專利名稱：生產(chǎn)薄板玻璃的裝置和拉拔器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)薄板玻璃，具體為厚度為小于3毫米的玻璃板，的裝置，裝置設(shè)有熔化器、均勻化處理系統(tǒng)、入口和拉拔器，該拉拔器的噴嘴系統(tǒng)包括至少一個縫式噴嘴。此外，本發(fā)明還涉及適合的拉拔器。
背景技術(shù)：
在已知的下拉法工藝中，從熔化器出來的玻璃首先輸送到攪拌坩堝，玻璃在攪拌坩堝通過機(jī)械方式進(jìn)行均勻化。玻璃熔體通過輸送管輸送到拉拔器，拉拔器固定有拉拔嘴。拉拔嘴設(shè)有槽，玻璃帶通過槽拉出。帶有拉拔嘴的拉拔器實(shí)際上是成形機(jī)構(gòu)。拉拔器的寬度至少等于將要拉出的玻璃帶的希望寬度。適當(dāng)?shù)募訜嵫b置使拉拔器中的玻璃加熱到希望的成形溫度。此外拉拔器中的玻璃從一般為圓形截面的輸送管均勻分布于噴嘴槽的寬度方向上。為了使從圓形截面流出的流體或玻璃分布到整個長截面上，具有水平延伸的圓柱形內(nèi)部體積的機(jī)構(gòu)通常作為拉拔器連接到垂直延伸的輸送管。相應(yīng)的裝置可參考德國專利DE-B 1 596 484。
厚度小于3毫米，具體是厚度小于1毫米，的薄板玻璃，一般用于電子器件，如顯示屏(手提電話，平面顯示屏等)和計(jì)算機(jī)的數(shù)字大容量存儲器，的玻璃基片。因此，對玻璃的內(nèi)部質(zhì)量、清潔度、表面幾何尺寸質(zhì)量、斷裂強(qiáng)度、某些情況下的重量小都有非常高的要求。內(nèi)部質(zhì)量基本上取決于氣泡和雜質(zhì)。表面幾何尺寸質(zhì)量基本上決定于卷曲度和平面偏差(扭曲)。
對于傳統(tǒng)的拉拔器，已經(jīng)注意到玻璃先流到噴嘴的中心。反過來講，拉拔器的外部區(qū)域沒有足夠的玻璃。此外，流動死區(qū)可在上部角落形成，該區(qū)域具有不規(guī)則的尺寸，導(dǎo)致工藝過程波動。
過去，已經(jīng)試圖通過利用噴嘴區(qū)域內(nèi)相對拉拔方向橫向的特定溫度分布來改進(jìn)平板玻璃的質(zhì)量。為此，如德國專利DE 100 64 977 C1公開的，將入口、拉拔器和噴嘴系統(tǒng)設(shè)計(jì)成封閉系統(tǒng)，設(shè)有圓形管的入口具有對稱管部分，拉拔器設(shè)有加熱系統(tǒng)，可分成垂直方向和橫向的部分。
日本專利2002-211934A選擇了不同的方式，提出在拉拔器的內(nèi)徑上設(shè)置縫，可配合縫式噴嘴，并使得縫的中間比外端窄。這樣增加了中心的流動阻力，使得外端的玻璃流體的相對項(xiàng)增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種生產(chǎn)玻璃薄板的裝置和適當(dāng)?shù)睦纹?，可生產(chǎn)出滿足高標(biāo)準(zhǔn)的恒定厚度和平面度的玻璃帶。
通過本發(fā)明的權(quán)利要求1的裝置和權(quán)利要求8的適當(dāng)拉拔器實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的目的。具優(yōu)越性的結(jié)構(gòu)在權(quán)利要求2到7及權(quán)利要求9到13給出。
根據(jù)本發(fā)明，所述拉拔器包括至少兩個分別具有不同截面積的部分，截面積沿正交于玻璃流體的流動方向進(jìn)行測量。入口和縫式噴嘴之間的玻璃熔體覆蓋的距離包括至少兩段，一段在一個部分上，另一段在另一部分上。在這種情況下每段距離上的壓降正比于距離的長度乘以這段的流動阻力。通過使互相配合的至少兩段具有不同的距離和流動阻力，可保證兩個部分的玻璃熔體覆蓋的距離上的總壓降是恒定的，尤其在縫式噴嘴的任何位置的壓降是恒定的。這樣可保證玻璃流體在整個寬度上均勻分布，使玻璃的質(zhì)量流在槽寬度上的任何位置都相同。這樣將導(dǎo)致拉拔玻璃帶在整個帶寬上具有非常恒定的厚度和平面度。
出于流體動力學(xué)的原因，所述入口最好連通到具有較大截面積的部分，然后是具有較小截面積的部分，取決于流速，流體死區(qū)可發(fā)生在從較小截面積區(qū)到較大截面積區(qū)的過渡區(qū)，死區(qū)可導(dǎo)致不確定范圍的加工波動。
具體地，當(dāng)使用具圓形截面的入口時，建議入口開口所在的表面部分同樣具有圓形的截面。
