CN101434452A - 超宽幅光学玻璃板材及其制造工艺和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超宽幅晶质、光学、工艺玻璃板材和制造工艺及其制造装置。该光学玻璃板材的幅宽≥800mm，目前最大幅宽可达3000mm。制造工艺包括顺序进行的配料、熔化炉熔化为玻璃液、均化料道经搅拌器搅拌均匀玻璃液、用模具成型为板材后在进入退火炉中板材退火步骤，还包括板材预成型步骤，均化后的玻璃液先在均化料道中展开，粗略成型，再进入模具精确成型、冷却定型。用本板材可以加工大尺寸的制品，极大地拓宽了光学玻璃的应用范围，尤其用作现代大型建筑物的装饰材料，前景广阔。

Description

超宽幅光学玻璃板材及其制造工艺和装置

技术领域

本发明涉及光学玻璃板材，具体涉及一种光学玻璃板材及其制造工艺和装置。

背景技术

光学玻璃(包括晶质玻璃、光学玻璃、工艺玻璃)其制品广泛用于生产、生活各领域，先制造出光学玻璃板材，再用板材加工制品。显然，板材的几何尺寸制约着制品的几何尺寸，现有的光学玻璃板材的幅宽通常在600mm以下，因而不能制造大尺寸的制品。

目前，光学玻璃板材的生产工艺是，将配料由熔化炉熔成玻璃液，经均化料道均化，再进入模具成型，最后经退火炉退火，即得板材。该工艺是流水作业，玻璃液从均化料道流入模具成型是一个动态过程，玻璃液在横向展开的同时也被模具冷却，如果模具的宽度太宽，玻璃液在横向展开时，尚未充满模具即被被冷却固化，成为废品。可见，现有工艺不可能生产出大宽幅的光学玻璃板材。

发明内容

本发明的目的，是提供一种超宽幅光学玻璃板材及其制造工艺和装置，板材幅宽超过800mm。

本发明是这样实现的：

一种超宽幅光学玻璃板材的幅宽≥800mm。

上述超宽幅光学玻璃板材的制造工艺，包括顺序进行的配料、熔化炉熔化为玻璃液、均化料道均化玻璃液、用模具成型为板材和在退火炉中板材退火步骤，还包括板材预成型步骤，均化后的玻璃液先在均化料道中展开，粗略成型，再进入模具精确成型、冷却定型。

所述均化料道均化玻璃液步骤进一步的步骤是：

①.将熔化的玻璃液恒温均化，恒温温度在1450℃～1350℃，即恒温均化段入口温度1450℃，出口温度1350℃；

②.将恒温均化后的玻璃液搅拌均化，均化温度在1300℃～1250℃，即搅拌均化锅入口温度1300℃，出口温度1250℃。

所述玻璃液在均化料道中展开时，其温度在1250℃～1100℃，即展开料道入口温度1250℃，出口温度1100℃。

上述超宽幅光学玻璃板材的制造装置，包括顺序布置的熔化炉、均化料道、成型摸具、退火炉，所述板材成型模具对应均化料道的出料口；所述均化料道具有顺序布置的恒温均化段和搅拌均化锅，搅拌均化锅内有螺旋搅拌器；所述搅拌均化锅的下游，设有板材预成型展开料道，该展开料道的宽度约等于板材宽度，展开料道的出口对应成型模具的进口，展开料道的进口设有活动闸板。

所述均化料道的炉壁是三层复合结构，具有由内向外顺序布置的铂金耐热层、电熔砖炉体层和保温层，炉壁内敷设有硅碳棒加热器；所述恒温均化道设有钼电极加热器。

所述螺旋搅拌器用电熔材料或金属材料制成。

所述闸板用电熔材料或金属材料制成。

所述螺旋搅拌器的表面包裹铂金防腐层。

所述搅拌均化锅是一个或多个，是多个时，可以是串联布置，也可以是并联布置，还可以是串并联布置。

所述成型模具有冷却装置。

本发明的有益效果是：

本发明采用上述工艺和装置，成功制造出超宽幅的光学玻璃板材，幅宽超过800mm，目前最大幅宽可达3000mm，用该板材可以加工大尺寸的制品，极大地拓宽了光学玻璃的应用范围，尤其用作现代大型建筑物的装饰材料，前景广阔。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

