專利名稱：通過控制加熱制造玻璃片的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用來制造玻璃片的設(shè)備和方法。具體來說，本發(fā)明涉及用來制造玻璃片的熔合下拉的設(shè)備和方法。本發(fā)明可用于制造例如用于LCD基片的玻璃片。
背景技術(shù)：
熔合下拉法是一種用來制造用于LCD顯示器的具有未受破壞的表面質(zhì)量的高質(zhì)量玻璃基片的主要方法。圖1中顯示了用于熔合下拉法的成形裝置(下文中稱作“成形主體”)，通常稱為等靜壓槽(isopipe)。此圖中顯示的成形主體100包括槽形部件103和楔形部件107。通過入口管101將玻璃熔體引入所述槽形部件中。使得玻璃熔體流從所述槽形部件的各個側(cè)面溢流，沿著槽形部件和楔形部件的兩側(cè)流下，在成形主體的各個側(cè)面上形成玻璃帶。所述兩條玻璃帶在所述楔形部件的底部109(通常稱作成形主體的根部)結(jié)合，在此處所述兩條玻璃帶熔合在一起，形成單條玻璃帶111，該玻璃帶111具有兩個未曾與成形主體表面接觸的未受破壞的表面。然后通常將所述玻璃帶111從根部下拉至所需的厚度，使其冷卻形成剛性玻璃片。所述玻璃帶從成形主體頂部到緊鄰根部下方之處的溫度受到仔細(xì)的控制，以便重復(fù)地制造具有所需的厚度、厚度均勻性和其它所需的物理性質(zhì)的玻璃片。所述成形主體通常包括由鋯石陶瓷之類的材料制造的一個或多個耐火磚塊。所述成形主體的尺寸和幾何穩(wěn)定性以及側(cè)面質(zhì)量對制得的玻璃片產(chǎn)品的質(zhì)量具有顯著的影響。成形主體材料中的熱梯度會在成形主體的本體內(nèi)以及/或者表面附近產(chǎn)生應(yīng)力。 過高的應(yīng)力會導(dǎo)致成形主體的表面產(chǎn)生裂紋，尺寸和幾何形狀扭曲，甚至是斷裂。因此，必須對成形主體在其使用壽命過程中經(jīng)受的熱梯度加以仔細(xì)的控制。因此，人們需要一種在熔合拉制過程中有效地控制成形主體的熱環(huán)境的方法和設(shè)備。本發(fā)明滿足了這些需求和其他需求。
發(fā)明內(nèi)容
本文揭示本發(fā)明的若干方面。應(yīng)當(dāng)理解，這些方面可以彼此重疊，也可以不重疊。 因此，一個方面的某個部分可以落入另一個方面的范圍，反之亦然。除非在上下文中有相反說明，不同的各個方面應(yīng)當(dāng)視作在范圍上彼此重疊。每個方面用諸多實施方式來說明，而實施方式又可以包括一個或多個具體實施方式
。應(yīng)當(dāng)理解，這些實施方式可以彼此重疊，也可以不重疊。因此，一個實施方式或其具體實施方式
的某個部分可以落入或不落入另一個實施方式或其具體實施方式
的范圍，反之亦然。除非在上下文中有相反說明，不同的各個實施方式應(yīng)當(dāng)視作在范圍上彼此重疊。
根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，提供了一種使用成形主體通過溢流法制造玻璃片的方法，所述成形主體包括頂部、第一側(cè)面、以及在根部與所述第一側(cè)面結(jié)合的第二側(cè)面，所述方法包括使得熔融的玻璃從至少部分的第一側(cè)面溢流，形成第一玻璃帶，從至少部分的第二側(cè)面溢流，形成第二玻璃帶，在根部使得第一玻璃帶和第二玻璃帶熔合，形成第三玻璃帶，其中(A)用第一側(cè)面加熱板對第一側(cè)面進行輻射加熱，所述第一側(cè)面加熱板通過設(shè)置在所述第一側(cè)面加熱板后面的獨立監(jiān)控和控制的加熱元件的第一陣列進行加熱；(B)用第二側(cè)面加熱板對第二側(cè)面進行輻射加熱，所述第二側(cè)面加熱板通過設(shè)置在所述第二側(cè)面加熱板后面的獨立監(jiān)控和控制的加熱元件的第二陣列進行加熱；(C)對所述第一和第二陣列的加熱元件的加熱功率進行控制，使得如果第一和第二陣列中的不正常工作的加熱元件的加熱功率降至某一閾值水平，則相鄰的起作用的加熱元件的加熱功率會增大，這樣在側(cè)面的一部分和側(cè)面的這部分之下的本體之間不會形成不良的熱梯度。