CN103214162B - 一种用于生产高强度超薄浮法玻璃的全电熔玻璃熔窑 - Google Patents
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Abstract
本发明属于超薄浮法玻璃生产装置，提出一种用于生产高强度超薄浮法玻璃的全电熔玻璃熔窑。提出的一种用于生产高强度超薄浮法玻璃的全电熔玻璃熔窑包括有熔化池（1）、导流室（5）、上升道（3）、均化澄清室（6）和工作室（4）；导流室（5）设置在熔化池（1）一侧的底面上；导流室（5）通过上升道（3）与均化澄清室（6）连通；上升道（3）与均化澄清室（6）之间为逐渐加宽的喇叭口结构；工作室（4）设置在均化澄清室（6）后部 ； 导流室（2）包括有底砖（11）、侧柱（8）、侧墙（7）和弓形碹（10）。本发明可以满足高强度超薄浮法玻璃生产的需要；并能够针对不同客户需求生产不同的玻璃品种，拓宽了电熔窑生产玻璃产品的范围。
Description
技术领域
本发明属于超薄浮法玻璃生产装置，主要涉及一种用于生产高强度超薄浮法玻璃的全电熔玻璃熔窑，为各种超薄功能玻璃板状化提供有利成型条件。
背景技术
特种功能的高强度超薄铝硅酸盐浮法玻璃及特殊要求的光学平板玻璃由于其较高的熔化温度和温粘反调角大，火焰炉熔化效果不理想，解决好特种功能平板玻璃的熔化和成型一直是业界研究的方向和热点。
高强度铝硅酸盐超薄浮法玻璃组分中Al2O3含量达到12~15%，Al2O3含量的提高极大地改善玻璃化学稳定性、提高玻璃硬度、抗弯强度，同时大幅提高玻璃高温粘度，必须采用高温熔化和高温澄清工艺才能使玻璃产品达到高档显示器的质量要求。全电熔玻璃熔窑与传统的火焰加热熔融炉相比有着很大的优势，由于利用玻璃液直接作为焦耳热效应的导电体，所以玻璃电熔化的热效率远高于火焰熔融炉，全部玻璃基本上都经历相同的加热过程，玻璃熔化均匀，供成型的玻璃液在成型性能上均匀得多，全电熔玻璃熔窑是熔化高强度铝硅酸盐超薄浮法玻璃最为有效的装置。
然而，由于高强度铝硅酸盐超薄浮法玻璃特殊组成造成其粘度高，表面张力大，气泡难以排出，普通电熔窑流液洞装置无法满足高温熔化和高温澄清的需要。目前几乎所有生产玻璃的电熔窑均采用流液洞装置。现有技术中流液洞的截面积较小，玻璃液通过时流速大，温度高，因此在高速和高温的条件下，玻璃液对流液洞侵蚀作用严重。在一个炉龄中，流液洞的使用年限直接决定整个窑炉的使用寿命。该部位的侵蚀、使用情况直接影响到玻璃质量是稳定。另外，电熔窑流液洞装置适合于器皿玻璃的生产，窄小流液洞致使玻璃的板宽和拉引量均受到限制，无法很好地满足高强度超薄浮法玻璃大批量生产。
近几年国内电熔窑发展迅猛，电熔窑生产特种功能浮法平板玻璃市场潜力很大，由于环保的要求越来越高，玻璃制品的质量要求也越来越高，玻璃企业采用电熔窑生产已经大势所趋。开发电熔窑生产高强度超薄浮法平板玻璃的方法更有利于促进特种功能浮法平板玻璃的广泛应用，为了解决现有技术存在的问题，提高电熔窑生产超薄浮法玻璃原板质量，使玻璃产品向大型化、功能化方面发展。
目前几乎所有生产玻璃的电熔窑均采用流液洞装置。现有技术中流液洞的截面积与熔化池的截面积之比为3/1000~15/1000, 流液洞洞宽×洞高（mm）范围为300×150~500×500，洞面积（m2）范围仅为0.045~0.25，一方面窄小流液洞致使玻璃的板宽和拉引量均受到限制，无法很好地满足高强度超薄浮法玻璃大批量生产；另一方面玻璃液通过窄小流液洞时流速大，玻璃液量少，本身热量少，高强度铝硅酸盐玻璃液的粘度随着温度的降低会急剧下降，导致玻璃液澄清不好，玻璃质量恶化，无法满足其使用性能的要求。
