CN111032522B - 用于重新调节玻璃制造系统的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于重新调节玻璃制造系统的方法，包括：在玻璃熔化容器中建立还原气氛，以及当容器中为还原气氛时，从熔化容器排出玻璃熔体组合物。还原气氛的压力大于熔化容器周围的气氛的压力，并且还原气氛通过在富燃料条件下在熔化容器中操作至少一个燃烧器来建立。

Description

用于重新调节玻璃制造系统的方法

本申请根据35U.S.C.§119要求于2017年6月6日提交的系列号为62/515,796的美国临时申请的优先权权益，本申请以该申请的内容为基础，并通过引用的方式将其全文纳入本文。

技术领域

本公开一般涉及用于重新调节玻璃制造系统的方法，更具体地，涉及停机时间和费用得到减少的用于重新调节玻璃制造系统的方法。

背景技术

玻璃制品例如用于显示应用的玻璃片，所述显示应用包括电视和手持式装置(如电话和平板电脑)，在生产所述玻璃制品时，通常将原料熔化成熔融玻璃，熔融玻璃进而成形并冷却以制造期望的玻璃制品。有时，例如，如果一种产品的销售额下降，而另一种产品的销售额上升，可能需要通过玻璃熔化系统来改变处理中的熔融玻璃的组成。

通过玻璃熔化系统来改变处理中的熔融玻璃的组成的一种方法涉及在不同的批料组合物之间逐渐过渡而不排出系统。由于例如出于由处理中间熔融玻璃组合物所造成的稳定性考虑，可预计这些转化花费大量的时间，并且例如由于在一些情况下中间组合物与某些处理部件之间的不相容性，这种转化可能是不可行的。这样的中间组合物通常也不可销售。

通过玻璃熔化系统来改变处理中的熔融玻璃的组成的另一种方法涉及先从系统排出旧的组合物，再引入新的组合物。取决于各种情况，这种转化可以比如上所述的在两种不同的批料组合物之间逐渐过渡更快地进行。然而，这种转化可能要舍弃与排出系统不相容的处理设备。由于这种不相容性，可能要在系统重新装填新的组合物时才将替换的处理设备引入到系统中，这通常需要花费时间、费用并且很复杂。

发明内容

本文公开的实施方式包括用于重新调节玻璃制造系统的方法。所述方法包括：在玻璃熔化容器中建立还原气氛。所述方法还包括：在玻璃熔化容器中为还原气氛时，从玻璃熔化容器排出玻璃熔体组合物。玻璃熔化容器中的还原气氛的压力大于玻璃熔化容器周围的气氛的压力。此外，在玻璃熔化容器中建立还原气氛包括：在富燃料条件下，在玻璃熔化容器中操作至少一个燃烧器。

本文公开的实施方式还可以包括以下实施方式：其中，使玻璃熔化容器与下游玻璃制造设备流体连通，所述下游玻璃制造设备包括澄清容器。在从玻璃熔化容器排出玻璃熔体组合物的步骤期间，澄清容器中的气氛的压力大于玻璃熔化容器中的还原气氛的压力。

本文公开的实施方式还可以包括以下实施方式：其中，玻璃熔化容器包括至少一个含钼电极，并且澄清容器包含铂或其合金。

在以下的详细描述中提出了本文公开的实施方式的其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所述的公开的实施方式而被认识。

应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述都只是呈现本公开的实施方式，用来提供理解要求保护的实施方式的性质和特性的总体评述或框架。所附附图提供了对本发明的进一步理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图例示了本公开的各个实施方式，并与说明书一起用来解释本公开的原理和操作。

附图说明

图1是示例性的熔合下拉玻璃制造设备和方法的示意图；

图2是图1所示的示例性玻璃制造设备和方法的一部分的示意图，其中，玻璃熔化和澄清容器处于操作状态；

图3是根据本文公开的实施方式所述的图2的示例性玻璃制造设备和方法的一部分的示意图，其中，玻璃熔化和澄清容器处于第一重新调节状态；

图4是根据本文公开的实施方式所述的图2的示例性玻璃制造设备和方法的一部分的示意图，其中，玻璃熔化和澄清容器处于第二重新调节状态；

图5是根据本文公开的实施方式所述的图2的示例性玻璃制造设备和方法的一部分的示意图，其中，玻璃熔化和澄清容器处于第三重新调节状态；

图6是根据本文公开的实施方式所述的图2的示例性玻璃制造设备和方法的一部分的示意图，其中，玻璃熔化和澄清容器处于第四重新调节状态；

图7是根据本文公开的实施方式所述的图2的示例性玻璃制造设备和方法的一部分的示意图，其中，玻璃熔化和澄清容器处于第五重新调节状态；

图8是图2的示例性玻璃制造设备和方法的一部分的示意图，其中，玻璃熔化和澄清容器返回到操作状态；以及

图9是根据本文公开的实施方式示出了在排出和填充过程期间电极直径随着离电极顶部的距离而变化的图表。

具体实施方式

下面将详细叙述本公开的优选实施方式，这些实施方式的实例在附图中示出。只要可能，在附图中使用相同的附图标记表示相同或相似的部分。但是，本公开可以以许多不同的形式实施并且不应被解读成限于本文中提出的实施方式。