在本發(fā)明的第一方面的某些實施方式中，如果第一和第二陣列中不正常工作的加熱元件的加熱功率降至某一閾值水平，則所有的相鄰的起作用的加熱元件的加熱功率都會增大。在本發(fā)明的第一方面的某些實施方式中，在任意給定的時間，第一和第二側(cè)面的厚度為5厘米的頂層中的溫度梯度保持在以下水平最高為100°C，在某些實施方式中最高為80V，在某些實施方式中最高為60°C，在某些實施方式中最高為50°C，在某些實施方式中最高為40°C，在某些實施方式中最高為30°C，在某些實施方式中最高為20°C，在某些實施方式中最高為io°c。在本發(fā)明的第一方面的某些實施方式中，所述成形主體位于外殼之內(nèi)，所述外殼由第一側(cè)面加熱板、第二側(cè)面加熱板、以及將所述第一和第二側(cè)面加熱板相連的位于成形主體頂部之上的頂板構(gòu)成。在本發(fā)明的第一個方面的某些實施方式中，所述第一和第二側(cè)面加熱板由選自下組的材料制造鉬、含鉬合金、Sic、Si3N4, Si02、Mg0和BeO。在本發(fā)明的第一方面的某些實施方式中，所述成形主體對于與重力矢量平行并且通過根部的平面是對稱的。在本發(fā)明的第一方面的某些實施方式中，所述第一和第二側(cè)面加熱板對于與重力矢量平行并且通過根部的平面是對稱的。在本發(fā)明的第一方面的某些實施方式中，所述加熱元件的第一和第二陣列對于與重力矢量平行并且通過根部的平面是對稱的。在本發(fā)明的第一個方面的某些實施方式中，所述頂板由選自下組的材料制造鉬、 含鉬合金、SiC、Si3N4, SiO2, MgO 和 BeO。在本發(fā)明的第一方面的某些實施方式中，所述頂板以及第一和第二側(cè)面板由相同的材料制造。在本發(fā)明的第一方面的某些實施方式中，通過位于頂板上方的加熱元件的第三陣列對頂板進行進一步的加熱。在本發(fā)明的第一方面的某些實施方式中，所述加熱元件的第三陣列對于與重力矢量平行并且通過根部的平面是對稱的。在本發(fā)明的第一方面的某些實施方式中，所述第一和第二側(cè)面加熱板由SiC或 Si3N4制造，厚度最多為50毫米，在某些實施方式中最多為40毫米，在某些實施方式中最多為30毫米，在某些實施方式中最多為20毫米，在某些實施方式中最多為10毫米，在某些實施方式中最多為5毫米。在本發(fā)明的第一方面的某些實施方式中，所述第一和第二陣列中的加熱元件是線性的。在本發(fā)明的第一方面的某些實施方式中，所述第三陣列中的加熱元件是線性的。在本發(fā)明的第一方面的某些實施方式中，所述加熱元件基本上平行于根部。在本發(fā)明的第一方面的某些實施方式中，所述成形主體的頂部和根部之間的溫差保持在DTTB-25°C至DTTB+25°C，其中DTTB是成形主體的頂部和根部之間的溫差的平均值，在某些實施方式中從DTTB-20 V至DTTB+20°C，在某些實施方式中從DTTB-15°C至 DTTB+15°C，在某些實施方式中從DTTB-10°C至DTTB+10°C，在某些實施方式中從DTTB-5°C 至DTTB+5 "C，在某些實施方式中從DTTB-2 "C至DTTB+2 "C。在本發(fā)明的第一方面的某些實施方式中，避免了由于熱梯度造成的成形主體產(chǎn)生裂紋。在本發(fā)明的第一方面的某些實施方式中，通過分隔板將加熱元件的第一和第二陣列中的加熱元件與相鄰的加熱元件分隔開。在某些更具體的實施方式中，通過分隔板將所有的加熱元件與它們相鄰的加熱元件分隔開。