KR102039190B1 - 유리 용융물 조정 설비 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

유리 용융 노와 같은 유리 용융물 조정 용기가 제시되며, 전극 재료의 블럭의 다수의 부품의 스택을 구비한 측벽 단일체의 전극이나, 또는 가압가능한 전극을 포함하고, 이러한 용기를 사용해 유리 재료를 만드는 방법이 또한 제시된다. 스택된 단일체의 전극의 사용 및/또는 가압성(pushability)은 용기의 라이프 사이클 동안에 용기 수명을 연장하고 유리 용융물 품질을 향상시킨다.

Description

유리 용융물 조정 설비 및 그 방법{GLASS MELT HANDLING EQUIPMENT AND METHOD}
본 발명은 유리 용융물 조정 설비 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 유리 재료를 용융시키기 위한 전극을 사용하는 전기 유리 용융 노와 이에 대응하는 용융 방법에 관한 것이다. 본 발명은 예를 들면, LCD 디스플레이용 유리 기판과 같은, 장치의 광학 구성요소 및/또는 전기 구성요소에 사용하기에 적당한 광학 유리 재료를 용융시키는데 유용하다.
유리 재료는 카메라 렌즈 및 프로젝터 렌즈와 필터, 음극선 관, 플라즈마 디스플레이, 램프 밀봉체, 그리고 LCD TFT 기판 및 칼라 필터 기판과 같은, 광학 장치 및/또는 광전자 장치에 폭넓게 사용된다. 이들 많은 적용분야에 있어서, 특히 LCD TFT 기판 및 칼라 필터 기판에 있어서, 유리 재료는 매우 일정한 화학적 조성 특성 및 물리적인 특성을 갖도록 요구된다. 유리 시트 내측의 가스 거품, 스트릭(streak) 및 코드(cord), 돌, 플래티늄 함유물 등과 같은 불균등성은 스크린상에 디스플레이된 이미지의 원하지 않는 뒤틀림을 야기시킬 수 있다.
상기 기재된 바와 같은 적용분야에 필요한 고-품질 유리 재료를 만들기 위하여, 특별한 유리 용융 노가 요구되며, 이 경우 원재료 및 컬릿은 요구되는 화학적 조성을 갖는 실질적으로 일정한 유리 용융물을 얻기 위해 충분하게 용융되고, 이어서 성형 장치로 이송되기 전에 거품 제거 및 교반 처리된다. LCD TFT 기판 및 칼라 필터 기판으로 사용된 유리 기판의 경우에 있어서, 성형 장치는 부유 성형 공정에서의 주석 욕조(tin bath)이거나 또는 오버플로(overflow) 융합 하향-인발 공정에서의 아아소파이프일 수 있다. 미국 뉴욕 코닝주에 위치한 Corning Incorporated 회사는 오버플로 융합 하향-인발 공정을 사용하여 정밀한, 초기의 표면을 갖는 LCD 유리 기판의 제조를 특성화하였다.
유리 용융 노는 유리 재료를 충분히 용융시킬 수 있는 초 고온도에서 작동한다. LCD 기판에 전형적으로 사용된 무-알칼리 보로규산염 유리에 대하여, 용융 온도는 1500℃ 만큼 고온일 수 있다. 이러한 고 온도에서의 유리 용융물은 노를 건설하는데 사용되는 내화 재료에 대해 조차도 매우 부식되기 쉽다. 엄격한 작동 조건은 내화 재료의 바람직하지 않은 분리와 유리 용융물에서의 상기 내화 재료의 결론적인 고장(consequent entrapment)을 야기할 수 있어, 용융 노의 작동 수명 기대치가 짧아진다.
통상적인 용융 노는 천연 가스 등과 같은 연료의 연소 화염을 사용하여, 유리 용융물이 얻어지는 고 작동 온도로 이송시키는데 필요한 에너지의 적어도 일부를 제공한다. 유리 용융물과 직접 접촉하는 내화성의 전극에 의해 공급된 유리 용융물에 전류를 통과시킴으로써 영향을 미치는 부가적인 주울 열은 연소하는 연료를 밀어올리는데(boost) 사용될 수 있다. 플래티늄과 상기 플래티늄 합금, 몰리브덴, SnO2 세라믹 재료, 흑연 등과 같은 다양한 고-온도 전기 전도성 재료가 전기 유리 용융 노 내의 전극 재료로 개시되었다. 전극은 노의 측벽 및/또는 노의 하부벽 중 어느 하나를 통해 유리 용융물로 삽입될 수 있다. 그러나, 이러한 종래의 전기적으로 전압상승된 용융 노는 하나의 단점이나 또는 다른 하나의 단점, 특히 작동 수명 기대치가 짧아진다는 단점을 반드시 겪게 된다.
따라서, 유리 용융 노를 개량할 필요가 있다. 본 발명은 이러한 여러 필요성을 충족한다.
본 발명의 수개의 특징이 본 명세서에 개시되어 있다. 이들 특징이 서로 겹쳐지거나 겹쳐지지 않을 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 한 특징의 일부가 다른 한 특징의 범주 내에 있을 수 있고, 다른 한 특징의 일부가 한 특징의 일부의 범주 내에 있을 수 있다.
각각의 특징은 이어서, 하나 또는 그 이상의 특정 실시예를 포함하는 많은 실시예에 의해 나타나 있다. 실시예가 서로 겹쳐질 수도 겹쳐지지 않을 수도 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 하나의 실시예의 일부나 또는 특정 실시예가 다른 하나의 실시예나, 또는 다른 하나의 실시예의 특정 실시예의 범주 내에 포함되거나 또는 포함되지 않을 수도 있으며, 이와 반대로 다른 하나의 실시예의 일부가 하나의 실시예의 범주 내에 포함되거나 또는 포함되지 않을 수도 있다.
본 발명의 제 1 특징은 제 1 측벽, 제 2 측벽, 및 하부벽을 포함하는, 유리 용융물 조정 용기에 관한 것으로서,
상기 제 1 측벽 및 상기 제 2 측벽 각각은:
(A) 두께(TH1)를 가지며, 그리고 (A1) 높이(HT1)와 폭(WT1)을 갖는 유리 용융물과 마주한 전방 비-전극 표면, (A2) 후방 비-전극 표면, 그리고 (A3) 제 1 내화 재료를 포함한 비-전극 부분; 및
(B) 두께(TH2)를 가지며, (B1) 높이(HT2)와 폭(WT2)을 갖는 유리 용융물과 마주한 전방 전극 표면, (B2) 후방 전극 표면을 포함한 후방 전극 부분, 그리고 (B3) 상기 제 1 내화 재료와 상이한 제 2 내화 재료를 포함한 적어도 하나의 전극;을 포함하고,
0.01 ≤ HT2/HT1 < 1.00이고;
상기 적어도 하나의 전극은 상기 비-전극 부분 내측에 형성되고;
상기 적어도 하나의 전극 및 상기 비-전극 부분은 상기 유리 용융물에 실질적으로 불침투성인 실질적으로 연속의 벽을 형성하며;
상기 비-전극 부분과 관련된 상기 노의 중심 쪽으로 내측으로 이동하도록 상기 적어도 하나의 전극을 가압하도록 적용된 전극-가압 기구를 포함한다.
본 발명의 제 1 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, TH1/TH2 ≤ 1.00이고, 특정 실시예에 있어서 TH1/TH2 ≤ 0.90이고, 특정 실시예에 있어서 TH1/TH2 ≤ 0.80이고, 특정 실시예에 있어서 TH1/TH2 ≤ 0.70이고, 특정 실시예에 있어서 TH1/TH2 ≤ 0.60이고, 특정 실시예에 있어서 TH1/TH2 ≤ 0.50이고, 특정 실시예에 있어서 TH1/TH2 ≤ 0.40이고, 특정 실시예에 있어서 TH1/TH2 ≤ 0.30이고, 특정 실시예에 있어서 TH1/TH2 ≤ 0.20이고, 특정 실시예에 있어서 TH1/TH2 ≤ 0.10이다.
본 발명의 제 1 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 용기는 유리 용융 노이다.
본 발명의 제 1 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 0.30 ≤ HT2/HT1 < 1.00이고; 특정 실시예에 있어서 0.50 ≤ HT2/HT1 < 1.00이고; 특정 여러 실시예에 있어서 0.70 ≤ HT2/HT1 < 1.00이다.
본 발명의 제 1 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 적어도 하나의 전극은 연속의, 단일체의 전극 몸체를 형성하도록 전극 재료의 다수의 블럭의 스택을 포함한다.
본 발명의 제 1 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 전극 재료의 다수의 블럭은 적어도 2개의 세그먼트를 형성하며, 각각의 세그먼트는 상기 세그먼트를 가압하도록 적용된 별도의 독립적인 전극-가압 기구와 연결되어 노의 중심쪽으로 내측으로 독립적으로 별도로 이동한다.
본 발명의 제 1 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 전극 가압 기구는 후방 전극 부분과 직접적으로 또는 간접적으로 연결된 로드를 포함하고, 상기 로드를 통해 외측 가압력이 상기 후방 전극 부분에 가해질 수 있다.
본 발명의 제 1 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 전극 가압 기구는 다수의 위치에서 후방 전극 부분과 직접적으로 또는 간접적으로 연결된 복수의 로드를 포함하고, 상기 복수의 로드를 통해 외측 가압력이 후방 부분에 가해질 수 있어, 상기 전극의 수평방향 틸팅 각도와 수직방향 틸팅 각도 중 적어도 하나의 틸팅 각도가 제어되고 조정될 수 있다.
본 발명의 제 1 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 전극 가압 기구는 후방 전극 부분과 직접적으로 또는 간접적으로 연결된 외력 적용기(force applicator)를 단속적으로 또는 연속적으로 구동시키도록 적용된 자동식 모터를 포함한다.
본 발명의 제 1 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 전극 가압 기구는 외측 고정부 및 후방 전극 부분과 연결된 조정가능한 로드를 포함하고, 상기 로드의 조정에 의해 전극을 가압할 수 있다.
본 발명의 제 1 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 전극은 플래티늄과 상기 플래티늄 합금; 몰리브덴과 상기 몰리브덴 합금; 흑연; 산화 주석 세라믹; 이들의 혼합물 및 합성물 중에서 적어도 하나를 포함한다.
본 발명의 제 1 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 제 1 내화 재료는 알루미나, 산화 크롬, 마그네시아, 실리카, 지르콘, 지르코니아, 그리고 이들의 혼합물 및 합성물로부터 선택된다.
본 발명의 제 1 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 대다수의 생산 캠페인 동안에, 전방 전극 표면은 전방 비-전극 표면에 대해 동일 높이를 유지하거나 오목하게 유지되고, 상기 전방 전극 표면으로부터 상기 전방 비-전극 표면까지의 거리는 D1 이며, 이 경우 0 cm ≤ D1 ≤ 20 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D1 ≤ 18.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D1 ≤ 16.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D1 ≤ 14.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D1 ≤ 12.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D1 ≤ 10.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D1 ≤ 9.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D1 ≤ 8.0 cm이고, 특정 여러 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D1 ≤ 6.0 cm이고, 특정 여러 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D1 ≤ 5.0 cm이고, 특정 여러 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D1 ≤ 2.5 cm이다.
본 발명의 제 1 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 대다수의 생산 캠페인 동안에, 전방 비-전극 표면은 전방 전극 표면에 대해 오목하게 유지되고, 상기 전방 전극 표면으로부터 상기 전방 비-전극 표면까지의 거리는 D2 이며, 이 경우 0 cm ≤ D2 ≤ 20 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D2 ≤ 18.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D2 ≤ 16.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D2 ≤ 14.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D2 ≤ 12.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D2 ≤ 10.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D2 ≤ 19.0 cm이고, 특정 여러 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D2 ≤ 8.0 cm이고, 특정 여러 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D2 ≤ 5.0 cm이고, 특정 여러 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D2 ≤ 2.5 cm이다.
본 발명의 제 1 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 비-전극 부분은 외측 고정부와 연결된 억제 기구에 의해 안정화된다.
본 발명의 제 1 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 후방 전극 표면의 적어도 일부가 수냉 재킷과 연결되거나 또는 기냉 재킷과 연결된다.
본 발명의 제 1 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 실질적으로 전체 후방 전극 표면은 수냉 재킷과 연결되거나 또는 기냉 재킷과 연결된다.
본 발명의 제 1 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 후방 전극 표면의 적어도 일부는 전기 공급 리드와 연결된다.
본 발명의 제 1 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 실질적으로 전체 후방 전극 표면은 전기 공급 리드와 연결된다.
본 발명의 제 1 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 수냉 재킷 또는 기냉 재킷은 전기 공급 리드와 연결된다.
본 발명의 제 1 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 수냉 재킷 또는 기냉 재킷은 전극-가압 기구와 연결된다.
본 발명의 제 1 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 비-전극 부분은 제 1 내화 재료를 포함한 복수의 벽돌을 포함하며, 상기 벽돌의 적어도 일부가 외측 고정부와 연결됨으로써 안정화된다.
