RU2465221C2 - Method of making glass articles and device to this end - Google Patents

Method of making glass articles and device to this end Download PDF

Info

Publication number
RU2465221C2
RU2465221C2 RU2011102520/03A RU2011102520A RU2465221C2 RU 2465221 C2 RU2465221 C2 RU 2465221C2 RU 2011102520/03 A RU2011102520/03 A RU 2011102520/03A RU 2011102520 A RU2011102520 A RU 2011102520A RU 2465221 C2 RU2465221 C2 RU 2465221C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
molten solution
melting
production method
electrodes
solution
Prior art date
Application number
RU2011102520/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011102520A (en
Inventor
Такаюки КИШИ (JP)
Такаюки КИШИ
Наоюки ГОТО (JP)
Наоюки ГОТО
Минору УМЕДА (JP)
Минору УМЕДА
Наото САТО (JP)
Наото САТО
Хироши ОКАНО (JP)
Хироши ОКАНО
Original Assignee
Охара Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Охара Инк. filed Critical Охара Инк.
Publication of RU2011102520A publication Critical patent/RU2011102520A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2465221C2 publication Critical patent/RU2465221C2/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/02Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating
    • C03B5/027Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating by passing an electric current between electrodes immersed in the glass bath, i.e. by direct resistance heating
    • C03B5/0275Shaft furnaces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B19/00Other methods of shaping glass
    • C03B19/02Other methods of shaping glass by casting molten glass, e.g. injection moulding
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B3/00Charging the melting furnaces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/18Stirring devices; Homogenisation
    • C03B5/187Stirring devices; Homogenisation with moving elements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/235Heating the glass
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/42Details of construction of furnace walls, e.g. to prevent corrosion; Use of materials for furnace walls
    • C03B5/43Use of materials for furnace walls, e.g. fire-bricks

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Glass Melting And Manufacturing (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to method of making glass articles and device to this end. Proposed method comprises glass feed into forming mould from feeder communicated with initial solution fusing chamber. Said chamber is furnished with electrodes arranged in fused solution to heat the latter by applying current to said electrodes. Then, fused solution is heated above fused solution after fusing initial material. Then, mixer is transferred into fusing chamber to mix fused solution.
EFFECT: increased glass homogeneity.
28 cl, 3 ex, 10 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к способу получения изделия из стекла и к устройству для его получения.The invention relates to a method for producing a glass product and to a device for its production.

Уровень техникиState of the art

Традиционные установки для плавления непрерывного получения стекла часто включают в себя плавильные печи, снабженные емкостью для плавления, емкостью для осветления и емкостью для перемешивания. Исходный материал обычно добавляют, чтобы поддерживать уровень расплавленного раствора на заранее заданном уровне. Расплавленный раствор расплавленного исходного материала в емкости для плавления последовательно перемещают в емкость для осветления и емкость для перемешивания.Conventional continuous glass melting plants often include melting furnaces equipped with a melting tank, a clarifying tank, and a mixing tank. The starting material is usually added to maintain the level of the molten solution at a predetermined level. The molten solution of the molten starting material in the melting vessel is successively transferred to a clarification vessel and a mixing vessel.

Однако в данном типе плавильной печи непрерывного действия выход стекла в единицу времени не может быть увеличен выше заранее заданного количества. Соответствующие трудности связаны с формированием стеклянных блоков большого объема, что требует выхода большого количества стекла в единицу времени. В этом отношении, в патентном документе 1 описан технологический прием, согласно которому получают стеклянные блоки большого объема посредством использования плавильной печи периодического действия (плавильная печь, в которой предусмотрена остановка производства стекла, остановка подачи исходного материала при достижении определенного количества расплавленного раствора, и последующее возобновление производства стекла).However, in this type of continuous melting furnace, the glass yield per unit time cannot be increased above a predetermined amount. Corresponding difficulties are associated with the formation of glass blocks of large volume, which requires the release of a large amount of glass per unit time. In this regard, Patent Document 1 describes a process according to which large-volume glass blocks are obtained by using a batch melting furnace (a melting furnace in which it is planned to stop the production of glass, stop the supply of starting material when a certain amount of molten solution is reached, and then resume glass production).

Однако требуется достаточное перемешивание расплавленного раствора для получения однородного стекла. Несмотря на то что перемешивание можно осуществлять с помощью конвекционного потока или посредством барботирования, в частности, когда расплавленный раствор имеет высокую вязкость или т.п. требуется механическое перемешивание с помощью перемешивающих стержней или т.п..However, sufficient mixing of the molten solution is required to obtain a uniform glass. Although the mixing can be carried out by convection flow or by bubbling, in particular when the molten solution has a high viscosity or the like. mechanical stirring using stirring rods or the like is required.

[Патентный документ 1] нерассмотренная патентная заявка Японии, первая публикация №2006-117525[Patent Document 1] Japanese Unexamined Patent Application, First Publication No. 2006-117525

Описание изобретенияDescription of the invention

Однако в плавильной печи периодического действия, описанной в патентном документе 1, если плавление, осветление и перемешивание осуществляют в одной емкости для плавления, установка устройства механического перемешивания осложнена из-за проблем, связанных с повреждениями устройства механического перемешивания, возникающими вследствие действия исходного материала, не расплавившегося в ходе стадии плавления, и износом в результате сплавления с платиной. В результате, перемешивание необходимо осуществлять в традиционной плавильной печи периодического действия с использованием способа, исключающего механическое перемешивание, и, следовательно, невозможно достаточно улучшить однородность стекла.However, in the batch furnace described in Patent Document 1, if melting, clarification, and stirring are carried out in a single melting vessel, installation of the mechanical stirring device is complicated due to problems associated with damage to the mechanical stirring device resulting from the action of the starting material, not melted during the melting stage, and wear as a result of fusion with platinum. As a result, mixing must be carried out in a traditional batch furnace using a method that excludes mechanical mixing, and therefore it is not possible to sufficiently improve the uniformity of the glass.

Настоящее изобретение представлено в свете указанных выше обстоятельств и целью изобретения является обеспечение способа получения изделия из стекла и устройства его получения, которое приспособлено для формирования блоков из стекла больших объемов и позволяет в достаточной степени улучшить однородность стекла. Как используют здесь, блоком из стекла большого объема является, например, блок объемом по меньшей мере 0,3 м3. Стекло в настоящем изобретении включает аморфное стекло и кристаллическое стекло, где аморфное стекло термически обрабатывают для обеспечения кристаллизации.The present invention is presented in the light of the above circumstances and the aim of the invention is to provide a method for producing glass products and devices for its production, which is adapted to form blocks of glass of large volumes and can sufficiently improve the uniformity of the glass. As used here, a block of glass of large volume is, for example, a block with a volume of at least 0.3 m 3 . Glass in the present invention includes amorphous glass and crystalline glass, where amorphous glass is thermally treated to provide crystallization.

Заявители осуществили настоящее изобретение при понимании того, что температуру расплавленного раствора можно соответствующим образом регулировать, повреждение смесителя может быть подавлено, и достаточное перемешивание расплавленного раствора возможно благодаря нагреву расплавленного раствора сверху расплавленного раствора, в то же время при обеспечении электрического нагрева расплавленного раствора, и установки и извлечения смесителя с подходящими временными промежутками. Более конкретно, настоящее изобретение включает следующее.Applicants have implemented the present invention with the understanding that the temperature of the molten solution can be appropriately controlled, damage to the mixer can be suppressed, and sufficient mixing of the molten solution is possible by heating the molten solution on top of the molten solution, while at the same time providing electrical heating of the molten solution, and the installation and extracting the mixer at suitable time intervals. More specifically, the present invention includes the following.

1. Способ получения изделия из стекла, в котором стекло подают в формообразующий штамп из питателя, который соединен с емкостью для плавления, вмещающей расплавленный раствор исходного материала.1. A method of producing a glass product, in which glass is fed into a forming die from a feeder, which is connected to a melting tank containing a molten solution of the starting material.

Способ включает:The method includes:

стадию загрузки для подачи исходного материала в емкость для плавления, включающую электроды в расплавленном растворе, иa loading step for supplying the starting material to a melting vessel including electrodes in the molten solution, and

стадию нагревания, на которой расплавленный раствор подвергают электрическому нагреву путем приложения электрического тока к электродам, и дополнительно, расплавленный раствор нагревают сверху расплавленного раствора.a heating step in which the molten solution is electrically heated by applying electric current to the electrodes, and further, the molten solution is heated on top of the molten solution.

После расплавления исходного материала, смеситель устанавливают из внешнего положения во внутреннее положение емкости для плавления, чтобы таким образом перемешать расплавленный раствор с помощью смесителя.After the starting material is melted, the mixer is installed from the external position to the internal position of the melting vessel, so that the molten solution is mixed with the mixer.

2. Способ получения, как указано в п.(1) выше, в котором нагревание включает стадию задания разности температур, посредством чего температура расплавленного раствора на уровне ¼ или менее глубины расплавленного раствора от дна емкости для плавления выше, чем температура расплавленного раствора на уровне ¼ или менее глубины расплавленного раствора от поверхности раствора.2. The production method, as indicated in paragraph (1) above, in which heating includes the step of setting the temperature difference, whereby the temperature of the molten solution at a level of ¼ or less than the depth of the molten solution from the bottom of the melting tank is higher than the temperature of the molten solution at ¼ or less than the depth of the molten solution from the surface of the solution.

3. Способ получения, как указано в п.(2) выше, в котором разность температур составляет по меньшей мере 10°C.3. The method of obtaining, as indicated in paragraph (2) above, in which the temperature difference is at least 10 ° C.

4. Способ получения, как указано в любом из пп.(1)-(3) выше, в котором внутренняя часть электродов включает устройство охлаждения, электроды проходят по существу горизонтально в емкости для плавления и электроды охлаждают с помощью устройства охлаждения.4. The production method, as indicated in any one of paragraphs (1) to (3) above, in which the inside of the electrodes includes a cooling device, the electrodes extend substantially horizontally in the melting tank, and the electrodes are cooled using a cooling device.

5. Способ получения, как указано в любом из п.(1)-(4) выше, в котором поверхность горизонтального сечения внутренней области емкости для плавления по меньшей мере в месте размещения электродов имеет конфигурацию в виде n-угольника (n является целым числом по меньшей мере 4).5. The method of obtaining, as indicated in any of paragraphs (1) to (4) above, in which the horizontal cross-sectional surface of the inner region of the melting vessel at least at the location of the electrodes has a n-gon configuration (n is an integer at least 4).

6. Способ получения, как указано в любом из п.(1)-(5) выше, в котором определяют высоту поверхности раствора, и количество загрузки исходного материала и/или количество выхода расплавленного раствора приводят в соответствие на основании определяемой величины.6. The production method, as indicated in any of paragraphs (1) to (5) above, in which the height of the surface of the solution is determined, and the amount of loading of the starting material and / or the amount of output of the molten solution is brought into correspondence based on the determined value.

7. Способ получения, как указано в п.(6) выше, в котором количество загрузки исходного материала регулируют так, что отношение h/H составляет 0,1-0,6, где H представляет собой высоту от дна емкости для плавления до поверхности раствора, и h представляет собой высоту от дна емкости для плавления до самой верхней части электродов.7. The method of obtaining, as indicated in paragraph (6) above, in which the amount of feed of the starting material is adjusted so that the ratio h / H is 0.1-0.6, where H is the height from the bottom of the tank for melting to the surface solution, and h represents the height from the bottom of the vessel for melting to the very top of the electrodes.

8. Способ получения, как указано в любом из п.(1)-(7) выше, в котором нагревание расплавленного раствора сверху осуществляют с использованием горелки сжигания, расположенной в верхней части печной стенки, находящейся над расплавленным раствором.8. The method of obtaining, as indicated in any of paragraphs (1) to (7) above, in which the heating of the molten solution from above is carried out using a combustion burner located in the upper part of the furnace wall above the molten solution.

9. Способ получения, как указано в п.(8) выше, в котором соотношение (A:B) объема (A) над поверхностью раствора в емкости для плавления и объема (B) расплавленного раствора составляет 1,0:1,0-1,5:1,0.9. The production method, as indicated in paragraph (8) above, in which the ratio (A: B) of the volume (A) above the surface of the solution in the melting vessel and the volume (B) of the molten solution is 1.0: 1.0- 1.5: 1.0.

10. Способ получения, как указано в п.(8) или (9) выше, в котором частично или полностью верхнюю часть печной стенки и/или нижнюю часть печной стенки, вмещающей расплавленный раствор, выполняют из по меньшей мере одного материала, выбираемого из группы, состоящей из электроплавленного литого огнеупора, огнеупорного кирпича или керамического волокна.10. The production method, as indicated in paragraph (8) or (9) above, in which partially or completely the upper part of the furnace wall and / or the lower part of the furnace wall containing the molten solution is made of at least one material selected from a group consisting of electrofused cast refractory, refractory brick or ceramic fiber.

11. Способ получения, как указано в п.(10) выше, в котором по меньшей мере участок нижней части печной стенки емкости для плавления, который вступает в контакт с расплавленным раствором, выполнен в основном из ZrO2 и дополнительно включает SiO2 и/или Al2O3.11. The production method, as indicated in paragraph (10) above, in which at least a portion of the lower part of the furnace wall of the melting vessel that comes into contact with the molten solution is made mainly of ZrO 2 and further includes SiO 2 and / or Al 2 O 3 .

12. Способ получения, как указано в любом из п.(8)-(11) выше, в котором емкость для плавления включает газоотводный канал с регулируемым отверстием, где канал находится на верхней части печной стенки и отверстие газоотводного канала отрегулировано так, что внутреннее давление в емкости для плавления соответствует заранее заданному диапазону.12. The production method, as indicated in any one of paragraphs (8) to (11) above, in which the melting vessel includes a gas outlet channel with an adjustable opening, where the channel is located on the upper part of the furnace wall and the opening of the gas outlet channel is adjusted so that the inner the pressure in the melting tank corresponds to a predetermined range.

13. Способ получения, как указано в любом из п.(8)-(12) выше, в котором поверхность раствора задают так, что разность по высоте между центром отверстия горелки сжигания и поверхностью раствора составляет по меньшей мере 300 мм.13. The production method, as indicated in any of paragraphs (8) to (12) above, in which the surface of the solution is set so that the height difference between the center of the opening of the combustion burner and the surface of the solution is at least 300 mm.

14. Способ получения, как указано в любом из п.(8)-(13) выше, в котором горелка сжигания расположена так, что отверстие направлено в горизонтальном направлении или выше горизонтального направления.14. The production method, as indicated in any one of paragraphs (8) to (13) above, in which the combustion burner is positioned so that the opening is directed in the horizontal direction or higher than the horizontal direction.