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，用來以熔合拉制法制造玻璃片的設(shè)備包括(i)成形主體，該成形主體包括頂部、第一側(cè)面、在根部與所述第一側(cè)面結(jié)合的第二側(cè)面；(ii)鄰近所述第一側(cè)面的第一側(cè)面加熱板，其適合用來對所述第一側(cè)面進行輻射加熱；(iii)位于所述第一加熱板后面的加熱元件的第一陣列；(iv)鄰近所述第一側(cè)面的第二側(cè)面加熱板，其適合用來對所述第一側(cè)面進行輻射加熱；(ν)位于所述第二加熱板后面的加熱元件的第二陣列；(vi)電源單元，其適合用來對加熱元件的第一和第二陣列中的加熱元件的加熱功率進行監(jiān)控、控制和調(diào)節(jié)，其包括控制模塊，如果相鄰的不正常工作的加熱元件的加熱功率減小到某一閾值水平，則該控制模塊會增大起作用的加熱元件的加熱功率。在本發(fā)明的第二方面的某些實施方式中，所述電源單元包括控制模塊，如果相鄰的不正常工作的加熱元件的加熱功率降至某一閾值水平，則該控制模塊增大所有的起作用的加熱元件的加熱功率。在本發(fā)明的第二個方面的某些實施方式中，所述設(shè)備包括與所述第一和第二側(cè)面加熱板相連接的位于成形主體頂部上方的頂板，所述第一和第二側(cè)面加熱板與所述頂板一起限定了放置所述成形主體的外殼。 在本發(fā)明的第二個方面的某些實施方式中，所述第一和第二側(cè)面加熱板由選自下組的材料制造鉬、含鉬合金、Sic、Si3N4, Si02、Mg0和BeO。
在本發(fā)明的第二方面的某些實施方式中，所述成形主體對于與重力矢量平行并且通過根部的平面是對稱的。在本發(fā)明的第二方面的某些實施方式中，所述第一和第二側(cè)面加熱板對于與重力矢量平行并且通過根部的平面是對稱的。在本發(fā)明的第二方面的某些實施方式中，所述加熱元件的第一和第二陣列對于與重力矢量平行并且通過根部的平面是對稱的。在本發(fā)明的第二個方面的某些實施方式中，所述頂板由選自下組的材料制造鉬、 含鉬合金、SiC、Si3N4, SiO2, MgO 和 BeO。在本發(fā)明的第二方面的某些實施方式中，所述頂板以及第一和第二側(cè)面板由相同的材料制造。在本發(fā)明的第二方面的某些實施方式中，所述設(shè)備還包括位于頂板上方并且鄰近頂板的加熱元件的第三陣列。在本發(fā)明的第二方面的某些實施方式中，所述加熱元件的第三陣列對于與重力矢量平行并且通過根部的平面是對稱的。在本發(fā)明第二方面的某些實施方式中，所述第一和第二側(cè)面加熱板由SiC或Si3N4 制造，厚度最多為50毫米，在某些實施方式中最多為40毫米，在某些實施方式中最多為30 毫米，在某些實施方式中最多為20毫米，在某些實施方式中最多為10毫米，在某些實施方式中最多為5毫米。在本發(fā)明的第二方面的某些實施方式中，所述第一和第二陣列中的加熱元件是線性的。在本發(fā)明第二方面的某些實施方式中，所述第三陣列中的加熱元件是線性的。在本發(fā)明的第二方面的某些實施方式中，所述加熱元件基本上平行于根部。在本發(fā)明的第二方面的某些實施方式中，通過分隔板將加熱元件的第一和第二陣列中的加熱元件與相鄰的加熱元件分隔開。在某些更具體的實施方式中，通過分隔板將所有的加熱元件與它們相鄰的加熱元件分隔開。本發(fā)明的一個或多個實施方式具有以下優(yōu)點中的一個或多個通過在加熱元件失靈之后立刻增大相鄰的加熱元件的加熱功率，本發(fā)明顯著地降低了失靈的加熱元件所調(diào)節(jié)的成形主體的表面區(qū)域內(nèi)形成高的溫度梯度的可能性，從而降低了該區(qū)域內(nèi)的成形主體產(chǎn)生表面裂紋的可能性，顯著改進了工藝穩(wěn)定性和系統(tǒng)的壽命。在以下的詳細(xì)描述中提出了本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點，其中的部分特征和優(yōu)點對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言由所述內(nèi)容而容易理解，或通過按書面描述和其權(quán)利要求書以及附圖中所述實施本發(fā)明而被認(rèn)識。應(yīng)理解前面的一般性描述和以下的詳細(xì)描述都只是對本發(fā)明的示例，用來提供理解要求保護的本發(fā)明的本質(zhì)和特性的總體評述或結(jié)構(gòu)。包括的附圖提供了對本發(fā)明的進一步的理解，附圖被結(jié)合在本說明書中并構(gòu)成說明書的一部分。
