CN103145317A - 一种光学玻璃备料用铂金装置 - Google Patents

Abstract

本发明的名称为一种光学玻璃备料用铂金装置。属于池炉连续熔炼用备料炉技术领域。它主要是解决现有单坩埚存在产生光性波动、影响均匀性、熔炼能力有限的问题。它的主要特征是：所述的坩埚为靴子形坩埚；坩埚内底部间隔设有左分割板、右分割板，将坩埚内底部分成相通的化料室、均化室和放料室；放料管位于放料室底部；坩埚化料室的上端口设有加料管，加料管管口高于坩埚上平面；位于均化室上方的坩埚上设有通气管、中分割板、放气孔。本发明具有既能实现连续的熔炼过程，有效地提高同容积下玻璃熔解能力和熔解效率，且产品均匀，良品率较高的特点，主要用于光学玻璃备料用连续式铂金熔炼装置。

Description

一种光学玻璃备料用铂金装置

技术领域

本发明属于池炉连续熔炼用备料炉技术领域，涉及一种光学玻璃备料用铂金装置，特别是涉及一种光学玻璃备料用连续式铂金熔炼装置。不仅能够提高同容积下单坩埚玻璃的熔炼效率,并且达到不间断熔炼效果，特别适用于光学玻璃熔炼过程中备料工序。

背景技术

随着光电产品市场的激烈竞争和发展，低成本地制造光学元件是每一个光学材料和光学元件制造商的目标。目前制造光学玻璃的方式主要有两种:池炉连续熔炼和单坩埚生产。池炉连续熔炼具有玻璃产量大、良品率高和生产成本较低的优点；单坩埚生产良品率相对较低，生产成本较池炉连续生产高，但它具有光学一致性好、更换牌号周期短等优点，适合小批量多品种生产。为了提高池炉的连续生产能力，通常采用备料的方式来解决粉料直接熔化效率较低的难题。熔制过程中加入备料玻璃，一方面可以增大池炉化料能力，另一方面能保证熔制出的光学玻璃光学性能稳定性。

目前光学行业采用的备料炉是通常的石英或铂金单坩埚熔炼装置，常见有单坩埚、子母坩埚装置；生产方式采用浇注和漏注。但是无论采用哪一种方式都是将原材料加入坩埚中熔炼、澄清、均化后，再将玻璃浇注或通过放料管放出。单坩埚装置一般由搅拌器2、坩埚1和放料管3组成，子母单坩埚熔炼装置仅阶梯形坩埚4与坩埚1形状及搅拌器2数量不同，如图1、图2所示，这两种生产装置有三个缺点：一是由于是单坩埚熔炼，每埚产品的质量会受到不同操作的影响而产生光性波动，影响玻璃的良品率；二是铂金坩埚在使用一段时间后，由于铂金与耐火材料膨胀率不同导致铂金坩埚底部变形出现较深的皱折，坩埚底部不平通常会使玻璃液在搅拌或通气时不易搅拌均匀，从而影响所备玻璃的均匀性；三是该装置在备料时由于每埚的熔炼时间较长，导致熔炼能力有限。

发明内容

本发明的目的就是针对上述不足之处而提供一种既能为高温粘度极小的镧系玻璃、无铅重火石类光学玻璃，也能为含铅的火石类、重火石类玻璃备料，实现连续的熔炼过程，有效地提高同容积下玻璃熔解能力和熔解效率，且产品均匀，良品率较高的光学玻璃备料用铂金装置。

本发明的技术解决方案是：一种光学玻璃备料用铂金装置，包括坩埚、放料管，其特征在于：所述的坩埚为靴子形坩埚；坩埚内底部间隔设有左分割板、右分割板，将坩埚内底部分成相通的化料室、均化室和放料室；放料管位于放料室底部；坩埚化料室的上端口设有加料管，加料管管口高于坩埚上平面；位于均化室上方的坩埚上设有通气管、中分割板、放气孔，通气管能从熔炉顶部深入均化室，放气孔可以有效排除坩埚内的剩余气体，保证坩埚内外的压力平衡。