15. Способ получения, как указано в любом из п.(1) или (14) выше, в котором отношение (а/b) выделяемой при горении теплоты (ккал/ч) на единицу времени работы горелки сжигания, отнесенное к количеству загрузки b (л) исходного материала, составляет 400 или менее.15. The method of obtaining, as indicated in any of paragraph (1) or (14) above, in which the ratio (a / b) of the heat released during combustion (kcal / h) per unit time of operation of the combustion burner, related to the amount of load b (l) starting material is 400 or less.

16. Способ получения, как указано в любом из п.(1) или (15) выше, в котором отношение (b/с) количества загрузки b (л) исходного материала к количеству с электродов составляет 350 или менее.16. The production method, as indicated in any one of (1) or (15) above, in which the ratio (b / s) of the charge amount b (l) of the starting material to the amount from the electrodes is 350 or less.

17. Способ получения, как указано в любом из п.(1)-(16) выше, в котором внутренняя часть смесителя включает канал для охлаждающей среды, и смеситель охлаждают пропусканием охлаждающей среды в канале охлаждающей среды.17. The production method, as described in any one of paragraphs (1) to (16) above, in which the inside of the mixer includes a channel for a cooling medium, and the mixer is cooled by passing a cooling medium in a channel of a cooling medium.

18. Способ получения, как указано в любом из п.(1)-(17) выше, в котором электроды соединяют с источником переменного тока частотой по меньшей мере 2,5 кГц.18. The method of obtaining, as indicated in any of paragraphs (1) to (17) above, in which the electrodes are connected to an alternating current source with a frequency of at least 2.5 kHz.

19. Способ получения, как указано в любом из п.(1)-(18) выше, в котором плавление, осветление и перемешивание исходного материала осуществляют в одной емкости для плавления.19. The production method, as described in any of paragraphs (1) to (18) above, in which the melting, clarification and mixing of the source material is carried out in one vessel for melting.

20. Способ получения, как указано в любом из п.(1)-(19) выше, в котором питатель сообщается по существу с центральной частью дна емкости для плавления.20. The method of obtaining, as indicated in any of paragraphs (1) to (19) above, in which the feeder communicates essentially with the Central part of the bottom of the tank for melting.

21. Способ получения, как указано в любом из п.(1)-(20) выше, в котором получают из расплавленного раствора с вязкостью по меньшей мере 1,5 Пуаз при максимальной температуре стадии нагревания.21. The production method, as described in any one of paragraphs (1) to (20) above, in which it is obtained from a molten solution with a viscosity of at least 1.5 Poise at a maximum temperature of the heating step.

22. Способ получения, как указано в любом из п.(1)-(21) выше, в котором содержание групп ОН в полученном изделии из стекла составляет 570 ppm (частей на миллион) или менее.22. The production method, as indicated in any of paragraphs (1) to (21) above, in which the content of OH groups in the resulting glass product is 570 ppm (parts per million) or less.

23. Способ получения, как указано в любом из п.(1)-(22) выше, в котором изделие из стекла получают из SiO2-Al2O3-Li2O или SiO2-LiO2.23. The production method, as described in any of paragraphs (1) to (22) above, in which the glass product is obtained from SiO 2 -Al 2 O 3 -Li 2 O or SiO 2 -LiO 2 .

24. Устройство для получения изделия из стекла, включающее:24. A device for producing glass products, including:

- емкость для плавления, вмещающую расплавленный раствор исходного материала и включающую электроды, погруженные в расплавленный раствор;- a capacity for melting, containing the molten solution of the starting material and including electrodes immersed in the molten solution;

- питатель, соединенный с емкостью для плавления,- a feeder connected to a vessel for melting,

- средство нагревания, расположенное в верхней части емкости для плавления,- heating means located in the upper part of the melting tank,

- формообразующий штамп, с помощью которого придают форму расплавленному стеклу, выходящему из питателя, и- a forming die with which molten glass exiting the feeder is shaped, and

- смеситель, выполненный с возможностью установки во внутренней части емкости для плавления и извлечения из этой области.- a mixer made with the possibility of installation in the inner part of the tank for melting and extraction from this area.

25. Устройство получения по п.(24) выше, в котором внутренняя часть смесителя включает канал для охлаждающей среды, причем керамический материал с высоким коэффициентом теплового расширения обеспечен на внешней окружной области канала для охлаждающей среды, и керамический материал с высоким коэффициентом теплового расширения покрыт платиновым или платинородиевым сплавом.25. The production device according to (24) above, in which the interior of the mixer includes a channel for a cooling medium, wherein ceramic material with a high coefficient of thermal expansion is provided on the outer circumferential region of the channel for a cooling medium, and ceramic material with a high coefficient of thermal expansion is coated platinum or platinum rhodium alloy.

26. Устройство получения, как указано в п.(24) или (25) выше, в котором внутренняя часть электродов включает устройство для охлаждения, и электроды проходят по существу в горизонтальном направлении в емкость для плавления.26. The receiving device, as indicated in paragraph (24) or (25) above, in which the inner part of the electrodes includes a device for cooling, and the electrodes pass essentially in a horizontal direction into the melting tank.

27. Устройство получения, как указано в любом из п.(24)-(26) выше, в котором поверхность горизонтального сечения внутренней области емкости для плавления по меньшей мере в месте размещения электродов имеет конфигурацию в виде n-угольника (n является целым числом по меньшей мере 4).27. The receiving device, as indicated in any one of paragraphs (24) - (26) above, in which the horizontal cross-sectional surface of the inner region of the melting vessel at least at the location of the electrodes has a n-gon configuration (n is an integer at least 4).

28. Устройство получения, как указано в любом из п.(24)-(27) выше, в котором емкость для плавления включает нижнюю часть печной стенки, вмещающую расплавленный раствор и верхнюю часть печной стенки, расположенную выше нижней части печной стенки, и средство нагревания включает горелку сжигания, обеспеченную на верхней части печной стенки.28. The production device, as indicated in any of paragraphs (24) to (27) above, in which the melting vessel includes a lower part of the furnace wall containing the molten solution and the upper part of the furnace wall located above the lower part of the furnace wall, and means heating includes a combustion burner provided on the upper part of the furnace wall.

В соответствии с настоящим изобретением, поскольку расплавленный раствор подвергают электрическому нагреванию посредством электродов, в дополнение к нагреванию сверху, обеспечивают быстрое плавление исходного материала. Более того, поскольку нижнюю область расплавленного раствора нагревают посредством электрического нагрева, стимулируют конвекционный поток расплавленного раствора, и поэтому осветление и гомогенизацию также осуществляют быстро. Поскольку смеситель устанавливают после расплавления исходного материала, повреждение смесителя может быть подавлено, и поэтому обеспечивают возможность механического перемешивания, приводящего к значительному улучшению однородности стекла.According to the present invention, since the molten solution is subjected to electrical heating by means of electrodes, in addition to heating from above, the starting material is rapidly melted. Moreover, since the lower region of the molten solution is heated by electric heating, the convection flow of the molten solution is stimulated, and therefore, clarification and homogenization are also carried out quickly. Since the mixer is installed after the source material is melted, damage to the mixer can be suppressed, and therefore, mechanical mixing is possible, resulting in a significant improvement in glass uniformity.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

на Фиг.1 представлен вид в вертикальном разрезе устройства для получения изделия из стекла в соответствии с первым воплощением настоящего изобретения;figure 1 presents a view in vertical section of a device for producing glass products in accordance with the first embodiment of the present invention;

на Фиг.2 представлен вид сверху устройства для получения, представленного на Фиг.1;figure 2 presents a top view of the device for receiving, presented in figure 1;

на Фиг.3 показано, как смеситель устанавливают в устройство для получения, представленное на Фиг.1;figure 3 shows how the mixer is installed in the device for receiving, presented in figure 1;

на Фиг.4 представлен неполный увеличенный вид сечения смесителя, представленного на Фиг.3;figure 4 presents an incomplete enlarged sectional view of the mixer shown in figure 3;

на Фиг.5 представлена форма горизонтального поперечного сечения емкости для плавления, выполненной по другому воплощению настоящего изобретения;5 shows a horizontal cross-sectional shape of a melting vessel according to another embodiment of the present invention;

на Фиг.6 представлено изображение, демонстрирующее однородность внутренней области изделия из стекла, полученного с использованием способа получения в соответствии со сравнительным примером;6 is a view showing the uniformity of the inner region of a glass product obtained using the production method in accordance with a comparative example;

на Фиг.7 представлено изображение, демонстрирующее однородность внутренней области изделия из стекла, полученного с использованием способа получения в соответствии с первым воплощением настоящего изобретения, и7 is a view showing the uniformity of the inner region of a glass product obtained using the production method in accordance with the first embodiment of the present invention, and

на Фиг.8 представлено изображение поверхности изделия из стекла, полученного с использованием способа получения в соответствии с первым воплощением настоящего изобретения.on Fig presents a surface image of a glass product obtained using the production method in accordance with the first embodiment of the present invention.

Воплощения настоящего изобретения описаны далее со ссылками на прилагаемые чертежи.Embodiments of the present invention are described below with reference to the accompanying drawings.

На Фиг.1 представлен вид в вертикальном разрезе устройства 10 для получения изделия из стекла в соответствии с первым воплощением настоящего изобретения. На Фиг.2 представлен вид сверху устройства 10 для получения в состоянии перед загрузкой исходного материала (верхняя стенка 263 верхней части 26 печной стенки представлена как сквозной вид). Устройство 10 для получения включает емкость 20 для плавления, питатель 30, нагреватель 40, работающий как средство нагревания, формообразующий штамп 50 и смеситель 60. Каждый из вышеуказанных составляющих элементов далее описан более подробно.Figure 1 presents a view in vertical section of a device 10 for producing a glass product in accordance with the first embodiment of the present invention. Figure 2 presents a top view of the device 10 for receiving in the state before loading the source material (the upper wall 263 of the upper part 26 of the furnace wall is presented as a through view). The receiving device 10 includes a melting vessel 20, a feeder 30, a heater 40 operating as a heating means, a forming die 50, and a mixer 60. Each of the above constituent elements is described in more detail below.

Емкость для плавленияMelting tank

Расплавленный раствор исходного материала размещают в емкости 20 для плавления. Исходный материал может представлять собой шихту (где порошкообразный исходный материал смешивают из различных компонентов) или грубо сплавленный стеклянный бой, который формируют посредством витрификации шихты. Исходный материал закрепляют в держателе 73, находящемся на дальнем конце основной части 71 средства 70 подачи исходного материала, и загружают через отверстие 237 загрузки, сформированное на боковой стенке 231'. Отверстие 237 загрузки можно открывать и закрывать, тем самым препятствуя снижению температуры во внутренней области емкости 20 для плавления, и предпочтительно оно открыто в течение загрузки исходного материала и закрыто в остальное время.The molten solution of the starting material is placed in a tank 20 for melting. The starting material may be a batch (where the powdered starting material is mixed from various components) or a coarse fused glass break that is formed by vitrification of the batch. The source material is fixed in the holder 73 located at the far end of the main part 71 of the source material supply means 70, and is loaded through the loading hole 237 formed on the side wall 231 '. The opening 237 of the download can be opened and closed, thereby preventing a decrease in temperature in the inner region of the vessel 20 for melting, and preferably it is open during the loading of the source material and closed the rest of the time.

Как показано на Фиг.2, емкость 20 для плавления включает электроды 21а-21d, 21'a-21'd в расплавленном растворе. Электроды 21а-21d, 21'а-21'd соединены с источником питания (не показан). Когда электричество подают на электроды 21a-21d, 21'a-21'd от источника питания, электрический ток протекает через расплавленный раствор и тем самым нагревает расплавленный раствор. Регулировка температуры расплавленного раствора и внутренней печной области может быть соответствующим образом осуществлена на каждой стадии плавления, осветления и перемешивания исходного материала путем нагревания посредством обеспечения протекания электрического тока через расплавленный раствор, и нагревания сверху расплавленного раствора посредством нагревателя 40, описанного ниже. Например, при плавлении исходного материала из состояния, при котором емкость 20 для плавления пуста, нагревание с помощью нагревателя 40 осуществляют только для получения определенного количества расплавленного раствора. Когда электроды 21a-21d, 21'a-21'd расположены в нижней части емкости 20 для плавления, если размещено фиксированное количество расплавленного раствора, конвекционный поток расплавленного раствора, в дополнение к расплавлению и осветлению, можно стимулировать посредством увеличения степени электрического нагрева с помощью электродов 21a-21d, 21'a-21'd и относительного ослабления нагревания расплавленного раствора, обеспечиваемого сверху.As shown in FIG. 2, the melting vessel 20 includes electrodes 21a-21d, 21'a-21'd in the molten solution. The electrodes 21a-21d, 21'a-21'd are connected to a power source (not shown). When electricity is supplied to the electrodes 21a-21d, 21'a-21'd from a power source, an electric current flows through the molten solution and thereby heats the molten solution. The temperature control of the molten solution and the inner furnace region can be appropriately carried out at each stage of melting, clarification, and mixing of the starting material by heating by allowing electric current to flow through the molten solution, and heating the molten solution from above by means of a heater 40, described below. For example, when melting the starting material from a state in which the melting vessel 20 is empty, heating by the heater 40 is only carried out to obtain a certain amount of molten solution. When the electrodes 21a-21d, 21'a-21'd are located at the bottom of the melting vessel 20, if a fixed amount of molten solution is placed, the convection flow of the molten solution, in addition to melting and clarification, can be stimulated by increasing the degree of electrical heating by electrodes 21a-21d, 21'a-21'd; and relative attenuation of the heating of the molten solution provided from above.

Принимая во внимание задачу получения сильного конвекционного потока в расплавленном растворе, температура расплавленного раствора на уровне ¼ или менее глубины расплавленного раствора от дна 233 емкости 20 для плавления предпочтительно выше, чем температура расплавленного раствора на уровне ¼ или менее глубины расплавленного раствора от поверхности FL расплавленного раствора. Разность температур может быть получена соответствующим подбором величины нагревания, обеспечиваемого нагревателем 40, как описано ниже, и электрического нагревания, обеспечиваемого электродами 21a-21d, 21'a-21'd, исходя из температуры расплавленного раствора в соответствующих позициях, регистрируемой с использованием датчиков 22a-22c температуры, обеспеченных на внутренней стороне нижней части 23 печной стенки, которая вмещает расплавленный раствор, и датчиков температуры (не показаны), обеспеченных внутри электродов 21a-21d, 21'a-21'd.Taking into account the problem of obtaining a strong convection flow in the molten solution, the temperature of the molten solution at a level of ¼ or less than the depth of the molten solution from the bottom 233 of the melting vessel 20 is preferably higher than the temperature of the molten solution at a level of ¼ or less than the depth of the molten solution from the surface of the molten solution FL . The temperature difference can be obtained by appropriate selection of the amount of heating provided by the heater 40, as described below, and the electrical heating provided by the electrodes 21a-21d, 21'a-21'd, based on the temperature of the molten solution in the corresponding positions recorded using sensors 22a -22c of the temperature provided on the inner side of the lower part 23 of the furnace wall that holds the molten solution, and temperature sensors (not shown) provided inside the electrodes 21a-21d, 21'a-21'd.