本文中，范围可以表示为从“约”一个具体值开始和/或至“约”另一个具体值终止。当表述这样的范围时，另一个实施方式包括自所述一个具体数值始和/或至所述另一具体数值止。类似地，当例如用先行词“约”将数值表示为近似值时，应理解该具体值构成了另一个实施方式。还应理解，每个范围的端点在与另一个端点有关及独立于另一个端点时都是重要的。

本文所用的方向术语——例如上、下、右、左、前、后、顶、底——仅仅是参照绘制的附图而言，并不用来暗示绝对的取向。

除非另有明确说明，否则本文所述的任何方法不应理解为其步骤需要按具体顺序进行，或者要求使任何设备具有特定取向。因此，如果方法权利要求没有实际叙述其步骤要遵循的顺序，或者任何设备权利要求没有实际叙述各组件的顺序或取向，或者权利要求书或说明书中没有另外具体陈述步骤限于具体顺序，或者没有叙述设备组件的具体顺序或取向，那么在任何方面都不应推断顺序或取向。这适用于解释上的任何可能的非表达性基础，包括：涉及步骤安排的逻辑问题、操作流程、组件的顺序或组件的取向问题；由语法组织或标点派生的明显含义问题和说明书中描述的实施方式的数量或类型问题。

如本文所用，单数形式的“一个”、“一种”和“该/所述”包括复数指代形式，除非文中另有明确说明。因此，例如，提到的“一种”部件包括具有两种或更多种这类部件的方面，除非文本中有另外的明确表示。

如本文中所使用的，术语“玻璃熔体组合物”是指制造玻璃制品的组合物，其中，所述组合物可以以介于基本为固态和基本为液态之间的任何状态存在，包括基本为固态和基本为液态，这样的任何状态介于原料和熔融玻璃之间(包括原料和熔融玻璃)，包括原料和熔融玻璃之间的任何程度的部分熔化。

如本文中所使用的，术语“熔化操作”是指玻璃熔体组合物从基本为固态加热到基本为液态以将原料转化成熔融玻璃的操作。

如本文中所使用的，术语“重新调节玻璃制造系统”涉及包括从玻璃熔化容器排出玻璃熔体组合物的过程，其中，在从玻璃熔化容器完全或部分排出初始玻璃熔体组合物之后，玻璃熔化容器可以重新装填有至少一种相同或不同的玻璃熔体组合物。任选地，在从玻璃熔化容器排出玻璃熔体组合物之后，玻璃熔化容器可以不重新装有玻璃熔体组合物。

如本文中所使用的，术语“玻璃熔化容器中的气氛”是指玻璃熔化容器中的气态气氛，例如在玻璃熔化容器中的熔融玻璃上方的气态气氛。

如本文中所使用的，术语“澄清容器中的气氛”是指澄清容器中的气态气氛，例如在澄清容器中的熔融玻璃上方的气态气氛。

如本文中所使用的，术语“还原气氛”是指某种气氛，例如玻璃熔化容器中的气氛，其氧气浓度小于约百万分之一千(1000ppm)，例如氧气浓度为约0ppm至约500ppm以及其间的所有范围和子范围，包括例如小于约300ppm的氧气浓度，例如约10ppm至约300ppm，包括约20ppm至约200ppm的氧气浓度，还例如基本不含氧气的气氛。

如本文中所使用的，术语“在富燃料条件下操作燃烧器”是指在燃料(例如天然气、丙烷等)相对于氧气为过量的化学计量比下操作燃烧器，例如玻璃熔化容器中的燃烧器。

图1所示是示例性玻璃制造设备10。在一些实例中，玻璃制造设备10可包括玻璃熔化炉12，该玻璃熔化炉12可包括熔化容器14。除了熔化容器14外，玻璃熔化炉12可任选包括一个或多个另外的部件，例如加热元件(例如燃烧器或电极)，其加热原料并将原料转化为熔融玻璃。在另外的实例中，玻璃熔化炉12可以包括热管理装置(例如绝热部件)，其使熔化容器附近的热损失减少。在另外的实例中，玻璃熔化炉12可以包括电子装置和/或机电装置，其有助于将原料熔化成玻璃熔体。更进一步，玻璃熔化炉12可以包括支承结构(例如支承底座、支承构件等)或其他部件。