本发明的技术解决方案中所述的坩埚的下端横截面呈半圆形、梯形、多边形状、或其组合形状，上部呈圆弧状，且上、下两部分紧密连接形成相对密闭结构。

本发明的技术解决方案中所述的坩埚与放料管焊接。

本发明的有益效果是：采用本发明的铂金熔炼装置，当原料连续不断地从加料管加入，粉料溶化后经均化室曲线流入放料室的坩埚底部，三个分隔板的作用加长了玻璃的流动距离，从而比传统的单坩埚备料均化效果更佳，不间断的连续投料提高了玻璃熔解效率。特别适合生产低粘度、易析晶的镧系光学玻璃和无铅重火石玻璃，或者含铅的火石玻璃和重火石玻璃。在进行玻璃融化时可根据玻璃的粘度适当增大或减小放料管直径，保证玻璃放料时的稳定性，提高玻璃良品率。

本发明克服了现有装置及设计的不足，使用少量的铂金，根据单坩埚设计原理，实现光学玻璃不间断连续熔化的效果，有效提高了原材料熔化效率及玻璃渣制备能力。本发明具有既能为高温粘度极小的镧系玻璃、无铅重火石类光学玻璃，也能为含铅的火石类、重火石类玻璃备料，实现连续的熔炼过程，有效地提高同容积下玻璃熔解能力和熔解效率，且产品均匀，良品率较高的特点。本发明主要用于光学玻璃备料用连续式铂金熔炼装置。

附图说明

图1是现有的单坩埚熔炼装置的示意图。

图2是现有的子母单坩埚熔炼装置的示意图。 

图3是本发明的铂金装置的示意图。

图4是本发明梯形坩埚的截面示意图。

图5是本发明多边形状坩埚的截面示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

本发明由靴子形坩埚5、加料管6、左分隔板7、通气管8、中分隔板9、放气孔10、右分隔板11、放料管3组成。本发明坩埚5的纵截面的形状虽然是矩形，但整体形状像靴子。

实施例1：

如图3所示，本发明的异形坩埚采用靴子状坩埚5，靴子状坩埚5的横截面是用圆弧密封的半圆或圆弧密封的多边形。

其中多边形横截面为半园形、矩形或其它形状。左分隔板7、中分隔板9、右分隔板11将整个坩埚分为熔化室14、均化室15及放料室16三部分，且三部分是连通的。当原料连续不断地从加料管6加入到熔化室14，原料熔化后玻璃液经均化室15曲线流入放料室16，从放料管3连续流出。由于三个分隔板的作用加长了玻璃的流动距离，从而比传统的单坩埚备料均化的更好，且不间断的连续投料提高了玻璃熔解效率。

特别是在生产低粘度、易析晶的镧系光学玻璃和无铅重火石玻璃时，或者含铅的火石玻璃和重火石玻璃，可减小放料管直径，增加玻璃出料稳定性，提高玻璃良品率。同时由于坩埚的底部面积大大小于具有相同容积的传统单坩埚底部面积，这样因铂金与耐火材料膨胀率不同导致的铂金坩埚底部变形问题得到了很好的解决，从而避免了坩埚底部不平造成玻璃均化不好而报废。通气管8可使用1~2 支，其中位于均化室15内的通气管8是必须设备，其作用是帮助气泡消除及均化玻璃液，即通过调节通气管8内气体流量，使均化室15内下部的玻璃液向上提升，有利于坩埚底部玻璃液中的气泡消除；同时在熔融玻璃进入均化阶段时向玻璃液内通入一定压力和流量的气体，气体进入玻璃液后受热急剧膨胀，向上逸出，带动玻璃液翻滚从而起到了搅拌器的作用，达到玻璃液均化的目的。此外，通入玻璃液中的气体可结合玻璃液中的小气泡，使小气泡变成大气泡从埚内逸出，从而起到消除小气泡的作用，搅拌器则没有这个功能。用于鼓泡的气体可以是空气或氧气，也可以是按一定比例混合的气体，可根据所生产的玻璃选用，以达到控制气氛，改进玻璃性能指标的目的。