如果開口連通到拉拔器的寬度的中間，并且兩個從那里向外延伸的管設(shè)置成具有較大截面積的部分，可得到在整個噴嘴上非常均勻分布的玻璃熔體。兩個管具有相同的截面積，所以質(zhì)量流體均勻分為兩半，分別從中心向外在整個寬度上均勻分布。具體地，已經(jīng)證明在這樣的流動條件下，所述縫式噴嘴和管之間的角度最好在5°和45°之間。
在一個優(yōu)選實(shí)施例中，具有較小截面積的部分具有矩形截面。這已經(jīng)證明非常適合具有較大截面的圓形的部分。
在管成為具有較大截面積的部分的情況下，管的圓周壁上設(shè)有平行于管軸線的槽，槽可通過平行的壁鄰接，以形成較小的截面區(qū)。這些壁然后可在縫式噴嘴中張開。沿縫式噴嘴的縱向的平行壁之間距離在這種情況下應(yīng)當(dāng)小于管的截面。
已經(jīng)證明最好在拉拔器設(shè)置加熱件。這意味著拉拔器可在其寬度和高度上進(jìn)行加熱，使玻璃的溫度分布最適合于噴嘴區(qū)進(jìn)行的拉拔過程。
拉拔器應(yīng)當(dāng)采用難熔材料。鉑或鉑合金是最優(yōu)選的。


參考附圖對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)地說明，附圖中圖1a，1b是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的生產(chǎn)薄板玻璃的裝置；圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的拉拔器；和圖3顯示了玻璃熔體覆蓋的距離。
具體實(shí)施例方式
圖1所示的熔化器1中的玻璃熔體A通過短通道2進(jìn)入容器3，在容器3中通過轉(zhuǎn)動體4進(jìn)行均勻化。轉(zhuǎn)動體4通過傳動裝置5進(jìn)行驅(qū)動，其速度是可控的。然后，均勻的熔體A通過通道C輸送到拉拔器7，拉拔器設(shè)有噴嘴8，噴嘴用鉑制造，并設(shè)置了下部槽。
通道2、容器3和拉拔器7都設(shè)置了結(jié)合到壁中的加熱線圈9，10和11。通道6內(nèi)熔體的加熱是通過電極12，13，14和15的焦?fàn)枱徇M(jìn)行的。輸送到加熱線圈然后輸送到電極的電流的強(qiáng)度是可控的，所以可設(shè)定非常精確的溫度差別。
噴嘴8設(shè)置在拉拔器7的下部，同樣襯有鉑或鉑合金，可由經(jīng)支撐線圈和/或鉑涂層的直接通電加熱，該加熱通過可控的電流源19進(jìn)行，獨(dú)立于拉拔器7的加熱。
圖1a顯示出整個結(jié)構(gòu)是封閉的，噴嘴8中的熔體表面例外地位于轉(zhuǎn)動體4的上面，使熔體不能接觸開口表面，只有設(shè)有加熱線圈16的排氣管17能夠。
熔體從噴嘴8引導(dǎo)向下，玻璃流體B固化后利用已知的拉拔裝置進(jìn)行拉拔，即通過從動滾輪。玻璃帶然后可切成希望的長度。
圖1b，其對應(yīng)于圖1a中的剖面D-D，顯示出拉拔器7的特定結(jié)構(gòu)，其設(shè)有入口20和噴嘴8。入口20和拉拔器7都是管狀設(shè)計(jì)，設(shè)有作為拉拔器7的管，其沿形成入口的管的正交方向延伸。水平延伸的管可通過槽縫相接，槽縫平行于管軸線，槽縫很窄形成了拉拔噴嘴8。玻璃優(yōu)先朝噴嘴的中心流動，因此拉拔器7的外部區(qū)沒有足夠的玻璃流體。此外，玻璃難以流到左頂部和右頂部角落，由于其不規(guī)則的形狀形成流體死區(qū)，導(dǎo)致工藝過程波動。
圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的拉拔器7`。拉拔器7`具有較大截面積的部分，由管21a，21b形成；和較小截面積的部分22，其由與管21a，21b相連的平行板形成。形成部分22的平行板之間的距離在本發(fā)明的情況下小于管21a，21b的截面。
噴嘴的整個寬度是1850毫米。具有較小截面積的部分22的寬度是50毫米，而管21a，21b的直徑是80毫米。管21a，21b與噴嘴8形成的角度α是30°。具體地，在一般玻璃熔體粘度大約為103Pas的情況下，其獨(dú)立于具體的玻璃成分和溫度，特定的幾何形狀可保證玻璃的質(zhì)量流體在噴嘴內(nèi)的所有位置相同。拉拔器7`的分配動作一般是獨(dú)立于粘度，除非在寬度方向上存在溫度分布。如圖3所示，形成關(guān)系式11a×w1+12a×w2＝11b×w1+12b×w2＝恒定的供應(yīng)量。在這個關(guān)系式中，11a和11b是具有較大截面積的部分的覆蓋距離，產(chǎn)生較低的流動阻力w1，12a和12b是具有較小截面積的部分的覆蓋距離，因此具有較高的流動阻力w2。應(yīng)當(dāng)注意到截面積都是在正交于玻璃熔體的流動方向上進(jìn)行測量。