본 발명의 제 1 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 전극 재료 및 비-전극 재료가 선택되어, 생산 캠페인 동안에, 비-전극 부분은 WR1 속도로 마모되고, 전극은 WR2 속도로 마모되며, 이 경우 WR1/WR2 < 1.0이다.
본 발명의 제 1 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, WR1/WR2 ≤ 0.5이고, 특정 실시예에 있어서 WR1/WR2 ≤ 1/3이고, 특정 여러 실시예에 있어서 WR1/WR2 ≤ 1/4이고, 특정 여러 실시예에 있어서 WR1/WR2 ≤ 1/6이고, 특정 여러 실시예에 있어서 WR1/WR2 ≤ 1/8이다.
본 발명의 제 1 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 최종 유리 제품에 있는 함유물인 비-전극 부분으로부터 제거된 제 1 내화 재료의 150 ㎛ 파티클의 개연성은 적어도 5%이고, 특정 실시예에 있어서 적어도 8%이고, 특정 실시예에 있어서 적어도 10%이며, 특정 여러 실시예에 있어서 적어도 20%이다.
본 발명의 제 1 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 비-전극 부분의 하부는 하부벽의 상부 표면보다 아래에 위치하여, 상기 비-전극 부분의 하부 부분은 하부 표면에 의해 부분적으로 안정화된다.
본 발명의 제 2 특징은 제 1 측벽, 제 2 측벽, 및 하부벽을 포함하는, 유리 용융물 조정 용기에 관한 것으로서,
상기 제 1 측벽 및 상기 제 2 측벽 각각은:
(A) 두께(TH1)를 가지며, 그리고 (A1) 높이(HT1)와 폭(WT1)을 갖는 유리 용융물과 마주한 전방 비-전극 표면, (A2) 후방 비-전극 표면, 그리고 (A3) 제 1 내화 재료를 포함한 비-전극 부분; 및
(B) 두께(TH2)를 가지며, 그리고(B1) 높이(HT2)와 폭(WT2)을 갖는 유리 용융물과 마주한 전방 전극 표면, (B2) 후방 전극 표면을 포함한 후방 전극 부분, 그리고 (B3) 상기 제 1 내화 재료와 상이한 제 2 내화 재료를 포함한 적어도 하나의 전극;을 포함하고,
0.10 ≤ HT2/HT1 ≤ 1.00이고;
상기 적어도 하나의 전극은 상기 비-전극 부분 내측에 형성되고;
상기 적어도 하나의 전극 및 상기 비-전극 부분은 상기 유리 용융물에 실질적으로 불침투성인 실질적으로 연속의 벽을 형성하고; 그리고
상기 적어도 하나의 전극은 연속의 단일체의 전극 몸체를 형성하도록 전극 재료의 다수의 블럭의 스택을 포함한다.
본 발명의 제 2 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, TH1/TH2 ≤ 1.00이다.
본 발명의 제 2 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 용기는 유리 용융 노이다.
본 발명의 제 2 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 용기는 적어도 하나의 전극을 가압하도록 적용된 전극-가압 기구를 더 포함하여 비-전극 부분과 관련하여 노의 중심쪽으로 내측으로 이동한다.
본 발명의 제 2 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 전극 재료의 다수의 블럭은 적어도 2개의 세그먼트를 형성하고, 각각의 세그먼트는 상기 세그먼트를 가압하도록 적용된 별도의 독립적인 전극-가압 기구와 연결되어 독립적으로 그리고 별도로 노의 중심 쪽으로 내측으로 이동한다.
본 발명의 제 2 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 전극 가압 기구는 후방 전극 부분과 직접적으로 또는 간접적으로 연결된 로드를 포함하고, 상기 로드를 통해 외측 가압력이 후방 전극 부분에 가해질 수 있다.
본 발명의 제 2 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 전극 가압 기구는 후방 전극 부분의 다수의 면과 직접적으로 또는 간접적으로 연결된 복수의 로드를 포함하고, 상기 복수의 로드를 통해 외측 가압력이 상기 다수의 면에 가해질 수 있어 상기 전극의 수평방향 틸팅 각도와 수직방향 틸팅 각도 중 적어도 하나의 틸팅 각도가 제어되어 조정될 수 있다.
본 발명의 제 2 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 전극 가압 기구는 후방 전극 부분과 직접적으로 또는 간접적으로 연결된 외력 적용기를 단속적으로 또는 연속적으로 구동시키도록 적용된 자동식 모터를 포함한다.
본 발명의 제 2 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 전극 가압 기구는 외측 고정부와 후방 전극 부분에 연결된 회전가능한 나사를 포함하고, 상기 회전가능한 나사의 회전은 전극을 가압할 수 있다.
본 발명의 제 2 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 전극은 플래티늄과 상기 플래티늄 합금; 몰리브덴과 상기 몰리브덴 합금; 흑연; 산화 주석 세라믹, 그리고 이들의 혼합물 및 합성물 중 적어도 하나를 포함한다.
본 발명의 제 2 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 제 1 내화 재료는 알루미나, 산화 크롬, 마그네시아, 실리카, 지르콘, 지르코니아, 그리고 이들의 혼합물 및 합성물로부터 선택된다.
본 발명의 제 2 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 0.10 ≤ TH1/TH2 < 1.00이고, 특정 실시예에 있어서 0.20 ≤ TH1/TH2 < 1.00이고, 특정 실시예에 있어서 0.0 ≤ TH1/TH2 ≤ 0.80이고, 특정 실시예에 있어서 0.30 ≤ TH1/TH2 < 0.70이고, 특정 실시예에 있어서 0.40 ≤ TH1/TH2 < 0.60이다.
본 발명의 제 2 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 대다수의 생산 캠페인 동안에, 전방 전극 표면은 전방 비-전극 표면에 대해 동일 높이를 유지하거나 오목하게 유지되고, 그리고 상기 전방 전극 표면으로부터 상기 전방 비-전극 표면까지의 거리는 D1 이며, 이 경우 0 cm ≤D1 ≤ 20.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D1 ≤ 18.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D1 ≤ 16.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D1 ≤ 14.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D1 ≤ 12.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D1 ≤ 10.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D1 ≤ 9.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D1 ≤ 8.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D1 ≤ 7.0 cm이고, 특정 여러 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D1 ≤ 6.0 cm이고, 특정 여러 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D1 ≤ 5.0 cm이고, 특정 여러 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D1 ≤ 2.5 cm이다.
본 발명의 제 2 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 대다수의 생산 캠페인 동안에, 전방 비-전극 표면은 전방 전극 표면에 대해 오목하게 유지되고, 그리고 상기 전방 전극 표면으로부터 상기 전방 비-전극 표면까지의 거리는 D2 이며, 여기서 0 cm ≤ D2 ≤ 20 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D2 ≤ 18.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D2 ≤ 16.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D2 ≤ 14.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D2 ≤ 12.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D2 ≤ 10.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D2 ≤ 19.0 cm이고, 특정 여러 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D2 ≤ 8.0 cm이고, 특정 여러 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D2 ≤ 5.0 cm이고, 특정 여러 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D2 ≤ 2.5 cm이다.
본 발명의 제 2 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 비-전극 부분은 외측 고정부와 연결된 억제 기구에 의해 안정화된다.
본 발명의 제 2 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 후방 전극 표면의 적어도 일부가 수냉 재킷과 연결되거나 또는 기냉 재킷과 연결된다.
본 발명의 제 2 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 실질적으로 전체 후방 전극 표면이 수냉 재킷과 연결되거나 또는 기냉 재킷과 연결된다.
본 발명의 제 2 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 후방 전극 표면의 적어도 일부가 전기 공급 리드와 연결된다.
본 발명의 제 2 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 실질적으로 전체 후방 전극 표면이 전기 공급 리드와 연결된다.
본 발명의 제 2 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 수냉 재킷 또는 기냉 재킷이 전기 공급 리드와 연결된다.
본 발명의 제 2 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 수냉 재킷 또는 기냉 재킷이 전극-가압 기구와 연결된다.
본 발명의 제 2 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 비-전극 부분이 제 1 내화 재료를 포함한 복수의 벽돌을 포함하며, 상기 벽돌의 적어도 일부가 외측 고정부와 연결되어 안정화된다.
본 발명의 제 2 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 생산 캠페인 동안에, 비-전극 부분은 WR1 속도로 마모하고, 그리고 전극은 WR2 속도로 마모하고, 이 경우 WR1/WR2 < 1.0이다.
본 발명의 제 2 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, WR1/WR2 ≤ 0.5이고, 특정 실시예에 있어서 WR1/WR2 ≤ 1/3이고, 특정 여러 실시예에 있어서 WR1/WR2 ≤ 1/4이다.
본 발명의 제 2 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 최종 유리 제품에 있는 함유물인 비-전극 부분으로부터 제거된 제 1 내화 재료의 10 ㎛ 파티클의 개연성은 적어도 5%이고, 특정 실시예에 있어서 적어도 8%이고, 특정 실시예에 있어서 적어도 10%이고, 특정 여러 실시예에 있어서 적어도 20%이다.
본 발명의 제 2 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 비-전극 부분의 하부가 하부벽의 상부 표면 보다 낮게 위치하여, 상기 비-전극 부분의 하부 부분은 하부 표면에 의해 부분적으로 안정화된다.
본 발명의 제 3 특징은 유리 용융물 조정 방법에 관한 것으로서,
(I) 제 1 측벽, 제 2 측벽, 및 하부벽을 포함한 노를 제공하는 단계,
상기 제 1 측벽 및 상기 제 2 측벽 각각은:
(A) 두께(TH1)를 가지며, 그리고 (A1) 높이(HT1)와 폭(WT1)을 갖는 유리 용융물과 마주한 전방 비-전극 표면, (A2) 후방 비-전극 표면, 및 (A3) 제 1 내화 재료를 포함한 비-전극 부분; 및
(B) 두께(TH2)를 가지며, 그리고 (B1) 높이(HT2)와 폭(WT2)을 갖는 유리 용융물과 마주한 전방 전극 표면, (B2) 후방 전극 표면을 포함한 후방 전극 부분, 및 (B3) 상기 제 1 내화 재료와 상이한 제 2 내화 재료를 포함한 적어도 하나의 전극;을 포함하고,
상기 적어도 하나의 전극은 상기 비-전극 부분 내측에 형성되고;
상기 적어도 하나의 전극 및 상기 비-전극 부분은 상기 유리 용융물에 실질적으로 불침투성인 실질적으로 연속의 벽을 형성하고;
0.01 ≤ HT2/HT1 ≤ 1.00이고;
상기 노는 비-전극 부분에 대해 상기 노의 중심 쪽으로 내측으로 이동시키기 위하여 적어도 하나의 전극을 가압하도록 적용된 전극-가압 기구를 포함하고;
(II) 생산 캠페인 동안에 전극의 전방 표면의 마모를 조절하도록 노의 중심 쪽으로 내측으로 전극을 가압하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제 3 특징에 따른 방법의 특정 실시예에 있어서, TH1/TH2 ≤ 1.00이고, 특정 실시예에 있어서 TH1/TH2 ≤ 0.90이고, 특정 실시예에 있어서 TH1/TH2 ≤ 0.80이고, 특정 실시예에 있어서 TH1/TH2 ≤ 0.70이고, 특정 실시예에 있어서 TH1/TH2 ≤ 0.60이고, 특정 실시예에 있어서 TH1/TH2 ≤ 0.50이고, 특정 실시예에 있어서 TH1/TH2 ≤ 0.40이고, 특정 실시예에 있어서 TH1/TH2 ≤ 0.30이다.
본 발명의 제 3 특징에 따른 방법의 특정 실시예에 있어서, 용기는 유리 용융 노이다.
본 발명의 제 3 특징에 따른 방법의 특정 실시예에 있어서, 0.30 ≤ HT2/HT1 < 1.00이고; 특정 실시예에 있어서 0.50 ≤ HT2/HT1 < 1.00이고; 특정 여러 실시예에 있어서 0.70 ≤ HT2/HT1 < 1.00이다.
본 발명의 제 3 특징에 따른 방법의 특정 실시예에 있어서, 적어도 하나의 전극 연속의 단일체의 전극 몸체를 형성하도록 전극 재료의 다수의 블럭의 스택을 포함한다.
본 발명의 제 3 특징에 따른 방법의 특정 실시예에 있어서, 전극 재료의 다수의 블럭은 적어도 2개의 세그먼트를 형성하며, 각각의 세그먼트는 상기 세그먼트를 가압하도록 적용된 별도의 독립적인 전극-가압 기구와 연결되어 독립적으로 그리고 별도로 노의 중심 쪽으로 내측으로 이동한다.
본 발명의 제 3 특징에 따른 방법의 특정 실시예에 있어서, 전극 가압 기구는 후방 전극 부분과 직접적으로 또는 간접적으로 연결된 상기 로드를 통하여 외측 가압력이 후방 전극 부분에 가해질 수 있다.