附圖中
圖1顯示了通過熔合下拉工藝操作制造玻璃帶的成形主體的示意圖。圖2-5顯示了根據(jù)本發(fā)明的各種實施方式，放置在外殼內(nèi)的操作制造玻璃帶的成形主體的示意圖。圖6顯示了在根據(jù)本發(fā)明和不根據(jù)本發(fā)明的實施方式中，成形主體可能經(jīng)受的最大應(yīng)力的比較。
具體實施例方式除非另有說明，否則，本說明書和權(quán)利要求書所用的所有數(shù)值，例如成分的重量百分?jǐn)?shù)、尺寸和某些物理特性的值，應(yīng)理解為在所有情況下均被術(shù)語“約”修飾。還應(yīng)理解，本發(fā)明說明書和權(quán)利要求書所用的精確數(shù)值構(gòu)成本發(fā)明的附加實施方式。已盡力保證實施例中揭示的數(shù)值的準(zhǔn)確性。然而，任何測定的數(shù)值必然會含有各種測定技術(shù)中存在的標(biāo)準(zhǔn)偏差所造成的某些誤差。本發(fā)明說明書和權(quán)利要求書所用的不定冠詞“一個”或“一種”指“至少一個”，不應(yīng)被局限為“僅一個”，除非有明確的相反說明。熔合成形工藝開始就將成形主體從室溫加熱至其操作溫度。由于成形主體上溫度分布曲線的復(fù)雜性以及相應(yīng)的熱應(yīng)力(該熱應(yīng)力是成形主體發(fā)生故障的可能來源)，因此最好是將成形主體的底部和頂部之間的溫差保持在盡可能低的水平。還最好是對成形主體進行足夠緩慢的加熱，使得應(yīng)力的增大速率低于由于成形主體材料的高溫蠕變造成的應(yīng)力弛豫的速率。因此，對成形主體的溫度的空間和時間的控制對于防止成形主體出現(xiàn)故障來說是很重要的。之前，人們認(rèn)為成形主體上的熱應(yīng)力的主要來源是成形主體的底部和頂部之間的溫差。因此，根據(jù)此理論，當(dāng)加熱元件失靈的時候，成形主體兩個側(cè)面上的所有的加熱元件的加熱功率都應(yīng)當(dāng)減小。但是，發(fā)現(xiàn)在快速的溫度變化期間造成應(yīng)力上升的主要推動力是成形主體的表面和中心部分之間的溫差。因此，必須將該溫差降至最小，以便減輕所述成形主體表面上的高拉伸應(yīng)力。本發(fā)明涉及一種熱補償方法，用來在不正常工作的加熱元件造成溫度失常的過程中減小成形主體上的熱應(yīng)力。我們的想法是對故障位置局部地進行熱補償，將該位置的表面加熱，而不是降低全部剩余的加熱元件的加熱功率。因為在此類情況中應(yīng)力增大的主要推動力不是頂部到底部的熱梯度，而是表皮到中心部分的熱梯度，因此根據(jù)以前理論的補償方法不大有效，有時候可能由于使情況更差而對成形主體造成負(fù)面影響。本發(fā)明的熱補償將集中在發(fā)生熱損失的局部位置，對該區(qū)域增加熱量，從而防止在容易發(fā)生故障的成形主體的表面上產(chǎn)生高的拉伸應(yīng)力。本發(fā)明有助于快速而有效地減小成形主體上的應(yīng)力，將成形主體在初始加熱和/或正常操作過程中發(fā)生故障的風(fēng)險減至最小。