만, 그로 인해서 산소 부분 압력이 녹은 유리가 백금 조직 속으로 흐르기 전의 수준에 머문다. 그런데 앞에서 서술된 처리 방법에서는 그럼에도 불구하고 가끔 기포가 형성되고, 결함 있는 유리가 만들어진다는 것이 드러났다.

본 발명의 주된 목적은 귀금속 부품에서의 기포 형성 및 기타 장애를 확실하게 방지하는 유리 생산 방법 및 장치를 제시하는 것이다.

이 문제는 처음에 말한 방법에서 최소 1개의 귀금속 부분과, 녹은 유리 속에 있는 최소 1개의 기준 전극 사이에, 개개의 산소 부분 압력을 갈바니 전압을 사용하여 결정하고 귀금속 부분에서 계산함으로써 해결된다. 무엇보다도 귀금속 부분, 특히 통 그리고/또는 관의 벽은 서로 절연되어 있는 조각들로 분할된다. 이와 같은 절연은 예컨대 뮤리테(mullite), 질리마니테(sillimanite), 쿼짤(Quarzal) 그리고/또는 강옥 같은 내화성 물질로 이루어져 있다. 그리하여 처리수단을 분리 조정하여, 절연된 각 귀금속 부분을 위해 산소 부분 압력을 개별적으로 안전한 영역으로 조정할 수 있다.

다시 말하면, 본 발명에 따라 산소 기포 형성을 억제하기 위한 상기 방법으로써 녹은 유리 속의 산소 부분 압력이 귀금속 부품과 접촉하는 영역에서 작아져, 적어도 부분적으로 줄이는 조건이 생겨난다는 사실이 밝혀졌다. 그런데 놀랍게도 본 발명에 의하여, 산소 부분 압력이 너무 작은 경우에는 N₂, O₂, SO₂ 기포가 생기고/생기거나 합금의 훼손도 생긴다는 사실이 드러났다. 그러므로 본 발명의 기초가 되는 것은, 좋은 유리 품질을 위해서는 너무 강하게 줄이는 조건이 방지되어야 한다는 인식이다. 너무 강하게 줄이는 이 조건은 본 발명에 의하여, 특히 경계면에 가까운 영역에 있는 유리 용해물/귀금속 부분의 산소 부분 압력이 안전 영역 안에 생기거나 조정됨으로써 방지된다. 이것은 예를 들어 경계면 자체에서 일어나거나, 녹은 유리 안에 배치된 전극에 의해 일어날 수 있다. 무엇보다도 전극은 경계면에 가까운 영역에 배치된다. 산소 부분 압력은 상응하는 징후를 가진 반대 압력을 넣음으로써 커지거나 작아진다. 나머지는 압력을 줄이는 수소 또는 수증기 공기에 의하여 산소 함량이 적어지고, 산소로 깨끗하거나 희석된 형태로 세척함으로써 산소 함량이 많아질 수 있다.

이 안전 영역은 예를 들어 첫 번째 방법에서 그 때마다 이용되는 유리를 위해 결정될 수 있다. 이 때 안전 영역의 상한치는 O₂ 기포의 생성 내지 방지에 의하여 한정되고, 하한치는 N₂, CO₂ 그리고/또는 SO₂ 기포 그리고/또는 합금 훼손의 생성 내지 방지에 의하여 한정된다. 다시 말하면, 서로 다른 유리들은 그 때마다 서로 다른 안전 영역을 나타낸다는 것이 또한 밝혀졌다. 그 때마다의 안전 영역의 결정은 예를 들어 먼저 실시된 실험실 실험에서 이루어진다. 놀랍게도 심지어 동일한 유리들도 투입된 원료에 따라, 그리고 특히 녹은 유리의 수소 함량과 다른 안전 영역을 가질 수 있다는 것도 드러났다. 나아가 녹은 유리의 윗쪽과 주위에 있는 공기 의 수소 함량도, 녹은 유리 속의 산소 부분 압력에 큰 영향을 미친다.

본 발명에 따른 방법의 실시예에는 안전 영역의 산소 부분 압력의 하한치가 10^-7 바(bar), 대체로 10^-4 바, 특히 10^-3 바 이상이라는 것을 특징으로 한다. 그 때마다 이용된 유리와 관계없이, 특정한 유리에서는 10^-7 바 이하에서 비로소 장애가 나타난다는 것이 드러났다. 다른 유리에서는 10^-4 바 이하에서 비로소 장애가 나타난다. 10^-3 바 이상에서는 거의 모든 경우에 N₂, CO_2, SO₂ 기포의 형성 및 합금 훼손이 나타나지 않았다.