본 발명의 제 3 특징에 따른 방법의 특정 실시예에 있어서, 전극 가압 기구는 후방 전극 부분의 다수의 위치와 직접적으로 또는 간접적으로 연결된 복수의 로드를 포함하고, 상기 복수의 로드를 통하여 외측 가압력이 단계 (II)에서 다수의 면에 가해져, 상기 전극의 수평방향 틸팅 각도와 수직방향 틸팅 각도 중 적어도 하나의 틸팅 각도가 제어되어 조정될 수 있다.
본 발명의 제 3 특징에 따른 방법의 특정 실시예에 있어서, 전극 가압 기구는 후방 전극 부분과 직접적으로 또는 간접적으로 연결된 외력 적용기를 단속적으로 또는 연속적으로 구동시키도록 적용된 자동식 모터를 포함하고 그리고 단계 (II)에서 상기 모터는 상기 외력 적용기를 단속적으로 또는 연속적으로 구동시키도록 기동되어 상기 전극을 가압한다.
본 발명의 제 3 특징에 따른 방법의 특정 실시예에 있어서, 전극 가압 기구는 외측 고정부 및 조정가능한 길이를 갖는 후방 전극 부분과 연결된 로드를 포함하고, 그리고 단계 (II)는 상기 외측 고정부와 상기 후방 전극 부분 사이에서 상기 로드의 길이를 조정하는 단계를 포함하여, 전극을 가압한다.
본 발명의 제 3 특징에 따른 방법의 특정 실시예에 있어서, 대다수의 생산 캠페인 동안에, 단계 (II)에 있어서, 전극이 가압되어 전방 전극 표면이 전방 비-전극 표면에 대해 동일 높이를 유지하거나 오목하게 되고, 그리고 상기 전방 전극 표면으로부터 상기 전방 비-전극 표면까지의 거리는 D1 이며, 여기서 0 cm ≤ D1 ≤ 20.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D1 ≤ 18.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D1 ≤ 16.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D1 ≤ 14.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D1 ≤ 12.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D1 ≤ 10.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D1 ≤ 9.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D1 ≤ 8.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D1 ≤ 7.0 cm이고, 특정 여러 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D1 ≤ 6.0 cm이고, 특정 여러 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D1 ≤5.0 cm이고, 특정 여러 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D1 ≤ 2.5 cm이다.
본 발명의 제 3 특징에 따른 방법의 특정 실시예에 있어서, 대다수의 생산 캠페인 동안에, 단계 (II)에 있어서, 전극이 가압되어 전방 비-전극 표면이 전방 전극 표면에 대해 오목하게 유지되고, 그리고 상기 전방 전극 표면으로부터 상기 전방 비-전극 표면까지의 거리는 D2 이며, 이 경우 0 cm ≤ D2 ≤ 20 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D2 ≤ 18.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D2 ≤ 16.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D2 ≤ 14.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D2 ≤ 12.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D2 ≤ 10.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D2 ≤ 19.0 cm이고, 특정 여러 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D2 ≤ 8.0 cm이고, 특정 여러 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D2 ≤ 5.0 cm이고, 특정 여러 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D2 ≤ 2.5 cm이다.
본 발명의 제 3 특징에 따른 방법의 특정 실시예에 있어서, 단계 (II)에 있어서, 비-전극 부분은 외측 고정부와 연결된 억제 기구에 의해 안정화된다.
본 발명의 제 3 특징에 따른 방법의 특정 실시예에 있어서, 후방 전극 표면의 적어도 일부는 수냉 재킷과 연결되거나 또는 기냉 재킷과 연결된 재킷에 의해 냉각된다.
본 발명의 제 3 특징에 따른 방법의 특정 실시예에 있어서, 수냉 재킷 또는 기냉 재킷은 전극-가압 기구와 연결된다.
본 발명의 제 3 특징에 따른 방법의 특정 실시예에 있어서, 생산 캠페인 동안에, 비-전극 부분은 WR1 속도로 마모되고, 그리고 전극은 WR2 속도로 마모되며, 이 경우 WR1/WR2 < 1.0이다.
본 발명의 제 3 특징에 따른 방법의 특정 실시예에 있어서, WR1/WR2 ≤ 0.5이고, 특정 실시예에 있어서 WR1/WR2 ≤ 1/3이고, 특정 여러 실시예에 있어서 WR1/WR2 ≤ ¼이고; 특정 여러 실시예에 있어서 WR1/WR2 ≤ 1/8이다.
본 발명의 제 3 특징에 따른 방법의 특정 실시예에 있어서, 비-전극 재료가 선택되어, 최종 유리 제품에 있는 함유물인 비-전극 부분으로부터 제거된 제 1 내화 재료의 10 ㎛ 파티클의 개연성은 적어도 5%이고, 특정 실시예에 있어서 적어도 8%이고, 특정 실시예에 있어서 적어도 10%이고, 특정 여러 실시예에 있어서 적어도 20%이다.
본 발명의 다양한 특징 중에서 하나 또는 그 이상의 실시예가 아래 기재된 바와 같은 하나 또는 그 이상의 장점을 갖는다. 첫째로, 소모된 전극 재료를 보상하도록 전극을 가압함으로써, 전극은 유리 용융 노와 같은 용기의 수명을 매우 상당하게 연장시켜, 동일한 노로 만들어진 유닛 당 생산품의 비용을 효율적으로 감소시킨다. 둘째로, 대형의, 단일체의 전극 블럭을 사용함으로써, 상기 블럭이 다수의 작은 전극을 사용하는 것에 비해 비-전극 내화 재료와 전극 사이의 경계면 영역을 감소시키고, 측벽으로부터 유리 용융물로 분리되는 비-내화 재료의 양을 효율적으로 감소시켜서, 용기 내화 재료로부터의 코드, 스트릭 및 함유물의 양을 감소시킬 수 있다. 세째로, 많은 영역의, 단일체의 전극의 사용은 전극을 통하는 전류 밀도를 감소시키고, 전극의 온도를 효율적으로 저감시키고, 전극 수명을 연장시키고 인접한 비-전극 내화 재료의 부식을 감소시킬 수 있다. 네째로, 가압가능한 전극의 사용은 최적 위치의 위치에서 전방 전극의 위치결정을 가능하게 하여, 유리 용융물 내측의 광학 전류 밀도를 유지시켜서, 보다 우수한 온도 구배와, 보다 우수한 혼합 및 용융을 얻고, 이에 따라 보다 우수한 품질의 용융된 유리 재료를 얻는다. 다섯째로, 전극 블럭보다 작은 다수의 스택으로 만들어진 대형의, 단일체의 전극의 사용은 단일몸체의, 단일의, 대형의, 단일체의 전극의 상당히 고 비용을 사용하지 않고도 대형 전극의 장점을 달성할 수 있다. 여섯째로, 다수의 블럭으로 이루어진 스택된 전극의 사용은 별도로 그리고 독립적으로 가압가능한 전극의 부품의 분할을 가능하게 하여, 경제적으로 가능한 대형의 전극 블럭의 구성, 유지보수 및 가압을 가능하게 한다. 결론적으로, 본 발명은 비-전극 내화 재료보다 상당히 큰 마모율을 갖는 전극이 설치된 노, 예를 들면, 측벽 SnO2 전극을 갖는 융합된 지르코니아 벽돌로 구성된 유리 용융 탱크에 특히 유리하다.
본 발명의 부가적인 특징과 장점이 아래 상세한 설명에 설명되어 있고, 당업자라면 기재된 설명과 청구범위뿐만 아니라 첨부된 도면에 기재된 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.
상기 일반적인 설명과 아래 상세한 설명은 단지 본 발명을 설명하기 위한 것으로서 청구범위에 기재된 본 발명의 전반적인 특징에 대한 이해를 돕기 위한 것임을 알 수 있을 것이다.
첨부한 도면이 본 발명의 이해를 더욱 돕기 위해 제공되어 포함되어 있고 본 명세서의 일부를 이루도록 본 명세서에 통합되어 있다.
도 1은 비-전극 내화 벽 내에 형성된 전극 어레이를 포함한, 본 발명의 실시예에 따른 유리 용융물 조정 용기의 측벽의 개략적인 정면도이다.
도 2는 비-전극 내화 벽 내에 형성된 대형의, 단일체의 전극의 어레이를 포함한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유리 용융물 조정 용기의 측벽의 개략적인 정면도이다.
도 3은 전극 블럭의 스택에 의해 형성된 대형의, 단일체의 전극을 포함한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유리 용융물 조정 용기의 일부의 개략적인 단면도이다.
아래 상세한 설명에 있어서, 단지 설명을 위한 목적으로서, 특정 사항을 개시하고 있는 실시예가 본 발명의 전반적인 이해를 돕기 위하여 설명되어 있다. 그러나, 본 발명의 장점을 이해하고 있는 당업자라면, 본 발명이 본 명세서에 개시된 특정 사항의 범주 내에서의 여러 실시예에서 실시될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 더욱이, 잘 알려진 장치, 방법 및 재료에 대한 기재를 생략하여 본 발명의 기재를 보다 명확하게 하였다. 결론적으로, 적용가능하다면, 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지시하도록 하였다.
유리 물품은 용융 탱크 내의 원재료 및/또는 컬릿(cullet)을 먼저 용융시키도록 전형적으로 만들어지고, 상기 용융 탱크에서 상기 유리 물품은 유동성 유리 용융물을 형성하도록 원재료가 반응하는 고 온도로 가열된다. 유리 용융물은 이후 거품 제거를 위한 정제와 같은 조절 작동 처리되고, 교반과 같은 균질화 작동 처리되고, 이후 부유 공정에서의 주석 욕조, 융합 하향-인발 공정에서의 아이소파이프, 슬롯 하향-인발 공정에서의 슬릿을 구비한 컨테이너, 성형 공정 또는 가압 공정에서의 몰드, 또는 압연 공정에서의 롤러와 같은 성형 장치로 이송되며, 이 경우 비교적 저 점도를 갖는 유리 용융물이 유리 시트, 유리 램프 밀봉체, CRT 유리 밀봉체, 정형(near-net-shape) 광학 렌즈, 관 등과 같은, 요구되는 외형 및 치수를 갖는 물품으로 성형된다.
카메라 렌즈나, LCD 디스플레이나, 또는 프로젝터 디스플레이와 같은 광학 분야 또는 광-전자 분야에서 사용하기 위한 유리 물품이 만들어지는 경우에, 상기 유리 물품이 전형적으로 매우 높은 조성 품질 및 광학 품질을 갖도록 요구된다. 따라서, 가스 거품, 함유물, 코드, 스트릭 등으로 나타난 조성적인 비정상이 매우 낮은 레벨에서만 묵인되곤 한다. 유리-제조 및 조정 공정에서의 이러한 결함원은 엄격하게 확인되고, 감소되고 이상적으로 제거된다.
유리-제조 공정은 유리 용융물과 직접적으로 접촉하는 처리 설치를 구성하기 위한 내화 재료를 필요로 하는 고-온도 작동이다. 이러한 내화 재료는 내화 세라믹, 금속, 및 이들의 화합물일 수 있다. 예를 들면, 플래티늄과 상기 플래티늄 합금은 상승된 온도에서 조차도 유리 용융물에 대한 우수한 내화도 및 내부식성 때문에, 고 용융 온도를 갖는 고-품질 유리를 제조하기 위한 유리 용융물 이송 시스템의 라이너 재료로 종종 사용된다. 그럼에도 불구하고, 고 비용 때문에, Pt 및 합금에 대한 대체 재료가 가능한 곳에서 사용된다.
예를 들면, 측벽, 하부벽 및 선택적으로 크라운 중 적어도 하나를 포함하는 전형적인 유리 용융 탱크에 대하여, 유리 용융물 뿐만 아니라 상기 크라운과 직접적으로 접촉하는 측벽과 하부벽은 알루미나, 마그네시아, 석영, 지르코니아, 지르콘, 산화 크롬, 이들의 합성물 및 혼합물과 같은 내화 세라믹 벽돌로 통상적으로 만들어진다. 이들 세라믹 벽돌은 고-온도 노에 대해 다양한 레벨의 고-온도 내화성, 내부식성 및 기계적인 강성과 보전성을 제공한다.
유리 용융물 및 이송 시스템의 유리 용융물과 접촉하는 내화 벽 재료는 최종 유리 제품에서의 조성적인 비정상의 원인일 수 있다고 알려졌다. 예를 들면, 내화 재료의 파티클은 작동 동안에 벽으로부터 분리할 수 있고 유리 용융물에 혼입(entrain)될 수 있다. 내화성의 파티클이 완전하게 용융되고 실질적으로 균일하게 최종 유리 제품에 분포된다면, 결함은 검출되지 않을 수 있다. 다른 한편으로, 파티클이 용융되지 않는다면, 상기 파티클이 그의 존재를 주변 유리 매트릭스와 실질적으로 상이한 광학 특성을 갖는 함유물과 같은 최종 제품에 나타낼 수 있다. 교반과 같은 유리 균질화 단계 이후에만 파티클이 완전하게 용융된다면, 국부 조성 및 특성 불-균일성으로 지시된 코드가 형성될 것이다.
