电熔窑精澄清方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种适用电熔窑的精澄清方法与装置，在电熔窑上升道连接澄清池，保持玻璃液粘度小于１０２．０～１０３．０ｄＰａ.ｓ，澄清池面积为熔化池面积的２０～５０％，澄清池深度在３００～８００ｍｍ，澄清池后接减压罩，减压罩内的玻璃液粘度在１０３．０～１０４．０ｄＰａ.ｓ左右，使减压罩内气体分压小于玻璃液内气体分压，残存在玻璃液的气体溢出，减压罩之后连接供料道，经过供料道进一步降温调节，达到成型机或供料装置所需粘度，经本发明专利技术的精澄清的工艺和装置，玻璃制品的气泡直径小于０．２ｍｍ，气泡数量≤５个／１０００ｇ玻璃，达到光学玻璃熔化质量水平。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电熔窑玻璃熔化技术中的澄清方法及装置，该专利技术特别适合 硼硅玻璃、铝硅玻璃、低碱玻纤、电子显示玻璃等玻璃的生产，这些玻璃的 特点是粘度高及表面张力大，气泡很难从玻璃液内排除干净，因此在玻璃熔 化过程中很难获得满意的玻璃澄清质量，所以成形的玻璃制品外观呈现较多 气泡缺陷，通过本专利技术充分地解决了电熔窑熔化玻璃过程中的玻璃精澄清问 题，可以达到光学级玻璃气泡控制水平。
技术介绍
玻璃熔化是一个非常复杂的过程，它包括一系列物理化学反应。这些反 应的结果是使各种原料的机械混合物变成化学结合的均匀玻璃液。玻璃熔化 过程中有时还会产生许多缺陷如气泡、结石、条纹等，这些缺陷都是影响玻 璃质量的主要因素。玻璃液的澄清过程是玻璃熔化过程中极其重要的环节，它与玻璃制品质 量密切相关。在硅酸盐反应与玻璃形成过程中，由于配合料的分解、某些组 份的挥发、配合料的氧化还原反应、玻璃与气体介质以及与耐火材料的相互 作用等过程都会产生大量气体。其中大部分气体将从玻璃液逸出，剩余的部 分气体将溶解于玻璃液中并与其中某种成分重新形成化合物。因此，存在于 玻璃中的气体主要有三种状态，即可见气泡、溶解的气体、化学结合的气体。玻璃的澄清过程主要是排除可见气泡的过程，从形式上看，此过程是一 个简单的流体力学过程，实质上它是一个复杂的物理化学过程。影响玻璃澄 清主要因素有玻璃粘度和玻璃液气体分压有关。随着玻璃熔化技术的发展，玻璃的电熔化技术除在传统钠钙玻璃上得到 广泛应用，越来越多地在一些特种玻璃体系(如硼硅玻璃、铝硅玻璃、低碱 玻纤、电子显示玻璃)上得到广泛应用，这样解决了传统火焰炉熔解温度不 足的情况，同时降低烟尘排放量，但是玻璃电熔窑多以垂直熔化为主要特征， 即在电熔窑的熔化池内玻璃液是从上向下流动，而普通火焰玻璃池窑是以水 平熔化为主，玻璃内气泡澄清排出深度一般小于1米，而在电熔窑熔化过程中，熔化池的垂直高度一般在2米左右，在熔化池内配合料要完成硅酸盐形 成和玻璃形成，因为玻璃气泡排出方向是向上的，而玻璃液流方向是向下的， 两者方向相反，因此，会导致玻璃分解的气体和熔解的气体很难在电熔窑的 熔化池内排除干净，这是造成人们普遍认为电熔窑玻璃熔化质量不高的主要原因。目前，电熔窑的熔化工艺过程为配合料在熔化池内形成玻璃液，通过流 液洞和上升道进入水平供料道，再经过适当的温度调整，达到玻璃成形温度 (粘度)要求后即进行供料。致使玻璃液在熔化池内没有得到彻底澄清，直 接供给了成形机械，导致最终的玻璃制品内含有较多的小气泡，甚至是大气泡，主要原因在于玻璃液进入到供料道的粘度已经在1035—UdPa's左右，在此 玻璃粘度条件下，玻璃液内的气体排出是很困难的，所以在电熔窑熔化池内 没有得到充分澄清的玻璃气泡被永久地保留在玻璃中。为了更好地实现电熔窑玻璃澄清，达到高质量玻璃要求，本专利技术充分地 利用水平澄清池降低玻璃粘度，促进气泡排出；利用鼓泡装置和减压罩来降 低玻璃内气体分压，通过这些综合技术措施来实现玻璃精澄清要求。
技术实现思路