圖2是馬弗爐截面的示意圖，其包括成形主體201，該成形主體201被放置在由第一側(cè)面加熱板203、頂板205和第二側(cè)面加熱板207限定的外殼內(nèi)；位于所述第一側(cè)面加熱板203后面的加熱元件的第一陣列，其包括加熱元件209，211，213，215和217 ；位于所述第二側(cè)面加熱板207后面的加熱元件的第二陣列，其包括加熱元件219，221，223，225和227， 以上這些部件進一步放置在外殼內(nèi)。所述成形主體201包括頂部202，第一側(cè)面202以及在所述成形主體的等靜壓槽212的根部與所述第一側(cè)面202結(jié)合的第二側(cè)面204。將玻璃熔體引入所述成形主體的槽形部件中，使得玻璃熔體從其頂部202溢流，沿著側(cè)面202和204 流下，分別形成第一玻璃帶206和208，這兩條玻璃帶在成形主體的根部212結(jié)合，形成單獨的第三帶210。所述第三帶210在根部212下方進一步拉制，形成薄玻璃片。各個加熱元件有可能在使用的過程中失靈，可能導(dǎo)致成形主體發(fā)生故障。例如，在一種假設(shè)的情況下，209和219都失靈，我們已對三種不同的方法作了分析，證明本發(fā)明的優(yōu)越性。在根據(jù)前文所述的以前應(yīng)力理論的第一方法中，209和219失靈會造成成形主體在底部溫度快速降低，減小211，213，215，217，221 (原文漏),223, 225和227的加熱功率， 以減小成形主體的底部部分和頂部部分之間的溫差。但是，如上文所述，在此快速溫度變化過程中，應(yīng)力上升的主要推動力是由于來自加熱元件的加熱功率損失造成的冷表面與該表面之下的仍然是熱的成形主體的本體之間的熱梯度。因此，盡管所述第一種方法能夠在成形主體的頂部和根部之間保持極小的溫差浮動，但是這樣會增大側(cè)面與成形主體的本體之間的熱應(yīng)力，因此會加劇成形主體形成裂紋和發(fā)生故障的可能性。第二種方法是當(dāng)209和219失靈的時候不進行補償，所有剩余的起作用的加熱元件的加熱功率基本保持不變。根據(jù)本文中的內(nèi)容可以理解，由于突然損失了來自209和219 的加熱功率，成形主體的楔形部件底部的熱應(yīng)力可能會非常高。根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的第三種方法提出應(yīng)當(dāng)將分別與不正常工作的加熱元件209和219相鄰的加熱元件211和221的功率增大，以補償由于不正常工作的209和219 造成的局部熱損失。根據(jù)情況，剩余的加熱元件213，215，217，223，225和227的加熱功率可以略微降低，保持不變，或者略微增大。該方法將成形主體中，特別是楔形部件的底部中表面與中心部分之間的熱應(yīng)力減至最小，因此減小成形主體形成裂紋和發(fā)生災(zāi)難性事故的可能性。圖6比較了根據(jù)上述三種方法處理的成形主體表面區(qū)域內(nèi)的最大應(yīng)力水平。在此圖中，601表示根據(jù)本發(fā)明的實施方式的第三種方法，603表示不進行補償操作的第二種方法，605表示對209和219的失靈做出響應(yīng)而降低所有加熱元件的加熱功率的第一種方法。 從此圖中可以看到，與比較方法相比，本發(fā)明顯著減小了成形主體所經(jīng)受的應(yīng)力。加熱元件209，211，213，215，217，219，221，223，225 和 227 可以是電阻加熱元件， 由鉬繞組、SiC灼熱棒等之類的材料制成。優(yōu)選這些加熱元件的加熱功率可以在較大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，例如各自為0. 5-500KW,在某些實施方式中為1-400KW，在某些其它的實施方式中為1-300KW，在某些實施方式中為1-100KW，在某些實施方式中為1-80KW，在某些實施方式中為1-50KW，在某些實施方式中為1-40KW，在某些實施方式中為1-30KW。如圖2_5所示， 在本發(fā)明的這些具體實施方式