내화 재료가 유리 용융 및 이송 시스템에서의 열적 프로파일과 유리 용융물과 내화 재료 사이의 반응, 그리고 기계적 마모의 영향을 받아, 특히, 내화 재료의 마모를 결정한다. 하나의 특별한 타입의 내화 재료는 주어진 유리 재료와 관련하여 다른 한 타입의 내화 재료보다 내부식성이 더 우수할 수 있다. 동일한 내화물이 보다 고 온도의 한 위치에서, 다른 한 위치보다 더 많이 마모될 수 있다. 내화 물질의 상이한 영역이 상이한 레벨 및 패턴의 유리 용융물 대류, 그리고 상이한 정도의 고체 파티클 마모에 노출될 수 있다.
많은 유리 용융 노에 주울 열을 제공하는 전극이 설치되어 상기 기재한 바와 같은 용융을 용이하게 한다. 전극이 측벽이나 또는 하부벽을 통해 제공될 수 있다. 전극을 통하는 고 전류 때문에, 상기 전극은 주변 내화 재료보다 더 고온일 것이다. 이러한 구성은 주변 내화 물질을 가열하여 인접한 영역의 과도한 마모를 야기시킬 수 있다. 측벽을 통해 삽입된 전극을 구비한 노에 있어서, 전류에 의한 유리 용융물의 가열은 상기 유리 용융물의 상향 대류를 초래하여, 바로 위 내화 재료의 영향을 받아 아래 상기 재료를 보다 더 마모시킨다. 전극 재료 및 내화 재료에 따라, 전극 및 주위 벽은 상이한 속도로 마모될 수 있다. 본 발명의 발명자는, 예를 들면, SnO2 세라믹 재료로 구성된 측벽 전극 및 지르코니아 벽돌로 구성된 벽을 구비한 유리 용융 노의 경우에 있어서, 특정 무알칼리 알루미노보로규산염 유리 재료가 상기 유리 용융 노에서 용융될 때, 전극이 ZrO2 측벽 내화성보다 더 빠른 속도로 마모되는 경향이 있다는 것을 알고 있다. 따라서, 단지 정의된 길이를 갖는 고정 전극이 노 내에 설치된다면, 주어진 시간 간격 이후에, 전극의 전방면이 인접한 지르코니아 벽돌의 외측 표면 근처에서 멀어져, 상기 전극이 유리 용융물을 노 밖으로 아주 유동하지 못하게 할 수 없다. 이러한 구성이 발생할 때, 새로운 전극이 반드시 설치되어야 하며, 파워 셧오프의 요구, 생산 가동의 중지, 현 탱크의 분해조차도 이들이 조합되어 상당한 비용이 발생할 수 있다.
본 발명은 하나 또는 그 이상의 상기 문제점을 처리한다.
따라서, 본 발명의 제 1 특징은 유리 용융물을 조정하기 위한 용기에 관한 것으로서, 상기 용기는 제 1 측벽, 제 2 측벽, 및 하부벽을 포함하고,
상기 제 1 측벽과 상기 제 2 측벽 각각은:
(A) 두께(TH1)를 가지며, 그리고 (A1) 높이(HT1)와 폭(WT1)을 갖는 유리 용융물과 마주한 전방 비-전극 표면, (A2) 후방 비-전극 표면, 및 (A3) 제 1 내화 재료를 포함한 비-전극 부분; 및
(B) 두께(TH2)를 가지며, 그리고 (B1) 높이(HT2)와 폭(WT2)을 갖는 유리 용융물과 마주한 전방 전극 표면, (B2) 후방 전극 표면을 포함한 후방 전극 부분, 및 (B3) 상기 제 1 내화 재료와 상이한 제 2 내화 재료를 포함한 적어도 하나의 전극;을 포함하고;
0.01 ≤ HT2/HT1 < 1.00이고;
상기 적어도 하나의 전극은 비-전극 부분 내측에 형성되고;
상기 적어도 하나의 전극 및 상기 비-전극 부분은 실질적으로 연속의 벽을 형성하며;
상기 비-전극 부분과 관련된 노의 중심 쪽으로 내측으로 이동하기 위하여 상기 적어도 하나의 전극을 가압하도록 적용된 전극-가압 기구를 포함한다.
용기는 예를 들면, 유리 용융 노, 정제기와 같은 유리 제어 용기, 고-온도 이송 파이프, 교반 챔버, 또는 이들의 조합물, 또는 가열될 필요가 있는 유리 용융물이 가열될 필요가 있는 임의의 여러 장치일 수 있다. 따라서, "유리 용융물의 조정"은 특히, 용융, 정제, 제어, 함유, 교반을 포함하여, 화학적 반응, 상기 유리 용융물 내의 가스 버블링(bubbling), 냉각, 가열, 성형, 유지 및 유동을 가능하게 한다. 특히 본 발명의 유리한 실시예로 유리 원재료, 컬릿 등이 가열되고, 반응되고, 혼합되는 용융 노가 있다. 전극으로부터 공급되고 유리 용융물을 통과하는 전류에 의해 제공된 주울 열 외에도, 상기 유리 용융물 및/또는 상기 유리 용융물의 원재료가 상기 유리 용융물의 표면상의 연소 화염, 하나 또는 그 이상의 측벽 및/또는 하부벽을 가열하는 외측 가열원, 또는 내화 벽을 통과하는 전류와 같은 여러 소스의 열 에너지의 영향을 더욱 받을 수 있으며, 이 경우 예를 들면, 상기 벽의 적어도 일부가 Pt 또는 상기 Pt 합금과 같은 내화성의 금속으로 구성된다. 플래티늄 벽을 통과하는 전류에 의해 직접적으로 가열된 이러한 플래티늄 시스템은 때때로 소위 직접적으로 전기 가열된 플래티늄 시스템이다.
용기는 적어도 제 1 측벽, 제 2 측벽 및 하부벽을 포함한다. 이들 벽은 함께 내부 공간을 형성하고 상기 내부 공간은 유리 용융물과 같은 액체를 엎지르지 않으면서 유지할 수 있다. 내부 공간이 원통형 형상, 변경된 원통형 형상, 입방 형상, 직평행 6면체 형상, 사다리꼴 몸체 형상, 원추형 형상, 원뿔대 형상, 또는 이들의 조합 형상과 같은 다양한 형상을 취할 수 있다. 제 1 측벽 및 제 2 측벽은 마주한 관계의 입방형 용기나 또는 직평행 6면체 용기의 2개의 측벽일 수 있거나, 또는 원통형 용기의 연속의 원통형 벽의 2개의 마주한 부품일 수 있다. 양 측벽은 적어도 하나의 전극과 비-전극 부분을 포함하며 이들은 함께 실시예에 있어서 유리하게도 유리 용융물에 불침투성인 연속의 벽을 형성한다. 비-전극 부분은 제 1 내화 재료를 포함하고, 전극은 상기 제 1 내화 재료와 상이한 제 2 내화 재료를 포함한다. 하부벽은 제 1 내화 재료와 동일한 내화 재료로 이루어지거나 상이한 내화 재료로 이루어질 수 있다. 특정 유리한 실시예에 있어서, 하부벽은 제 1 내화 재료를 또한 포함한다. 더욱이, 하부벽에는 하부벽 전극이 설치될 수 있고, 상기 하부벽 전극은 제 2 내화 재료를 포함할 수도 포함하지 않을 수도 있다. 제 1 측벽과 제 2 측벽에서의 전극, 그리고 선택적으로 하부벽 전극은 유리하게도 교번 전압을 갖는 파워 서플라이와 연결되며, 상기 파워 서플라이는 요구되는 전류 밀도 분포를 갖는 유리 용융물을 통하는 제어된 전류를 제공하며, 주울 법칙에 따라(P = I2R, 여기서 P는 전기 가열 파워이고, I는 전류이며 그리고 R은 용융 조건 하에서 유리 용융물의 저항임), 상기 유리 용융물에 대해 요구되는 열 에너지를 만든다. 이후, 열 에너지가 예를 들면, 전도나 또는 대류를 통해 유리 용융물의 여러 부분에 전달될 수 있다. 실내 온도와 같은 저 온도에서, 대부분의 유리 재료가 불량한 전기 전도체이고; 그러나 고 온도에서, 상기 유리 재료의 저항은 주울 열을 가능하게 하는, 상기 유리 재료에 포함된 금속 이온의 보다 큰 이동성 때문에 상당히 감소될 수 있다고 알려졌다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 전극이나, 비-전극 부분이나, 또는 측벽의 높이는 중력 벡터에 평행한 방향으로의 각각의 치수이고, 그 두께는 중력 벡터에 수직하고 그리고 상기 전극 및/또는 상기 비-전극 부분의 전방 표면에 실질적으로 수직한 방향으로의 치수이며, 그리고 그 폭은 상기 두께 및 높이에 수직한 방향으로의 치수이다.
특정 실시예에 있어서, 용기의 제 1 측벽과 제 2 측벽이 용기의 중앙 평면에 대해 실질적으로 대칭이다. 이러한 실시예에 있어서, 높이, 두께, 길이 등과 같은, 제 1 측벽과 제 2 측벽의 다양한 부품, 부분 및 구성요소의 치수는 실질적으로 동일하다.
여러 실시예에 있어서, 용기의 제 1 측벽 및 제 2 측벽이 용기의 중앙 평면에 대해 실질적으로 대칭이지 않다. 따라서, 이들 실시예에 있어서, 높이, 두께, 길이 등과 같은, 다양한 부품, 제 1 측벽과 제 2 측벽의 부분 및 구성요소의 치수가 모두 동일하지 않다. 따라서, 예를 들면, 두께(TH1)를 살펴보면, 제 1 측벽의 상기 두께(TH1)는 독립적으로 그리고 별도로 제 2 측벽의 두께(TH1)와 동일하거나 상이할 수 있다. 동일하면 TH2, HT1, HT2, WT1, WT2, 그리고 여러 치수 및 변수와 같은 값에 유리하다.
도 1은 본 발명의 하나의 특정 실시예에 따른 측벽의 전면도를 개략적으로 도시한 도면으로서, 상기 측벽은 제 1 내화 재료로 만들어진 비-전극 부분(101)과, 제 2 내화 재료로 만들어지고 3 x 3 어레이를 함께 형성하는 다수의 전극(103a, 103b, 103c, 103d, 103e, 103f, 103g, 103h 및 103i)을 포함한다. 유리하게도, 여러, 마주한 측벽은 실질적으로 대칭적인 구조부, 즉, 내화 벽 내에 형성된 전극의 3 x 3 어레이를 포함한 구조부를 구비한다. 하나의 측벽 상의 전극이 단일의 파워 소스의 하나의 극, 예를 들면, 변압기의 제 2차 와인딩의 단일의 리드에 연결될 수 있는 한편, 다른 측벽 상의 전극이 동일한, 단일의 파워 소스의 다른 한 극에 연결될 수 있다. 특히 유리한 실시예에 있어서, 동일 측에 위치한 전극은 다수의, 별도의 파워 소스와 연결되고, 다른 측벽 상에서 대응하는 전극과 다수의 전기 루프를 형성하며, 각각의 파워 소스는 독립적으로 그리고 별도로 제어된다. 많은 수의 전극의 사용은 용융 노와 같은 초 대형 유리 조정 장치에 필요할 수 있으며, 이 경우 전극은 측벽의 전반적인 크기에 비해 비교적 작다. 도 1의 특정 실시예에 있어서, 측벽의 비-전극 부분은 HT1의 총 높이를 갖고, 각각의 전극은 HT2의 대략적으로 동일한 높이를 가지며, 그리고 HT2/HT1 < 1/3이다. 동일한 측벽 상의 각각의 전극은 아래 기재된 바와 같이 별도로 독립적으로 기계적으로 제어될 수 있고 가압가능하다. 유리 용융 노와 같은 비교적 작은 유리 조정 용기에 대하여, 도 1에 도시된 실시예의 설계는 하나의 결함이 있다. 상기 기재된 바와 같이, 측벽의 비-전극 부분과 전극 사이의 경계면은 특히 유리 용융물의 강한 대류와 보다 고 온도 때문에 부식 속도가 보다 빠르게 되곤 한다. 따라서, 벽 내에 형성된 비교적 작은 크기의 다수의 전극은 비교적 큰 전체 경계면 영역 및/또는 비-전극 부분에 포함된 제 1 내화 재료와 전극 사이의 길이를 만들어, 상기 제 1 내화 재료의 바람직하지 못한 고 레벨의 부식을 야기할 수 있어, 결국에는 최종 유리 제품에서의 함유물, 코드 또는 다른 조성적인 불균등성을 초래할 수 있다.