玻璃熔化容器14通常包含耐火材料，例如耐火陶瓷材料，如包含氧化铝或氧化锆的耐火陶瓷材料。在一些实例中，玻璃熔化容器14可由耐火陶瓷砖建造。下文将更详细地描述玻璃熔化容器14的具体实施方式。

在一些实例中，玻璃熔化炉可作为玻璃制造设备的部件并入以制造玻璃基材，例如具有连续长度的玻璃带。在一些实例中，本公开的玻璃熔化炉可作为玻璃制造设备的部件并入，所述玻璃制造设备包括狭缝拉制设备、浮浴设备、下拉设备(例如熔合工艺设备)、上拉设备、压辊设备、拉管设备或者将会受益于本文公开的各方面的其他任何玻璃制造设备。举例而言，图1示意性地例示了作为熔合下拉玻璃制造设备10的部件的玻璃熔化炉12，所述熔合下拉玻璃制造设备10用于熔合拉制玻璃带以用于随后将玻璃带加工成各个玻璃片。

玻璃制造设备10(例如熔合下拉设备10)可任选地包括上游玻璃制造设备16，该上游玻璃制造设备16位于玻璃熔化容器14的上游。在一些实例中，上游玻璃制造设备16的一部分或整体可以作为玻璃熔化炉12的部分并入。

如例示的实例所示，上游玻璃制造设备16可包括储料仓18、原料输送装置20和连接至该原料输送装置的发动机22。储料仓18可被构造用于储存一定量的原料24，原料24可进料到玻璃熔化炉12的熔化容器14中，如箭头26所示。原料24通常包含一种或多种形成玻璃的金属氧化物和一种或多种改性剂。在一些实例中，原料输送装置20可由发动机22提供动力，使得原料输送装置20将预定量的原料24从储料仓18输送到熔化容器14。在另外的实例中，发动机22可为原料输送装置20提供动力，从而根据熔化容器14下游感测到的熔融玻璃液位，以受控的速率加入原料24。此后，可加热熔化容器14内的原料24以形成熔融玻璃28。

玻璃制造设备10还可任选地包括位于玻璃熔化炉12下游的下游玻璃制造设备30。在一些实例中，下游玻璃制造设备30的一部分可以作为玻璃熔化炉12的部分纳入。在一些情况中，如下文所论述的第一连接管道32，或者下游玻璃制造设备30的其他部分，可作为玻璃熔化炉12的一部分并入。包括第一连接管道32在内的下游玻璃制造设备的元件可由贵金属形成。合适的贵金属包括选自下组金属的铂族金属：铂、铱、铑、锇、钌和钯，或其合金。例如，玻璃制造设备的下游部件可以由铂-铑合金形成，该铂-铑合金包含约70重量％至约90重量％的铂和约10重量％至约30重量％的铑。然而，其他合适的金属可包括钼、钯、铼、钽、钛、钨和其合金。

下游玻璃制造设备30可包括第一调节(即处理)容器，如澄清容器34，其位于熔化容器14下游并通过上述第一连接管道32与熔化容器14连接。在一些实例中，熔融玻璃28可借助于重力经第一连接管道32从熔化容器14进料到澄清容器34。例如，重力可以造成熔融玻璃28通过第一连接管道32的内部通路，从熔化容器14到达澄清容器34。但应理解，其他调节容器也可位于熔化容器14下游，例如在熔化容器14与澄清容器34之间。在一些实施方式中，可在熔化容器与澄清容器之间可使用调节容器，其中来自主熔化容器的熔融玻璃被进一步加热，以延续熔化过程，或者被冷却到比熔化容器中的熔融玻璃的温度更低的温度，然后进入澄清容器。

在澄清容器34中，可以通过各种技术去除熔融玻璃28中的气泡。例如，原料24可以包含多价化合物(即澄清剂)，例如锡氧化物，它们在加热时发生化学还原反应并释放氧气。其他合适的澄清剂包括但不限于砷、锑、铁和铈。将澄清容器34加热到比熔化容器温度更高的温度，由此加热熔融玻璃和澄清剂。由温度引发的澄清剂的化学还原反应所产生的氧气泡上升通过澄清容器内的熔融玻璃，其中，在熔炉内产生的熔融玻璃中的气体可扩散或聚并到澄清剂所产生的氧气泡中。然后，增大的气泡可上升到澄清容器中的熔融玻璃的自由表面并随后从澄清容器排出。氧气泡可进一步引发澄清容器中熔融玻璃的机械混合。