또 다른 개선된 실시예에서는 안전 영역의 산소 부분 압력의 상한치가 0.4 바이다. 안전 영역 내에서 조정할 때 0.4 바 이하이면, 귀금속 부품에서의 산소 기포의 생성에 의한 장애는 대부분의 경우에 확실히 방지된다. 안전 영역에서의 이러한 조정에 의하여, 예를 들어 기포가 형성되지 않을 때까지 반대 전압을 높일 필요가 없다. 오히려 이러한 조정에 의하여 미리 안전 영역에서의 조건 설정이 기능하고, 그리하여 결함 없는 제품이 보장된다.

본 발명의 토대는 산소 부분 압력의 측정이며, 여기서 탐침으로 1개의 기준 전극과 1개의 측정 전극으로 이루어진 전극쌍이 이용된다. 특히 기준 전극으로는 산화 지르코늄 기준 전극 또는 몰리브덴 기준 전극이 이용된다. 측정 전극으로는 백금 측정 전극이 이용될 수 있다. 그러나 귀금속 벽 자체를 측정 전극으로 이용할 수도 있다.

조정을 위해 녹은 유리 속의 산소 부분 압력을, 더욱이 녹은 유리가 용해통을 떠나는 것처럼, 특히 산소 부분 압력이 귀금속 벽과의 접촉을 통해 변화되기 전에 표준치로 이용하는 것은 장점으로 입증되었다. 표준치의 산소 부분 압력은 특히 귀금속 전극에서 측정되며, 이때 실제치는 귀금속 벽에서의 산소 부분 압력이다. 무엇보다도 표준치와 실제치의 결정을 위해서는 그 다음에 동일한 기준 전극을 이용할 수 있다. 서술된 방법으로 변화된 녹은 유리 속의 산소 부분 압력은 귀금속 벽의 경계면에서의 산소 부분 압력과 비교된다. 이렇게 하여 좋은 결과가 얻어진다. 그러나 상기 안전 영역에 근거한 다른 표준치를 택하는 것도 필요하다.

본 발명에 따른 처리 방법에서 산소 부분 압력은 측정 전극과 기준 전극 사이의 기전력EMK에 의하여 결정된다. 기전력 EMK는 알려진 대로 네른스트 방전식에 의하여 산소 부분 압력에 연결되어 있고, 그리하여 산소 부분 압력은 간단하게 결정된다. 특히 DE 43 24 922 A1에 산소 부분 압력을 전기화학적으로 결정하기 위한 기준 전극이 나타나 있다. 일반적으로 이트륨 안정된 산화 지르코늄으로 이루어진 소위 Z_rO₂ 기준 전극을 이용하는 경우에는, 등온 전기화학적 측쇄.

Pt, O₂ (1)/ZrO₂ + x Y₂ O₃/녹은 유리, O₂ (2)/Pt 로부터

녹은 유리의 산소 부분 압력 pO₂(2)는 아래와 같이 결정된다.

pO₂ (2) = pO2 (1) * e^{-E 4 F/(RT)}

상기 식에서 F는 유리 용해물의 패러데이 상수, R은 유리 용해물의 기체 상 수, T는 유리 용해물의 온도(K)이다.

비등온적 녹은 유리의 경우에는 측정 전극과 관계 전극의 온도가 따로 측정되어야 한다. 그 다음에 산소 부분 압력을 계산하는 데에는 확장 공식이 필수적이다.

pO_2(R) = exp ((4 * F / R * T_(s)) * (E (-0.0004739) * (T_(S) T_(R))) + T_(R) /T_(S) * 1n pO2_(R)

여기서 T_(S)는 백금 측정 전극 장소에서 측정된 녹은 유리의 온도이다.

T_(R)은 Z_rO₂ 기준 전극 장소에서의 온도이다.

pO_2(R)은 기준 전극의 세척 가스의 산소 부분 압력이다.

-0.0004739 V/K 녹은 유리 내지 산화 지르코늄의 제벡 계수

자세한 것은 Baucke의 저서 "electrochemistry of Glasses and Glass Melts, Including Glass Electrodes" (슈프링 출판사; 베를린, 하이델베르크, 뉴욕. 2000년) 참조.

앞서 말한 관계의 이용을 위한 전제는, 3상한계 pt(1), O₂(1) Z_rO₂ + xY₂O₃에 정확한 산소 부분 압력 pO₂(1)이 있다는 점이다.

