用于制造玻璃片的包括感应加热外壳的方法和设备的制造方法
【专利说明】用于制造玻璃片的包括感应加热外壳的方法和设备
[0001 ]相关申请的交叉参考
[0002] 本申请要求2013年8月20日提交的美国临时申请序列第61/867,707号的优先权， 其全文通过引用结合入本文，如下所详述。 【背景技术】 技术领域
[0003] 本说明书一般地涉及玻璃片的制造，更具体地，涉及用于制造玻璃片的设备和方 法，其具有罩住了熔融玻璃成形设备的外壳。
[0004] 技术背景
[0005] 在玻璃片的制造中，重要的是维持玻璃成形环境的稳固温度控制。例如，在采用熔 合拉制工艺的玻璃片的制造中，重要的是维持围绕玻璃成形设备(或者溢流槽)的环境的稳 固温度控制，其理由如下，包括:维持玻璃成形设备的寿命和完整性，以及控制玻璃的质量 和尺寸均匀性(例如厚度）。
[0006] 在制造运行的稳态过程中，通常需要将围绕玻璃成形设备的环境维持在辐射是主 要传热模式的温度下。为了维持该温度，可以围绕玻璃成形设备和组件来构建外壳，将其加 工成有助于通过外壳的壁进行辐射热传递。例如，可以将电阻材料棒放在紧密靠近外壳的 壁，并使其经受电流，该电流足以将棒材电阻加热至使得热量从棒材辐射到外壳壁并从外 壳壁辐射到熔融玻璃和玻璃成形设备的温度。
[0007] 制造运行速率和制造温度的增加已经开始收紧了使用电阻加热材料来维持对于 这些工艺的长期稳态运行所需的稳固和连续温度控制的限制。例如，由于增加了电阻加热 棒的尺寸从而补偿更为稳固的制造环境，它们的费用增加，同时可靠性以及有用的服务寿 命倾向于下降。因此，会希望发明替代或补充方法来维持玻璃成形设备的环境的稳固温度 控制。
【发明内容】
[0008] 根据一个实施方式，本发明涉及一种方法，该方法根据预定热曲线对用于罩住熔 融玻璃片成形设备的外壳进行加热。外壳具有第一侧壁和第二侧壁，并且对外壳进行加热 的步骤包括用至少一个感应加热系统对第一和第二侧壁中的至少一个的至少一部分进行 加热。
[0009] 在另一个实施方式中，本发明涉及用于玻璃片制造工艺的设备。设备包括用于罩 住熔融玻璃片成形设备的外壳。外壳包括第一侧壁和第二侧壁，并且熔融玻璃成形设备位 于外壳中。设备还包括至少一个感应加热系统，其配置成将能源连接到第一和第二侧壁中 的至少一个的至少一部分。
[0010] 应理解的是，前面的一般性描述和以下的详细描述介绍了各种实施方式，用来提 供理解要求保护的主题的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了对各种实施方 式的进一步的理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图以图示形式说 明了本文所述的各种实施方式，并与说明书一起用来解释要求保护的主题的原理和操作。 【附图说明】
[0011]图1是用于罩住熔融玻璃成形设备的外壳的透视图，其具有与外壳的每个侧壁的 一部分热连接的电阻加热棒和感应加热系统；
[0012] 图2是图1的实施方式的横截面透视端视图，显示外壳中的熔融玻璃成形设备；
[0013] 图3是用于罩住熔融玻璃成形设备的外壳的透视图，其具有与外壳的每个侧壁热 连接的感应加热系统；
[0014] 图4是图4的实施方式的横截面透视端视图，显示外壳中的熔融玻璃成形设备；
[0015] 图5是替代实施方式的横截面透视端视图，显示中间感受器(其位置靠近外壳的每 个侧壁)以及与每个中间感受器热连接的感应加热系统；
[0016] 图6是感应加热系统阵列的示意图；
[0017] 图7A和7B是感应加热系统的替代线圈配置的横截面透视端视图；
[0018] 图8是感应加热系统的示意图，其中，线圈密度和线圈到感受器的距离在感应加热 系统的不同区域是不同的；以及
[0019] 图9是感应加热系统的各个元件的示意图。 【具体实施方式】
[0020] 下面将详细说明用于玻璃片制造和包括其的玻璃制造工艺的各种实施方式。只要 有可能，在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同或类似的部分。通常来说，可通过熔 化玻璃批料材料来形成熔融玻璃，然后将熔融玻璃成形为玻璃片来形成玻璃片材料。示例 性方法包括浮法玻璃法、狭缝拉制法和熔合下拉法。