Разность температур может быть соответствующим образом установлена в зависимости от вязкости или т.п. расплавленного раствора и предпочтительно составляет по меньшей мере 10°C. Нижний предел разности температур более предпочтительно составляет 25°C и наиболее предпочтительно 40°C. Поскольку разность температур подавляет коррозию печных стенок, вызываемую расплавленным раствором, в дополнение к росту затрат вследствие электрического нагревания, разность температур предпочтительно составляет 150°C или менее, более предпочтительно, 130°C или менее, и наиболее предпочтительно, 100°C или менее. Температуру расплавленного раствора измеряют, как описано здесь и далее. Датчик температуры, такой как термопара или т.п., покрытый платиной, вставляют так, чтобы он проходил в расплавленный раствор из отверстия, находящегося на печной стенке, и измерения осуществляют с помощью датчика температуры. В качестве альтернативы, измерения также могут быть выполнены с использованием датчика температуры, расположенного внутри дальнего конца электродов 21a-21d, проходящих в расплавленный раствор.The temperature difference can be appropriately set depending on the viscosity or the like. molten solution and preferably at least 10 ° C. The lower limit of the temperature difference is more preferably 25 ° C and most preferably 40 ° C. Since the temperature difference suppresses the corrosion of the furnace walls caused by the molten solution, in addition to the cost increase due to electric heating, the temperature difference is preferably 150 ° C or less, more preferably 130 ° C or less, and most preferably 100 ° C or less. The temperature of the molten solution is measured as described hereinafter. A temperature sensor, such as a thermocouple or the like, coated with platinum, is inserted so that it passes into the molten solution from the hole located on the furnace wall, and measurements are carried out using a temperature sensor. Alternatively, measurements can also be made using a temperature sensor located inside the far end of the electrodes 21a-21d passing into the molten solution.

Внутренняя часть электродов 21a-21d, 21'a-21'd предпочтительно включает устройство охлаждения (не показано), и электроды предпочтительно проходят по существу горизонтально в емкости 20 для плавления. Поскольку электроды 21a-21d, 21'a-21'd охлаждают посредством устройства охлаждения, можно подавить износ, вызываемый расплавленным раствором высокой температуры. Устройство охлаждения может иметь известную конфигурацию. Более того, поскольку электроды 21a-21d, 21'a-21'd проходят по существу горизонтально в емкости 20 для плавления, можно быстро осуществить увеличение температуры в расплавленном растворе вследствие электрического нагрева. Чтобы улучшить эффективность увеличения температуры расплавленного раствора, нижний передел длины, на которую проходят электроды, предпочтительно составляет 20 мм, более предпочтительно, 50 мм и, наиболее предпочтительно, 100 мм. Для минимизации количества платины или платинородиевого сплава, который корродирует в расплавленном растворе вследствие электрической проводимости, верхний предел длины, на которую проходят электроды, предпочтительно составляет 700 мм, более предпочтительно, 600 мм и, наиболее предпочтительно, 450 мм.The interior of the electrodes 21a-21d, 21'a-21'd preferably includes a cooling device (not shown), and the electrodes preferably extend substantially horizontally in the melting vessel 20. Since the electrodes 21a-21d, 21'a-21'd are cooled by a cooling device, the wear caused by the molten high temperature solution can be suppressed. The cooling device may have a known configuration. Moreover, since the electrodes 21a-21d, 21'a-21'd extend substantially horizontally in the melting vessel 20, it is possible to quickly increase the temperature in the molten solution due to electric heating. In order to improve the efficiency of increasing the temperature of the molten solution, the lower limit of the length over which the electrodes extend is preferably 20 mm, more preferably 50 mm, and most preferably 100 mm. To minimize the amount of platinum or platinum rhodium alloy that corrodes in the molten solution due to electrical conductivity, the upper limit on the length of the electrodes is preferably 700 mm, more preferably 600 mm, and most preferably 450 mm.

Электроды 21a-21d, 21'a-21'd расположены в противоположном направлении, как показано на Фиг.2, и ток проходит между парой электродов 21a, 21a', парой электродов 21b, 21b', парой электродов 21c, 21c', парой электродов 21d, 21d' (количество электродов составляет восемь штук). Для обеспечения однородности расплавленного раствора посредством конвекционного потока в расплавленном растворе, отношение (b/с) количества b (л) загрузки исходного материала к количеству электродов предпочтительно составляет 350 или менее. Если отношение b/с превосходит 350, степень электрического нагрева в расплавленном растворе будет недостаточной, и в результате, обеспечение конвекционного потока будет недостаточным. Верхний предел отношения b/с более предпочтительно составляет 325 и, наиболее предпочтительно, 300. Для обеспечения компромисса между затратами на установку, связанными с электродами, и достижением однородности расплавленного раствора благодаря конвекционному потоку, нижний предел отношения b/с предпочтительно составляет 50, более предпочтительно, 60 и, наиболее предпочтительно, 75.The electrodes 21a-21d, 21'a-21'd are arranged in the opposite direction, as shown in FIG. 2, and current flows between a pair of electrodes 21a, 21a ', a pair of electrodes 21b, 21b', a pair of electrodes 21c, 21c ', a pair electrodes 21d, 21d '(the number of electrodes is eight pieces). To ensure uniformity of the molten solution by convection flow in the molten solution, the ratio (b / s) of the amount b (l) of the feed to the number of electrodes is preferably 350 or less. If the b / s ratio exceeds 350, the degree of electric heating in the molten solution will be insufficient, and as a result, the convection flow will be insufficient. The upper limit of the b / s ratio is more preferably 325 and, most preferably, 300. To ensure a compromise between the installation costs associated with the electrodes and the uniformity of the molten solution due to convection flow, the lower limit of the b / s ratio is preferably 50, more preferably , 60, and most preferably 75.

Чтобы предотвратить образование мест с недостаточным нагревом в направлении плоскости расплавленного раствора при использовании тока, поверхность горизонтального сечения внутренней области емкости 20 для плавления по меньшей мере в месте размещения электродов имеет конфигурацию в виде n-угольника (n является целым числом по меньшей мере 4 и предпочтительно целым числом по меньшей мере 5). Как показано на Фиг.5(C), несмотря на то, что можно обеспечить горизонтальное сечение при n, равном четырем, такое расположение образует позиции, как показано пунктирной линией, в которых электрического нагревания относительно недостаточно. Если n, более предпочтительно, равно по меньшей мере 5 и, наиболее предпочтительно, по меньшей мере 6, в результате образуется меньше таких позиций. В настоящем воплощении, как показано на Фиг.2, хотя в целом нижняя часть 23 печной стенки имеет поверхность горизонтального сечения в форме n-угольника, с точки зрения упрощения конфигурации, поверхность горизонтального сечения внутренней части, по меньшей мере в месте размещения электродов, может быть в форме n-угольника. Чтобы обеспечить однородное нагревание в направлении сечения расплавленного раствора, поверхность горизонтального сечения внутренней области, по меньшей мере в месте размещения электродов, более предпочтительно представляет собой правильный n-угольник.To prevent the formation of places with insufficient heating in the direction of the plane of the molten solution when using current, the horizontal surface of the inner region of the vessel 20 for melting at least at the location of the electrodes has an n-gon configuration (n is an integer of at least 4 and preferably an integer of at least 5). As shown in FIG. 5 (C), although it is possible to provide a horizontal cross section with n equal to four, this arrangement forms positions, as shown by the dashed line, in which electrical heating is relatively insufficient. If n is more preferably at least 5, and most preferably at least 6, less such positions result. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, although in general the lower part 23 of the furnace wall has a horizontal cross-sectional surface in the shape of an n-gon, from the point of view of simplifying the configuration, the horizontal cross-sectional surface of the inner part, at least at the location of the electrodes, can be in the shape of an n-gon. To ensure uniform heating in the direction of the cross section of the molten solution, the horizontal surface of the inner region, at least at the location of the electrodes, is more preferably a regular n-gon.

В настоящем воплощении поверхность горизонтального сечения представляет собой правильный 8-угольник. Однако настоящее воплощение этим не ограничено, и, например, боковые стенки 231a-231c, 231'a-231'c, как показано на Фиг.5(A), могут быть плавно соединены дугообразными поверхностями 232a-232h (другими словами, без угловых элементов). Как показано на Фиг.5(B), поверхность горизонтального сечения может быть округлой (например, окружность или овал), другими словами, n может принимать бесконечное значение. Однако, для облегчения установки электродов, места, в которых устанавливают электроды 21a-21d, 21'a-21'd, предпочтительно находятся на плоской поверхности, как показано на Фиг.2 и т.п.In the present embodiment, the horizontal section surface is a regular octagon. However, the present embodiment is not limited to this, and, for example, the side walls 231a-231c, 231'a-231'c, as shown in Fig. 5 (A), can be smoothly connected by arched surfaces 232a-232h (in other words, without angular elements). As shown in FIG. 5 (B), the surface of the horizontal section can be rounded (for example, a circle or an oval), in other words, n can take on an infinite value. However, in order to facilitate the installation of the electrodes, the places where the electrodes 21a-21d, 21'a-21'd are mounted are preferably on a flat surface, as shown in FIG. 2 and the like.

Источник напряжения, который соединяют с электродами 21a-21d, 21'a-21'd, не ограничен особым образом, но для улучшения эффективности нагревания расплавленного раствора источник переменного тока с частотой по меньшей мере 2,5 кГц является предпочтительным.The voltage source that is connected to the electrodes 21a-21d, 21'a-21'd is not particularly limited, but to improve the heating efficiency of the molten solution, an alternating current source with a frequency of at least 2.5 kHz is preferred.

Предпочтительно устройство 80 определения высоты поверхности раствора обеспечено в емкости 20 для плавления, и количество загрузки исходного материала или количество выхода расплавленного раствора предпочтительно приводят в соответствие относительно высоты поверхности FL раствора расплавленного раствора, определяемой устройством 80 определения высоты поверхности раствора. Другими словами, если зарегистрированное значение высоты поверхности FL раствора находится в пределах заранее заданного диапазона, загрузку исходного материала останавливают и выходящий поток стекла из питателя 30 обеспечивают, как описано ниже. Если зарегистрированное значение находится ниже заранее заданного диапазона, исходный материал загружают из средства 70 подачи исходного материала. Таким образом, можно повысить качество стекла за счет предотвращения износа электродов 21a-21d, 21'a-21'd от воздействия на них газовой среды. Устройство 80 определения высоты поверхности раствора в соответствии с настоящим изобретением представляет собой устройство, испускающее излучение в ближней области инфракрасного диапазона из полупроводникового лазера на поверхность FL раствора и регистрирующее отраженный свет. Однако, в этом отношении не существует ограничений.Preferably, the solution surface height determination device 80 is provided in the melting vessel 20, and the feed amount of the starting material or the yield amount of the molten solution is preferably adjusted to the height of the surface of the solution FL of the molten solution determined by the solution surface height determination device 80. In other words, if the recorded surface height of the solution FL is within a predetermined range, the feed is stopped and the glass exit from the feeder 30 is provided as described below. If the registered value is below a predetermined range, the source material is loaded from the means 70 for supplying the source material. Thus, it is possible to improve the quality of the glass by preventing wear of the electrodes 21a-21d, 21'a-21'd from exposure to the gas environment. The device 80 for determining the height of the surface of the solution in accordance with the present invention is a device that emits radiation in the near infrared range from a semiconductor laser to the surface FL of the solution and detects reflected light. However, there are no restrictions in this regard.

Более предпочтительно, если высоту от дна емкости для плавления до поверхности раствора обозначают как Н, и высоту от дна емкости для плавления до самой верхней части электродов обозначают как h, количество загрузки исходного материала регулируют так, что h/H составляет 0,1-0,6. Таким образом, соответствующие электроды 21a-21d могут быть размещены, по отношению к глубине расплавленного раствора, так чтобы получить эффективный конвекционный поток в расплавленном растворе. Когда высота поверхности раствора слишком большая, тогда эффект нагревания, обусловленный электрическим нагреванием, является недостаточным, поэтому нижний предел отношения h/H более предпочтительно составляет 0,2 и, наиболее предпочтительно, 0,3. Более того, вследствие трудностей установки разности температур в вертикальном направлении расплавленного раствора, верхний предел отношения h/H более предпочтительно составляет 0,55 и, наиболее предпочтительно, 0,52.More preferably, if the height from the bottom of the melting vessel to the surface of the solution is denoted by H, and the height from the bottom of the melting vessel to the very top of the electrodes is denoted by h, the amount of feed of the starting material is adjusted so that h / H is 0.1-0 , 6. Thus, the respective electrodes 21a-21d can be placed relative to the depth of the molten solution, so as to obtain an effective convection flow in the molten solution. When the surface height of the solution is too large, then the heating effect due to electric heating is insufficient, so the lower limit of the h / H ratio is more preferably 0.2 and most preferably 0.3. Moreover, due to difficulties in setting the temperature difference in the vertical direction of the molten solution, the upper limit of the h / H ratio is more preferably 0.55 and, most preferably, 0.52.

НагревательHeater

Нагреватель 40 обеспечен в верхней части емкости 20 для плавления для нагревания расплавленного раствора сверху расплавленного раствора. Таким образом, поскольку температура, как верхней части, так и нижней части расплавленного раствора возрастает, регулировка температуры в вертикальном направлении расплавленного раствора возможна в сочетании с электрическим нагреванием посредством электродов, и следовательно, существует преимущество в увеличении скорости плавления исходного материала. Нагреватель 40 предпочтительно включает горелки 41а, 41b сжигания для улучшения эффективности повышения температуры. Эти горелки 41а, 41b сжигания расположены на верхней части 23 печной стенки, которая вмещает расплавленный раствор. Горелки 41а, 41b сжигания в соответствии с настоящим воплощением расположены напротив друг друга и проходят от боковой стенки 261 верхней части 26 печной стенки внутрь. Хотя для горения можно использовать воздух или кислород или т.п. в горелках 41а, 41b сжигания, использование кислорода является предпочтительным для обеспечения плавления при высоких температурах.A heater 40 is provided at the top of the melting vessel 20 to heat the molten solution on top of the molten solution. Thus, since the temperature of both the upper part and the lower part of the molten solution increases, temperature control in the vertical direction of the molten solution is possible in combination with electric heating by means of electrodes, and therefore there is an advantage in increasing the melting rate of the starting material. The heater 40 preferably includes combustion burners 41a, 41b to improve the temperature rise efficiency. These combustion burners 41a, 41b are located on the upper part 23 of the furnace wall, which holds the molten solution. The burners 41a, 41b of the combustion in accordance with the present embodiment are located opposite each other and extend from the side wall 261 of the upper part 26 of the furnace wall inward. Although combustion can use air or oxygen or the like. in combustion burners 41a, 41b, the use of oxygen is preferred to allow melting at high temperatures.