傳統(tǒng)的流體模擬工具允許設(shè)定管直徑、角度和壁間距，使其符合上述等式。例如，對于更大的角度，壁間距將相對管直徑增加。通過模擬工具，還可以設(shè)計(jì)拉拔器的幾何尺寸，通過變化管直徑、角度和壁間距等參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)玻璃熔體的均勻分布，即使寬度方向上存在不均勻的溫度分布。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)薄板玻璃，具體為厚度小于3毫米的玻璃板，的裝置，設(shè)有熔化器、均勻化處理系統(tǒng)、入口和拉拔器，所述拉拔器設(shè)有噴嘴系統(tǒng)，包括至少一個縫式噴嘴；其特征在于，所述拉拔器(7`)在其整個寬度上具有至少兩個不同截面積的部分(21a，21b，22)，所述部分(21a，21b，22)的尺寸使得所述兩個部分的玻璃熔體覆蓋的距離(L1a，L1b，L2a，L2b)上的總壓降在所述縫式噴嘴(8)的任何位置都是恒定和相同的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述入口(20)連到具有較大截面積的部分(21a，21b)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，具有較大截面積的所述部分(21a，21b)具有基本為圓形的截面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述入口(20)連通到拉拔器(7`)寬度的中間位置，從那里向外延伸的兩個管(21a，21b)設(shè)置成具有較大截面積的部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述縫式噴嘴(8)和管(21a，21b)之間的角度α在5°和45°之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，具有較小截面積的所述部分(22)具有矩形截面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述拉拔器(7`)是可加熱的。
8.一種拉拔器，用于生產(chǎn)薄板玻璃，具體為厚度小于3毫米的玻璃板，的裝置，其特征在于，所述拉拔器在其整個寬度上具有至少兩個不同截面積的部分(21a，21b，22)，所述部分(21a，21b，22)的尺寸使得兩個部分的玻璃熔體覆蓋的距離(L1a，L1b，L2a，L2b)上的總壓降在所述縫式噴嘴(8)的任何位置都是恒定和相同的。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的拉拔器，其特征在于，具有較大截面積的部分(21a，21b)具有基本為圓形的截面。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的拉拔器，其特征在于，從中心向外延伸的兩個管(21a，21b)設(shè)置成具有較大截面積的部分。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的拉拔器，其特征在于，所述縫式噴嘴(8)和管(21a，21b)之間的角度α在5°和45°之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求8到11中任一項(xiàng)所述的拉拔器，其特征在于，具有較小截面積的所述部分(22)具有矩形截面。
13.根據(jù)權(quán)利要求8到12中任一項(xiàng)所述的拉拔器，其特征在于，所述拉拔器是可以加熱的。
全文摘要
為了保證玻璃熔體在下拉法工藝的拉拔器的整個寬度上有均勻的分布，本發(fā)明提出了一種拉拔器(7′)，其在整個寬度上具有至少兩個具有不同截面積的部分(21a，21b，22)，所述部分(21a，21b，22)的尺寸使得兩個部分的玻璃熔體覆蓋的距離(11a，11b，12a，12b)上的總壓降在縫式噴嘴(8)的任何位置都是恒定的。
文檔編號C03B7/00GK1657453SQ20051000955
公開日2005年8月24日 申請日期2005年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月17日
發(fā)明者U·朗格, H·維格納, H·羅赫 申請人:肖特股份有限公司