산소 부분 압력에 영향을 주기 위해서는 유리 용해물 속에서 위쪽에 반대 전극이 배치될 수 있다. 이것은 예를 들어 이 반대 전극에 경우에 따라 생성되는 기포로 인하여 유리 제품이 훼손되지 않을 만큼 위에서 이루어질 수 있다. 그리고 나 서 산소 부분 압력에 영향을 주기 위해 반대 전극과 귀금속 벽 사이에 반대 전압이 흐르게 할 수 있다. 그러나 내화 금속, 특히 몰리브덴으로 이루어진 반대 전극을 이용하여 이것을 전기가 흐르도록 귀금속 벽과 연결할 수도 있다. 이 몰리브덴 전극은 그 다음에 양전기를 띠는 금속 이온을 유리 용해물 속으로 보낼 수 있으며, 그리하여 적합한 반대 전압이 귀금속 벽에 흐르도록 할 수 있다.

또 다른 실시예에서는 산소 부분 압력에 영향을 주기 위해 상기 증기 량을 가진 수증기-공기-혼합물 또는 수증기-질소-혼합물이나 상기 부분 압력을 가진 수소 기체를, 유리 용해물과 반대 방향에 있는 귀금속 벽 쪽으로 보낸다. 이 때 전자는 아주 작은 감소 작용을 가지고, 후자는 아주 강한 감소 작용을 가진다. 산소-질소-화합물은 산화시키면서 작용하며 감소하는 영역 속으로 벗어나는 것을, 바로 다음에 N₂, CO₂, SO₂ 기포를 형성함으로써 막을 수 있다. 이 목적 때문에 귀금속 벽은 예를 들어 이중 벽으로 형성될 수 있으며, 그리하여 다만 수소 기체 또는 수증기를 가진 이중 내벽 사이의 공동(空洞)이 움직여져야만 한다.

본 발명에 의한 장치는 녹은 유리를 적어도 부분적으로 에워 싸고 있는 최소한 1개의 귀금속 벽 또는 내화 금속 벽을 포함하며, 특히 경계면에 가까운 녹은 유리/용기 벽 영역 안에서 산소 부분 압력을 조정하기 위한 제어 장치를 특징으로 한다.

특히 이 장치에는 유리 용해물 속의 산소 부분 압력을 표준치로 결정하기 위한 첫 번째 전극쌍과, 산소 부분 압력을 조정을 위한 실제치로 결정하기 위한 두 번째 전극쌍이 있으며, 이 때 무엇보다도 귀금속 벽이 두 번째 전극쌍의 측정 전극이 된다. 벽으로부터 격리된 측정 전극을 벽에 가까운 영역 안에 배치하는 것도 원칙적으로 가능하다. 특히 모든 전극쌍은 공동의 기준 전극을 가져야 하고, 그리하여 비용이 더 적게 들고 측정의 정확성이 높아진다.

본 발명의 특징을 지닌 방법 또는 장치로써 얻어진 유리는 특히 LCD, TFT, 모니터, TV 화면, 광학 렌즈, 요리 기구, 전자 렌지용 그릇, 전기 기구, 호브, 창유리, 램프 유리, 디스플레이 유리의 생산에 적합하다.

도 1은 발명의 특징을 지닌 장치를 첫 번째 실행 사례로 보여 준다. 유리 용해물(11)이 배치되어 있는 용해통(10)이 보인다. 용해통(10)은 단지 개략적으로 묘사되어 있다. 특히 용해와 정화를 위한 서로 다른 영역들은 도면에 나타나 있지 않다. 용해통(10)은 공급 도관(12)에 의해 관 도가니(13)에 연결되어 있다. 공급 도관(12)과 관 도가니(13)는, 이 실행 사례에서 백금 또는 백금 합금으로 이루어진다. 그 밖에 유리 용해물(11)의 영역에서는 도관(15)에 의해 조정 장치(16)에 연결되어 있는 용해통(10) 안에 반대 전극(14)이 배치되어 있다. 반대 전극(14)은 또한 다른 편에도 배치되어 있다. 중요한 것은, 반대 전극(14)이 관 도가니(13) 위에, 특히 정화 영역 위에도 배치되어 있다는 점이다.