도 2는 본 발명의 유리-조정 용기의 제 2 실시예에 따른 측벽의 정면도이다. 이러한 실시예에 있어서, 각각의 측벽은: (i) 높이(HT1)와 폭(WT1)을 갖고 제 1 내화 재료를 포함한 비-전극 부분(201); 및 (ii) 상기 비-전극 부분 내에 형성된 제 2 내화 재료를 포함한 복수의 전극(203a, 203b 및 203c)을 포함하며, 각각의 상기 전극은 높이(HT2)와 폭(WT2)을 가지며, 여기서 HT2/HT1 = 0.50이다. 도 1의 실시예와 비교하면, 도 2의 실시예는 상당히 보다 큰 HT2/HT1의 비를 갖는 전극을 사용한다. 따라서, 도 2의 측벽이 도 1의 측벽의 높이와 동일하다면, 전극(203a, 203b 및 203c)은 전극(103a, 103b, 103c, 103d, 103e, 103f, 103g, 103h 및 103i) 중 임의의 전극보다 상당히 더 높을 수 있다. 각각의 전극(203a, 203b 및 203)은 정상 유리-조정 작동 동안에 유리 용융물과 직접적으로 접촉하는 전방면을 구비하는 것이 유리하다. 이러한 대형의, 단일체의 전극 블럭(203a, 203b 및 203c)의 사용은 전극과 비-전극 내화 재료 사이의 접촉 경계면을 상당히 감소시켜, 도 1의 실시예와 비교되는 제 1 내화 재료의 부식을 보다 감소시킨다.
도 3은 도 2에 도시된 실시예와 유사한 대형의, 단일체의 전극 블럭을 사용하는 실시예에 따른 유리 용융물-조정 용기의 개략적인 부분 단면도이다. 도 3에 있어서, 측벽(301)은 단일체의 전극 블럭(307)과 비-전극 부분(303)을 포함하고, 상기 단일체의 상기 전극 블럭(307)은 제 2 내화 재료(307a, 307b, 307c 및 307d)로 이루어진 보다 작은 블럭의 스택으로 형성되고, 상기 비-전극 부분(303)은 제 1 내화 재료(303a, 303b 및 303c)의 다수의 블럭을 포함한다. 비-전극 부분은 HT1의 총 높이와 TH1의 두께를 갖는다. 단일체의 전극 블럭은 높이(HT2) 및 두께(TH2)를 갖는다. 비-전극 부분의 전방 비-전극 표면은 용기(300)의 중앙선 쪽으로 면하고, 그리고 정상 작동 동안에 유리 용융물(도시 생략)과 직접적으로 접촉한다. 전극 블럭(307)의 전방 전극 표면은 용기의 정상 작동 동안에 유리 용융물과 접촉한다. 도 3에 도시된 특정 실시예에 있어서, 전방 전극 표면의 하부는 하부벽의 상부 표면상에 위치되고, 이들 사이의 거리는 HT3이다.
본 발명의 제 1 특징에 따라, 0.01 ≤ HT2/HT1 < 1.00이다. 따라서, 전극의 높이는 비-전극 부분의 높이보다 더 낮다. 전극은 총 측벽에 대해 비교적 낮은 높이를 가질 수 있다. 예를 들면, HT2/HT1 비는 예를 들면, 0.01, 0.05, 0.10, 0.15, 0.20, 0.25 등일 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 다수의 전극은 M x N 어레이를 형성하는 동일한 측벽에 나타나며, 상기 M x N 어레이는 높이 방향의 각각의 칼럼에서의 M 전극과 폭 방향의 각각의 열에서의 N 전극을 포함한다. 이러한 전극 어레이는 적어도 2 미터의 높이, 특정 실시예에 있어서 적어도 3 미터의 높이를 갖는 유리 용융기와 같은 초 대형의 유리 조정 용기에 유리할 수 있다. 그러나, 비-전극 부분을 형성하는 제 1 내화 재료의 부식 감소와 관련하여 상기 기재한 이유 때문에, 적어도 0.30의 HT2/HT1의 큰 비를 나타내는 대형의 전극은 특정 실시예에 있어서 유리하며, 특히 상기 전극은 비교적 작은 총 측벽 높이를 가지며, 상기 높이는 예를 들면, 이 경우 HT1 ≤ 2.0 미터이고, 특정 실시예에 있어서 HT1 ≤ 1.8 미터이고, 특정 실시예에 있어서 HT1 ≤ 1.6 미터이고, 특정 실시예에 있어서 HT1 ≤ 1.4 미터이고, 특정 실시예에 있어서 HT1 ≤ 1.2 미터이고, 특정 실시예에 있어서 HT1 ≤ 1.0 미터이고, 특정 실시예에 있어서 HT1 ≤ 0.9 미터이고, 특정 실시예에 있어서 HT1 ≤ 0.8 미터이다. 특정 실시예에 있어서, 0.50 ≤ HT2/HT1 < 1.00이고; 특정 여러 실시예에 있어서 0.70 ≤ HT2/HT1 < 1.00인 경우보다도 유리하다. 그럼에도 불구하고, 유리 용융물-조정 용기의 하부벽의 상부 표면과 최-하부 전극의 하부 사이의 적어도 무시할 수 없는 거리(HT3)가 있으므로 전방 전극 표면의 하부가 상기 하부벽의 상부 표면상에 있도록 요구된다. 무시할 수 없는 거리(HT3)가 존재하면, 유리 용융물 내측의 요구되는 전류 밀도 분포의 형성에 도움이 된다고 알려졌다. 특정 실시예에 있어서, HT3 ≥ 5 cm이고; 특정 여러 실시예에 있어서 HT3 ≥ 10 cm이고; 특정 여러 실시예에 있어서 HT3 ≥ 15 cm이고; 특정 여러 실시예에 있어서 HT3 ≥ 20 cm이도록 요구된다.
도 1에 도시된 바와 같은, 전극의 대형의, 단일체의 몸체는 제 2 내화 재료의 단일의 블럭으로 만들어질 수 있다. 따라서, 상업적으로 이용가능한 단일의 블럭이 측벽의 비-전극 부분으로 삽입되어 전극과 같이 작동할 수 있다. 도 2 및 도 3에 도시된 실시예와 같은 특정 실시예에 있어서, 특히 이 경우에 대형의, 키가 큰 전극이 요구되며, 제 2 내화 재료로 만들어진 다수의, 상업적으로 용이하게 이용가능한 블럭이 단일의, 단일체의 전극을 만들도록 나란히 쌓여 스택될 수 있다. 동일한 크기의 스택을 구비한 단일의, 단일체의 전극 제조에 비하여 대형의 단일체의 전극을 구성하는 보다 작은 블럭의 스택을 사용하는데 여러 특별한 장점이 있다. 첫째로, 적용가능한 품질을 갖는 단일-몸체의 큰 크기의 단일체의 내화성의 전극 재료는 매우 고가일 수 있다. M 보다 작은 블럭의 스택을 갖는 볼륨에 상당하는 단일-몸체, 대형 블럭의 비용은 결합된 M 보다 작은 블럭의 비용보다 상당히 고가일 수 있다. 둘째로, 매우 큰 크기의 전극이 사용되는 경우에, 총 중량이 너무 무거워 단일의 부품과 같은 가압이 어려울 수 있다. 다수의 블럭의 스택은 별도로 그리고 독립적으로 각각 가압가능한 수개의 보다 작고 보다 경량의 그룹으로 형성될 수 있다. 세째로, 다수의, 소형의 블럭의 조정은 용기의 구성 동안에 단일의 광폭의 부품보다 더 용이하여, 중장비의 필요 없이 수동으로 블럭을 이동시킬 수 있다. 이러한 구성은 한정된 공간을 갖는 플랜트에 중요할 수 있다. 다수의 전극 블럭의 스택이 전기 성능에 관한 한 단일의, 대형 블럭과 실질적으로 동일한 레벨에서 작동할 수 있다고 더욱 증명되었다. 제 2 내화 재료의 다수의 블럭으로 이루어진 스택된 전극에 있어서, 개별 블럭 내측에 그리고 인접한 블럭 사이에 실질적인 보이드(Void) 또는 갭이 없어서 전체 전극의 전기적 성능, 열적 성능 및 기계적 성능을 만족시킬 수 있도록 매우 요구된다. 보이드 또는 갭이 전류 밀도의 비-일정성, 온도 구배, 작동 동안의 전극의 일정하지 않은 마모, 전극 블럭의 변형 및 파손을 야기시킬 수 있다. 조성적 고 균일성과 보이드 없이 전극 재료로 전형적으로 만들어진 세라믹 블럭의 단일의, 대형 블럭을 만드는 것은 어렵다. 더욱이, 제조상 어려움이 증가하기 때문에, 세라믹 블럭의 크기가 크면 클수록, 전극의 오랜 기간의 안정성에 불리할 수 있는 잔여 변형을 더욱 더 야기시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 특정 유리한 실시예에 있어서, 전극의 다수의 블럭은 하나가 다른 하나 위에 스택된 적어도 2개의 세그먼트를 형성하며, 각각의 스택은 상기 세그먼트를 가압하도록 적용된 별도의 독립적인 전극-가압 기구와 연결되어 노의 중심 쪽으로 내측으로 독립적으로 그리고 별도로 이동한다. 도 3은 이러한 타입의 특정 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 3에 있어서, 블럭(307a 및 307b)은 상부 세그먼트를 함께 형성하고 그리고 블럭(307c 및 307d)은 하부 세그먼트를 함께 형성한다. 상부 세그먼트의 후방 표면은 중간의 가요성 금속 메쉬(309a)를 통해 수냉 재킷(311a)과 연결되고; 그리고 하부 세그먼트에 대한 후방 표면이 중간의 가요성 금속 메쉬(309b)를 통해 수냉 재킷(311b)과 연결된다. 가압 로드(315b)는 일 단부에서 수냉 재킷(311a)의 후방과 접촉하고, 다른 단부에서 고정부(예를 들면 용기를 수용하는 빌딩의 금속 프레임)(317)와 접촉하며; 그리고 가압 로드(315c)는 일 단부에서 수냉 재킷(311b)의 후방과 접촉하고, 다른 단부에서 고정부(317)와 접촉한다. 금속 메쉬(309a 및 309b)는 상부 세그먼트 및 하부 세그먼트의 후방 표면과 수냉 재킷 사이의 가요성 전기 접촉을 제공하여, 접촉하는 경계면의 저항성을 감소시킨다. 가압 로드(315b 및 315c)의 단부는 나사 구조체 및 너트 구조체로써 고정부(317)에 고정된다. 따라서, 너트(319b 및 319c)를 회전시킴으로써, 고정부(317)와 물 재킷 사이의 로드의 길이를 크게 할 수 있어, 전극의 후방을 용기의 중심 쪽으로 효과적으로 가압할 수 있다. 이러한 도면에 있어서, 비-전극 부분의 다양한 벽돌(303a 및 303b)은 고정부(317)로의 연결에 의해서 뿐만 아니라 가압 로드(315b 및 315d)와 유사한, 너트(319a 및 391d)에 의해 각각 고정된, 안정화 바(315a 및 315d)를 통해서 안정화된다. 따라서, 전극 블럭(307)이 용기의 중심 쪽으로 가압될 때, 다양한 벽돌(303a, 303b 및 303)을 포함한 비-전극 부분은 전극 블럭과 이동하지 않으면서 실질적으로 제 위치에 유지될 것이다.
전극의 가압 작동의 주파수, 양 및 타이밍이 측벽의 비-전극 부분과 전극의 전방 표면의 마모율에 의해 결정된다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 마모율은 정상 작동 동안의 두께의 평균 속도 감소로 정의된다. 따라서, 전극 마모율은 전극의 두께 감소를 감소가 발생된 시간 간격으로 나눠서 얻어진다. 이와 같이, 비-전극 부분 마모율은 상기 비-전극의 두께 감소를 감소가 발생된 시간 간격으로 나눔으로써 얻어진다. 따라서:
WR1 = △TH1/t
WR2 = △TH2/t
여기서 △TH1 및 △TH2는 전극과 비-전극 부분의 각각의 두께 변화이고, 그리고 t는 △TH1와 △TH2가 발생하는 시간 간격이다. WR1 및 WR2는 전극과 비-전극 부분의 전방 표면의 멀어저가는 속도에 각각 대략 대응하여, 가압을 전혀 예상할 수 없다.
일반적으로, 전극 전방 표면의 마모율이 크면 클수록, 마모를 보상하기 위한 주어진 시간 간격 이후에 전극이 더 가압될 수 있다. 측벽의 비-전극 부분과 전방 표면의 정확한 마모율이 모델링이나, 실험 또는 이 둘에 의해 결정될 수 있다. 예를 들면, 마모율이 작동 사이클의 끝 부분에서 또는 노 수명의 끝 부분에서, 측벽의 비-전극 부분과 잔여 전극의 치수를 측정함으로써 결정될 수 있다. 유사한 노에 대한 유사한 조건 하에서의 주어진 시간 간격 이후에 정확한 마모량이 이후 실험적인 데이터에 기초하여 계산될 것이다. 가압은 비교적 느린 속도의 노의 라이프 사이클 동안에 계속될 수 있다. 일반적으로, 마모는 예를 들면, 주(week)당 수 밀리미터 또는 이보다 느리게, 비교적 느린 속도로 발생한다. 이러한 구성은 전극 블럭의 정밀한 작은 이동 거리를 달성하는데 필요한 어려움 및 비용 때문에 바람직하지 못한 일정한 가압을 만든다. 따라서, 특정 실시예에 있어서, 특히 전극 블럭이 대형이고 무거운 경우에, 노 작동의 필요에 따라, 예를 들면, 한달에 한번, 한 분기에 한번, 매 6개월에 한번, 매 18개월에 한번, 매 2년에 한번 등과 같이 단속적으로 가압되도록 요구된다. 특정 실시예에 있어서, 노 작동 개시시에, 전극이 용기의 정상 작동 동안에 최적의 위치에 설치되도록 요구된다. 전극의 전방 표면이 특정 레벨로 마모된 이후에, 전방 표면이 실질적으로 동일한 최적의 위치에 도달하도록 가압된다.