中，加熱元件置于成形主體的兩個側(cè)面上，形成兩個陣列。因為最好是所述成形主體的兩個側(cè)面所處的熱環(huán)境是相同的，因此最好是所述加熱元件的兩個陣列以對于通過成形主體根部的中央平面基本對稱的方式設(shè)置。圖2-5顯示了位于成形主體各個側(cè)面上的五個加熱元件。實際上，加熱元件的第一和第二陣列各自可以包括更多或者更少的加熱元件。優(yōu)選所述加熱元件209，211，213，215，217，219，221，223，225和227的加熱功率可以單獨監(jiān)控、控制和調(diào)節(jié)。因此，在某些實施方式中，電源單元可以監(jiān)控通過各個加熱元件的電流，確定加熱元件是起作用的還是不正常工作的，加熱元件的加熱功率是否低于某一閾值水平，對所有的加熱元件的電流和/或加熱功率進行單獨的控制和調(diào)節(jié)。較佳的是，在某些實施方式中，所述加熱元件是基本線性的，平行于成形主體的根部。希望對所述線性加熱元件的水平排列進行精確的控制，保持側(cè)面加熱板從頂部到底部所需的溫度梯度。在某些實施方式中，209，211，213，215，217，219，221，223，225和227各自包括單獨的連續(xù)的電阻加熱元件。在其它的實施方式中，209，211，213，215，217，219，221， 223，225和227各自可以包括一個或多個串聯(lián)和/或并聯(lián)的電阻部件。如圖2-5的實施方式所示，加熱元件保持與側(cè)面加熱板緊密相鄰。因此，各個加熱元件主要負(fù)責(zé)對相鄰的側(cè)面加熱板的特定區(qū)域進行加熱。例如，加熱元件209和219分別主要調(diào)節(jié)第一側(cè)面加熱板203和第二側(cè)面加熱板207的底部區(qū)域，213和223主要負(fù)責(zé)對側(cè)面加熱板的中部區(qū)域進行加熱，217和227主要用來加熱側(cè)面加熱板的頂部區(qū)域。通過這樣的分段加熱配置能夠建立從側(cè)面加熱板的頂部到底部所需的熱梯度。所述加熱元件優(yōu)選放置在由絕熱壁231，233和235限定的外殼內(nèi)。所述加熱元件優(yōu)選設(shè)計成可以在加熱元件失靈的情況下，在組件中容易替換，而無需在生產(chǎn)過程中關(guān)停整個設(shè)備。一旦不正常工作的加熱元件被起作用的加熱元件替代，就希望所有加熱元件的加熱區(qū)域恢復(fù)正常操作方式。在圖2和圖4的示意圖所示的實施方式中，在每個相鄰的加熱元件之間沒有絕熱材料。因此，在側(cè)面加熱板中由兩個相鄰的加熱元件直接調(diào)節(jié)的區(qū)域(即多個加熱元件的視野之內(nèi)的區(qū)域)是重疊的。在某些實施方式中，可能希望或可能不希望有這樣的重疊。 一般來說，在所有其它的條件保持相同的情況下，將相鄰的加熱元件隔離可以獲得對側(cè)面加熱板中的熱梯度更好的控制能力。因此，在某些實施方式中，如圖3和圖5所示的實施方式，在第一和第二陣列中的兩個相鄰的加熱元件之間安裝了分隔壁301，303，305，307，309， 311,313 和 315。在某些實施方式中，為了保持成形主體頂部所需的溫度，最好是在放置成形主體的外殼的頂板上方安裝加熱元件。圖4和5顯示了包括加熱元件401和403的第三陣列的實施方式。因為非常希望成形主體頂部具有均勻的溫度，因此非常希望頂板205具有均勻的溫度。因此，優(yōu)選如圖4和圖5所示，不在頂部加熱元件401和403之間安裝分隔壁。最好是成形主體的頂面和側(cè)面未直接處于加熱元件的視野之內(nèi)。這是因為如果允許加熱元件直接對成形主體輻射加熱，則從頂部加熱元件到底部加熱元件的不連續(xù)的空間加熱功率分布會得到不良的輸送到成形主體頂面和側(cè)面的加熱功率分布曲線。 因此，直接從加熱元件看，安裝側(cè)面加熱板203和207是阻擋成形主體的。