도 2는 도 1의 관 도가니(13)와 조정 장치(16)를 개략적으로 묘사하고 있다. 도면에서 알 수 있듯이, 녹은 유리가 공급 도관(12)에서 나와, 화살표 A가 가리키는 것처럼, 관 도가니(13)로 흐른다. 공급 도관(12)의 반대 방향에 있는 관 도가니 (13) 쪽에는 배기구(17)가 배치되어 있고, 이것을 통해 기체가, 화살표 B가 가리키는 것처럼, 계속되는 생산에 보내진다. 관 도가니(13) 속에는 그 밖에 동력 장치(19)를 가진 버블러(18)가 배치되어 있다. 버블러(18)는 이 실행 사례에서 백금으로 만들어져 있다.

관 도가니(13) 영역에는 그 밖에 1개의 기준 전극(20)과 1개의 측정 전극(21)이 배치되어 있고, 두 전극은 관 도가니(13) 속에 있는 유리 용해물 속으로 가라 앉는다. 기준 전극(20)은 이 실행 사례에서 산화 지르코늄 기준 전극이다. 그러나 녹은 유리 속의 몰리브덴 막대기 표면에서 합금되지 않거나 합금되지 않았는다는 것이 보장되면, 몰리브덴 막대도 기준 전극으로 이용될 수 있다. 기준 전극(20)에는 유입관 (22)과 배출관(23)이 있다. 유입관(22)과 배출관(23)은, 화살표 C와 D가 가리키는 것처럼, 정확한 산소 부분 압력을 지닌 기체의 유입과 배출에 도움을 준다. 기준 전극(20)은 도관(24)에 의하여 첫 번째 측정기(25)에 연결되어 있다. 2개의 도관(26)에 의하여 기준 전극(20)은 그 밖에 온도계(27)에 연결되어 있다. 이 실행 사례에서 기준 전극(20)에는 열전 소자가 있으며, 그 양 끝은 도관(26)에 의하여 온도계(27)에 연결되어 있는데, 이것이 여기서는 열전 소자 측정기(27)이다. 열전 소자 측정기(27)는 도관(26)에 의하여 마찬가지로 첫 번째 측정기(25)에 연결되어 있다.

전극(21)은 도관(29)에 의하여 역시 첫 번째 측정기(25)에 연결되어 있다. 그 밖에 전극(21)에는 마찬가지로 도관(30)에 의하여 온도계(27)와 비슷한 온도계(31)에 연결되어 있다. 온도계(31)에 의하여 측정된 측정 전극(21)의 온도는 도관 (37)에 의하여 측정기(25)로 전달된다.

도관(24 및 28)은 도관(32 및 33)에 의하여 첫 번째 측정기(25)와 비슷한 두 번째 측정기(34)에 연결되어 있다. 두 번째 측정기(34)의 3번째 입구는 도관(35)에 의하여, 공급 도관(12)에서 관 도가니(13)로 넘어가는 영역에 있는 공급 도관(12)에 연결되어 있다. 첫 번째 측정기(25)와 두 번째 측정기(34)의 출구들은 각기 제어 장치(39)의 입구에 연결되어 있다. 그 밖에 제어 장치(39)는 도관(40)에 의하여, 관 도가니(13)로 넘어가는 영역에 있는 공급 도관(12)에 연결되어 있다. 그리고 제어 장치(39)는 도관(15)에 의하여 반대 전극(14)에 연결되어 있다.

첫 번째 측정기(25)에 의하여 기준 전극(20)과 전극(21) 사이의 기전력 EMK이 결정되며, 열전 소자 측정기(27 및 31)에 의하여 결정된 온도를 산소 부분 압력에 포함시킴으로써 환산된다. 이 산소 부분 압력은 도관(36)을 거쳐 제어 장치를 위한 표준치로서 제어 장치(39)에 전달된다. 두 번째 측정기(34)는 기준 전극(20)과, 관 도가니(13) 내지 공급 도관(12)의 벽 사이의 기전력을 결정하고, 열전 소자 측정기(31)에 의하여 산출된 온도를 산소 부분 압력에 적용하여 이것을 환산하며, 산소 부분 압력은 제어 장치를 위한 실제치로서 도관(38)을 거쳐 제어 장치(39)에 전달된다. 제어 장치(39)는 측정기(34)에 의하여 전달된 산소 부분 압력의 실제치를, 측정기(25)에 의하여 전달된 산소 부분 압력의 표준치와 비교하여, 관 도가니(13)로 넘어가는 영역에서의 반대 전극(14)와 공급 도관(12) 사이의 반대 전압을 조정한다. 이러한 방법으로, 관 도가니(13)와 공급 도관(12)의 벽 영역에서의 산소 부분 압력은 원하는 영역으로 조정되어, 이 영역에서 B에서 나오는 유리의 장애가 확실하게 방지된다.