이러한 가압은 외력 적용기를 통하여 전극의 후방 부분에 가압력을 수동으로 가함으로써 영향을 받을 수 있다. 본 발명의 특정 실시예에 있어서, 전극 가압 기구는 후방 전극 부분과 직접적으로 또는 간접적으로 연결된 로드를 포함하고, 상기 로드를 통하여 외측 가압력이 상기 후방 전극 부분에 가해질 수 있다. 예를 들면, 특정 실시예에 있어서, 로드가 후방 전극 부분의 후방면의 중심과 결합될 수 있어, 상기 로드가 용기의 중심 쪽 방향으로 가압될 때, 전극이 상기 일반적인 방향으로 또한 가압된다.
본 발명의 특정 실시예에 있어서, 전극 가압 기구는 다수의 위치에서 후방 전극 부분과 직접적으로 또는 간접적으로 연결된 복수의 로드를 포함하고, 상기 복수의 로드를 통해 외측 가압력이 후방 부분에 가해져, 전극의 수평방향 틸팅 각도와 수직방향 틸팅 각도 중 적어도 하나의 틸팅 각도가 제어되고 조정될 수 있다. 예를 들면, 특정 실시예에 있어서, 2개의 로드가 후방 전극 부분의 후방면의 상이한 위치와 결합될 수 있고, 각각의 위치는 전극 스택의 단지 일 부분을 가압하기 위한 곳이다. 용기 작동의 특정 필요에 따라, 2개의 로드가 상이한 시간이나 또는 실질적으로 동시에 가압될 수 있어, 전극의 2개의 세그먼트를 용기의 중심 쪽으로 별도로 그리고 독립적으로 가압할 수 있다. 다른 일 실시예에 있어서, 4개의 별도의 로드가 블럭의 4개의 코너 부근의 위치에서 전극 블럭과 결합된다. 이러한 다중-접촉 결합은 전극 블럭의 가압과 전방 전극 표면의 틸팅 모두를 요구되는 방향으로 가능하게 한다. 전극 블럭과 로드의 결합은 예를 들면, 로드를 전극의 후방 부분에 대해 직접적으로 가압함으로써, 행해질 수 있다. 선택적으로, 특정 유리한 실시예에 있어서, 로드는 수냉 재킷이나 기냉 재킷, 스틸 플레이트, 또는 전극의 후방 표면을 전부 또는 부분적으로 커버하는 스틸 캡과 같은, 중간의 구조부를 통해 간접적으로 전극의 후방 부분과 결합된다. 중간의 플레이트의 사용이나 또는 캡의 사용은, 상기 플레이트나 또는 상기 캡이 가압 로드의 끝 부분에 의해 가해진 외력을 전극의 후방 부분의 비교적 큰 영역에 전달시키는 외력 퍼짐 장치(force spreading device)로 작용하여, 가압 로드의 작은 단부가 전극 블럭을 직접적으로 가압할 수 있으면 야기될 수 있는 파손의 위험 없이 취성의 전극 재료를 가압할 수 있다는 점에서 유리하다.
본 발명의 특정 실시예에 있어서, 전극 가압 기구는 후방 전극 부분과 직접적으로 또는 간접적으로 연결된 외력 적용기를 단속적으로 또는 연속적으로 구동시키도록 적용된 자동식 모터를 포함한다. 모터는 특정 실시예에서 컴퓨터로 제어가능하다. 예를 들면, 상기 기재된 가압 로드가 전극 블럭을 용기의 중심 쪽으로 가압하도록 사용되는 경우에 있어서, 각각의 가압 로드는 전기 모터로 구동되는 모터작동식 기구에 의해 가압될 수 있다. 모터작동식 기구 및 모터는 상기 모터가 단속적으로 기동되고 각각의 가압 작동 동안에 소정의 시간 간격 동안에 작동할 수 있도록 셋업되고 제어되어, 로드가 소정량으로 가압되고, 이에 따라 전극 블럭의 원하는 양의 가압을 달성할 수 있다.
특정 실시예에 있어서, 전극 가압 기구는 외측 고정부 및 후방 전극 부분과 연결된 조정가능한 로드를 포함하고, 상기 로드의 조정 전극을 가압할 수 있다. 로드의 가압은 상기 로드가 결합되는 전극의 후방면과 외측 고정부 사이에서 상기 로드 길이를 조정함으로써 영향을 받을 수 있다. 거리가 증가할 때, 외측 고정부가 이동하지 않기 때문에, 이후 전극 블럭이 가압력을 받을 수 있다. 일 실시예에 있어서, 로드가 외측 고정부에 부착된 나사산 단부를 구비하며, 상기 나사산 단부의 회전은 전극과 결합된 상기 로드의 단부와 상기 고정부 사이의 거리를 연장시킨다.
전극은 측벽의 비-전극 부분이 포함하는 제 1 내화 재료와 상이한 제 2 내화 재료를 포함한다. 용기의 작동 온도에서 전기 전도성이 충분한 임의의 내화 재료가 사용될 수 있다. 단지 예를 들자면 전극용의 이러한 제 2 내화 재료는 플래티늄과 상기 플래티늄 합금; 몰리브덴과 상기 몰리브덴 합금; 흑연; 산화 주석 세라믹; 그리고 이들의 혼합물 및 합성물을 포함한다. 특정 실시예에 있어서, 산화 주석 세라믹 재료는 플래티늄 보다 가격이 상당히 저렴하면서 비교적 큰 크기로 만들어질 수 있고 상승된 온도에서 몰리브덴 및 흑연보다 내산화성이 상당히 크기 때문에 특히 유리하다. 더욱이, 산화 주석 전극은 부식되었을 때, 유리 용융물에 용해될 수 있고 정제기에서 정제제로 작용하여 유리 용융물에 있는 거품 제거에 도움이 된다.
측벽의 비-전극 부분이 포함하는 제 1 내화 재료는 특정 용융 조건 하에서의 유리 조건의 필요에 적합한 임의의 내화 재료일 수 있다. 제 2 내화 재료는 단지 예를 들자면 알루미나, 산화 크롬, 마그네시아, 실리카, 지르콘, 지르코니아, 그리고 이들의 혼합물 및 합성물을 포함하지만, 이들로만 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 용기의 특정 실시예에 있어서, 대다수의 생산 캠페인 동안에, 전방 전극 표면은 전방 비-전극 표면에 대해 동일 높이를 유지하거나 오목하게 유지되고, 전방 전극 표면으로부터 전방 비-전극 표면까지의 거리는 D1 이며, 이 경우 0.0 cm ≤ D1 ≤ 20.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D1 ≤ 18.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D1 ≤ 16.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D1 ≤ 14.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D1 ≤ 12.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D1 ≤ 10.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D1 ≤ 9.0 cm이고, 특정 여러 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D1 ≤ 8.0 cm이고, 특정 여러 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D1 ≤ 5.0 cm이고, 특정 여러 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D1 ≤ 2.5 cm이다. 비-전극 부분과 관련된 동일한 높이의 전극이나 또는 오목한 전극을 포함한 이들 실시예에 있어서, 전극 블럭의 전방 전극 표면만이 필수적으로 유리 용융물에 노출된다. 돌출 전극(아래에서 보다 상세하게 기재됨)을 포함한 실시예와 비교하여, 이러한 동일한 높이의 전극의 설계나 또는 오목한 전극 설계는 유리 용융물에 노출된 모든 영역에 대해 보다 용이하게 제어되고 보다 일정한 전류 밀도 분포를 야기하고, 따라서 보다 일정한 온도와, 전극 블럭의 전방 단부의 보다 균등한 부식도 가능하게 한다. 이와 달리, 돌출 전극 설계에 있어서, 전방 전극 표면 외에도, 4방의 표면의 부품이 유리 용융물에 또한 노출된다. 유리 용융물에 노출된 전방 부분의 불규칙한 코너는 상기 유리 용융물의 이류(convective current), 상이한 온도, 상이하고 불규칙한 전류 밀도의 영향을 받을 수 있어, 전방 부분의 일정하지 않은 부식, 코너 주위 재료의 상당히 큰 제거율, 및 큰 파티클의 보다 큰 분리 개연성과 전극의 전방 부분으로부터의 제 1 내화 재료의 큰 부분의 분열조차도 초래할 수 있다. 이러한 대형의 파티클 및 분열은 최종 유리에서의 코드 및 함유물의 중요한 원인(source)일 수 있다. 제 1 내화 재료가 제 1 내화 재료보다 상당히 더 낮은 부식율을 갖는 실시예에 있어서, 오목하게 형성된 전극 설계는 특히 유리할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 전방 전극 표면으로부터 전방 비-전극 표면까지의 거리(D1)는 2배 클 수 없어 전극이 유리 용융물을 계속 억제할 수 있고 상기 유리 용융물이 전극 부분과 비-전극 부분의 경계면을 통해 용기의 외측으로 유동하지 않게 한다. 결국에는, 특정 실시예에 있어서, D1 ≤ ¾ TH1이고, 특정 여러 실시예에 있어서 D1 ≤ 2/3 TH1이고, 특정 여러 실시예에 있어서 D1 ≤ ½ TH1이고, 특정 여러 실시예에 있어서 D1 ≤ 1/3 TH1이고, 특정 여러 실시예에 있어서 D1 ≤ ¼ TH1인 것이 유리하다.
본 발명의 용기의 특정 실시예에 있어서, 대다수의 생산 캠페인 동안에, 전방 비-전극 표면이 전방 전극 표면에 대해 오목하게 유지되고, 그리고 상기 전방 전극 표면으로부터 상기 전방 비-전극 표면까지의 거리는 D2 이며, 이 경우 0 cm ≤ D2 ≤ 20 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D2 ≤ 18.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D2 ≤ 16.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D2 ≤ 14.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D2 ≤ 12.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D2 ≤ 10.0 cm이고, 특정 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D2 ≤ 19.0 cm이고, 특정 여러 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D2 ≤ 8.0 cm이고, 특정 여러 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D2 ≤ 5.0 cm이고, 특정 여러 실시예에 있어서 0.5 cm ≤ D2 ≤ 2.5 cm이다. 이는 상기 기재된 바와 같은 "돌출한" 전극 설계이다. 이러한 실시예가 상기 기재된 단점을 가짐에도 불구하고, 돌출 전극 쌍이 짧아진 전방 전극 표면 거리를 가질 수 있기 때문에, 이러한 구성은 그럼에도 불구하고 (i) 제 2 내화성이 작동 조건 하에서 강건하고 내마모성이 있다고 알려진 경우; 또는 (ii) 전극 쌍의 전방 전극 표면 사이의 거리가 짧아지도록 요구되는 경우와 같은 여러 실시예에서 바람직하다. 보다 짧은 전극 전방 표면 거리가 보다 고 발화 전류를 가능하게 하고, 이에 따라 전극 사이의 유리 용융물의 보다 고 온도를 가능하게 하고, 이처럼 보다 강한 유리 용융물 대류와 용기 내에서의 상기 유리 용융물의 보다 우수한 혼합을 가능하게 한다.
본 발명의 용기의 특정 실시예에 있어서, 비-전극 부분의 적어도 일부가 외측 고정부와 연결된 억제 기구에 의해 안정화된다. 이러한 안정화는 전극이 가압될 때 비-전극 부분이 전극과 이동을 방지하기 때문에 특정 실시예에서는 유리할 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 측벽의 비-전극 부분은 제 1 내화 재료로 이루어진 복수의 벽돌을 포함하고, 이들 벽돌 중 적어도 일부는 외측 고정부와의 연결에 의해 안정화된다.
특정 실시예에 있어서, 전극의 후방 부분이 냉각되는게 유리하다. 이러한 냉각은 예를 들면, 후방 부분, 기냉 재킷, 또는 수냉 재킷에 불어진 가압 공기 제트를 사용하여 행해질 수 있다. 상기 기재된 바와 같이, 기냉 재킷이나 또는 수냉 재킷과 같은 냉각 재킷이 사용될 때, 상기 냉각 재킷은 중간의 금속 메쉬를 사용하여 또는 상기 금속 메쉬를 사용하지 않고도 후방 전극 표면에 직접적으로 고정될 수 있고, 그리고 가압 로드와 같은 가압 기구가 냉각 재킷에 부착되어, 상기 로드가 가압될 때, 가압력이 냉각 재킷 구조부를 통해 비교적 큰 영역 상에서 퍼질 수 있다. 냉각 재킷이 전극의 후방 부분에 부착되는 경우에, 상기 냉각 재킷이 후방 전극 표면 전체를 커버하거나 또는 일부를 커버할 수 있다.