Если реакцию горения осуществляют с помощью горелок 41а, 41b сжигания, OH группы образуются в газовой атмосфере. OH группы могут снижать термическую стабильность стекла при смешивании с расплавленным раствором, в частности, при получении кристаллического стекла или т.п., они приводят к нестабильному росту кристаллов, что обусловлено различиями в скорости кристаллизации, возникающими вследствие распределения OH групп. Для предотвращения ухудшения качества или сопутствующего растрескивания, настоятельно необходимо подавлять смешивание OH групп с расплавленным раствором. Отношение (A:B) объема (A) над поверхностью FL раствора в емкости 20 для плавления и объема (B) расплавленного раствора предпочтительно составляет 1,0:1,0-1,5:1,0. Если A слишком велико относительно B, долговечность огнеупорных исходных материалов снижается, поскольку количество тепла существенно выше. Если A слишком мало относительно B, существует вероятность получения стекла с высоким содержанием OH групп. A:B более предпочтительно составляет 1,0:1,0-1,4:1,0 и, наиболее предпочтительно, 1,0:1,0-1,35:1,0. Как используют здесь, объем (A) над поверхностью FL раствора в емкости для плавления означает объем, занимаемый газом в емкости для плавления, и обычно он равен объему, рассчитанному вычитанием объема расплавленного раствора из общего объема емкости 20 для плавления. Обычно регулирование отношения A:B осуществляют путем изменения объема расплавленного раствора, используя загрузку исходного материала и/или количество выхода расплавленного раствора. Однако в этом смысле не существует ограничений, и такое регулирование может быть выполнено посредством изменения объема емкости 20 для плавления.If the combustion reaction is carried out using combustion burners 41a, 41b, OH groups are formed in the gas atmosphere. OH groups can reduce the thermal stability of glass when mixed with a molten solution, in particular, when obtaining crystalline glass or the like, they lead to unstable crystal growth, due to differences in crystallization rate resulting from the distribution of OH groups. To prevent deterioration or concomitant cracking, it is imperative to suppress the mixing of OH groups with the molten solution. The ratio (A: B) of the volume (A) above the surface FL of the solution in the melting vessel 20 and the volume (B) of the molten solution is preferably 1.0: 1.0-1.5: 1.0. If A is too large relative to B, the durability of the refractory starting materials is reduced, since the amount of heat is significantly higher. If A is too small relative to B, there is a possibility of obtaining glass with a high content of OH groups. A: B is more preferably 1.0: 1.0-1.4: 1.0, and most preferably 1.0: 1.0-1.35: 1.0. As used here, the volume (A) above the surface FL of the solution in the melting vessel means the volume occupied by the gas in the melting vessel, and is usually equal to the volume calculated by subtracting the volume of the molten solution from the total volume of the melting vessel 20. Typically, the regulation of the A: B ratio is carried out by changing the volume of the molten solution, using the charge of the starting material and / or the amount of output of the molten solution. However, in this sense there are no restrictions, and such regulation can be performed by changing the volume of the melting vessel 20.

Поверхность FL раствора предпочтительно устанавливают так, что разность α по высоте между центрами отверстий 43а, 43b горелок 41а, 41b сжигания и поверхностью FL раствора составляет по меньшей мере 300 мм. Таким образом, подавление смешивания OH групп с расплавленным раствором может быть улучшено, так как отверстия 43а, 43b, которые являются источником ОН групп, в достаточной степени отделены от расплавленного раствора. Нижний предел разности α по высоте более предпочтительно составляет 350 мм и, наиболее предпочтительно, 400 мм. Если разность α по высоте слишком велика, существует опасность того, что расплавленный раствор будет нагреваться недостаточно эффективно, и таким образом, верхний предел разности α по высоте предпочтительно составляет 850 мм, более предпочтительно, 700 мм и, наиболее предпочтительно, 650 мм. Установку (выбор задания) поверхность FL раствора можно осуществить по количеству выхода расплавленного раствора и/или загрузки исходного материала.The surface FL of the solution is preferably set so that the height difference α between the centers of the openings 43a, 43b of the burners 41a, 41b of the combustion and the surface FL of the solution is at least 300 mm. Thus, the suppression of mixing OH groups with the molten solution can be improved since the openings 43a, 43b, which are the source of OH groups, are sufficiently separated from the molten solution. The lower limit of the height difference α is more preferably 350 mm and, most preferably, 400 mm. If the height difference α is too large, there is a danger that the molten solution will not heat up efficiently enough, and thus, the upper limit of the height difference α is preferably 850 mm, more preferably 700 mm, and most preferably 650 mm. Installation (task selection) the surface of the FL solution can be carried out by the amount of output of the molten solution and / or loading of the source material.

Горелки 41а, 41b сжигания предпочтительно расположены так, что отверстия направлены в горизонтальном направлении, как в предпочтительном воплощении, или выше горизонтального направления. Если отверстия горелок сжигания направлены ниже горизонтального направления, риск смешивания OH групп с расплавленным раствором возрастает, поскольку пламя ориентировано в направлении расплавленного раствора. Однако, поскольку такой риск снижают согласно указанной выше конфигурации, предотвращение смешивания ОН групп с расплавленным раствором может быть улучшено. Чтобы достичь такого же эффекта, верхняя часть 26 печной стенки в настоящем воплощении имеет конфигурацию с более широкой диаметральной формой, чем боковая стенка 231 нижней части 23 печной стенки, чтобы таким образом прикрыть отверстия 43а, 43b горелок 41а, 41b сжигания от расплавленного раствора. Однако, в этом отношении не существует ограничений.The burners 41a, 41b are preferably arranged so that the openings are directed in the horizontal direction, as in the preferred embodiment, or above the horizontal direction. If the openings of the burners are directed below the horizontal direction, the risk of mixing OH groups with the molten solution increases, since the flame is oriented in the direction of the molten solution. However, since this risk is reduced according to the above configuration, preventing mixing of OH groups with the molten solution can be improved. To achieve the same effect, the upper part 26 of the furnace wall in the present embodiment has a configuration with a wider diametrical shape than the side wall 231 of the lower part 23 of the furnace wall, so as to cover the openings 43a, 43b of the burners 41a, 41b from the molten solution. However, there are no restrictions in this regard.

Чтобы улучшить подавление смешивания OH групп с расплавленным раствором, отношение (а/b) выделяемой при горении теплоты (ккал/ч) на единицу времени работы горелок 41а, 41b сжигания к количеству b (л) загрузки исходного материала предпочтительно составляет 400 или менее. Если отношение а/b слишком велико, иначе говоря, если возникает избыточное горение относительно количества загрузки исходного материала, который нагревают, количество OH групп, смешиваемых с расплавленным раствором в единицу времени, может увеличиваться. Верхний предел отношения а/b более предпочтительно составляет 350 и, наиболее предпочтительно, 330. Учитывая, что процесс плавления замедляется вследствие недостаточного нагревания расплавленного раствора в случае, если отношение а/b слишком мало, нижний предел отношения а/b предпочтительно составляет 50, более предпочтительно, 70 и, наиболее предпочтительно, 100. Выделяемую при горении теплоту (ккал/ч) рассчитывают относительно количества подаваемого газа (например, газообразный кислород, газообразные углеводороды) в горелки 41а, 41b сжигания. Количество b (л) загрузки исходного материала представляет собой объем исходного материала (единицы: литры), загружаемого для получения количества расплавленного раствора, который находится в емкости для плавления в этот момент.In order to improve the suppression of mixing OH groups with the molten solution, the ratio (a / b) of the heat released during combustion (kcal / h) per unit time of operation of the burners 41a, 41b of the combustion to the amount b (l) of the feed of the starting material is preferably 400 or less. If the a / b ratio is too large, in other words, if excessive combustion occurs relative to the charge amount of the starting material that is heated, the number of OH groups mixed with the molten solution per unit time can increase. The upper limit of the a / b ratio is more preferably 350 and, most preferably 330. Given that the melting process is slowed down due to insufficient heating of the molten solution if the ratio a / b is too small, the lower limit of the a / b ratio is preferably 50, more preferably 70 and most preferably 100. The heat generated during combustion (kcal / h) is calculated relative to the amount of gas supplied (eg, gaseous oxygen, gaseous hydrocarbons) to the combustion burners 41a, 41b. The amount b (l) of the feed of the starting material is the volume of the feed (units: liters) charged to obtain the amount of molten solution that is in the melting tank at that moment.

В настоящем воплощении, несмотря на то, что нагреватель 40 состоит из горелок 41а, 41b сжигания, в этом отношении не существует ограничений, и могут быть использованы нагревательные элементы на основе MoSi2 (например, Kanthal Super, выпускаемый Kanthal Co., Ltd) или нагревательные элементы на основе SiC (например, нагревательный элемент Erema, выпускаемый Tokai Konetsu Kogyo Co., Ltd) или т.п.In the present embodiment, although the heater 40 consists of combustion burners 41a, 41b, there are no restrictions, and MoSi 2 based heating elements (e.g., Kanthal Super manufactured by Kanthal Co., Ltd) can be used or SiC-based heating elements (e.g., an Erema heating element manufactured by Tokai Konetsu Kogyo Co., Ltd) or the like.

Возвращаясь к описанию емкости для плавления, часть и полностью вся верхняя часть 26 печной стенки и/или нижняя часть 23 печной стенки выполнена по меньшей мере из одного материала, выбираемого из группы, состоящей из электроплавленного литого огнеупора, огнеупорного кирпича или керамического волокна. Таким образом, износ верхней части 26 печной стенки, вызываемый горелками 41а, 41b сжигания, и/или износ нижней части 23 печной стенки, вызываемый контактом или т.п. с расплавленным раствором высокой температуры, могут быть подавлены. Чтобы максимизировать данный эффект, всю нижнюю часть 23 печной стенки и верхнюю часть 26 печной стенки предпочтительно формируют по меньшей мере из материала, выбираемого из группы, состоящей из электроплавленного литого огнеупора, огнеупорного кирпича или керамического волокна.Returning to the description of the melting tank, part and all of the upper part 26 of the furnace wall and / or the lower part 23 of the furnace wall is made of at least one material selected from the group consisting of electrofused cast refractory, refractory brick or ceramic fiber. Thus, the wear of the upper part 26 of the furnace wall caused by the burners 41a, 41b of the combustion, and / or the wear of the lower part 23 of the furnace wall caused by the contact or the like. with molten high temperature solution, can be suppressed. In order to maximize this effect, the entire lower part of the furnace wall 23 and the upper part 26 of the furnace wall are preferably formed from at least a material selected from the group consisting of electrofused cast refractory, refractory brick or ceramic fiber.

По меньшей мере участок нижней части 23 печной стенки, который находится в контакте с расплавленным раствором, предпочтительно состоит из основного компонента Zr2O и дополнительно включает SiO2 и/или Al2O3. Долговечность может быть улучшена благодаря использованию Zr2O в качестве основного компонента. Одновременное использование SiO2 и/или Al2O3 может улучшить стабильность Zr2O и возможно значительное улучшение коррозийной стойкости печи от расплавленного раствора. Этот эффект особенно заметен для стекла, полученного из SiO2-Al2O3-Li2O. Чтобы упростить конфигурацию настоящего воплощения, хотя всю нижнюю часть 23 печной стенки выполняют из элемента по существу одинакового состава, по меньшей мере участки, которые находятся в контакте с расплавленным раствором, могут быть выполнены из такого элемента вышеуказанного состава. Предотвращение коррозии может быть обеспечено путем охлаждения участка, подверженного коррозии на поверхности жидкого стекла, в зависимости от обстоятельств, в частности охлаждением части расплавленного раствора FL вверху.At least a portion of the bottom 23 of the furnace wall that is in contact with the molten solution preferably consists of a main component Zr 2 O and further includes SiO 2 and / or Al 2 O 3 . Durability can be improved by using Zr 2 O as the main component. The simultaneous use of SiO 2 and / or Al 2 O 3 can improve the stability of Zr 2 O and possibly significantly improve the corrosion resistance of the furnace from the molten solution. This effect is especially noticeable for glass made from SiO 2 —Al 2 O 3 —Li 2 O. In order to simplify the configuration of the present embodiment, although the entire lower part 23 of the furnace wall is made of an element of essentially the same composition, at least the portions that are in contact with the molten solution can be made of such an element of the above composition. Corrosion prevention can be achieved by cooling the area susceptible to corrosion on the surface of water glass, as the case may be, in particular by cooling a portion of the molten FL solution at the top.

Газоотводный канал 28, включающий регулируемое отверстие, находится в верхней части 26 печной стенки емкости 20 для плавления и, предпочтительно, отверстие газоотводного канала 28 регулировать так, что внутреннее давление в емкости для плавления соответствует заранее заданному диапазону. Таким образом, качество изделия из стекла можно стабилизировать и накопление OH групп в емкости 20 для плавления может быть подавлено, тем самым усиливая подавление смешивания OH групп с расплавленным раствором. В настоящем воплощении, хотя отверстие газоотводного канала 28 регулируют посредством регулируемого клапана, в этом отношении не существует ограничений.A gas outlet channel 28, including an adjustable opening, is located in the upper part 26 of the furnace wall of the melting vessel 20 and, preferably, the opening of the gas outlet channel 28 is adjusted so that the internal pressure in the melting vessel corresponds to a predetermined range. Thus, the quality of the glass product can be stabilized and the accumulation of OH groups in the melting vessel 20 can be suppressed, thereby increasing the suppression of mixing OH groups with the molten solution. In the present embodiment, although the opening of the gas outlet channel 28 is controlled by means of an adjustable valve, there is no limitation in this regard.

В настоящем воплощении, поверхность горизонтального сечения верхней части 26 печной стенки имеет конфигурацию квадрата и газоотводный канал 28 обеспечен на поверхности боковой стенки 261, на которой отсутствуют горелки 41а, 41b сжигания. Направляющая труба 29 находится на противоположной поверхности относительно газоотводного канала 28, и направляющая труба 29 обеспечивает связь внутренней области емкости 20 для плавления с внешней атмосферой. Атмосферный воздух подают в емкость 20 для плавления из направляющей трубы 29, в зависимости от открытия газоотводящего канала 28. Этот внешний воздух вытесняет внутренний воздух, содержащий OH группы, из емкости 20 для плавления, наружу через газоотводящий канал 28. С учетом подавления смешивания OH групп с расплавленным раствором, газоотводящий канал 28 и/или направляющую трубу 29 предпочтительно устанавливают на той же высоте, как и горелки 41а, 41b сжигания, или ниже.In the present embodiment, the horizontal sectional surface of the upper part 26 of the furnace wall has a square configuration and a gas outlet 28 is provided on the surface of the side wall 261, on which there are no burners 41a, 41b of combustion. The guide tube 29 is located on the opposite surface relative to the gas outlet channel 28, and the guide tube 29 communicates the inner region of the melting vessel 20 with the external atmosphere. Atmospheric air is supplied to the melting tank 20 from the guide pipe 29, depending on the opening of the gas outlet channel 28. This external air displaces the internal air containing OH groups from the melting vessel 20 out through the gas exhaust channel 28. Considering the suppression of mixing of OH groups with molten solution, the vent pipe 28 and / or the guide tube 29 is preferably mounted at the same height as the burners 41a, 41b, or lower.