도 3은 본 발명의 특징을 지닌 관 도가니(41)와 조정 장치(42)의 또 다른 실행 사례를 개략적으로 나타낸다. 동일한 부분은 동일한 번호를 가진다. 관 도가니(41)은 공급 도관(12)과 비슷한 공급 도관(43)에 의하여 용해통(10)에 연결되어 있다. 관 도가니(41)와 공급 도관(43)은, 관 도가니(13)와 공급 도관(12)과는 반대로 이중 벽으로 실행되고, 그리하여 내벽 사이의 기체는 가로 질러 전달될 수 있다. 공급 도관(43)의 영역에 있는 입구는 가스관(44)에 의하여 제어 장치(45)에 연결되어 있다. 제어 장치(45)는 제어 장치(39)와 비슷하게 첫 번째 측정기(25)와 두 번째 측정기(34)에 연결되어 있다. 또한 제어 장치(45)에는 가스관(46)을 위한 입구와 가스관(47)을 위한 또 다른 입구가 있다. 가스관(46)은 예를 들어 질소와 같은 운반 가스를, 화살표 E가 가리키는 것처럼, 운반하는 데 이용된다. 가스관(47)은, 화살표 F가 가리키는 것처럼, 반응 기체의 운반에 이용된다. 반응 기체로는 예를 들어 수증기 또는 수소 혼합물 / 산소 혼합물이 이용될 수 있다.

관 도가니(41)의 출구는 가스관(48)에 의하여 기체 세척병(49)에 연결되어 있으며, 기체 세척병(49)의 출구(50)는 다시 배기 가스 정화시설 또는 배기관으로 연결된다.

도2의 실행 사례에서와 비슷하게 제어 장치(45)는 도관(38)에 의하여 얻어진, 공급 도관(43)에서의 산소 부분 압력의 실제치와, 도관(36)을 거쳐 얻어진 표준치, 전극(21)에서의 산소 부분 압력의 표준치 비교에 의하여 조정한다.

이 표준치/실제치 비교에 따라 반응 가스 F와 운반 가스 E의 혼합 비율이 조절되며, 이렇게 만들어진 가스 혼합물은 관 도가니(41) 내지 공급 도관(43)의 이중 벽 속으로 유입된다. 관 도가니(41) 내지 공급 도관(43)의 이중 내벽에서 적합한 수소 부분 압력 내지 수증기 부분 압력을 조절함으로써, 관 도가니(41)의 벽을 통해 유리 용해물에서 나오는 수소와, 벽을 통해 이중 내벽으로부터 나오는 수소의 혼합 균형은 다시 유리 용해물 속으로 조절되고, 그리하여 원하는 산소 부분 압력이 금속/유리 용해물 경계면에서 얻어질 수 있다. 기체는 그 다음에 가스관(48)을 거쳐 기체 세척병(49) 안으로 들어가 출구(50)을 거쳐 배출될 수 있다.

도4는 유리 용해물 속의 서로 다른 산소 부분 압력을 위해 서로 다른 기체 종류를 위한 안전 영역들이 나타나 있는 약도이다. 예를 들어 유리 AF 37을 위한 안전 영역은 10^-3 바에서 0.4 바까지 이른다. 0.4 바 이상에서는 O₂ 기포가 형성된다. 10^-3 바 이하에서는 N₂, CO₂ 및 SO₂ 기포가 만들어진다. 10^-6 바와 10^-5 바 사이의 산소 부분 압력 영역에서는 O₂ 기포도, N₂, CO₂ 또는 SO₂ 기포도 나타나지 않는다. 10^-6 바 이하의 산소 부분 압력에서는 합금 훼손이 나타날 수 있다.

두란(Duran) 8330 유리 (쇼트 Schott 유리, 독일 마인츠)를 위해서는10^-7 ~ 0.4바의 산소 부분 압력의 장애가 없는 안전 영역이 결정되었다. 0.4 바 이상의 산소 부분 압력을 위해서는 AF 37 유리 (쇼트 유리)의 경우처럼 O₂ 기포의 형성이 고려된다. 10^-7 바보다 작은 산소 부분 압력에서는 합금 훼손의 위험이 있다.

세 번째 유리로서 약도에 피올락스(Fiolax) 8412 (쇼트 유리)가 나타나 있다. 여기서는 10^-4 ~ 0.4바의 산소 부분 압력을 위한 안전 영역이 산출되었다. 여기에는 이미 0.4 바 이상의 산소 부분 압력에 있어서 O₂ 기포의 형성이 고려된다. 여기에는 이미 10^-4 바 이하의 산소 부분 압력에서 합금 훼손의 위험이 있다.