现有技术全电熔玻璃熔窑流液洞装置在熔化池底部，通过上升道与工作室连接。不单独设置均化澄清室，玻璃液的均化澄清过程与熔化过程在熔化池中同时进行，此结构仅适用于粘度随温度变化较为平缓的玻璃组分的熔制。如图（1）所示电熔窑流液洞装置，该结构不能适应高强度超薄浮法玻璃的生产。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提出一种用于生产高强度超薄浮法玻璃的全电熔玻璃熔窑。
为完成上述发明目的本发明采用如下技术方案：
一种用于生产高强度超薄浮法玻璃的全电熔玻璃熔窑，所述的全电熔玻璃熔窑包括有熔化池、导流室、上升道、均化澄清室和工作室,工作室用于连接浮法成型设备；所述的导流室设置在熔化池一侧的底面上；所述的导流室通过上升道与均化澄清室连通；所述的上升道为向上倾斜的结构；所述的上升道与均化澄清室之间为逐渐加宽的喇叭口结构，将均化澄清室的宽度设计为大于导流室的宽度，从而使流经均化澄清室的玻璃液的深度低于导流室内的玻璃液的深度；所述均化澄清室的宽度为导流室宽度的2~3倍，其目的是强制大部分玻璃熔体沿着均化澄清室的底面流动；玻璃液在流经均化澄清室的时候，由于玻璃液面很浅，从而提高了澄清的速度；所述的工作室设置在均化澄清室后部，且所述的工作室与均化澄清室位于同一个平面上，延长了均化澄清室，使玻璃液缓慢降温；所述的导流室包括有底砖、侧柱、侧墙和弓形碹；将导流室的底面设计为高于熔化池的底面，导流室的底面高于熔化池的底面200mm~300mm；导流室的底砖设置在熔化池底面上，所述底砖的高度为200mm~300mm；导流室的抬高，能起“热障”作用，控制和改善玻璃液的流动状态，大大提高玻璃的热稳定性和均匀性，提离玻璃质量和成型质量，并可以有效地阻止熔化池内玻璃液中的浮渣和沉渣进入均化澄清室，并有很好的初步澄清消泡作用，同时防止成分不均匀和部分未熔透的玻璃在导流室前沿炉底被玻璃液流带走，减少对该玻璃液流的有害作用，改进玻璃液沿熔炉深度上的熔化效果和均匀性，保证玻璃制品的成型质量；导流室的侧柱设置在多块所述底砖的两侧；所述的侧墙位于两个所述侧柱的外侧；所述弓形碹的两端连接两个所述的侧柱；所述弓形碹的最高点与熔化池的连接点处于熔化池高度的1/5~1/7处；增大导流室的纵切面即玻璃液通过面的面积，使导流室的纵切面面积与熔化池的横截面面积之比为1：10~20，使流经导流室的玻璃液增多，从而使玻璃液降温速率减慢，使得降温速率更适合于铝含量高的高强度超薄玻璃的热学性能要求和澄清均化要求；导流室与均化澄清室之间的所述上升道的宽度与导流室宽度一致，上升道倾斜角度为35°~70°，所述上升道的底面为由多个圆弧组成的起伏状底面；玻璃液在流经上升道的圆弧起伏状底面的过程中，可以有效阻止比重大的沉渣流向均化澄清室，玻璃液沿着具有一定倾斜角度的斜坡缓慢上升过程中进行初步澄清均化，有利于玻璃液中小气泡的排出。
增大导流室的纵切面即玻璃液通过面的面积，使导流室的纵切面面积与熔化池的横截面面积之比为1：10~20，导流室纵切面面积的增大使流经的玻璃液越均匀，玻璃液自身的热量散失越少，更有利于温粘反调角大的超薄高强度浮法玻璃的成型；从而有效解决玻璃液温度偏低的问题，更好的满足浮法玻璃的成型；同时，可减弱玻璃液流的紊流，为生产高质量的高强度超薄浮法玻璃提供均化、纯净、澄清的玻璃液；并可减缓玻璃液对导流室的冲刷腐蚀。