下游玻璃制造设备30还可包括另一个调节容器，如用于混合熔融玻璃的混合容器36。混合容器36可以位于澄清容器34的下游。混合容器36可用来提供均匀的玻璃熔体组合物，由此减少化学不均匀或热不均匀造成的波筋，否则，波筋可能存在于离开澄清容器的经过澄清的熔融玻璃中。如图所示，澄清容器34可以通过第二连接管道38与混合容器36连接。在一些实例中，熔融玻璃28可以借助于重力，经第二连接管道38从澄清容器34进料到混合容器36。例如，重力可以造成熔融玻璃28通过第二连接管道38的内部通路，从澄清容器34到达混合容器36。应注意的是，虽然显示混合容器36处于澄清容器34的下游，但是混合容器36也可以位于澄清容器34的上游。在一些实施方式中，下游玻璃制造设备30可以包括多个混合容器，例如位于澄清容器34上游的混合容器和位于澄清容器34下游的混合容器。这些多个混合容器可以具有相同设计，或者它们可以具有不同的设计。

下游玻璃制造设备30还可包括另一个调节容器，例如输送容器40，其可以位于混合容器36下游。输送容器40可以调节要进料到下游成形装置中的熔融玻璃28。例如，输送容器40可起到蓄积器和/或流量控制器的作用，以调整熔融玻璃28的流量和/或通过出口管道44向成形主体42提供恒定流量的熔融玻璃28。如图所示，混合容器36可以通过第三连接管道46连接至输送容器40。在一些实例中，熔融玻璃28可以借助于重力，通过第三连接管道46从混合容器36进料到输送容器40。例如，重力可以驱动熔融玻璃28通过第三连接管道46的内部通路，从混合容器36到达输送容器40。

下游玻璃制造设备30还可包括成形设备48，该成形设备48包括上述成形主体42和入口管道50。可对出口管道44进行定位以将熔融玻璃28从输送容器40输送到成形设备48的入口管道50。例如，在一些实例中，出口管道44可以嵌套在入口管道50的内表面中并与入口管道50的内表面间隔开，由此提供位于出口管道44的外表面与入口管道50的内表面之间的熔融玻璃的自由表面。熔合下拉玻璃制造设备中的成形主体42可包括位于成形主体上表面中的槽52和在拉制方向上沿着成形主体的底部边缘56会聚的会聚成形表面54。经由输送容器40、出口管道44和入口管道50输送至成形主体槽的熔融玻璃溢流过槽的侧壁，并且作为分开的熔融玻璃流沿会聚成形表面54下行。分开的熔融玻璃流在底部边缘56下方并且沿着底部边缘56结合以产生单个玻璃带58，通过对玻璃带施加张力(例如借助于重力、边缘辊72和牵拉辊82)在拉制或流动方向60上从底部边缘56拉制单个玻璃带58，从而随着玻璃冷却和玻璃粘度增加而控制玻璃带的尺寸。因此，玻璃带58经历粘弹转变并获得机械性质，该机械性质使玻璃带58具有稳定的尺寸特征。在一些实施方式中，利用玻璃分离设备100，可在玻璃带的弹性区中将玻璃带58分离成各个玻璃片62。然后，机器人64可以使用夹持工具65将各个玻璃片62转移到传送系统，由此可以进一步加工各个玻璃片。

图2示出了图1所示的示例性玻璃制造设备和方法的一部分，其中，熔化容器14和澄清容器34处于操作状态。具体地，在图2中，通过原料输送装置20(例如螺杆进料器))将原料24连续引入到熔化容器14中，并且用玻璃熔体组合物将熔化容器14、第一连接管道32、澄清容器34和第二连接管道38填充到操作水平，所述玻璃熔体组合物包括在熔化容器14、第一连接管道32、澄清容器34和第二连接管道38之间连续流动的熔融玻璃28。

在操作状态下，熔化容器14、澄清容器34以及第一连接管道32和第二连接管道38中的温度高于包含熔融玻璃28的玻璃熔体组合物的熔化温度。例如，通过操作一个或多个燃烧器(图3-7所示为116a、116b和116c)和/或通过操作一个或多个电极(图4-6中显示为122a、122b和122c)，可维持熔化容器14中的温度，并且通过操作凸缘(flange)(图3-7中所示为136a、136b和136c)可维持澄清容器34中的温度。第一连接管道32和第二连接管道38中的温度也可例如通过凸缘(未示出)来维持。虽然图3-7示出了三个燃烧器和三个凸缘，并且图4-6示出了三个电极，但应理解，本文公开的实施方式不限于此，并且可以包括任何数目的燃烧器、凸缘和电极。