СмесительMixer

Смеситель 60 имеет такую конфигурацию, чтобы обеспечить выдвижную установку во внутреннюю область емкости для плавления. После расплавления исходного материала, смеситель 60 устанавливают из внешнего положения во внутреннее положение в емкости 20 для плавления, чтобы таким образом перемешивать расплавленный раствор. Другими словами, так как смеситель 60 расположен с внешней стороны емкости 20 для плавления в течение стадии плавления, на которой существует опасность соприкосновения элементов смесителя с нерасплавленным исходным материалом, износ смесителя 60 может быть подавлен. Ухудшение качества стекла, вызываемое составляющими смесителя 60, входящими в контакт с расплавленным раствором, также может быть подавлено.The mixer 60 is configured to allow retractable installation in the interior of the melting vessel. After the starting material is melted, the mixer 60 is set from an external position to an internal position in the melting vessel 20 so as to mix the molten solution. In other words, since the mixer 60 is located on the outside of the melting vessel 20 during the melting stage, in which there is a risk of contact of the mixer elements with the unmelted starting material, wear of the mixer 60 can be suppressed. The deterioration in glass quality caused by the components of the mixer 60 coming into contact with the molten solution can also be suppressed.

На Фиг.3 показано, как смеситель 60 устанавливают в емкость 20 для плавления. Если перемешивание не проводят, выполненное с возможностью открытия и закрытия отверстие 235, обеспеченное выше поверхности раствора FL расплавленного раствора на боковой стенке 231, закрыто, что обеспечивает плотное закрытие емкости 20 для плавления. После завершения стадии плавления, непосредственно перед стадией перемешивания, как показано на Фиг.3(A), выполненное с возможностью открытия и закрытия отверстие 235 открывают, посредством чего открывают выполненный с возможностью открытия и закрытия канал 236 и обеспечивают возможность установки смесителя 60. Смеситель в настоящем воплощении включает основную часть 61 в форме бруска, соединенную с приводом и изогнутую по существу под прямым углом на участке 63 изгиба, расположенном посередине основной части 61, проходя дальше к удаленному концу 65. Выполненный с возможностью открытия и закрытия канал 235 имеет поперечный размер больше, чем расстояние от участка 63 изгиба до удаленного конца 65, и вертикальный размер больше, чем диаметр основной части 61 (обычно, он имеет форму, вытянутую в продольном направлении). Смеситель 60 устанавливают так, что часть от участка 63 изгиба до удаленного конца 65 приведена в горизонтальное положение (Фиг.3(B)). Если удаленный конец 65 вставлен во внутреннюю область емкости 20 для плавления, основную часть 61 поворачивают, и удаленный конец 65 погружается в расплавленный раствор (Фиг.3(C)). После этого удаленный конец 65 двигается внутри расплавленного раствора, благодаря работе привода, и таким образом, расплавленный раствор механически перемешивают. Если удаленный конец 65 перемещается по требуемой орбите в расплавленном растворе, поперечная ширина выполненного с возможностью открытия и закрытия канала 236 должна иметь размер, достаточный, чтобы избежать контакта стенок выполненного с возможностью открытия и закрытия отверстия 235 с основной частью 61. После завершения перемешивания смеситель 60 и выполненное с возможностью открытия и закрытия отверстие 235 возвращают последовательно в состояние, представленное на Фиг.3(B), (А), и смеситель 60 возвращают во внешнее положение емкости 20 для плавления.Figure 3 shows how the mixer 60 is installed in the tank 20 for melting. If stirring is not carried out, the opening 235 made with the possibility of opening and closing, provided above the surface of the solution FL of the molten solution on the side wall 231, is closed, which ensures a tight closure of the melting vessel 20. After the completion of the melting stage, immediately before the mixing stage, as shown in FIG. 3 (A), the opening 235 is openable and openable, whereby the channel 236 openable for opening and closing is opened and the mixer 60 can be installed. The mixer in the present embodiment includes a bar-shaped main body 61 connected to the drive and curved substantially at a right angle in a bend portion 63 located in the middle of the main part 61, passing further to the remote zu 65. operable to open and close the channel 235 has a transverse dimension greater than the distance of the bending portion 63 to the distal end 65, and a vertical size larger than the diameter of the main portion 61 (usually, it has a shape extending in the longitudinal direction). The mixer 60 is set so that a portion from the bend portion 63 to the distal end 65 is brought into a horizontal position (FIG. 3 (B)). If the distal end 65 is inserted into the inner region of the melting vessel 20, the body 61 is rotated and the distal end 65 is immersed in the molten solution (Figure 3 (C)). After that, the distal end 65 moves inside the molten solution due to the operation of the drive, and thus, the molten solution is mechanically mixed. If the distal end 65 moves in a desired orbit in the molten solution, the transverse width of the channel 236 with the possibility of opening and closing it must be large enough to avoid the walls of the hole 235 opening and closing contacting the main body 61. After mixing, the mixer 60 and the opening 235 capable of opening and closing is returned sequentially to the state shown in FIG. 3 (B), (A), and the mixer 60 is returned to the external position of the container 20 avleniya.

На Фиг.4 представлен неполный увеличенный вид сечения смесителя 60, представленного на Фиг.3. Внутренняя область смесителя включает канал 66 для охлаждающей среды. Керамический материал 67 с высоким коэффициентом теплового расширения обеспечивают на внешней окружной области канала 66 для охлаждающей среды. Керамический материал 67 с высоким коэффициентом теплового расширения предпочтительно покрывают платиной или платинородиевым сплавом 68. Так как платина или платинородиевый сплав 68 проявляют превосходную стабильность, они подавляют поступление нежелательных примесей в расплавленный раствор, что обеспечивает возможность осуществления перемешивания. Более того, износ смесителя 60, вследствие прохождения охлаждающей среды через канал 66 охлаждающей среды, может быть подавлен. Количество используемой платины или платинородиевого сплава может быть снижено путем размещения керамического материала между платиной или платинородиевым сплавом 68 и каналом 66 охлаждающей среды, что снижает затраты на изготовление. Повреждение смесителя 60 вследствие деформации может быть подавлено путем использования керамического материала с высоким коэффициентом теплового расширения в качестве керамического материала и приближения характеристики теплового расширения, вызываемого изменениями температуры, к такой характеристике для платинового или платинородиевого сплава 68. Таким образом, керамический материал с высоким коэффициентом теплового расширения представляет собой керамический материал, проявляющий характеристику теплового расширения в температурных условиях стадии перемешивания, приближенную к такой характеристике платины или платинородиевого сплава, и его можно выбрать в зависимости от температурных условий. Однако в основном можно использовать керамические материалы на основе Al2O3-CaO или т.п. Не существует особенных ограничений на охлаждающую среду, протекающую по каналу 66 для охлаждающей среды, и среда может включать воду, жидкости, такие как масло или т.п., и воздух или т.п.Figure 4 presents an incomplete enlarged sectional view of the mixer 60 shown in Figure 3. The interior of the mixer includes a channel 66 for the cooling medium. Ceramic material 67 with a high coefficient of thermal expansion provide on the outer peripheral region of the channel 66 for the cooling medium. Ceramic material 67 with a high coefficient of thermal expansion is preferably coated with platinum or platinum rhodium alloy 68. Since platinum or platinum rhodium alloy 68 exhibits excellent stability, they inhibit the entry of unwanted impurities into the molten solution, which allows mixing. Moreover, the wear of the mixer 60, due to the passage of the cooling medium through the channel 66 of the cooling medium, can be suppressed. The amount of platinum or platinum rhodium alloy used can be reduced by placing ceramic material between platinum or platinum rhodium alloy 68 and the cooling medium channel 66, which reduces manufacturing costs. Damage to the mixer 60 due to deformation can be suppressed by using a ceramic material with a high coefficient of thermal expansion as a ceramic material and approximating the thermal expansion characteristic caused by temperature changes to that characteristic for platinum or platinum rhodium alloy 68. Thus, a ceramic material with a high thermal coefficient expansion is a ceramic material exhibiting a characteristic of thermal expansion in temperature urnyh step mixing conditions, approximate to a characteristic of platinum or platinum-rhodium alloy, and may be selected depending on the temperature conditions. However, mainly ceramic materials based on Al 2 O 3 —CaO or the like can be used. There are no particular restrictions on the cooling medium flowing through the channel 66 for the cooling medium, and the medium may include water, liquids such as oil or the like, and air or the like.

Большое количество расплавленного стекла в единицу времени можно получить из питателя 30, как описано ниже, путем осуществления плавления, осветления и перемешивания исходного материала в одной емкости 20 для плавления, и при обеспечении возможности образования стеклянных блоков большого объема. Однако в этом отношении не существует ограничений и различные емкости для плавления используют для проведения плавления, осветления и перемешивания исходного материала.A large amount of molten glass per unit time can be obtained from the feeder 30, as described below, by melting, clarifying and mixing the starting material in one melting tank 20, and while allowing the formation of large volume glass blocks. However, there are no restrictions in this regard, and various melting vessels are used to carry out the melting, clarification and mixing of the starting material.

ПитательFeeder

Питатель 30 позволяет начинать и заканчивать подачу с использованием устройства контроля за выходом продукции (не показано), соединяет емкость 20 для плавления с внешней средой и вводит расплавленное стекло из емкости 20 для плавления в формообразующий штамп 50. Более конкретно, расплавленное стекло протекает в соединительное отверстие 33, обращенное к расплавленному раствору, и стекло поступает из нагнетательного отверстия 35, через основную часть 31 и в формообразующий штамп 50. Такой тип питателя 30 выполняют из платины или платинородиевого сплава, чтобы подавить поступление нежелательных примесей в расплавленное стекло.The feeder 30 allows you to start and end the feed using a product control device (not shown), connects the melting container 20 to the external environment and introduces the molten glass from the melting container 20 into the forming die 50. More specifically, the molten glass flows into the connecting hole 33, facing the molten solution, and the glass comes from the injection hole 35, through the main part 31 and into the forming die 50. This type of feeder 30 is made of platinum or platinum rhodium with melt to suppress the flow of unwanted impurities into molten glass.

Питатель 30 предпочтительно размещают на дне 233 емкости 20 для плавления для обеспечения выхода расплавленного стекла с улучшенной однородностью, и более предпочтительно, размещают по существу по центру дна 233. Выражение «по существу по центру дна» означает произвольное положение в области, включающей форму, подобную проекции дна вдоль вертикальной оси емкости 20 для плавления, центр тяжести формы совпадает с центром проекции дна и имеет 10% площади поверхности от проекции дна.Feeder 30 is preferably placed on the bottom 233 of the melting vessel 20 to provide molten glass with improved uniformity, and more preferably, placed substantially in the center of the bottom 233. The expression “substantially in the center of the bottom” means an arbitrary position in a region including a shape similar to projection of the bottom along the vertical axis of the vessel 20 for melting, the center of gravity of the form coincides with the center of the projection of the bottom and has 10% of the surface area from the projection of the bottom.

Хотя соединительное отверстие 33 питателя 30 предпочтительно расположено над дном 233, чтобы обеспечить выход расплавленного стекла, проявляющего улучшенную однородность, размещение ниже высоты размещения электродов 21a-21d, 21'a-21'd необходимо, чтобы избежать воздействия электрического нагрева.Although the connecting hole 33 of the feeder 30 is preferably located above the bottom 233 to allow the exit of molten glass exhibiting improved uniformity, placement below the placement height of the electrodes 21a-21d, 21'a-21'd is necessary to avoid exposure to electric heating.

Формообразующий штампForming stamp

Формообразующий штамп 50 обеспечивает формование расплавленного стекла, поступающего из питателя 30. Формообразующий штамп 50 имеет размеры, совпадающие с требуемыми размерами изделия из стекла. Например, формообразующий штамп 50 большого объема используют, если предполагается изделие из стекла большого размера. Предпочтительно обеспечивают механизм для изменения расстояния между нагнетательным отверстием 35 и формообразующим штампом 50. Таким образом, даже если количество расплавленного стекла, которое поступает и накапливается в формообразующем штампе 50, возрастает постепенно, так как расстояние падения расплавленного стекла, поступающего из нагнетательного отверстия 35, обычно поддерживают минимальным, образование бороздок или проникновение воздушных пузырьков или т.п. в изделии из стекла может быть подавлено.The forming die 50 enables the molding of molten glass coming from the feeder 30. The forming die 50 has dimensions matching the required dimensions of the glass product. For example, a large forming die 50 is used if a large glass product is contemplated. Preferably, a mechanism is provided for varying the distance between the injection hole 35 and the forming die 50. Thus, even if the amount of molten glass that enters and accumulates in the forming die 50 increases gradually, since the falling distance of the molten glass coming from the injection hole 35 is usually maintain minimal grooves or air bubbles or the like. in a glass product can be suppressed.

Способ получения изделия из стекла с использованием устройства 10 для получения, описанного ниже, предпочтительно подходит для изготовления изделия из стекла, в котором вязкость расплавленного раствора при максимальной температуре в ходе стадии нагрева составляет по меньшей мере 1,5 Пуаз. Поскольку даже такое жидкое стекло высокой вязкости позволяет обеспечивать прозрачность благодаря конвекционному потоку и механическое перемешивание с помощью смесителя 60, возможно достаточное улучшение однородности стекла. Нижний предел вязкости расплавленного раствора при максимальной температуре в ходе стадии нагрева более предпочтительно составляет 1,7 Пуаз и, наиболее предпочтительно, 1,8 Пуаз. Если вязкость расплавленного раствора слишком высока, требуется большое количество энергии для обеспечения конвекционного потока и механического перемешивания, что приводит к увеличению затрат на изготовление. Таким образом, верхний предел вязкости расплавленного раствора при максимальной температуре в ходе стадии нагревания предпочтительно составляет 3,0 Пуаз, более предпочтительно, 2,8 Пуаз и, наиболее предпочтительно, 2,7 Пуаз.The method for producing a glass product using the manufacturing device 10 described below is preferably suitable for the manufacture of a glass product in which the viscosity of the molten solution at the maximum temperature during the heating step is at least 1.5 Poise. Since even such a high viscosity liquid glass makes it possible to ensure transparency due to convection flow and mechanical stirring with a mixer 60, a sufficient improvement in the uniformity of the glass is possible. The lower viscosity limit of the molten solution at maximum temperature during the heating step is more preferably 1.7 Poise and, most preferably, 1.8 Poise. If the viscosity of the molten solution is too high, a large amount of energy is required to provide convection flow and mechanical mixing, which leads to an increase in manufacturing costs. Thus, the upper viscosity limit of the molten solution at maximum temperature during the heating step is preferably 3.0 Poise, more preferably 2.8 Poise and, most preferably 2.7 Poise.