전력이 케이블 리드를 통해 전극 블럭에 공급된다. 전기 리드 케이블이 예를 들면, 나사 등을 통해 전극의 후방 부분의 비교적 작은 영역에 연결될 수 있다. 다른 한편으로, 냉각 재킷이 전극 블럭의 후방 부분에 부착되면, 전기 케이블을 재킷의 금속 표면과 직접적으로 연결하는데 유리하며, 전류가 이들 사이의 비교적 큰 접촉 영역을 통해 전극으로 통할 수 있다.
본 발명의 용기의 특히 유리한 실시예에 있어서, 비-전극 부분은 전극보다 더 느린 속도로 마모된다. 따라서, 비-전극 부분이 WR1 속도로 마모되고, 그리고 전극이 WR2 속도로 마모된다면, WR1/WR2 < 1.0이고, 특정 실시예에 있어서 WR1/WR2 ≤ 0.5이고, 특정 실시예에 있어서 WR1/WR2 ≤ 1/3이고, 특정 여러 실시예에 있어서 WR1/WR2 ≤ 1/4이고, 특정 여러 실시예에 있어서 WR1/WR2 ≤ 1/6이고, 특정 여러 실시예에 있어서 WR1/WR2 ≤ 1/8이다. 이들 실시예에 있어서, 작동 캠페인 동안에 전극을 유리 용융물 쪽으로 가압하면 상이한 마모 정도를 보상할 수 있어, 용기의 작동 사이클 또는 작동 수명을 연장시킬 수 있다. WR1/WR2 비가 작으면 작을수록, 작동 캠페인 동안에 전극의 가압 장점이 더욱 더 명확해진다. 예를 들면, 전극이 SnO2 세라믹 블럭을 포함하고, 그리고 비-전극 부분이 지르코니아를 포함하는 특정 실시예에 있어서, 마모율 비(WR1/WR2)가 ½보다 작을 수 있고 SnO2 세라믹 전극 블럭의 가압은 비-가압가능한 전극 블럭이 설치된 동일한 용기와 비교하였을 때 용기의 수명을 2배 증대시킬 수 있다. 더욱이, 전극 블럭의 가압 작동은 전방 전극 표면이 작동 캠페인 동안에 최적의 위치에 근접하게 하는 것을 보장하여, 용융 효율을 증대시키고, 전기 발화 패턴을 향상시키며, 유리 용융물에서의 바람직한 온도 및 온도 분포를 달성하고, 용기에서의 요구되는 대류 유동 패턴을 만들어, 제 1 내화 재료나 또는 제 2 내화 재료 중 어느 한 재료에 의해 야기된 코드와 함유물을 감소시킬 수 있다.
0.1 ≤ WR1/WR2 ≤ 0.5인 특정 실시예에 있어서, 전방 전극 표면이 유리 용융물과 마주한 전방 비-전극 표면에 대해 빠르게 멀어져가고 그 최적의 위치로부터의 전방 전극 표면의 굴곡(deviation)이 비교적 빠르기 때문에, 전극의 비교적 잦은 가압이 바람직하다.
0.5 < WR1/WR2 < 1.0인 특정 실시예에 있어서, 광학 위치에서 전방 전극 표면을 유지하고 전극 블럭의 과도한 마모에 의한 유리 용융물 누출을 방지하기 위해 전극을 가압하면 유리하다.
특정 실시예에 있어서, 전극(TH2)의 두께는 비-전극 부분(TH1)의 두께보다 더 얇은데 이는, 즉, TH1/TH2 > 1.00이다. 이들 실시예에 있어서, 전방 전극 표면과 후방 전극 표면 중 적어도 하나의 표면이 동일측에서 인접한 비-전극 표면에 대해 오목하게 된다. 이러한 실시예에 있어서, 전극의 가압은 후방 전극 표면이 후방 비-전극 표면과 관련하여 오목한지의 여부에 무관하게 계속 가능하고, 상기 가압이 비-전극 부분에 대한 전극 블럭의 최적의 위치를 유지하여, 측벽의 기계적 보전성과 최적의 전류 발화 패턴을 보장하기 때문에, 상기 가압은 용기 수명을 여전히 연장시킬 수 있고 용융 효율 및 품질을 향상시킬 수 있다.
특히 유리한 특정 실시예에 있어서, 전극(TH2)의 두께는 비-전극 부분(TH1)의 두께만큼 적어도 큰데, 이를 다시 말하면, TH1/TH2 ≤ 1.00이고, 특정 실시예에 있어서 TH1/TH2 ≤ 0.90이고, 특정 실시예에 있어서 TH1/TH2 ≤ 0.80이고, 특정 실시예에 있어서 TH1/TH2 ≤ 0.70이고, 특정 실시예에 있어서 TH1/TH2 ≤ 0.60이고, 특정 실시예에 있어서 TH1/TH2 ≤ 0.50이고, 특정 실시예에 있어서 TH1/TH2 ≤ 0.40이고, 특정 실시예에 있어서 TH1/TH2 ≤ 0.30이고, 특정 실시예에 있어서 TH1/TH2 ≤ 0.20이고, 특정 실시예에 있어서 TH1/TH2 ≤ 0.10이다. 이들 실시예에 있어서, 연장된 용기 라이프 사이클 동안에 전극의 오랜 기간의 가압은 소비 및 가압에 이용가능한 전극 재료의 양만큼 가능하게 만들어진다. 따라서, 이러한 실시예는 작은 WR1/WR2 비(예를 들면, 이 경우 0.1 ≤ WR1/WR2 ≤ 0.5)를 갖는 용기와 고 마모율(WR2)을 갖는 전극에 대해 특히 유리하다. 이들 유리한 실시예의 특정 실시예에 있어서, 전극 블럭의 총 두께의 상당한 부분이 후방 비-전극 표면의 외측으로 돌출하고, 기냉 재킷이나 또는 수냉 재킷과 같은, 부가적인 설비 구성요소의 단부에서, 가압 로드 등을 결합하기 위한 고정부가 측벽의 비-전극 부품의 고온의 후방 표면과 접촉하지 않으면서 편리하게 부착될 수 있다. 이들 실시예에 있어서, 전극 블럭의 돌출부의 하부가 롤러나 또는 이와 유사한 구조부로 지지되며, 상기 구조부는 상기 전극 블럭의 상기 돌출부의 중량의 적어도 일부를 지지할 수 있는 한편, 유리 용융물의 중심 쪽으로 가압될 때 상기 전극 블럭의 미끄러짐을 용이하게 할 수 있도록 더욱 요구된다. 지지 구조부 없이, 전극 블럭의 미지지된, 돌출부의 중량은 전방 전극 표면이 상향 기울어지게 하고, 상기 전극 블럭과 비-전극 부품 사이의 경계면에서 전개된 갭이 형성되게 하며, 유리 용융물이 상기 갭으로부터 상기 용기 외측으로 유동하게 한다.
본 발명의 제 1 특징에 따라 전극을 가압한 결과로, 측벽의 비-전극 부분으로부터 제거되는 큰 파티클의 개연성이 감소된다. 따라서, 본 발명의 제 1 특징에 따른 용기가 유리 용융 노와 같은 용기에 특히 유용하며, 상기 용기에서 최종 유리 제품에서의 함유물인 비-전극 부분으로부터 제거된 제 1 내화 재료의 150 ㎛ 파티클의 개연성이 적어도 5%이고, 특정 실시예에 있어서 적어도 8%이고, 특정 실시예에 있어서 적어도 10%이고, 특정 여러 실시예에 있어서 적어도 20%이다. 이러한 개연성이 크면 클수록, 본 발명의 제 1 특징이 더욱 유리한데, 그 이유는 이러한 제 1 특징에 따르면, 전극의 대형 블럭의 사용은 상기 전극과 비-전극 부분 사이의 경계면 영역을 상당히 감소시켜서, 함께 개시할 제 1 내화 재료의 이러한 대형의 파티클을 발생시킬 개연성을 감소시키기 때문이다.
본 발명의 제 1 특징에 따른 용기의 특정 실시예에 있어서, 비-전극 부분의 최 하부가 하부벽의 상부 표면보다 낮게 위치되어, 상기 비-전극 부분의 최 하부가 상기 하부벽에 의해 부분적으로 안정화된다. 이들 실시예에 있어서, 전극 블럭이 용기의 중심 쪽으로 가압될 때, 상기 전극 블럭과 비-전극 부분 사이의 마찰력의 결과로서 이동할 전극 블럭 바로 아래의 비-전극 부분의 경향이 감소되거나 완전히 제거된다.
본 발명의 제 2 특징은 제 1 측벽, 제 2 측벽, 및 하부벽을 포함하는, 유리 용융물을 조정하기 위한 용기에 관한 것으로서,
상기 제 1 측벽과 상기 제 2 측벽 각각은:
(A) 두께(TH1)를 가지며, 그리고 (A1) 높이(HT1)와 폭(WT1)을 갖는 상기 유리 용융물과 마주한 전방 비-전극 표면, (A2) 후방 비-전극 표면, 및 (A3) 제 1 내화 재료를 포함한 비-전극 부분; 및
(B) 두께(TH2)를 가지며, 그리고 (B1) 높이(HT2)와 폭(WT2)을 갖는 상기 유리 용융물과 마주한 전방 전극 표면, (B2) 후방 전극 표면을 포함한 후방 전극 부분, 그리고 (B3) 상기 제 1 내화 재료와 상이한 제 2 내화 재료를 포함한 적어도 하나의 전극;을 포함하고,
0.10 ≤ HT2/HT1 ≤ 1.00이고;
상기 적어도 하나의 전극은 상기 비-전극 부분 내측에 형성되고;
상기 적어도 하나의 전극 및 상기 비-전극 부분은 상기 유리 용융물에 실질적으로 불침투성인 실질적으로 연속의 벽을 형성하고; 그리고
상기 적어도 하나의 전극이 연속의 단일체의 전극 몸체를 형성하도록 전극 재료의 다수의 블럭의 스택을 포함한다.
따라서, 본 발명의 제 2 특징은 제 1 특징과 상이한데, 그 이유는 상기 제 1 특징에 있어서, 전극-가압 기구가 전극을 이동시키기 위한 목적으로 존재하고, 상기 전극이 다수의 블럭의 스택일 수도 아닐 수도 있는 한편; 제 2 특징에 있어서, 전극은 다수의 블럭의 스택을 포함하고, 용기가 전극-가압 기구를 포함할 수도 포함하지 않을 수도 있다. 제 1 특징과 제 2 특징은 서로 겹쳐지기 때문이다. 상기 개략적으로 기재된 제 2 특징의 다양한 실시예가 제 1 특징의 범주 내에 있을 수 있거나 있지 않을 수도 있고, 제 1 특징의 다양한 실시예가 제 2 특징의 범주 내에 있을 수 있거나 있지 않을 수도 있다. 따라서, 제 2 특징의 다양한 실시예의 상세한 사항과 장점은 공통의 특징을 갖는 제 1 특징의 다양한 실시예의 상기 기재로부터 알 수 있을 것이다.
본 발명의 제 3 특징은 본 발명의 제 1 특징이나 또는 제 2 특징에 따른 용기를 사용하여 유리 용융물을 조정하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은:
(I) 제 1 측벽, 제 2 측벽, 및 하부벽을 포함한 노를 제공하는 단계,
상기 제 1 측벽 및 상기 제 2 측벽 각각은:
(A) 두께(TH1)를 가지며, 그리고 (A1) 높이(HT1)와 폭(WT1)을 갖는 상기 유리 용융물과 마주한 전방 비-전극 표면, (A2) 후방 비-전극 표면, 그리고 (A3) 제 1 내화 재료를 포함한 비-전극 부분; 및
(B) 두께(TH2)를 가지며, 그리고 (B1) 높이(HT2)와 폭(WT2)을 갖는 상기 유리 용융물과 마주한 전방 전극 표면, (B2) 후방 전극 표면을 포함한 후방 전극 부분, 그리고 (B3) 상기 제 1 내화 재료와 상이한 제 2 내화 재료를 포함한 적어도 하나의 전극을 포함하고;
상기 적어도 하나의 전극은 상기 비-전극 부분 내측에 형성되고;
상기 적어도 하나의 전극 및 상기 비-전극 부분은 상기 유리 용융물에 실질적으로 불침투성인 실질적으로 연속의 벽을 형성하고;
TH1/TH2 ≤ 1.00이고;
상기 노는 비-전극 부분에 대해 상기 노의 중심 쪽으로 내측으로 이동시키기 위하여 적어도 하나의 전극을 가압하도록 적용된 전극-가압 기구를 포함하고;
0.50 ≤ HT2/HT1 ≤ 1.00이고;
상기 노는 비-전극 부분에 대해 상기 노의 중심 쪽으로 내측으로 이동시키기 위하여 적어도 하나의 전극을 가압하도록 적용된 전극-가압 기구를 포함하고; 그리고
(II) 생산 캠페인 동안에 전극의 전방 표면의 마모를 조정하도록 노의 중심쪽으로 내측으로 전극을 가압하는 단계를 포함한다.