放料管3由放料室底部垂直于底面引出，当采用垂直放料管时，玻璃液的落差大，使用的放料管3直径通常较小，适于生产比重大、高温粘度小，容易出现析晶的光学玻璃，如:镧系光学玻璃和无铅重火石玻璃、含铅火石玻璃和重火石玻璃等。放料管的管径可根据玻璃的粘度、比重及液相温度进行选择。玻璃出料时，通常采用直接对放料管通电的加热方法升温，也可以使用辅助加热方法，如使用金属加热元件、硅碳棒和碳化硅管等发热体加热。放料管的长度、内部直径、壁厚以及选用材料根据生产的不同光学玻璃牌号进行选择，以达到最佳效果。

实施例2：

如图4所示，本发明的异形坩埚采用梯形坩埚12，梯形坩埚12的横截面是梯形，其加料管、左、右及中分隔板、通气管、放气孔及和放料管设置方式同实施例1。

实施例3：

如图5所示，本发明的异形坩埚采用多边形坩埚13，多边形坩埚13的横截面是多边形状，其加料管、左、右及中分隔板、通气管、放气孔及和放料管设置方式同实施例1。

本发明的熔炼装置与玻璃液接触的部分最好由纯铂或锆强化铂金材料或铂合金制成。

本发明的通气管8可采用多种方式，如直管、直管下接鼓泡器等。

下面举两个用本发明的装置生产光学玻璃的实例。

实例1：

采用图3所示靴子形坩埚有效容积为10升的铂金熔炼装置，用于熔炼高温粘度较小的含铅火石或重火石光学玻璃，如F、ZF类光学玻璃。

将原料混合均匀后，连续加入熔炼装置内，在1250~1350℃熔化、澄清、均化，玻璃2~4小时后从坩埚内流出，每天出料量为200kg~300kg。而且制备出来的玻璃渣，光性波动范围在±100×10^-5，备料量比传统单坩埚高200%~400%。

实例2：

采用图3所示梯形坩埚有效容积为30升的铂金熔炼装置，用于熔炼、高温粘度小的镧系、环保无铅光学玻璃，如H-ZLaF类、H-ZF类光学玻璃。将原料充分混合后，加入熔炼装置内，在1250~1420℃熔化、澄清、均化，3~5小时后从坩埚内流出，每天出料量为300~500kg。制备出来的玻璃渣，光性波动范围在±150×10^-5，备料量比传统单坩埚高300%~500%。

Claims (3)

1.一种光学玻璃备料用铂金装置，包括坩埚、放料管（3），其特征在于：所述的坩埚为靴子形坩埚（5）；坩埚（5）内底部间隔设有左分割板（7）、右分割板（11），将坩埚（5）内底部分成相通的化料室（14）、均化室（15）和放料室（16）；放料管（3）位于放料室（16）底部；坩埚（5）化料室（14）的上端口设有加料管（6），加料管（6）管口高于坩埚（5）上平面；位于均化室（15）上方的坩埚（5）上设有通气管（8）、中分割板（9）、放气孔（10）。

2.根据权利要求1所述的一种光学玻璃备料用铂金装置，其特征在于：所述的坩埚（5）的下端横截面呈半圆形、梯形、多边形状、或其组合形状，上部呈圆弧状，且上、下两部分紧密连接形成相对密闭结构。

3.根据权利要求1或2所述的一种光学玻璃备料用铂金装置，其特征在于：所述的坩埚（5）与放料管（3）焊接。

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