Содержание OH групп в изделии из стекла, полученном указанным выше способом, составляет 570 ppm или менее. Такой тип изделия из стекла применяют как изделие из стекла с низким термическим коэффициентом расширения, проявляющим превосходные характеристики термостойкости. Верхний предел содержания OH групп в изделии из стекла составляет более предпочтительно 540 ppm и, наиболее предпочтительно, 500 ppm. В свете объединенного эффекта снижения содержания ОН групп и итогового увеличения стоимости изготовления, нижний предел содержания ОН групп в изделии из стекла предпочтительно составляет 50 ppm, более предпочтительно, 150 ppm и, наиболее предпочтительно, 200 ppm.The OH group content of the glass product obtained by the above method is 570 ppm or less. This type of glass product is used as a glass product with a low thermal coefficient of expansion exhibiting excellent heat resistance characteristics. The upper limit of the OH group content of the glass product is more preferably 540 ppm and, most preferably, 500 ppm. In light of the combined effect of reducing the content of OH groups and the resulting increase in manufacturing cost, the lower limit of the content of OH groups in a glass product is preferably 50 ppm, more preferably 150 ppm and, most preferably, 200 ppm.

Содержание OH групп в изделии из стекла можно рассчитать, используя уравнение Ламберта-Бера, как указано ниже.The OH group content of the glass product can be calculated using the Lambert-Behr equation, as described below.

C=log10(Ta/Tb)/αt,C = log 10 (Ta / Tb) / αt,

где С означает содержание ОН молекул (ppm), альфа означает молярный коэффициент поглощения воды (8,6 л/моль·мм), t является толщиной матового стекла (мм), Ta и Tb являются коэффициентами пропускания (%) для каждой длины волны. Более конкретно, Ta представляет собой коэффициент пропускания, имеющий максимальное значение вблизи длины волны 2,0 мкм, и Tb представляет собой коэффициент пропускания, имеющий минимальное значение вблизи длины волны 2,21 мкм.where C means the content of OH molecules (ppm), alpha means the molar absorption coefficient of water (8.6 l / mol · mm), t is the thickness of the frosted glass (mm), Ta and Tb are the transmittance (%) for each wavelength. More specifically, Ta is a transmittance having a maximum value near a wavelength of 2.0 μm, and Tb is a transmittance having a minimum value near a wavelength of 2.21 μm.

Изделие из стекла предпочтительно получают из SiO2-Al2O3-Li2O.The glass product is preferably obtained from SiO 2 —Al 2 O 3 —Li 2 O.

Изделие из стекла SiO2-Al2O3-Li2O представляет собой изделие из стекла с низким коэффициентом расширения, применяемое в различных областях, включая астрономический телескоп или устройство экспонирования в полупроводниковом производстве. Известно, что температура плавления исходного материала и вязкость расплавленного раствора экстремально высоки. Однако, согласно способу получения в соответствии с изобретением, сочетание нагревания с использованием указанных выше горелок 41а, 41b сжигания и электрического нагревания посредством электродов 21a-21d, 21'а-21'd обеспечивает быстрое и достаточное плавление исходного материала, в дополнение к быстрому и достаточному осветлению, вследствие обеспечения конвекционного потока. Следовательно, может быть получено изделие из стекла SiO2-Al2O3-Li2O с превосходной однородностью. Так как примешивание OH групп к расплавленному раствору подавляют, получают изделие из стекла с особенно низким коэффициентом теплового расширения. Кроме того, способ получения в соответствии с настоящим изобретением подходит для получения аморфного стекла, применяемого в подложках жестких дисков, сформированных из SiO2-Li2O, или кристаллического стекла, применяемого в подложках жестких дисков, или кристаллического стекла, используемого для оптических фильтров связи.The SiO 2 —Al 2 O 3 —Li 2 O glass product is a low expansion coefficient glass product used in various fields, including an astronomical telescope or an exposure device in a semiconductor manufacturing facility. It is known that the melting temperature of the starting material and the viscosity of the molten solution are extremely high. However, according to the production method in accordance with the invention, the combination of heating using the above burners 41a, 41b of combustion and electric heating by means of electrodes 21a-21d, 21'a-21'd provides quick and sufficient melting of the starting material, in addition to quick and sufficient lightening due to the convection flow. Therefore, an SiO 2 —Al 2 O 3 —Li 2 O glass article with excellent uniformity can be obtained. Since the addition of OH groups to the molten solution is suppressed, a glass product with a particularly low coefficient of thermal expansion is obtained. In addition, the production method in accordance with the present invention is suitable for producing amorphous glass used in substrates of hard disks formed from SiO 2 -Li 2 O, or crystalline glass used in substrates of hard disks, or crystalline glass used for optical communication filters .

Температурные условияTemperature conditions

Температурные условия на каждой стадии при получении SiO2-Al2O3-Li2O стекла с использованием устройства 10 для получения, как описано выше, предпочтительно использовать следующие.The temperature conditions at each stage in the preparation of SiO 2 -Al 2 O 3 -Li 2 O glass using the device 10 for obtaining, as described above, it is preferable to use the following.

Если шихту загружают в состоянии, при котором емкость 20 для плавления полностью пуста, чтобы таким образом получить расплавленный раствор, температура во внутреннем пространстве емкости 20 для плавления, обеспечиваемая нагревателем 40, предпочтительно составляет 1530-1550°C.If the charge is loaded in a state in which the melting vessel 20 is completely empty so as to obtain a molten solution, the temperature in the interior of the melting vessel 20 provided by the heater 40 is preferably 1530-1550 ° C.

После того как емкость 20 для плавления заполняют определенным количеством расплавленного раствора, за исключением случаев изменения состава стекла или т.п., расплавленный раствор в емкости 20 для плавления регулируют так, чтобы оно было не менее заданного количества. Другими словами, даже после выхода требуемого количества расплавленного стекла при получении стеклянных блоков, количество расплавленного раствора регулируют так, что определенное количество расплавленного раствора остается в емкости 20 для плавления.After the melting vessel 20 is filled with a certain amount of molten solution, except in cases of changing the composition of glass or the like, the molten solution in the melting vessel 20 is adjusted so that it is not less than a predetermined amount. In other words, even after the desired amount of molten glass is exited upon receipt of the glass blocks, the amount of molten solution is controlled so that a certain amount of molten solution remains in the melting vessel 20.

После завершения одного прохода с получением стеклянного блока, исходный материал подают в расплавленный раствор и плавят до тех пор, пока не достигают определенного уровня (стадия плавления). Чтобы препятствовать износу платины или ущербу от остатка плавления (приводящему к нежелательным примесям), температура на данной стадии предпочтительно составляет 1450-1550°C в верхней части расплавленного раствора, более предпочтительно, 1460-1540°C и, наиболее предпочтительно, 1480-1500°C.After completing one pass to obtain a glass block, the starting material is fed into the molten solution and melted until a certain level is reached (melting step). To prevent platinum wear or damage from the melting residue (resulting in undesirable impurities), the temperature at this stage is preferably 1450-1550 ° C at the top of the molten solution, more preferably 1460-1540 ° C and, most preferably, 1480-1500 ° C.

После завершения плавления исходного материала, осветление и перемешивание выполняют одновременно (стадии осветления и перемешивания). Чтобы снизить использование энергии сжигания от нагревателя 40 и подавить выпадение кристаллов на поверхности стекла, температура в ходе данной стадии предпочтительно составляет 1500-1560°C и, наиболее предпочтительно, 1510-1540°C. Температура нижней части расплавленного раствора предпочтительно составляет 1530-1600°C, более предпочтительно, 1540-1595°C и, наиболее предпочтительно, 1550-1590°C, чтобы обеспечить однородность расплавленного раствора посредством конвекционного потока и подавить ухудшение, вызванное наличием платины.After completion of the melting of the starting material, clarification and mixing are performed simultaneously (clarification and mixing stages). To reduce the use of combustion energy from the heater 40 and suppress the precipitation of crystals on the glass surface, the temperature during this step is preferably 1500-1560 ° C and, most preferably, 1510-1540 ° C. The temperature of the lower part of the molten solution is preferably 1530-1600 ° C, more preferably 1540-1595 ° C, and most preferably 1550-1590 ° C, to ensure uniformity of the molten solution by convection flow and suppress the deterioration caused by the presence of platinum.

ПРИМЕРЫEXAMPLES

Пример 1Example 1

Используя устройство 10 для получения изделия из стекла, как описано ниже, загружают шихту исходного материала, в показателях количества оксидов, мас.%, включающую 54,5-57% SiO2, 6,0-8,5% P2O5, 22,0-26,0% Al2O3, 3,5-4,2% Li2, 0,6-1,6% MgO, 0,4-1,4% ZnO, 0,7-2,0 CaO, 0,6-1,7% BaO, 1,6-2,7% TiO2, 1,0-2,2% ZrO2 и 0,8-1,2% As2O3. Высоту H от дна 233 емкости 20 для плавления до поверхности жидкости устанавливают 976 мм и подают кислород к горелкам 41a, 41b сжигания, которые активируют. Переменный ток частотой 3,0 кГц подключают к электродам 21a-21d, 21'a-21'd, которые проходят на 120-130 мм в горизонтальном направлении в емкость для плавления, чтобы таким образом осуществить процесс плавления. После этого устанавливают смеситель 60, чтобы осуществить осветление и перемешивание. Когда температуру расплавленного раствора в ходе этого периода измеряют с помощью датчика температуры, обеспеченного на высоте 750 мм от дна 233 (регистрируемое значение относят к температуре верхней части) и датчика температуры в электродах, находящихся на высоте 230 мм от дна 233 (регистрируемое значение относят к температуре нижней части), температура верхней части составляет 1516°C-1530°C, а температура нижней части составляет 1580°C-1589°C. Температура нижней части выше, чем температура верхней части при разности температур приблизительно 60°C. Таким образом, можно предположить, что конвекционный поток в расплавленном растворе обеспечен. Объем (A) сверху поверхности FL расплавленного раствора в емкости 20 для плавления составляет 2,766 м3, объем (B) расплавленного раствора составляет 3,281 м3 и A:B=1,19:1. Расстояние по высоте между центром отверстия горелки сжигания и поверхностью раствора составляет 612 мм. Количество загрузки b исходного материла составляет 1020 (л), количество теплоты, полученной в результате сжигания, за единицу времени составляет 240000 (ккал/ч) и отношение a/b составляет 235,2. Высота h до самой верхней части электродов составляет 400 мм. Поскольку количество электродов с равно 8, отношение b/с составляет 127,5.Using the device 10 to obtain a glass product, as described below, load the mixture of the starting material, in terms of the amount of oxides, wt.%, Including 54.5-57% SiO 2 , 6.0-8.5% P 2 O 5 , 22.0-26.0% Al 2 O 3 , 3.5-4.2% Li 2 , 0.6-1.6% MgO, 0.4-1.4% ZnO, 0.7-2, 0 CaO, 0.6-1.7% BaO, 1.6-2.7% TiO 2 , 1.0-2.2% ZrO 2 and 0.8-1.2% As 2 O 3 . A height H from the bottom 233 of the melting vessel 20 to the surface of the liquid is set to 976 mm and oxygen is supplied to the burners 41a, 41b of the combustion, which activate. An alternating current with a frequency of 3.0 kHz is connected to the electrodes 21a-21d, 21'a-21'd, which pass 120-130 mm horizontally into the melting tank, in order to thereby carry out the melting process. After that, the mixer 60 is installed to carry out clarification and mixing. When the temperature of the molten solution during this period is measured using a temperature sensor provided at a height of 750 mm from the bottom 233 (the recorded value refers to the temperature of the upper part) and a temperature sensor in electrodes located 230 mm from the bottom 233 (the recorded value refers to temperature of the lower part), the temperature of the upper part is 1516 ° C-1530 ° C, and the temperature of the lower part is 1580 ° C-1589 ° C. The temperature of the lower part is higher than the temperature of the upper part with a temperature difference of approximately 60 ° C. Thus, it can be assumed that convection flow in the molten solution is ensured. The volume (A) on top of the surface FL of the molten solution in the melting vessel 20 is 2.766 m 3 , the volume (B) of the molten solution is 3.281 m 3 and A: B = 1.19: 1. The height distance between the center of the opening of the combustion burner and the surface of the solution is 612 mm. The b loading amount of the starting material is 1020 (l), the amount of heat generated by combustion per unit time is 240,000 (kcal / h) and the a / b ratio is 235.2. The height h to the very top of the electrodes is 400 mm. Since the number of electrodes with is 8, the b / s ratio is 127.5.

Расплавленное стекло, полученное указанным выше способом, подают в формообразующий штамп 50 и после охлаждения и отжига получают изделие из стекла диаметром 1700 мм и толщиной 400 мм. Смеситель 60 вращают до завершения выхода расплавленного стекла в формообразующий штамп 50 и после завершения подачи расплавленного стекла, смеситель 60 возвращают в верхнее положение емкости 20 для плавления. Данное изделие из стекла нарезают по толщине приблизительно по 10 мм и после нанесения поляризационной адгезионной пленки на поверхность отрезанных частей, изображения поверхности получали с применением графического программного обеспечения. Результаты представлены на Фиг.7. Содержание OH групп в изделии из стекла составляет 424-566 ppm, при расчете по уравнению Ламберта-Бера, указанному выше.The molten glass obtained by the above method is fed into a forming die 50 and, after cooling and annealing, a glass product with a diameter of 1700 mm and a thickness of 400 mm is obtained. The mixer 60 is rotated until the exit of the molten glass to the forming die 50 is completed and after the supply of the molten glass is completed, the mixer 60 is returned to the upper position of the melting vessel 20. This glass product is cut to a thickness of approximately 10 mm and after applying a polarizing adhesive film to the surface of the cut parts, surface images were obtained using graphics software. The results are presented in Fig.7. The OH group content of the glass product is 424-566 ppm, as calculated by the Lambert-Behr equation above.

Сравнительный пример 1Comparative Example 1

За исключением того факта, что электроды 21a-21d, 21'a-21'd отсутствуют, устройство с такой же конфигурацией, как устройство 10 для получения, используют для изготовления изделия из стекла в том же порядке, как в примере 1. В ходе плавления, осветления и перемешивания, температура верхней части составляет 1602-1604°C и температура нижней части составляет 1544-1546°C. Следовательно, температура верхней части выше, чем температура нижней части. Таким образом, можно предположить, что конвекционный поток в расплавленном растворе не обеспечен. Изображение поверхности вырезанных частей представлено на Фиг.6.Except for the fact that there are no electrodes 21a-21d, 21'a-21'd, a device with the same configuration as the receiving device 10 is used to manufacture a glass product in the same manner as in Example 1. In the course melting, clarification and mixing, the temperature of the upper part is 1602-1604 ° C and the temperature of the lower part is 1544-1546 ° C. Therefore, the temperature of the upper part is higher than the temperature of the lower part. Thus, it can be assumed that convection flow in the molten solution is not provided. The image of the surface of the cut parts is presented in Fig.6.