實質(zhì)上， 所述側(cè)面加熱板作為散熱片，提供了所需的加熱功率分布曲線。較佳的是，所述側(cè)面加熱板由耐火材料，例如SiC，Si3N4，SiO2, MgO和BeO，Pt及其合金制造，更優(yōu)選由具有高導(dǎo)熱系數(shù)的材料，例如SiC，Si3N4，鉬及其合金等制造。所述板的導(dǎo)熱系數(shù)越高，則需要所述板越薄， 以獲得所需的熱梯度。所述高的導(dǎo)熱系數(shù)允許使得對成形主體的側(cè)面進行加熱的板從頂部到底部形成連續(xù)的空間熱梯度?？梢詢?yōu)選將SiC或Si3N4板用于所述側(cè)面加熱板，該板的厚度最多為50毫米，在某些實施方式中最多為40毫米，在某些實施方式中最多為30毫米，在某些實施方式中最多為20毫米，在某些實施方式中最多為10毫米，在某些實施方式中最多為5毫米。 因為最好是成形主體的兩個側(cè)面202和204處于相同的熱環(huán)境中，因此最好是兩個側(cè)面加熱板203和207對于中央平面，例如通過成形主體的根部212的平面是對稱的。因此，所述兩個側(cè)面加熱板203和207優(yōu)選由相同的材料制造，具有相同的尺寸、幾何形狀，以及尺寸穩(wěn)定性和幾何形狀穩(wěn)定性。在某些實施方式中，希望頂板205(無論是否使用加熱元件的第三陣列對其進行加熱)由與側(cè)面加熱板203和207相同的材料制造。通過使用本發(fā)明的方法和設(shè)備，在某些實施方式中，在任意給定的時間，成形主體的第一和第二側(cè)面的厚度為5厘米的頂層內(nèi)的溫度梯度可以可保持在以下水平最多為 100°C，在某些實施方式中最多為80°C，在某些實施方式中最多為60°C，在某些實施方式中最多為50°C，在某些實施方式中最多為40°C，在某些實施方式中最多為30°C，在某些實施方式中最多為20°C，在某些實施方式中最多為10°C?！暗谝缓偷诙?cè)面的厚度為5厘米的頂層內(nèi)的溫度梯度”表示在沿著垂直于成形主體側(cè)面方向延伸的高度最大為5厘米、自側(cè)面區(qū)域起的直徑1厘米的假設(shè)的圓柱形樣品中的最大溫差。加熱元件失靈時的這種溫度梯度可以用最低表面溫度(即位于成形主體側(cè)面上的假設(shè)的圓柱形樣品的圓形頂面的溫度) 和最高中心部分溫度(即位于成形主體的本體內(nèi)的所述圓柱形樣品的圓形底面的溫度)表 通過使用所述第一和第二側(cè)面加熱板以及加熱元件的第一和第二陣列，所述成形主體的頂部和根部之間的溫差可以保持在DTTB-25°C至DTTB+25°C，其中DTTB是成形主體的頂部和根部之間的溫差的平均值，在某些實施方式中從DTTB-20°C至DTTB+20°C，在某些實施方式中從DTTB-15°C至DTTB+15°C，在某些實施方式中從DTTB-10°C至DTTB+10°C，在某些實施方式中從DTTB-50C至DTTB+5°C，在某些實施方式中從DTTB-2°C至DTTB+2°C。因此， 將成形主體的頂部和根部之間的溫差的浮動減至最小。對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，顯而易見的是在不偏離本發(fā)明的范圍和精神的情況下可以對本發(fā)明進行各種修改和變動。因此，我們的意圖是本發(fā)明覆蓋本發(fā)明的修改和變動， 只要這些修改和變動在所附權(quán)利要求及其等同方案的范圍之內(nèi)即可。
權(quán)利要求