在图2所示的操作状态下，用塞子118堵塞熔化容器14的排出口(图4显示为158。此外，在操作状态下，熔化容器14中的电极完全浸没在包含熔融玻璃28的玻璃熔体组合物中。

另外，在操作状态下，可以将至少一部分的澄清容器34中的温度维持高于熔化容器14中的温度。例如，至少一部分的澄清容器34中的温度可以维持比熔化容器14中的温度高至少20℃，例如高至少50℃，还例如高至少100℃，包括高约20℃至约200℃，例如高约50℃至约150℃。例如，在某些实施方式中，在操作状态下的至少一部分澄清容器34中的温度可以为约1420℃至约1670℃，并且可以根据玻璃熔体组合物而变化。

在某些示例性实施方式中，在操作状态下，熔化容器14中的气氛(MA)(即，在包含熔融玻璃28的玻璃熔体组合物上方的气体组合物)和/或在澄清容器34中的气氛(FA)可以具有与熔化容器14和/或澄清容器34周围的气氛大致相同的压力。此外，在某些示例性实施方式中，在操作状态下，熔化容器14中的气氛(MA)和/或澄清容器34中的气氛(FA)可以包含与空气大致相同的氧气浓度。熔化容器14可包括通气口114，其与熔化容器14中的气氛流体连通，熔化容器14中的气氛进而可与例如污染治理系统(未示出)流体连通。类似地，澄清容器可包括通气口134，其与澄清容器34中的气氛流体连通，澄清容器34中的气氛进而可与例如污染治理系统(未示出)流体连通。

图3根据本文公开的实施方式示出了图2的示例性玻璃制造设备和方法的一部分，其中，熔化容器14和澄清容器34处于第一重新调节状态。在图3所示的实施方式中，原料输送装置20已与熔化容器14断开并且填充区域(未示出)已经用塞子120塞住。此外，澄清容器34的通气口134被塞子138部分堵塞，且被气体入口管140部分填塞，进料气体(FG)可通过该气体入口管140进料到澄清容器34中。

在某些示例性实施方式中，进料气体(FG)可包括至少一种惰性气体，例如氮气，同时包含比空气更低的氧气浓度。例如，在某些实施方式中，进料气体(FG)可包含小于约1.0体积％的氧气，例如约0.01体积％至约1.0体积％的氧气，包括约0.05体积％至约0.5体积％的氧气。此外，在某些示例性实施方式中，包含小于约1.0体积％氧气的进料气体(FG)可包含至少约99体积％的氮气，例如约99.0体积％至约99.99体积％的氮气。

在将进料气体(FG)进料到澄清容器34中时，通过在富燃料条件下操作玻璃熔化容器中的至少一个燃烧器(例如，116a、116b和116c中的至少一个)，在熔化容器14中建立还原气氛(MA’)。在某些示例性实施方式中，熔化容器14中的还原气氛(MA’)可包含小于约300ppm的氧气，例如约10ppm至约300ppm的氧气，包括约20ppm至约200ppm的氧气。

熔化容器14中的还原气氛(MA’)的压力应大于熔化容器周围的气氛的压力，例如比熔化容器周围的气氛的压力大至少约0.15英寸水柱，包括比熔化容器周围的气氛的压力大约0.15英寸至约0.3英寸水柱。

应对在富燃料条件下操作的熔化容器14中的所述至少一个燃烧器进行操作，使得将熔化容器14中的温度持续维持高于玻璃熔体组合物的熔点，同时，在熔化容器14中建立并维持氧气浓度小于约1000ppm的还原气氛(MA’)，其中，熔化容器中的还原气氛的压力大于熔化容器周围的气氛的压力。可以从在操作状态下使用的燃料与氧气的比值推断出合适的富燃的燃料与氧气的比值，其可以例如根据所用的燃料类型和玻璃熔化容器的几何形状而变化。

例如，当使用天然气作为燃烧时，在操作状态下，燃料与氧气的摩尔比可以是约1:2.3至约1:2.5，并且申请人发现，当将燃料与氧气的比值调整到约1:1.8时，这种富燃料的条件能够在压力比熔化容器周围的气氛压力更大的熔化容器14中建立并维持还原气氛(MA’)。因此，当使用天然气作为燃烧时，操作熔化容器14中的至少一个燃烧器以相对于操作状态处于至少约30％富燃料的条件，例如约30％至约40％的富燃料条件运行，能够在压力比熔化容器周围的气氛压力更大的熔化容器14中建立并维持还原气氛(MA’)。