[0021] 图1显示根据本文的实施方式，用于玻璃片制造工艺的设备的透视图。设备包括用 于罩住恪融玻璃成形设备的外壳100。外壳包括第一侧壁102和第二侧壁104。第一、第二和 第三电阻加热棒202、204和206分别与第一侧壁102热连接，以及第四、第五和第六电阻加热 棒208、210和212分别与第二侧壁104直接热连接。此外，第一感应加热系统302与第一侧壁 102热连接，并且第二感应加热系统310与第二侧壁104热连接。
[0022]图2显示图1的实施方式的横截面透视端视图，显示装纳在外壳100中的熔融玻璃 成形设备(溢流槽)400。
[0023] 外壳100通常由耐火材料(例如耐火陶瓷材料)制造。可用于制造外壳100的耐火陶 瓷材料的例子包括任意致密、导热材料，其在运行温度下维持其结构完整性同时不与玻璃 发生不利反应，例如碳化硅。可用于外壳100的示例性碳化硅材料包括选自Hexoby?系列 碳化娃材料(其购自圣戈班公司（Saint-Gobain))和反应粘结碳化娃(其购自M-立方体科技 公司（M-Cubed Technologies))的材料。
[0024] 在示例性实施方式中，外壳的耐火材料可以包括在如下温度基本保持其强度性质 以及化学和物理稳定性的那些：高于l〇〇〇°C的温度，例如高于1200°C，又例如高于1400°C， 又例如高于 1600°C，例如 1200-1900°C，又例如 1400-1800°C，又例如 1600-1700°C。
[0025] 侧壁102和104的厚度虽然没有限制，但是可以是例如0.25-6英寸，例如1-2.5英 寸。
[0026] 电阻加热棒202、204、206、208、210和212可以由如下任意材料制造，其具有足够的 电阻加热能力以及机械稳固性，从而为外壳的侧壁提供稳态辐射加热能力。可用于电阻加 热棒的材料例子包括碳化硅、二硅化钼、镍铬合金、铂合金以及本领域技术人员已知的各种 商业热源组合物。市售可得的电阻加热棒包括购自I平方R元件公司（I Squared R Element Co)的碳化硅Starbars?以及购自山特维克公司（Sandvik)的Globars?。
[0027] 电阻加热棒的尺寸虽然没有限制，但是可以是例如如下棒材，其直径为0.5-3英寸 (例如1-2.5英寸)并且轴长(纵向长度)为15-300英寸(例如30-250英寸）。电阻加热棒的直 径可以是恒定的，或者可以沿着它们的轴长(纵向长度)发生变化。
[0028] 电阻加热棒可以放置在适当地靠近侧壁，从而有效地将能源与侧壁相连，与此同 时，不引起侧壁与流动通过电加热棒的电流发生短路。不希望受到理论的限制，但是电阻加 热棒与侧壁之间的最短距离可以是例如0.125-8英寸，例如1-4英寸。
[0029] 在示例性实施方式中，为了实现在电阻加热棒与侧壁之间发生充足的辐射热传 输，电阻加热棒应该维持在稳态运行温度，所述稳态运行温度实现了在棒材与侧壁之间以 及在侧壁与熔融玻璃和熔融玻璃成形设备之间发生适当水平的热传输。为此，电阻加热棒 可以维持在近似相同的温度或者维持在不同温度，这取决于加工条件、玻璃组成以及所需 的玻璃特性和几何形貌。例如，在某些示例性实施方式中，处于相对较高位置的电阻加热棒 维持的温度可以高于处于较低位置的电阻加热棒的温度，从而使得电阻加热棒的温度随着 它们的位置降低而下降。在其他示例性实施方式中，处于相对较高位置的电阻加热棒维持 的温度可以低于处于较低位置的电阻加热棒的温度，从而使得电阻加热棒的温度随着它们 的位置降低而增加。在其他示例性实施方式中，处于相对中等水平高度的电阻加热棒维持 的温度可以高于处于较高和较低位置的电阻加热棒的温度，从而使得电阻加热棒的温度从 较高位置增加到中等水平位置然后从中等水平位置下降到较低位置。在其他示例性实施方 式中，处于相对中等水平高度的电阻加热棒维持的温度可以低于处于较高和较低位置的电 阻加热棒的温度，从而使得电阻加热棒的温度从较高位