本专利技术目的在于，提供一种适用于电熔窑玻璃精澄清方法和装置，可以 实现电熔窑熔化高质量玻璃的要求，可以应用钠钙玻璃、铝硅玻璃、硼硅玻 璃、低碱玻纤、电子显示玻璃等体系，更好地服务于电子显示、生物工程、 光伏产业、玻璃纤维等领域所需高质量玻璃。本专利技术人进行了大量基础研究工作，结果发现普通的电熔窑的熔化方 法和装置很难将玻璃液内气泡排除千净，不能达到光学级玻璃气泡控制水平，光学级玻璃气泡控制水平要求气泡直径小于0.2mm，气泡数量小于5个/公 斤玻璃成品。本专利技术利用在供料道上设置浅澄清池提高玻璃熔化温度降低玻璃粘度， 利用鼓泡和减压罩来降低玻璃液中的气体分压。在这些方法以及装置的保障 前提下可实现玻璃的精澄清。4本专利技术提供适用于玻璃电熔窑的精澄清方法和装置是由连接于上升道的 澄清池、澄清池内的设置鼓泡装置，在澄清池后面的供料道上设置的减压罩 所组成的。澄清池面积为熔化池面积的20% 50%为宜，如果面积小于20%将得不到 有效澄清，如果面积大于50%玻璃液更新时间过长，澄清质量变差，另外浪费 能源。澄清池宽度为供料道宽度的1.5 3.0倍，深度控制在300 800mm，澄 清池的玻璃粘度控制在102 5dPa's左右，澄清池加热方式可以采用底插电极、 侧插电极、澄清池顶部辐射方式。澄清池内的鼓泡装置利用耐热喷嘴向熔化的玻璃液中鼓入气体，可促进 玻璃液的澄清和均化。溶解于玻璃液中的气体，可以扩散到鼓入的气泡中， 使之不断增大。利用喷嘴向玻璃液鼓入气泡吸收玻璃液中小气泡原理。同时 随着气泡的表面积增大，亦扩大了扩散面积，可加速玻璃液中的气泡扩散过 程。在玻璃液底层鼓入一定压力的气体，并控制气泡的大小和频率，该气体 在高温玻璃液内膨胀成气泡，逐渐上升扩大，最后在玻璃液面逸出，该过程 可带走较小的气泡，强化澄清过程。鼓泡作业可使用连续式或间歇式两种方法。减压罩是在澄清池后的供料道是设置的装置，该装置长度500 1500mm， 宽度与供料道相同，减压罩上部设有排气孔，减压罩材质是耐氧化、耐高温、 不污染玻璃液的材料。减压罩浸入玻璃液深度大于30mm为宜，此时减压罩内 玻璃粘度在10"dPsfS左右为宜，通过真空泵来控制减压罩内压力稳定，通过 真空计来测量，真空计表压在-100Pa -30000Pa，这样玻璃液内所含有的微 小气泡由于气体分压大于罩内气体分压，气体会从玻璃液中溢出。经减压罩澄清的玻璃液经过1000 2000mm长供料道的稳定和温度调节即 可进入到成形供料装置。本专利技术目的在于，提供一种适用于电熔窑玻璃精澄清方法和装置，可以 实现电熔窑熔化高质量玻璃的要求，可以应用钠钙玻璃、铝硅玻璃、硼硅玻 璃、低碱玻纤、电子显示玻璃等体系，更好地服务于电子显示、生物工程、 光伏产业、玻璃纤维等领域所需高质量玻璃。本专利技术进行了大量基础研究工作，结果发现普通的电熔窑的熔化工艺 (方法)和装置很难将玻璃液内气泡排除干净，不能达到光学级玻璃气泡控 制水平，光学级玻璃气泡控制水平要求气泡直径小于0.2mm，气泡数量小于 5个/公斤玻璃成品。本专利技术提供的电熔窑精澄清装置，依次包括熔化池、流液洞、上升道、供料道，其特征在于上升道、供料道之间设置带有加热装置的澄清池，该 澄清池内设有外接鼓泡装置的鼓泡管；澄清池之后的供料道内设置减压罩， 该减压罩外接有抽真空装置。进一步，澄清池面积为熔化池面积的20% 50%为宜，小于20%将得不到 有效澄清，大于50%获得不了玻璃液的有效更新和澄清效果。宽度为供料道的 1.5 3.0倍为宜，澄清池宽度为供料道宽度1.5倍以上，目的为了降低玻璃 液的流动速度，延长玻璃液在澄清池的滞留时间；控制澄清池宽度为供料道 宽度3.0倍以下，目的为了减小澄清池与供料道衔接处的死角区面积，保持 玻璃液适度的流动速度。澄清池深度控制在300 800mm，澄清池深度小于 300mm，会导致澄清池内玻璃液储存量较少，玻璃液澄清池内的澄清均化时间 不足，不能达到有效澄清效果；澄清池深度大于800mm,会导致澄清池池底玻 璃液温度过低，出现池底玻璃液滞留层，会影响玻璃条纹出现。进一步，减压罩长度500 1500mm，宽度与供料道相同本文档来自技高网...

【技术保护点】
电熔窑精澄清装置，依次包括熔化池、流液洞、上升道、供料道，其特征在于：上升道、供料道之间设置带有加热装置的澄清池，该澄清池内设有外接鼓泡装置的鼓泡管；澄清池之后的供料道内设置减压罩，该减压罩外接有抽真空装置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：田英良，孙诗兵，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]