在本文公开的示例性实施方式中，将进料气体(FG)进料到澄清容器34中，使得澄清容器34中的气氛(FA’)的压力大于熔化容器14中的还原气氛的压力。例如，在某些示例性实施方式中，澄清容器34中的气氛(FA’)的压力可以比玻璃熔化容器14中的还原气氛的压力高至少约0.05英寸水柱，例如高约0.05至约0.10英寸的水柱。同时，澄清容器34中的气氛(FA’)例如可包含约0.01体积％至约1.0体积％的氧气，例如约0.05体积％至约0.5体积％的氧气。

与此同时，可将澄清容器34的温度降低到低于操作状态的温度，例如约1550℃或更低的温度，并且可以将第二连接管道38和/或最靠近第二连接管道38的澄清容器34的部分的温度降低到玻璃熔体组合物的软化点或低于玻璃熔体组合物的软化点的温度，例如低于约1000℃的温度，例如约970℃至约1000℃的温度。这种温度变化例如可通过调节供给凸缘(例如，136a、136b、136c)的功率来实现。通过这样的将澄清容器34和/或与澄清容器34流体连通的第二连接管道38中的温度维持在玻璃熔体组合物的软化点或低于玻璃熔体组合物的软化点，可以建立玻璃堵塞148。一旦建立了玻璃堵塞148，则在玻璃堵塞148下游的包含熔融玻璃28的玻璃熔体组合物可以通过在澄清容器34下游的下游玻璃制造设备30的部件从玻璃制造设备10(例如出口管道44)排出。

图4根据本文公开的实施方式示出了图2的示例性玻璃制造设备和方法的一部分，其中，熔化容器14和澄清容器34处于第二重新调节状态。在图4所示的实施方式中，通过临时移除塞子118而不堵塞熔化容器14的排出口158，并且包含熔融玻璃28的玻璃熔体组合物通过排出口158从熔化容器28排出。在澄清容器34以及与熔化容器14流体连通的第一连接管道32中的包含熔融玻璃28的玻璃熔体组合物也通过排出口158从玻璃制造设备10排出。同时，在排出过程期间，对电极122a、122b和122c断电，并且在至少一部分的排出过程期间，例如当玻璃熔体组合物已经完全从熔化容器14排出时，熔化容器14中的温度例如可维持比操作状态下的熔化容器14的温度低至少约100℃。

在排出过程期间，维持如参考图3所述的熔化容器14中的还原气氛(MA’)和澄清容器34中的气氛(FA’)。具体地，在排出过程期间，熔化容器14中的还原气氛(MA’)的压力大于熔化容器周围的气氛压力，并且澄清容器34中的气氛(FA’)的压力大于熔化容器14中的还原气氛(MA’)的压力。在某些示例性实施方式中，在排出过程期间，熔化容器14中的还原气氛(MA’)包含约10ppm至约300ppm的氧气，并且澄清容器34中的气氛(FA’)包含约0.01体积％至约1.0体积％的氧气。在图4所示的实施方式中，从通气口134移除了塞子138以防止超压。

随着包含熔融玻璃28的玻璃熔体组合物从熔化容器14排出，电极(例如122a、122b和122c)被暴露于熔化容器中的还原气氛(MA’)。还原气氛(MA’)保护电极不被氧化，特别是当电极原本在高温(例如比玻璃熔体组合物的熔化温度高的温度)下会迅速氧化时尤为如此。例如，已知含钼电极，例如基本上由钼组成的电极，其在非还原气氛中在高于约400℃的温度下迅速氧化。在熔化容器14中维持还原气氛(MA’)，其中熔化容器14中的还原气氛(MA’)的压力大于熔化容器周围的气氛的压力，保护了这些电极在排出过程期间不被显著氧化。

虽然熔化容器14中的还原气氛(MA’)可保护电极(例如钼电极)不被显著氧化，但是这样的气氛可能不利地影响包含贵金属或由贵金属制成的玻璃制造设备10的任何部件(例如澄清容器34)，所述贵金属例如铂或其合金，例如铂-铑合金。例如，含有一定量钼或其他金属氧化物(例如SnO₂)的还原气氛可容易地与铂反应以形成熔化温度低的合金，其可在铂体系中产生孔。因此，当澄清容器34包含贵金属(例如铂或其合金，如铂-铑合金)或由贵金属形成时，在排出过程期间，澄清容器34中的气氛(FA’)的压力大于熔化容器14中的还原气氛(MA’)的压力，以防止熔化容器14中的还原气氛(MA’)显著流到澄清容器34中。相反，通过在富燃料条件下在熔化容器14中操作至少一个燃烧器(例如116a、116b、116c)，在排出过程期间流到熔化容器14中的澄清容器34中的任何气氛(FA’)被迅速转化成还原气氛，由此能够保护熔化容器电极(例如122a、122b和122c)不被显著氧化，同时保护包含例如铂的澄清容器34不受到不期望的合金化。