Как видно из Фиг.7, изделие из стекла, полученное в примере 1, является однородным и имеет особенно низкое количество полос. В противоположность этому, как показано на Фиг.6, изделие из стекла, полученное в соответствии со сравнительным примером 1, имеет плохую однородность и, как следствие, возникновение полос.As can be seen from Fig. 7, the glass product obtained in Example 1 is homogeneous and has a particularly low number of stripes. In contrast, as shown in FIG. 6, the glass product obtained in accordance with comparative example 1 has poor uniformity and, as a consequence, the occurrence of strips.

Базисный пример 1Basic example 1

Следующие испытания выполняли для проверки того, что отношение объема (A) выше расплавленного раствора до поверхности FL раствора и объема (B) расплавленного раствора влияет на содержание OH групп в изделии из стекла. За исключением того, что исходный материал загружали так, что объем (A) над поверхностью FL расплавленного раствора в емкости 20 для плавления составлял 1,369 м3, а объем (B) расплавленного раствора составлял 1,768 м3 (A:B=0,77:1), изделие из стекла получали в таком же порядке, как в примере 1. Содержание ОН групп в изделии из стекла составляет 953-998 ppm при расчете по уравнению Ламберта-Бера, указанному выше. Коэффициент пропускания измеряют с помощью инфракрасного спектрометра 270-30, выпускаемого Hitachi Ltd., используя образец изделия из стекла перед кристаллизационной термической обработкой, шлифованный до толщины 10 мм. Максимальное значение коэффициента пропускания вблизи длины волны 2,0 мкм принимают за Ta, а минимальное значение коэффициента пропускания вблизи длины волны 2,21 мкм принимают за Tb. Потери отражения от поверхности включены в значение коэффициента пропускания.The following tests were performed to verify that the ratio of the volume (A) above the molten solution to the surface of the solution FL and the volume (B) of the molten solution affects the OH group content of the glass product. Except that the starting material was loaded so that the volume (A) above the surface of the FL of the molten solution in the melting vessel 20 was 1.369 m 3 and the volume (B) of the molten solution was 1.768 m 3 (A: B = 0.77: 1), the glass product was obtained in the same order as in example 1. The content of OH groups in the glass product is 953-998 ppm when calculated according to the Lambert-Behr equation indicated above. The transmittance is measured using a 270-30 infrared spectrometer manufactured by Hitachi Ltd., using a glass product sample before crystallization heat treatment, polished to a thickness of 10 mm. The maximum transmittance near the wavelength of 2.0 μm is taken as Ta, and the minimum transmittance near the wavelength of 2.21 microns is taken as Tb. Loss of reflection from the surface is included in the transmittance.

Базисный пример 1Basic example 1

Следующие испытания выполняли для проверки того, что отношение числа электродов и количества загрузки исходного материла влияет на содержание OH групп в изделии из стекла. В базисном примере 2-1 изделие из стекла изготавливали в таком же порядке, как в примере 1, используя устройство для получения, содержащее четыре электрода (поверхность горизонтального сечения нижней части 23 печной стенки представляет собой квадрат), а в базисных примерах 2-2~2-7 использовали устройство для получения, содержащее восемь электродов (поверхность горизонтального сечения нижней части 23 печной стенки представляет собой правильный восьмиугольник), за исключением того, что условия, представленные в таблице 1, были изменены. В базисном примере 2-7 время перемешивания меньше, чем в других базисных примерах, при этом оно составляет 3/5 от времени в других базисных примерах.The following tests were performed to verify that the ratio of the number of electrodes and the loading amount of the starting material affects the OH group content of the glass product. In basic example 2-1, a glass product was made in the same order as in example 1, using a receiving device containing four electrodes (the horizontal section surface of the lower part of the furnace wall 23 is a square), and in basic examples 2-2 ~ 2-7, a production device was used containing eight electrodes (the horizontal cross-sectional surface of the lower part 23 of the furnace wall is a regular octagon), except that the conditions shown in table 1 were changed. In the basic example 2-7, the mixing time is shorter than in other basic examples, while it is 3/5 of the time in other basic examples.

Базисный пример 2Basic example 2

В сравнительном примере 2, за исключением того, что перемешивание не осуществляют, изделие из стекла получают в таком же порядке, как в базисном примере 2-1.In comparative example 2, except that stirring is not carried out, the glass product is obtained in the same order as in basic example 2-1.

Содержание OH групп, количество полос и уровень попадания нежелательных примесей в изделие из стекла, полученные в базисном примере 2 и сравнительном примере 2, представлены в таблице 1. В таблице 1 обозначения возникновения полос представлены следующим образом: A - не наблюдается, B - почти не наблюдается, C: наблюдается небольшое количество, D: возникает много полос. Обозначения нежелательных примесей представлены следующим образом: A: нет примесей, B: почти нет примесей, C: небольшое количество примесей, D: высокий уровень примесей.The content of OH groups, the number of bands and the level of undesirable impurities entering the glass product, obtained in basic example 2 and comparative example 2, are presented in table 1. In table 1, the symbols for the appearance of the bands are presented as follows: A - not observed, B - almost not observed, C: a small amount is observed, D: there are many bands. Designations of unwanted impurities are presented as follows: A: no impurities, B: almost no impurities, C: small amount of impurities, D: high level of impurities.

Как показано в таблице 1, при сравнении со сравнительным примером 2, количество полос и нежелательных примесей в базисных примерах 2-1~2-7 было приемлемым. Таким образом, полосы и нежелательные примеси, полученные в изделии из стекла, могут быть уменьшены за счет осуществления перемешивания. В базисных примерах 2-2~2-6 количество полос и нежелательных примесей низкое, и следовательно, могут быть получены превосходные изделия из стекла.As shown in table 1, when compared with comparative example 2, the number of bands and undesirable impurities in the base examples 2-1 ~ 2-7 was acceptable. Thus, strips and undesirable impurities obtained in a glass product can be reduced by mixing. In the basic examples 2-2 ~ 2-6, the number of bands and undesirable impurities is low, and therefore excellent glass products can be obtained.

Figure 00000001
Figure 00000001

Базисный пример 3Basic example 3

Результаты, показывающие, что содержание ОН групп также влияет на кристаллизацию стекла, проверяли, используя стекло SiO2-Al2O3-Li2O с таким же составом, как в примере 1, для приготовления партий стекла с соответственно разным содержанием OH групп. Данные образцы стекла кристаллизовали соответствующей тепловой обработкой и затем оценивали качество кристаллизации и характеристики обработки после кристаллизации. Результаты представлены в таблице 2. В таблице 2 A означает хорошее качество, B означает среднее качество и С означает плохое качество.Results showing that the OH group content also affects the crystallization of the glass was verified using SiO 2 —Al 2 O 3 —Li 2 O glass with the same composition as in Example 1 to prepare batches of glass with a correspondingly different OH group content. These glass samples were crystallized by appropriate heat treatment and then the quality of crystallization and the processing characteristics after crystallization were evaluated. The results are presented in table 2. In table 2, A means good quality, B means average quality, and C means poor quality.

Таблица 2table 2 Содержание OH групп (ppm)The content of OH groups (ppm) 778778 752752 672672 605605 578578 548548 540540 518518 510510 466466 424424 КристаллизацияCrystallization CC CC CC BB BB AA AA AA AA AA AA Характеристики обработки после кристаллизацииProcessing characteristics after crystallization CC CC AA AA AA AA AA AA

Как показано в таблице 2, стекло с содержанием OH групп по меньшей мере 578 ppm не проявляет хорошую кристаллизацию и не показывает хорошие характеристики обработки после кристаллизации. Напротив, стекло с содержанием OH групп 548 ppm или менее проявляет хорошую кристаллизацию и хорошие характеристики обработки после кристаллизации. Таким образом подтверждено, что улучшение кристаллизации и характеристик обработки после кристаллизации обеспечивается снижением содержания OH групп.As shown in table 2, glass with an OH group content of at least 578 ppm does not show good crystallization and does not show good processing characteristics after crystallization. In contrast, glass with an OH group content of 548 ppm or less exhibits good crystallization and good processing characteristics after crystallization. Thus, it was confirmed that the improvement of crystallization and processing characteristics after crystallization is provided by a decrease in the content of OH groups.

Были сделаны изображение поверхности изделия из стекла после кристаллизации с содержанием ОН групп 778 ppm и 548 ppm. Эти результаты представлены на фиг.8((A) соответствует 778 ppm, соответствует 548 ppm). Как показано на Фиг.8, подтверждается, что в изделии из стекла с содержанием OH групп 778 ppm образуются трещины, и такие трещины отсутствуют в изделии из стекла с содержанием ОН групп 548 ppm. Таким образом, подтверждено, что образование трещин в изделии из стекла в ходе кристаллизации может быть подавлено снижением содержания OH групп.An image was made of the surface of a glass product after crystallization with OH groups of 778 ppm and 548 ppm. These results are presented in Fig. 8 ((A) corresponds to 778 ppm, corresponds to 548 ppm). As shown in FIG. 8, it is confirmed that cracks are formed in the glass product with an OH group content of 778 ppm, and such cracks are absent in the glass product with an OH group content of 548 ppm. Thus, it was confirmed that the formation of cracks in a glass product during crystallization can be suppressed by a decrease in the content of OH groups.

Список обозначенийList of Symbols

10 устройство получения изделия из стекла10 device for the production of glass

20 емкость для плавления20 capacity for melting

21 электроды21 electrodes

23 нижняя часть печной стенки23 lower part of the furnace wall

233 дно233 bottom

26 верхняя часть печной стенки26 upper part of the furnace wall

28 газоотводящий канал28 gas outlet

30 питатель30 feeder

40 нагреватель (средство нагревания)40 heater (heating means)

41 горелка сжигания41 burner

43 отверстие43 hole

50 формообразующий штамп50 forming stamp

60 смеситель60 mixer

66 канал для охлаждающей среды66 channel for the cooling medium

67 керамика с высоким коэффициентом теплового расширения67 high thermal expansion ceramic

68 платина или платинородиевый сплав68 platinum or platinum rhodium alloy

Claims (28)