1.一種使用成形主體通過溢流法制造玻璃片的方法，所述成形主體包括頂部、第一側(cè)面、以及在根部與所述第一側(cè)面結(jié)合的第二側(cè)面，所述方法包括使得熔融的玻璃從至少部分的第一側(cè)面溢流，形成第一玻璃帶，從至少部分的第二側(cè)面溢流，形成第二玻璃帶，在根部使得第一玻璃帶和第二玻璃帶熔合，形成第三玻璃帶，其中(A)用第一側(cè)面加熱板對第一側(cè)面進行輻射加熱，所述第一側(cè)面加熱板通過設(shè)置在所述第一側(cè)面加熱板后面的獨立監(jiān)控和控制的加熱元件的第一陣列進行加熱；(B)用第二側(cè)面加熱板對第二側(cè)面進行輻射加熱，所述第二側(cè)面加熱板通過設(shè)置在所述第二側(cè)面加熱板后面的獨立監(jiān)控和控制的加熱元件的第二陣列進行加熱；(C)對所述第一和第二陣列的加熱元件的加熱功率進行控制，使得如果第一和第二陣列中不正常工作的加熱元件的加熱功率降至某一閾值水平，則相鄰的起作用的加熱元件的加熱功率會增大，這樣在側(cè)面的一部分和側(cè)面的這部分之下的本體之間不會形成不良的熱梯度。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在任意給定的時間，所述第一和第二側(cè)面的厚度為5厘米的頂層中的溫度梯度保持在最多100°C的水平。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一和第二側(cè)面加熱板由SiC或 Si3N4制造，厚度最多為50毫米。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述加熱元件是基本線性的，平行于所述根部。
5.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述成形主體的頂部和根部之間的溫差保持在DTTB-25°C至DTTB+25°C，其中DTTB是成形主體的頂部和根部之間的溫差的平均值。
6.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，通過分隔板將所述加熱元件的第一和第二陣列中的加熱元件與相鄰的加熱元件隔開。
7.一種用于以熔合拉制法制造玻璃片的設(shè)備，所述設(shè)備包括(i)成形主體，該成形主體包括頂部、第一側(cè)面、在根部與所述第一側(cè)面結(jié)合的第二側(cè)( )鄰近所述第一側(cè)面的第一側(cè)面加熱板，其適合用來對所述第一側(cè)面進行輻射加熱。(iii)位于所述第一加熱板后面的加熱元件的第一陣列；(iv)鄰近所述第一側(cè)面的第二側(cè)面加熱板，其適合用來對所述第一側(cè)面進行輻射加熱。(ν)位于所述第二加熱板后面的加熱元件的第二陣列；(Vi)電源單元，其適合用來對加熱元件的第一和第二陣列中的加熱元件的加熱功率進行監(jiān)控、控制和調(diào)節(jié)，其包括控制模塊，如果相鄰的不正常工作的加熱元件的加熱功率減小到某一閾值水平，則該控制模塊會增大起作用的加熱元件的加熱功率。
8.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一和第二側(cè)面加熱板由SiC或Si3N4 制造，厚度最多為50毫米。
9.如權(quán)利要求7或8所述的設(shè)備，其特征在于，所述加熱元件是基本線性的，平行于所述根部。
10.如權(quán)利要求7或8所述的設(shè)備，其特征在于，通過分隔板將所述加熱元件的第一和第二陣列中的加熱元件與相鄰的加熱元件隔開。
全文摘要
一種用來通過熔合下拉法形成玻璃片的方法和設(shè)備，其中對加熱元件的加熱功率進行控制，使得如果一個加熱元件失靈，則相鄰的加熱元件的加熱功率就立刻增大。所述方法減小了由于加熱元件的失靈造成的成形主體所受到的熱應(yīng)力。
文檔編號C03B17/06GK102180587SQ20101058836
公開日2011年9月14日 申請日期2010年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月30日
發(fā)明者A·C·伯基, E·帕克, N·A·帕寧 申請人:康寧股份有限公司