本发明提出的一种用于生产高强度超薄浮法玻璃的全电熔玻璃熔窑，可以满足高强度超薄浮法玻璃生产的需要；并能够针对不同客户需求生产不同的玻璃品种，拓宽了电熔窑生产玻璃产品的范围。
附图说明
图1为现有技术中电熔窑的结构示意图。
图2为本发明的结构示意图。
图3为图2的A-A剖面图。
图4为图2的B-B剖面图。
图中：1、熔化池，2、流液洞，3、上升道，4、工作室，5、导流室，6、均化澄清室，7、侧墙，8、侧柱，9、碹渣砖，10、弓形碹，11、底砖。
具体实施方式
结合附图和具体实施例对本发明加以说明：
该实施例以一座日熔化量为30吨玻璃液的六角形电熔窑为例，电熔窑总高为5380mm, 电熔窑窑宽5200 mm，电熔窑熔化池横截面积为17.576m2；
如图2、图3所示，一种用于生产高强度超薄浮法玻璃的全电熔玻璃熔窑，所述的全电熔玻璃熔窑包括有熔化池1、导流室5、上升道3、均化澄清室6和工作室4；所述的导流室5设置在熔化池1一侧的底面上；所述的导流室5通过上升道3与均化澄清室6连通；所述的上升道3为向上倾斜的结构；所述的上升道3与均化澄清室6之间为逐渐加宽的喇叭口结构，将均化澄清室6的宽度设计为大于导流室5的宽度，从而使流经均化澄清室的玻璃液的深度低于导流室内玻璃液的深度；所述均化澄清室6的平均宽度是导流室5宽度的2~3倍，其目的是强制大部分玻璃熔体沿着均化澄清室的底面流动；玻璃液在流经均化澄清室的时候，由于玻璃液面很浅，从而提高了澄清的速度；所述的工作室4设置在均化澄清室6后部，用于连接浮法成型设备，且所述的工作室4与均化澄清室6位于同一个平面上，延长了均化澄清室，使玻璃液缓慢降温；所述的导流室5包括有底砖11、侧柱8、侧墙7和弓形碹10；导流室的尺寸为：长2500 mm、宽1400mm、高900 mm；导流室底砖高200 mm、导流室侧柱高900 mm、弓形碹高175mm；将导流室5的底面设计为高于熔化池1的底面，导流室5的底面高于熔化池的底面200mm~300mm；导流室的底砖11设置在熔化池1底面上，该实施例中，所述底砖11的高度为200mm；导流室5的抬高，能起“热障”作用，控制和改善玻璃液的流动状态，大大提高玻璃的热稳定性和均匀性，提高玻璃质量和成型质量，并可以有效地阻止熔化池内玻璃液中的浮渣和沉渣进入均化澄清室，并有很好的初步澄清消泡作用，同时防止成分不均匀和部分未熔透的玻璃在导流室前沿炉底被玻璃液流带走，改进玻璃液沿熔炉深度上的熔化效果和均匀性，保证玻璃制品的成型质量；导流室的侧柱8设置在所述底砖11的两侧；所述的侧墙7位于两个所述侧柱8的外侧，所述的侧墙7用于分解弓形碹10顶部承受的玻璃液的重力，以延长弓形碹10的使用寿命；所述弓形碹10的两端连接两个所述的侧柱8；所述的弓形碹10最高点与熔化池1的连接点处于熔化池高度的1/5~1/7处；该实施例中，导流室弓碹形最高900 mm +175 mm=1075 mm，占电熔窑总高5380 mm的1/5；增大导流室的纵切面面积（纵切面为由底砖、侧柱及弓形碹所围成的面），电熔窑导流室纵切面面积为1.145 m2；导流室5的纵切面面积与熔化池的横截面面积之比为1：15，使流经导流室的玻璃液量增大，玻璃液降温速率减慢，使降温速率更适合于铝含量高的高强度超薄玻璃的热学性能要求和澄清均化要求。
导流室5与均化澄清室6之间的所述上升道3的宽度与导流室5宽度一致，上升道倾斜角度为35°~70°，所述上升道的底面为由多个圆弧组成的起伏状底面；玻璃液在流经上升道的圆弧起伏状底面的过程中，可以有效阻止比重大的沉渣流向均化澄清室，玻璃液沿着具有一定倾斜角度的斜坡缓慢上升过程中进行初步澄清均化，有利于玻璃液中小气泡的排出；该实施例中，上升道的倾斜角度为40度、长2000 mm、宽1400mm、高2500 mm；均化澄清室长2600 mm、宽3000 mm、高1200 mm；均化澄清室宽度3000 mm是导流室宽度1400mm的2.14倍