图5根据本文公开的实施方式示出了图2的示例性玻璃制造设备和方法的一部分，其中，熔化容器14和澄清容器34处于第三重新调节状态。在图5所示的实施方式中，塞子120被移除，塞子118被重新插入，并且原料输送装置20重新连接到熔化容器14。原料输送装置20将碎玻璃124引入到熔化容器14中，如图5所示，碎玻璃124以熔化的碎玻璃128的形式部分浸没电极122a、122b和122c。一旦电极122a、122b和122c(例如含钼电极)至少部分浸没在熔化的碎玻璃128中，则对它们通电。同时，维持如参考图3所述的熔化容器14中的还原气氛(MA’)和澄清容器34中的气氛(FA’)。具体地，在图5所示的实施方式中，熔化容器14中的还原气氛(MA’)的压力大于熔化容器周围的气氛的压力，并且澄清容器34中的气氛(FA’)的压力大于熔化容器14中的还原气氛(MA’)的压力。

图6根据本文公开的实施方式示出了图2的示例性玻璃制造设备和方法的一部分，其中，熔化容器14和澄清容器34处于第四重新调节状态。在图6所示的实施方式中，将碎玻璃124进一步引入到熔化容器14中，使得熔化的碎玻璃128的液位填充第一连接管道32的至少最靠近熔化容器14的部分的全部。此时，可从通气口134移除气体入口管140，并且可使澄清容器34中的气氛(FA)返回到对应于操作状态的气氛，如上文参考图2所述。同时，维持如参考图3所述的熔化容器14中的还原气氛(MA’)。具体地，在图6所示的实施方式中，熔化容器14中的还原气氛(MA’)的压力大于熔化容器周围的气氛的压力。

图7根据本文公开的实施方式示出了图2的示例性玻璃制造设备和方法的一部分，其中，熔化容器14和澄清容器34处于第五重新调节状态。在图6所示的实施方式中，将碎玻璃124进一步引入到熔化容器14中，使得熔化的碎玻璃128的液位完全浸没电极122a、122b和122c，例如含钼电极。在电极122a、122b和122c完全浸没在熔化的碎玻璃128中之后，可以将对应于第二玻璃熔体组合物的原料24’引入到熔化容器14中。第二玻璃熔体组合物可以与原始的玻璃熔体组合物相同或不同。此外，在电极122a、122b和122c完全浸没之后，可以使燃烧器116a、116b和116c从富燃料状态返回到操作状态，以使熔化容器中的气氛(MA)可以返回到对应于操作状态的气氛，如上文参考图2所述的气氛。同时，可以使澄清容器34的温度返回到操作状态，如参考图2所述，从而使玻璃堵塞148熔化。

图8根据本文公开的实施方式示出了图2的示例性玻璃制造设备和方法的一部分，其中，熔化容器14和澄清容器34返回到操作状态。如图8所示，随着玻璃制造设备10被第二玻璃熔体组合物重新填充，熔化的碎玻璃128最终从玻璃制造设备10被驱走，以使玻璃制造设备10恢复到操作状态，如上文参考图2所述，但是处理中的是包含熔融玻璃28’的第二玻璃熔体组合物(与初始玻璃熔体组合物不同)。

虽然上述实施方式涉及从熔化容器14和澄清容器34排出玻璃熔体组合物，但应理解，本文公开的实施方式还包括可以使至少一部分的玻璃制造设备10不工作的实施方式，例如，从玻璃制造设备10移除澄清容器34、第一连接管道32和第二连接管道38中的至少一者以用于修理和/或更换。在这样的实施方式中，可以建立与图3-6所示的玻璃堵塞148相似的玻璃堵塞，例如在熔化容器13与第一连接管道32之间建立，从而可以连同从熔化容器14排出的玻璃熔体组合物一起从玻璃制造设备10移除充满玻璃熔体组合物的澄清容器34和第一连接管道34。

图9根据本文公开的实施方式示出了显示在排出和填充过程期间电极直径随着离电极顶部的距离而变化的图表。在对应于图2-8的排出和填充过程中，从包含钼电极和氧化锆底部的玻璃熔化容器排出玻璃熔体组合物，其中，将还原气氛维持在比熔化容器周围的气氛的压力高约0.25英寸水柱的压力。通过在氧气与天然气的比值为约1.8下操作熔化容器中的燃烧器，维持了氧气浓度为约10ppm至约300ppm的还原气氛。一旦玻璃熔体组合物从熔化容器排出，则将包含还原气氛的熔化容器在约1500℃的温度下保持不含有玻璃熔体组合物约84个小时。如从图9可知，虽然在钼电极顶部附近可观察到一些电极溶解，但电极基本上保持完整。相反，在非还原气氛中，例如在含有与空气大致相同的氧气浓度的气氛中，预计这种钼电极在约1500℃的温度下在约84个小时内被完全腐蚀掉。