따라서, 상기 개략적으로 기재된, 제 3 특징의 다양한 실시예의 상세한 사항과 장점은 제 1 특징 및 제 2 특징의 다양한 실시예의 상기 기재를 살펴봄으로써 알 수 있을 것이다.
특히, 본 발명의 제 3 특징에 따른 방법은 마모를 조정하도록 용기의 작동 동안에 상기 용기 중심 쪽으로 내측으로 전극을 가압하는 단계를 포함한다. 전극의 가압 방식과 시간은 제 1 특징 및 제 2 특징의 다양한 실시예와 관련하여 상기 기재되어 있다. 가압이 용기를 작동시키는 노동자에 의해 수동으로 안내되는 경우에, 전극의 전기 리드에 대한 전기 공급부가 노동자의 안전을 보장하도록 컷오프되도록 요구된다. 가압 작동이 짧은 시간에 안내되어 용융 공정과 같은 유리 조정의 중단을 최소화하는 것이 더욱 요구된다. 원하는 양의 가압이 달성된 직후에, 노동자가 용기를 내버려두고, 파워가 복구되어 정상 작동이 재개시된다. 전극 쌍의 각각의 가압 작동이 2 시간 내에 완료될 수 있고, 특정 실시예에 있어서 1 시간 내에 완료될 수 있고, 특정 여러 실시예에 있어서 30 분 내에 완료될 수 있고, 특정 여러 실시예에 있어서 15 분 내에 완료될 수 있어, 전반적인 유리 생산 작동의 방해가 있다면 거의 야기되지 않게 한다는 것을 알 수 있을 것이다.
당업자라면 본 발명에 대한 수정 및 변경이 본 발명의 범주 내에서 행해질 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 따라서, 첨부된 청구범위의 범주 내에서 청구범위에 대한 변경 및 수정이 이루어질 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

Claims (27)

  1. 제 1 측벽, 제 2 측벽, 및 하부벽을 포함하는, 유리 용융물 성형 및/또는 함유 용기로서,
    상기 제 1 측벽과 상기 제 2 측벽 각각은:
    (A) 두께(TH1)를 가지며, 그리고 (A1) 높이(HT1)와 폭(WT1)을 갖는 상기 유리 용융물과 마주한 전방 비-전극 표면, (A2) 후방 비-전극 표면, 및 (A3) 제 1 내화 재료를 포함한 비-전극 부분; 및
    (B) 두께(TH2)를 가지며, 그리고 (B1) 높이(HT2)와 폭(WT2)을 갖는 상기 유리 용융물과 마주한 전방 전극 표면, (B2) 후방 전극 표면을 포함한 후방 전극 부분, 및 (B3) 상기 제 1 내화 재료와 상이한 제 2 내화 재료를 포함한 적어도 하나의 단일의, 단일체의 전극;을 포함하고, 상기 적어도 하나의 단일의, 단일체의 전극은 인접한 블럭 사이에 보이드 또는 갭 없이 나란히 쌓여 스택되는 다수의 블럭으로 만들어지고,
    0.01 ≤ HT2/HT1 < 1.00이고;
    상기 적어도 하나의 단일의, 단일체의 전극은 상기 비-전극 부분 내에 형성되고;
    상기 적어도 하나의 단일의, 단일체의 전극 및 상기 비-전극 부분은 연속의 벽을 형성하는 것을 특징으로 하는 유리 용융물 성형 및/또는 함유 용기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    0.30 ≤ HT2/HT1 < 1.00인 것을 특징으로 하는 유리 용융물 성형 및/또는 함유 용기.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    TH1/TH2 ≤ 1.00인 것을 특징으로 하는 유리 용융물 성형 및/또는 함유 용기.
  4. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 비-전극 부분과 관련된 노의 중심 쪽으로 내측으로 이동하기 위해 상기 적어도 하나의 단일의, 단일체의 전극을 가압하도록 적용된 전극-가압 기구를 포함하는 유리 용융물 성형 및/또는 함유 용기.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 적어도 하나의 단일의, 단일체의 전극의 상기 다수의 블럭이 적어도 2개의 세그먼트를 형성하며, 각각의 세그먼트는 독립적으로 그리고 별도로 상기 노의 중심 쪽으로 내측으로 이동하기 위해 상기 세그먼트를 가압하도록 적용된 별도의 독립적인 전극-가압 기구와 연결되는 것을 특징으로 하는 유리 용융물 성형 및/또는 함유 용기.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 전극 가압 기구는 후방 전극 부분과 직접적으로 또는 간접적으로 연결된 로드를 포함하고, 상기 로드를 통하여 외측 가압력이 후방 전극 부분에 가해질 수 있는 것을 특징으로 하는 유리 용융물 성형 및/또는 함유 용기.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 전극 가압 기구는 외측 고정부 및 후방 전극 부분과 연결된 조정가능한 로드를 포함하고, 상기 로드의 조정으로 상기 적어도 하나의 단일의, 단일체의 전극을 가압하는 것을 특징으로 하는 유리 용융물 성형 및/또는 함유 용기.
  8. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 적어도 하나의 단일의, 단일체의 전극은 플래티늄; 몰리브덴; 흑연; 산화 주석 세라믹, 및 이들의 혼합물 및 합성물 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 용융물 성형 및/또는 함유 용기.
  9. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 제 1 내화 재료는 알루미나, 산화 크롬, 마그네시아, 지르콘, 지르코니아, 그리고 이들의 혼합물 및 합성물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 유리 용융물 성형 및/또는 함유 용기.
  10. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    대다수의 생산 캠페인 동안에, 상기 전방 전극 표면은 전방 비-전극 표면에 대해 동일 높이를 유지하거나 오목하게 유지되고, 그리고 상기 전방 전극 표면으로부터 상기 전방 비-전극 표면까지의 거리는 D1이고, 0 cm ≤ D1 ≤ 20 cm인 것을 특징으로 하는 유리 용융물 성형 및/또는 함유 용기.
  11. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    대다수의 생산 캠페인 동안에, 상기 전방 비-전극 표면은 상기 전방 전극 표면에 대해 오목하게 유지되고, 그리고 상기 전방 전극 표면으로부터 전방 비-전극 표면까지의 거리는 D2이고, 0 cm ≤ D2 ≤ 10 cm인 것을 특징으로 하는 유리 용융물 성형 및/또는 함유 용기.
  12. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 후방 전극 표면의 적어도 일부는 수냉 재킷이나 또는 기냉 재킷과 연결되는 것을 특징으로 하는 유리 용융물 성형 및/또는 함유 용기.
  13. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 후방 전극 표면의 적어도 일부는 전기 공급 리드와 연결되는 것을 특징으로 하는 유리 용융물 성형 및/또는 함유 용기.
  14. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    생산 캠페인 동안에, 상기 비-전극 부분은 WR1 속도로 마모되고, 상기 적어도 하나의 단일의, 단일체의 전극은 WR2 속도로 마모되며, WR1/WR2 < 1.0인 것을 특징으로 하는 유리 용융물 성형 및/또는 함유 용기.
  15. 청구항 14에 있어서,
    WR1/WR2 ≤ 0.5인 것을 특징으로 하는 유리 용융물 성형 및/또는 함유 용기.
  16. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    최종 유리 제품에 있는 함유물인 상기 비-전극 부분으로부터 제거된 상기 제 1 내화 재료의 150 ㎛ 파티클의 개연성은 적어도 5%인 것을 특징으로 하는 유리 용융물 성형 및/또는 함유 용기.
  17. 제 1 측벽, 제 2 측벽, 및 하부벽을 포함하는, 유리 용융물 성형 및/또는 함유 용기로서,
    상기 제 1 측벽 및 상기 제 2 측벽 각각은:
    (A) 두께(TH1)를 가지며, 그리고 (A1) 높이(HT1)와 폭(WT1)을 갖는 상기 유리 용융물과 마주한 전방 비-전극 표면, (A2) 후방 비-전극 표면, 및 (A3) 제 1 내화 재료를 포함한 비-전극 부분; 및
    (B) 두께(TH2)를 가지며, 그리고 (B1) 높이(HT2)와 폭(WT2)을 갖는 상기 유리 용융물과 마주한 전방 전극 표면, (B2) 후방 전극 표면을 포함한 후방 전극 부분, 및 (B3) 상기 제 1 내화 재료와 상이한 제 2 내화 재료를 포함한 적어도 하나의 전극;을 포함하고,
    TH1/TH2 ≤ 1.00이고;
    0.10 ≤ HT2/HT1 ≤ 1.00이고;
    상기 적어도 하나의 전극은 비-전극 부분 내측에 형성되고;
    상기 적어도 하나의 전극 및 상기 비-전극 부분은 상기 유리 용융물에 불침투성인 연속의 벽을 형성하며;
    상기 적어도 하나의 전극은 연속의 단일체의 전극 몸체를 형성하도록 전극 재료의 다수의 블럭의 스택을 포함하고;
    블럭은 상부 세그먼트를 함께 형성하고, 블럭은 하부 세그먼트를 함께 형성하며, 각각의 세그먼트는 독립적으로 그리고 별도로 노의 중심 쪽으로 내측으로 이동하기 위해 상기 세그먼트를 가압하도록 적용된 별도의 독립적인 전극-가압 기구와 연결되는 것을 특징으로 하는 유리 용융물 성형 및/또는 함유 용기.
  18. 유리 용융물 성형 및/또는 함유 방법으로서,
    (I) 청구항 1 또는 17에 따른 용기를 포함한 노를 제공하는 단계; 및
    (II) 생산 캠페인 동안에 전극의 전방 표면의 마모를 조절하도록 상기 노의 중심쪽으로 내측으로 상기 전극을 가압하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 용융물 성형 및/또는 함유 방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 용기는 유리 용융 노인 것을 특징으로 하는 유리 용융물 성형 및/또는 함유 방법.
  20. 청구항 18에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전극은 연속의 단일체의 전극 몸체를 형성하도록 전극 재료의 다수의 블럭의 스택을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 용융물 성형 및/또는 함유 방법.
  21. 청구항 20에 있어서,
    상기 전극 재료의 상기 다수의 블럭이 적어도 2개의 세그먼트를 형성하며, 각각의 세그먼트는 독립적으로 그리고 별도로 상기 노의 중심 쪽으로 내측으로 이동하기 위해 상기 세그먼트를 가압하도록 적용된 별도의 독립적인 전극-가압 기구와 연결되는 것을 특징으로 하는 유리 용융물 성형 및/또는 함유 방법.
  22. 청구항 18에 있어서,
    상기 전극 가압 기구는 후방 전극 부분과 직접적으로 또는 간접적으로 연결된 로드를 포함하고, 상기 로드를 통하여 외측 가압력이 후방 전극 부분에 가해질 수 있는 것을 특징으로 하는 유리 용융물 성형 및/또는 함유 방법.
  23. 청구항 18에 있어서,
    대다수의 생산 캠페인 동안에, 단계 (II)에서, 상기 전극이 가압되어 상기 전방 전극 표면은 상기 전방 비-전극 표면에 대해 동일 높이를 유지하거나 오목하게 유지되고, 그리고 상기 전방 전극 표면으로부터 상기 전방 비-전극 표면까지의 거리는 D1이고, 0 cm ≤ D1 ≤ 10 cm인 것을 특징으로 하는 유리 용융물 성형 및/또는 함유 방법.
  24. 청구항 18에 있어서,
    대다수의 생산 캠페인 동안에, 단계 (II)에서, 상기 전극이 가압되어 상기 전방 비-전극 표면은 상기 전방 전극 표면에 대해 오목하게 유지되고, 그리고 상기 전방 전극 표면으로부터 상기 전방 비-전극 표면까지의 거리는 D2이고, 0 cm ≤ D2 ≤ 10 cm인 것을 특징으로 하는 유리 용융물 성형 및/또는 함유 방법.
  25. 청구항 18에 있어서,
    생산 캠페인 동안에, 상기 비-전극 부분은 WR1 속도로 마모하고, 상기 전극은 WR2 속도로 마모하며, WR1/WR2 < 1.0인 것을 특징으로 하는 유리 용융물 성형 및/또는 함유 방법.
  26. 청구항 18에 있어서,
    WR1/WR2 ≤ 0.5인 것을 특징으로 하는 유리 용융물 성형 및/또는 함유 방법.
  27. 청구항 18에 있어서,
    최종 유리 제품에 있는 함유물인 상기 비-전극 부분으로부터 제거된 상기 제 1 내화 재료의 10 ㎛ 파티클의 개연성은 적어도 5%인 것을 특징으로 하는 유리 용융물 성형 및/또는 함유 방법.
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