图1是本发明装置的一种结构示意图(2个搅拌均化锅串联布置)；

图2是图1的A—A视图。

图3是本发明装置的另一种结构示意图(2个搅拌均化锅并联布置)；

图4是图3的B-B视图。

图5是本发明装置的再一种结构示意图(3个搅拌均化锅串、并联布置)。

图6是本发明装置的又一种结构示意图(1个搅拌均化锅)。

具体实施方式

参见图1至图6：本光学玻璃板材制造装置包括顺序布置的熔化炉1、均化料道2、成型模具7、退火炉8四部分。四部分是连体结构，熔化炉1的出料口即均化料道2的进料口，均化料道2的出料口对应板材成型模具7的进口，成型模具的7出口对接退火炉3。

均化料道2具有顺序布置的恒温均化段12和搅拌均化锅10，搅拌均化锅10内有螺旋搅拌器4。均化料道2的炉壁是双层复合结构，内层用电熔砖砌筑而成，强度和耐火性能都很优越；外层用保温砖砌筑而成。

均化料道2的顶壁敷设有硅碳棒加热器5，通过辐射加热玻璃液，调节玻璃液温度。另外，在恒温均化段12内设有钼电极加热器3，插入玻璃液中直接加热玻璃液，使其温度保持恒定。搅拌均化锅10中有螺旋搅拌器4，用耐热钢制成，也可用电熔砖材料浇注制成。

搅拌均化锅10由多级均化锅串联构成，以保证均化充分。具体级数根据以下两个因素确定：

1.根据玻璃液的流量确定，板材的横截面积大，玻璃液的流量也大，均化锅串联级数就多，反之则少。

2.根据板材的质量要求确定，质量要求高的板材，均化度要求也高，串联级数就多，反之则少。

在均化料道2的尾部，布置有板材成型模具7，该成型模具7对应搅拌均化锅10的出料口。该出料口设有活动闸板6，用于控制板材的厚度。成型模具7内具有冷却介质通道11，冷却介质是空气或水。

为能制造超宽幅板材，本发明主要对均化料道2做了以下两点改进：

一是在搅拌均化锅10的下游增设了板材预成型展开料道9，该展开料道9的宽度约等于板材宽度，展开料道9的进口设有活动闸板6，展开料道9的出口对应成型模具7。相应地，加大了均化料道2的宽度尺寸。

二是末级搅拌均化锅10由单锅改成多锅并联，横向并列布置，同时向展开料道9供料，使玻璃液能够迅速展开成型。并联数量视板材宽度而定，板材宽度越大，数量越多。例如：板材宽度3000mm，可采用五至六锅并联；板材宽度1500mm，可采取三锅并联；板材宽度800～1200mm，可采取二锅并联；板材宽度小于800mm，则只用一锅，不必多锅并联。

本发明的工艺流程如下：

将配料在熔化炉1中熔化成玻璃液，经其出料口流入均化料道2的恒温均化段12，恒温均化，调节钼电极加热器3的功率，将恒温温度控制在1450℃～1350℃，即恒温均化段入口温度1450℃，出口温度1350℃；恒温均化后的玻璃液从恒温均化段12下部的出口进入第一级搅拌均化锅10，由螺旋搅拌器4搅拌均化，该螺旋搅拌器4正转，在搅拌的同时，也驱动玻璃液向上流动，经上部出口进入第二级搅拌均化锅10，由该级的螺旋搅拌器4持续搅拌，进一步均化，依次类推，直到进入多个并联的末级搅拌均化锅，由这些末级搅拌均化锅向预成型展开料道9同时供料，玻璃液在展开料道9中迅速展开。在上述过程中，通过调整展开料道9入口处的活动闸板6的高度，控制玻璃板材的厚度。搅拌均化的温度控制在1300℃～1250℃，即第一级搅拌均化锅的入口温度1300℃，末级搅拌均化锅的出口温度1250℃。玻璃液在展开料道9中展开时，其温度控制在1250℃～1100℃，即展开料道入口温度1250℃，出口温度1100℃。上述恒温均化、搅拌均化的温度控制是由自控系统对硅碳棒加热器5，钼电极加热器3的功率调节实现的。上述控制温度还应根据玻璃板材的成型温度灵活调整。