虽然上述实施方式已经参考熔合下拉工艺进行了描述，但是应理解，这些实施方式也可适用于其他玻璃成形工艺，例如浮法工艺、狭缝拉制工艺、上拉工艺、拉管工艺和压辊工艺。

对本领域的技术人员而言显而易见的是，可以在不偏离本公开内容的精神和范围的前提下对本公开的实施方式进行各种修改和变动。因此，本公开旨在覆盖这些修改和变动，只要这些修改和变动在所附权利要求和其等同内容的范围之内。

Claims (20)

1.一种用于重新调节玻璃制造系统的方法，所述方法包括：

在玻璃熔化容器中建立还原气氛，以及

在玻璃熔化容器中存在还原气氛时，从玻璃熔化容器排出玻璃熔体组合物；

其中，玻璃熔化容器中的还原气氛的压力大于玻璃熔化容器周围的气氛的压力；并且

其中，在玻璃熔化容器中建立还原气氛包括：在富燃料条件下，在玻璃熔化容器中操作至少一个燃烧器。

2.如权利要求1所述的方法，其中，玻璃熔化容器与下游玻璃制造设备流体连通，所述下游玻璃制造设备包括澄清容器，其中，在从玻璃熔化容器排出玻璃熔体组合物的步骤期间，澄清容器中的气氛的压力大于玻璃熔化容器中的还原气氛的压力。

3.如权利要求2所述的方法，其中，澄清容器中的气氛包含0.1体积％至1.0体积％的氧气。

4.如权利要求3所述的方法，其中，所述方法包括：将包含小于1.0体积％氧气的气体进料到澄清容器中。

5.如权利要求4所述的方法，其中，包含小于1.0体积％氧气的气体包含至少99体积％的氮气。

6.如权利要求2所述的方法，其中，澄清容器包含铂或其合金。

7.如权利要求6所述的方法，其中，澄清容器包含铂-铑合金。

8.如权利要求1所述的方法，其中，熔化容器包括至少一个含钼电极。

9.如权利要求2所述的方法，其中，所述方法还包括：当玻璃熔化容器中为还原气氛时，并且当澄清容器中的气氛的压力大于玻璃熔化容器中的还原气氛的压力时，从澄清容器排出熔融玻璃。

10.如权利要求9所述的方法，其中，从澄清容器排出的至少一部分熔融玻璃通过玻璃熔化容器排出。

11.如权利要求2所述的方法，其中，玻璃熔化容器中的还原气氛的压力比玻璃熔化容器周围的气氛的压力大至少0.25英寸水柱。

12.如权利要求11所述的方法，其中，澄清容器中的气氛的压力比玻璃熔化容器中的还原气氛的压力大至少0.05英寸水柱。

13.如权利要求1所述的方法，其中，还原气氛包含10ppm至300ppm的氧气。

14.如权利要求1所述的方法，其中，在从玻璃熔化容器排出玻璃熔体组合物后，将第二玻璃熔体组合物引入到玻璃熔化容器中。

15.如权利要求14所述的方法，其中，在从玻璃熔化容器排出玻璃熔体组合物时，对所述至少一个含钼电极断电。

16.如权利要求15所述的方法，其中，在将第二玻璃熔体组合物引入到玻璃熔化容器中之前，先将碎玻璃引入到玻璃熔化容器中。

17.如权利要求16所述的方法，其中，将碎玻璃引入到玻璃熔化容器中，直到其至少部分浸没所述至少一个含钼电极，并且在所述至少一个含钼电极被碎玻璃至少部分浸没之后，对所述至少一个含钼电极通电。

18.如权利要求17所述的方法，其中，将碎玻璃引入到玻璃熔化容器中，直到其至少完全浸没所述至少一个含钼电极，并且在至少一个电极完全浸没在碎玻璃中之后，将第二玻璃熔体组合物引入到玻璃熔化容器中。

19.如权利要求9所述的方法，其中，所述方法还包括：通过将一部分澄清容器或与澄清容器流体连通的管道维持在玻璃熔体组合物的软化点或低于玻璃熔体组合物的软化点的温度，在澄清容器中或者在与澄清容器流体连通的管道中建立玻璃堵塞。

20.如权利要求19所述的方法，其中，从澄清容器排出的至少一部分熔融玻璃通过玻璃熔化容器排出。

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