본 발명에 의하여, 생산된 유리의 훼손과 장애는, 이용된 유리의 종류에 따라 안전 영역이 결정되고 조정 장치 16, 42와 특히 제어 장치 39, 45에 의하여 각 안전 영역에서의 산소 부분 압력으로 조정됨으로써 방지된다.

Claims (20)

1. 녹은 유리가 적어도 부분적으로 귀금속 벽 또는 내화금속 벽에 에워 싸이고 또 녹은 유리의 산소 부분 압력이 장애방지를 위한 처리수단에 의해 영향을 받는 유리 생산방법에 있어서,

   유리 용해물과 금속벽의 경계면에 가까운 영역에서의 산소 부분 압력을 결정하기 위한 적어도 1개의 탐침(20)이 배치되고,

   산소 부분 압력의 영향은 제어장치(39,45)를 사용하여 O₂ 기포의 생성 내지 방지에 의하여 상한치가 한정되고, N₂, CO₂ 또는 SO₂ 기포의 생성 또는 상기 귀금속벽 또는 내화금속벽의 훼손의 생성 내지 방지에 의하여 하한치가 한정되는 안전영역에서 산소 부분 압력의 조정으로 제어되는 것을 특징으로 하는 유리 생산방법.
2. 제1항에 있어서, 첫 번째 처리 단계에서 그때마다 이용되는 유리를 위해 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제2항에 있어서, 첫 번째 처리 단계를 개개의 유리 생산 과정을 위해 실행하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 10^-7 바(Bar) 이상의 상기 안전 영역의 산소 부분 압력의 하한치가 10^-3 바 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 안전 영역의 산소 부분 압력의 상한치가 0.4바인 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 탐침으로 1개의 기준 전극(20)과 1개의 측정 전극(21)을 가진 전극쌍을 이용하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제6항에 있어서, 기준 전극으로 산화 지르코늄 기준 전극(20) 또는 몰리브덴 기준 전극을 이용하는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 측정 전극으로 백금 측정 전극(21)과 적어도 1개의 귀금속 벽(12, 43)을 이용하는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제1항에 있어서, 상기 산소부분압력 조정을 위해 귀금속 전극 (21)에서의 산소 부분 압력을 표준치로, 귀금속 벽(12, 43)에서의 산소 부분 압력을 실제치로 이용하는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 표준치와 상기 실제치의 결정을 위해 동일한 기준 전극(20)을 이용하는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제6항에 있어서, 측정 전극(21)과 기준 전극(20) 사이의 기전력 EMK에서 산소 부분 압력을 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제1항에 있어서, 상기 유리용해물 위로 상기 산소 부분 압력에 영향을 주기 위해 반대 전극(14)을 배치하는 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제12항에 있어서, 상기 반대 전극(14)과 귀금속 벽(12) 사이에 반대 전압이 흐르도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 반대 전극을 내화 금속을 이용하고 이것을 귀금속 벽에 전기가 흐르도록 연결하는 것을 특징으로 하는 방법.
15. 제13항에 있어서, 상기 반대 전압이 조정 장치에 의하여 조절되는 것을 특징으로 하는 방법.
16. 제1항에 있어서, 산소 부분 압력에 영향을 주기 위해, 상기 부분 압력을 가진 수소 기체 또는 수증기를, 상기 유리 용해물의 반대 방향에 있는 귀금속 벽(43) 쪽으로 전달하는 것을 특징으로 하는 방법.
17. 유리 용해물(11)에서의 산소 부분 압력의 조정을 위한 제어 장치(39, 45)를 특징으로 하는, 녹은 유리를 적어도 부분적으로 에워 싸고 있는 최소한 1개의 귀금속 벽 또는 내화 금속 벽을 포함하면서 제1항에 따른 방법을 실행하기 위한 장치.
18. 제17항에 있어서, 표준치로서 유리용해물 속의 산소 부분 압력의 결정을 위한 첫 번째 전극쌍(20, 21)과, 제어 장치(39, 45)를 위한 실제치로서의 두 번째 전극쌍(12, 43, 21)을 특징으로 하는, 제17항에 의한 장치.
19. 제18항에 있어서, 첫 번째 전극쌍(20, 21)과 두 번째 전극쌍(12, 43, 21)이 공동의 기준 전극 (20)을 가지고 있다는 것을 특징으로 하는장치.
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