增大导流室的纵切面即玻璃液通过面的面积，使导流室的纵切面面积与熔化池的横截面面积之比为1：10~20，导流室纵切面面积的增大使流经的玻璃液越均匀，玻璃液自身的热量散失越少，更有利于温粘反调角大的超薄高强度浮法玻璃的成型；从而有效解决玻璃液温度偏低的问题，更好的满足浮法玻璃的成型；同时，可减弱玻璃液流的紊流，为生产高质量的高强度超薄浮法玻璃提供均化、纯净、澄清的玻璃液；并可减缓玻璃液对导流室的冲刷腐蚀。
Claims (1)
1.一种用于生产高强度超薄浮法玻璃的全电熔玻璃熔窑，其特征在于：所述的全电熔玻璃熔窑包括有熔化池（1）、导流室（5）、上升道（3）、均化澄清室（6）和工作室（4）；所述的导流室（5）设置在熔化池（1）一侧的底面上；所述的导流室（5）通过上升道（3）与均化澄清室（6）连通；所述的上升道（3）为向上倾斜的结构；所述的上升道（3）与均化澄清室（6）之间为逐渐加宽的喇叭口结构，将均化澄清室（6）的宽度设计为大于导流室（5）的宽度，从而使流经均化澄清室的玻璃液的深度低于导流室内的玻璃液的深度；所述均化澄清室（6）的宽度是导流室（5）宽度的2~3倍，其目的是强制大部分玻璃熔体沿着均化澄清室的底面流动，玻璃液在流经均化澄清室的时候，由于玻璃液面很浅，从而提高了澄清的速度；所述的工作室（4）设置在均化澄清室（6）后部，且所述的工作室（4）与均化澄清室（6）位于同一个平面上，延长了均化澄清室，使玻璃液缓慢降温；所述的导流室（5）包括有底砖（11）、侧柱（8）、侧墙（7）和弓形碹（10）；将导流室（5）的底面设计为高于熔化池（1）的底面，导流室（5）的底面高于熔化池的底面200mm~300mm；导流室的底砖（11）设置在熔化池（1）底面上，所述底砖（11）的高度为200mm~300mm；导流室的抬高，能起“热障”作用，控制和改善玻璃液的流动状态，大大提高玻璃的热稳定性和均匀性，提离玻璃质量和成型质量，并可以有效地阻止熔化池内玻璃液中的浮渣和沉渣进入均化澄清室，并有很好的初步澄清消泡作用，同时防止成分不均匀和部分未熔透的玻璃在导流室前沿炉底被玻璃液流带走，减少对玻璃液流的有害作用，改进玻璃液沿熔炉深度上的熔化效果和均匀性，保证玻璃制品的成型质量；导流室的侧柱（8）设置在多块所述底砖（11）的两侧；所述的侧墙（7）位于两个所述侧柱（8）的外侧；所述弓形碹（10）的两端连接两个所述的侧柱（8）；所述弓形碹（10）的最高点与熔化池（1）的连接点处于熔化池高度的1/5~1/7处；增大导流室的纵切面即玻璃液通过面的面积，使导流室的纵切面面积与熔化池的横截面面积之比为1：10~20，使流经导流室的玻璃液量增大，从而使玻璃液降温速率减慢，使得降温速率更适合于铝含量高的高强度超薄玻璃的热学性能要求和澄清均化要求；导流室（5）与均化澄清室（6）之间的所述上升道（3）的宽度与导流室（5）宽度一致，上升道（3）倾斜角度为35°~70°，所述上升道（3）的底面为由多个圆弧组成的起伏状底面；玻璃液在流经上升道的圆弧起伏状底面的过程中，可以有效阻止比重大的沉渣流向均化澄清室，玻璃液沿着具有一定倾斜角度的斜坡缓慢上升过程中进行初步澄清均化，有利于玻璃液中小气泡的排出。
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