1. Способ получения изделия из стекла, в котором стекло подают в формообразующий штамп из питателя, который соединен с емкостью для плавления, вмещающей расплавленный раствор исходного материала, включающий следующие стадии:
подачу исходного материала в емкость для плавления, включающую электроды в расплавленном растворе, и
нагревание расплавленного раствора путем приложения электрического тока к электродам и нагревание расплавленного раствора сверху расплавленного раствора, и
после расплавления исходного материала установку смесителя из внешнего положения во внутреннее положение емкости для плавления, чтобы перемешать расплавленный раствор с помощью смесителя.
1. A method of producing a glass product, in which glass is fed into a forming die from a feeder, which is connected to a melting tank containing a molten solution of the starting material, comprising the following stages:
supplying the starting material to a melting vessel including electrodes in the molten solution, and
heating the molten solution by applying an electric current to the electrodes and heating the molten solution on top of the molten solution, and
after the initial material has melted, the mixer is installed from an external position to an internal position of the melting vessel in order to mix the molten solution with a mixer.
2. Способ получения по п.1, в котором стадия нагревания включает стадию задания разности температур, на которой температура расплавленного раствора на уровне 1/4 или менее глубины расплавленного раствора от дна емкости для плавления выше, чем температура расплавленного раствора на уровне 1/4 или менее глубины расплавленного раствора от поверхности раствора.2. The production method according to claim 1, in which the heating step includes the step of setting the temperature difference at which the temperature of the molten solution at a level of 1/4 or less than the depth of the molten solution from the bottom of the melting tank is higher than the temperature of the molten solution at 1/4 or less than the depth of the molten solution from the surface of the solution. 3. Способ получения по п.2, в котором разность температур составляет по меньшей мере 10°С.3. The production method according to claim 2, in which the temperature difference is at least 10 ° C. 4. Способ получения по п.1, в котором внутренняя часть электродов включает устройство охлаждения, электроды проходят, по существу, горизонтально в емкости для плавления и электроды охлаждают с помощью устройства охлаждения.4. The production method according to claim 1, in which the inner part of the electrodes includes a cooling device, the electrodes extend substantially horizontally in the melting tank, and the electrodes are cooled using a cooling device. 5. Способ получения по п.1, в котором поверхность горизонтального сечения внутренней области емкости для плавления по меньшей мере в месте размещения электродов имеет конфигурацию в виде n-угольника (n является целым числом по меньшей мере 4).5. The production method according to claim 1, wherein the horizontal cross-sectional surface of the inner region of the melting vessel at least at the location of the electrodes has a n-gon configuration (n is an integer of at least 4). 6. Способ получения по п.1, в котором определяют высоту поверхности раствора, и количество загрузки исходного материала и/или количество выхода расплавленного раствора приводят в соответствие на основании определяемой величины.6. The production method according to claim 1, wherein the height of the surface of the solution is determined, and the amount of loading of the starting material and / or the amount of output of the molten solution is brought into correspondence based on the determined value. 7. Способ получения по п.6, в котором количество загрузки исходного материала регулируют так, что отношение h/H составляет 0,1-0,6, где Н представляет собой высоту от дна емкости для плавления до поверхности раствора, и h представляет собой высоту от дна емкости для плавления до самой верхней части электродов.7. The production method according to claim 6, in which the load amount of the starting material is adjusted so that the h / H ratio is 0.1-0.6, where H is the height from the bottom of the melting tank to the surface of the solution, and h is height from the bottom of the melting tank to the very top of the electrodes. 8. Способ получения по п.1, в котором нагревание расплавленного раствора сверху осуществляют с использованием горелки сжигания, расположенной в верхней части печной стенки, находящейся над расплавленным раствором.8. The production method according to claim 1, in which the heating of the molten solution from above is carried out using a combustion burner located in the upper part of the furnace wall above the molten solution. 9. Способ получения по п.8, в котором соотношение (А:В) объема (А) над поверхностью раствора в емкости для плавления и объема (В) расплавленного раствора составляет 1,0:1,0-1,5:1,0.9. The production method according to claim 8, in which the ratio (A: B) of the volume (A) above the surface of the solution in the melting tank and the volume (B) of the molten solution is 1.0: 1.0-1.5: 1, 0. 10. Способ получения по п.8 или 9, в котором частично или полностью верхнюю часть печной стенки и/или нижнюю часть печной стенки, вмещающей расплавленный раствор, выполняют из по меньшей мере одного материала, выбираемого из группы, состоящей из электроплавленного литого огнеупора, огнеупорного кирпича или керамического волокна.10. The production method according to claim 8 or 9, in which partially or completely the upper part of the furnace wall and / or the lower part of the furnace wall containing the molten solution is made of at least one material selected from the group consisting of electrofused cast refractory, refractory bricks or ceramic fibers. 11. Способ получения по п.10, в котором по меньшей мере участок нижней части печной стенки емкости для плавления, который вступает в контакт с расплавленным раствором, выполнен в основном из ZrO2 и дополнительно включает SiO2 и/или Al2O3.11. The production method according to claim 10, in which at least a portion of the lower part of the furnace wall of the melting vessel that comes into contact with the molten solution is made mainly of ZrO 2 and further includes SiO 2 and / or Al 2 O 3 . 12. Способ получения по п.8, в котором емкость для плавления включает газоотводный канал с регулируемым отверстием, где канал находится в верхней части печной стенки и отверстие газоотводного канала отрегулировано так, что внутреннее давление в емкости для плавления соответствует заранее заданному диапазону.12. The production method of claim 8, in which the melting tank includes a gas outlet with an adjustable hole, where the channel is located in the upper part of the furnace wall and the opening of the gas outlet is adjusted so that the internal pressure in the melting vessel corresponds to a predetermined range. 13. Способ получения по п.8, в котором поверхность раствора задают так, что разность по высоте между центром отверстия горелки сжигания и поверхностью раствора составляет по меньшей мере 300 мм.13. The production method of claim 8, in which the surface of the solution is set so that the height difference between the center of the opening of the combustion burner and the surface of the solution is at least 300 mm. 14. Способ получения по п.8, в котором горелка сжигания расположена так, что отверстие направлено в горизонтальном направлении или выше горизонтального направления.14. The production method of claim 8, in which the combustion burner is located so that the hole is directed in the horizontal direction or above the horizontal direction. 15. Способ получения по п.1, в котором отношение (a/b) выделяемой при горении теплоты (ккал/ч) на единицу времени работы горелки сжигания, отнесенное к количеству загрузки b (л) исходного материала, составляет 400 или менее.15. The production method according to claim 1, in which the ratio (a / b) of the heat released during combustion (kcal / h) per unit time of operation of the combustion burner, related to the amount of loading b (l) of the starting material, is 400 or less. 16. Способ получения по п.1, в котором отношение (b/c) количества загрузки b (л) исходного материала к количеству с электродов составляет 350 или менее.16. The production method according to claim 1, in which the ratio (b / c) of the charge amount b (l) of the starting material to the amount from the electrodes is 350 or less. 17. Способ получения по п.1, в котором внутренняя часть смесителя включает канал для охлаждающей среды, и смеситель охлаждают пропусканием охлаждающей среды в канале охлаждающей среды.17. The production method according to claim 1, in which the inner part of the mixer includes a channel for a cooling medium, and the mixer is cooled by passing a cooling medium in the channel of the cooling medium. 18. Способ получения по п.1, в котором электроды соединяют с источником переменного тока частотой по меньшей мере 2,5 кГц.18. The production method according to claim 1, in which the electrodes are connected to an alternating current source with a frequency of at least 2.5 kHz. 19. Способ получения по п.1, в котором плавление, осветление и перемешивание исходного материала осуществляют в одной емкости для плавления.19. The production method according to claim 1, in which the melting, clarification and mixing of the source material is carried out in one tank for melting. 20. Способ получения по п.1, в котором питатель сообщается, по существу, с центральной частью дна емкости для плавления.20. The production method according to claim 1, in which the feeder communicates essentially with the Central part of the bottom of the tank for melting. 21. Способ получения по п.1, в котором изделие из стекла получают из расплавленного раствора с вязкостью по меньшей мере 1,5 Пуаз при максимальной температуре стадии нагревания.21. The production method according to claim 1, in which the glass product is obtained from a molten solution with a viscosity of at least 1.5 Poise at a maximum temperature of the heating stage. 22. Способ получения по п.1, в котором содержание ОН групп в полученном изделии из стекла составляет 570 млн-1 или менее.22. The production method according to claim 1, in which the content of OH groups in the resulting glass product is 570 million -1 or less. 23. Способ получения по п.1, в котором изделие из стекла получают из SiO2-Al2O3-Li2O или SiO2-LiO2.23. The production method according to claim 1, in which the glass product is obtained from SiO 2 -Al 2 O 3 -Li 2 O or SiO 2 -LiO 2 . 24. Устройство для получения изделия из стекла, включающее:
емкость для плавления, вмещающую расплавленный раствор исходного материала и включающую электроды, погруженные в расплавленный раствор;
питатель, соединенный с емкостью для плавления,
средство нагревания, расположенное в верхней части емкости для плавления,
формообразующий штамп, с помощью которого придают форму расплавленному стеклу, выходящему из питателя, и
смеситель, выполненный с возможностью установки во внутренней части емкости для плавления и извлечения из этой области.
24. A device for producing glass products, including:
a melting tank containing the molten solution of the starting material and including electrodes immersed in the molten solution;
a feeder connected to a melting tank,
heating means located at the top of the melting tank,
a forming die with which molten glass exiting the feeder is shaped; and
a mixer made with the possibility of installation in the inner part of the tank for melting and extraction from this area.
25. Устройство для получения по п.24, в котором внутренняя часть смесителя включает канал для охлаждающей среды, причем керамический материал с высоким коэффициентом теплового расширения обеспечен на внешней окружной области канала для охлаждающей среды, и керамический материал с высоким коэффициентом теплового расширения покрыт платиновым или платинородиевым сплавом.25. The receiving device according to paragraph 24, in which the inner part of the mixer includes a channel for a cooling medium, and ceramic material with a high coefficient of thermal expansion is provided on the outer peripheral region of the channel for a cooling medium, and ceramic material with a high coefficient of thermal expansion is coated with platinum or platinum rhodium alloy. 26. Устройство для получения по п.24, в котором внутренняя часть электродов включает устройство для охлаждения, и электроды проходят, по существу, в горизонтальном направлении в емкость для плавления.26. The receiving device according to paragraph 24, in which the inner part of the electrodes includes a device for cooling, and the electrodes pass essentially in a horizontal direction into the melting tank. 27. Устройство для получения по п.24, в котором поверхность горизонтального сечения внутренней области емкости для плавления по меньшей мере в месте размещения электродов имеет конфигурацию в виде n-угольника (n является целым числом по меньшей мере 4).27. The device for producing according to paragraph 24, in which the horizontal surface of the inner region of the vessel for melting at least at the location of the electrodes has a n-gon configuration (n is an integer of at least 4). 28. Устройство для получения по любому из пп.24-27, в котором емкость для плавления включает нижнюю часть печной стенки, вмещающую расплавленный раствор, и верхнюю часть печной стенки, расположенную выше нижней части печной стенки, и
средство нагревания включает горелку сжигания, обеспеченную на верхней части печной стенки.
28. The device for producing according to any one of paragraphs.24-27, in which the capacity for melting includes the lower part of the furnace wall containing the molten solution, and the upper part of the furnace wall located above the lower part of the furnace wall, and
the heating means includes a combustion burner provided on the upper part of the furnace wall.
RU2011102520/03A 2008-06-30 2009-06-29 Method of making glass articles and device to this end RU2465221C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008171139A JP5265975B2 (en) 2008-06-30 2008-06-30 Manufacturing method and manufacturing apparatus for glass molded body
JP2008-171139 2008-06-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011102520A RU2011102520A (en) 2012-08-10
RU2465221C2 true RU2465221C2 (en) 2012-10-27

Family

ID=41465952

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011102520/03A RU2465221C2 (en) 2008-06-30 2009-06-29 Method of making glass articles and device to this end

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP5265975B2 (en)
CN (1) CN102076619B (en)
RU (1) RU2465221C2 (en)
WO (1) WO2010001857A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2813819C2 (en) * 2019-04-15 2024-02-19 Глассфлейк Лтд System and method for melting glass or ceramic materials
US12012350B2 (en) 2019-04-15 2024-06-18 Glassflake Ltd System and method for melting glass or ceramic materials

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5580685B2 (en) * 2009-08-18 2014-08-27 Hoya株式会社 Glass manufacturing method, glass melting furnace, glass manufacturing apparatus, glass blank manufacturing method, information recording medium substrate manufacturing method, information recording medium manufacturing method, display substrate manufacturing method and optical component manufacturing method
CN103570240B (en) * 2012-07-29 2016-04-06 苏州宏久航空防热材料科技有限公司 A kind of devices and methods therefor reducing bushing place, centrifugal cotton molten bath glass melt viscosity
JP6813817B2 (en) * 2015-12-29 2021-01-13 ヴェオリア ニュークリア ソリューションズ インコーポレイテッドVeolia Nuclear Solutions Inc. Systems and methods for electrode seal assemblies
CN107857462A (en) * 2017-12-18 2018-03-30 山东聚源玄武岩纤维股份有限公司 A kind of pneumoelectric kiln for being used to produce basalt continuous fiber
CN109399942A (en) * 2018-11-22 2019-03-01 宁波荣山新型材料有限公司 A kind of foam glass Ceramic Composite building heat preservation heat-barrier material and preparation method thereof
EP3760595A1 (en) * 2019-07-04 2021-01-06 International Partners in Glass Research (IPGR) e.V. Glass melting furnace
CN113024090A (en) * 2019-12-24 2021-06-25 江苏康姆罗拉特种陶瓷有限公司 Quartz crystal forming equipment
CN112520978B (en) * 2020-11-24 2022-11-15 重庆市渝琥玻璃有限公司 Circulating cooling agitated vessel
JP2022088071A (en) * 2020-12-02 2022-06-14 日本電気硝子株式会社 Glass melting furnace monitoring method and glass article manufacturing method
CN113562959A (en) * 2021-06-30 2021-10-29 陕西彩虹工业智能科技有限公司 Flue structure of flexible glass kiln
KR102649011B1 (en) * 2022-01-04 2024-03-18 한국수력원자력 주식회사 Remote restart system for vitrification equipment and operation method thereof
CN115367999A (en) * 2022-09-21 2022-11-22 成都光明光电股份有限公司 Intermittent optical glass production method and device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU34719A1 (en) * 1933-01-31 1934-02-28 В.Э. Бромлей Electric furnace for melting glass under vacuum
EP0317551A2 (en) * 1987-05-30 1989-05-24 BETEILIGUNGEN SORG GMBH & CO. KG Glass-melting furnace
SU1544717A2 (en) * 1988-05-23 1990-02-23 Предприятие П/Я В-2268 Electric glass-melting furnace
RU2288193C2 (en) * 2001-03-02 2006-11-27 Дзе Бок Груп, Инк. Method of melting of the glass-forming material in the glass melting furnace and the oxyfuel burner
RU2301201C2 (en) * 2001-03-23 2007-06-20 Витро Глобал, С.А. Method and system for production of glass in glass-making furnace and burner used in this furnace

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3850606A (en) * 1973-07-02 1974-11-26 Owens Illinois Inc Method for melting glass-making materials
US4366571A (en) * 1981-03-16 1982-12-28 Corning Glass Works Electric furnace construction
US4430109A (en) * 1981-03-16 1984-02-07 Corning Glass Works Method of regulating fuel and air flow to a glass melting furnace
DE3445557A1 (en) * 1984-12-14 1986-06-19 Nikolaus Sorg GmbH & Co KG, 8770 Lohr ELECTRICALLY OPERATED DISCONTINUOUS GLASS MELTING STOVE
DE19548027C2 (en) * 1995-12-21 1999-04-01 Bayer Ag Electric resistance melting furnace
DE10057285B4 (en) * 2000-11-17 2004-07-08 Schott Glas Melting device and method for producing highly UV-transmissive glasses
DE102004052514B4 (en) * 2004-10-21 2009-03-26 Schott Ag Method and mold for casting glass blocks
JP2006160546A (en) * 2004-12-06 2006-06-22 Hitachi Ltd Flat surface-type display device
JP2007269509A (en) * 2006-03-30 2007-10-18 Ohara Inc Melting apparatus

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU34719A1 (en) * 1933-01-31 1934-02-28 В.Э. Бромлей Electric furnace for melting glass under vacuum
EP0317551A2 (en) * 1987-05-30 1989-05-24 BETEILIGUNGEN SORG GMBH & CO. KG Glass-melting furnace
SU1544717A2 (en) * 1988-05-23 1990-02-23 Предприятие П/Я В-2268 Electric glass-melting furnace
RU2288193C2 (en) * 2001-03-02 2006-11-27 Дзе Бок Груп, Инк. Method of melting of the glass-forming material in the glass melting furnace and the oxyfuel burner
RU2301201C2 (en) * 2001-03-23 2007-06-20 Витро Глобал, С.А. Method and system for production of glass in glass-making furnace and burner used in this furnace

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2813819C2 (en) * 2019-04-15 2024-02-19 Глассфлейк Лтд System and method for melting glass or ceramic materials
US12012350B2 (en) 2019-04-15 2024-06-18 Glassflake Ltd System and method for melting glass or ceramic materials

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010006674A (en) 2010-01-14
RU2011102520A (en) 2012-08-10
CN102076619B (en) 2014-05-21
CN102076619A (en) 2011-05-25
JP5265975B2 (en) 2013-08-14
WO2010001857A1 (en) 2010-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2465221C2 (en) Method of making glass articles and device to this end
JP4927027B2 (en) Apparatus and method for producing high melting point glass material or high melting point glass ceramic material
KR101971755B1 (en) Apparatus for producing molten glass, method for producing molten glass, and method for producing plate glass using said apparatus and method
KR102527565B1 (en) Manufacturing method of glass article and glass melting furnace
US20190322563A1 (en) Apparatus and methods for producing glass comprising crystal zirconia
KR102522616B1 (en) Method for reducing cell life on the surface of a glass melt
TW201315700A (en) Glass melting device, device for producing fiberglass, and method for producing fiberglass
JP7118359B2 (en) Method for manufacturing glass article
JP2006076871A (en) Production apparatus for borosilicate sheet glass article, production process therefor and borosilicate sheet glass article
JP5731437B2 (en) Manufacturing method of glass plate
KR101225041B1 (en) Continuous glass melting furnace for glass
WO2007020887A1 (en) Heat resistant material for glass melting, glass article producing apparatus, and process for producing glass article
JP2013095639A (en) Preheating method of glass melting furnace, glass melting apparatus, and method for manufacturing glass article
JP2014005180A (en) Method of inserting electrode, method of manufacturing glass product, method of manufacturing glass melting tank, and glass melting tank
JP4478553B2 (en) Glass manufacturing method and glass melting apparatus
WO2020045016A1 (en) Manufacturing device and manufacturing method for glass article
JP2007063097A (en) Glass melting furnace and method of manufacturing glass article
JP6749123B2 (en) Glass substrate manufacturing method and glass substrate manufacturing apparatus
WO2024084985A1 (en) Manufacturing method and manufacturing device of glass article
WO2023106093A1 (en) Glass transfer device, glass article manufacturing device, and glass article manufacturing method
JP2021024756A (en) Method for manufacturing glass article
CN112520984A (en) Float glass manufacturing device and float glass manufacturing method
McEnroe Historical Review of Induction Glass Melting
KR20190020238A (en) Qurtz glass vaccum melting apparatus and melting method
CN107098571A (en) Smelting apparatus for producing optical glass

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140630