此时，玻璃液在展开料道9中已经粗略成型，只是其宽度尺寸精度还不合格。已经粗略成型的玻璃液再流入成型模具7，精确成型，同时被冷却定型，定型后进入退火炉8退火，最后根据用户的长度要求定尺裁剪，即得长、宽、厚度尺寸确定的玻璃板材。

上述工艺及装置可以制造晶质玻璃、光学玻璃或工艺玻璃等各种板材，在配料时按各自的配方配料，后续工艺步骤完全相同。

另外，在生产某些对玻璃液纯度要求很高的板材时，可以在均化料道2的内壁以及螺旋搅拌器4、活动闸板6、展开料道9的表面包铂金防腐层，防止因腐蚀降低玻璃液纯度。但要注意，如果配料中有与铂金发生化学反应的元素，则不能包铂金。

需要说明，玻璃液流动的动力来自其位差势能，熔化炉1和均化料道2中的恒温均化段12、搅拌均化锅10是连通器结构，熔化炉1中的玻璃液液位最高，下游装置的出口高度低于该液位，故玻璃液能向下游流动，螺旋搅拌器只是辅助驱动，它的主要功能是搅拌。

根据本发明权利要求所描述的技术方案，灵活调整均化料道的内部结构，即可制造出任意宽度、厚度的光学玻璃板材。

Claims (10)

1.一种超宽幅光学玻璃板材，其特征在于：该光学玻璃板材的幅宽≥800mm。

2.权利要求1所述超宽幅光学玻璃板材的制造工艺，包括顺序进行的配料、熔化炉熔化为玻璃液、均化料道均化玻璃液、用模具成型为板材和在退火炉中板材退火步骤，其特征在于：还包括板材预成型步骤，均化后的玻璃液先在均化料道中展开，粗略成型，再进入模具精确成型、冷却定型。

3.根据权利要求2所述的光学玻璃板材的制造工艺，其特征在于：所述均化料道均化玻璃液步骤进一步的步骤是：

①.将熔化的玻璃液恒温均化，恒温温度在1450℃～1350℃，即恒温均化段入口温度1450℃，出口温度1350℃；

②.将恒温均化后的玻璃液搅拌均化，均化温度在1300℃～1250℃，即搅拌均化锅入口温度1300℃，出口温度1250℃。

4.根据权利要求2所述的光学玻璃板材的制造工艺，其特征在于：所述玻璃液在均化料道中展开时，其温度在1250℃～1100℃，即展开料道入口温度1250℃，出口温度1100℃。

5.权利要求1所述超宽幅光学玻璃板材的制造装置，包括顺序布置的熔化炉、均化料道、成型摸具、退火炉，所述板材成型模具对应均化料道的出料口；所述均化料道具有顺序布置的恒温均化段和搅拌均化锅，搅拌均化锅内有螺旋搅拌器；其特征在于：所述搅拌均化锅的下游设有板材预成型展开料道，该展开料道的宽度约等于板材宽度，展开料道的出口对应成型模具的进口，展开料道的进口设有活动闸板。

6.根据权利要求5所述的超宽幅光学玻璃板材的制造装置，其特征在于：所述均化料道的炉壁是三层复合结构，具有由内向外顺序布置的铂金耐热层、电熔砖炉体层和保温层，炉壁内敷设有硅碳棒加热器；所述恒温均化道设有钼电极加热器。

7.根据权利要求5所述的超宽幅光学玻璃板材的制造装置，其特征在于：所述螺旋搅拌器、活动闸板用电熔材料或金属材料制成。

8.根据权利要求5或7所述的超宽幅光学玻璃板材的制造装置，其特征在于：所述螺旋搅拌器的表面有铂金耐热层。

9.根据权利要求5所述的超宽幅光学玻璃板材的制造装置，其特征在于：所述搅拌均化锅是一个或多个，多个搅拌均化锅串联布置，或并联布置，或串并联布置。

10.根据权利要求5所述的超宽幅光学玻璃板材的制造装置，其特征在于：所述成型模具有冷却降温装置。

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