CN106565074A - 澄清段温度控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种澄清段温度控制装置及方法，包括外层的保温层和内层的加热砖，通过减薄外层的保温层来减小澄清段的相对温差；再利用内层的加热砖，通过对温度相对低的区域加载大功率，而温度相对高的区域加载小功率的方式，使澄清段的相对温差进一步减小，达到阻止铂金类熔解缺陷析出结晶的目的，实现生产过程中不良率的降低。

Description

澄清段温度控制装置及方法

【技术领域】

本发明属于液晶玻璃制造领域，具体涉及一种减小澄清段相对温差的装置及方法。

【背景技术】

TFT玻璃生产过程中，玻璃基板中的熔解缺陷的数量直接影响到其品质的优劣。在熔解缺陷中，铂金类缺陷是影响玻璃基板品质的重要因素之一，同时也是不可避免的熔解缺陷。铂金类缺陷的来源很多，主要可分为三大方面：第一，玻璃中的铂金遇冷析出或挥发后再结晶；第二，机械摩擦导致脱落；第三、玻璃原料中混入。一般的解决方法主要包括局部加热使温差减少、设计改进装置减少摩擦以及在与原料有接触的设备出口添加磁栅等。

通道澄清段玻璃液的温度是依靠法兰通入电流加热提高的，而法兰本身也具有一定的电阻，通入电流后温度也会提高。为了对法兰进行冷却，一般在澄清段两端的法兰根部设置有冷却循环水，降低其温度。然而，在对法兰进行冷却的同时，其根部区域的玻璃液温度也会随之降低；另外，由于澄清段铂金通道内玻璃液不是全部充满的，玻璃液面与上部的铂金通道壁有10～50mm的距离，因此存在一个气-固-液三相界。在此三相界处，由于气泡溢出和铂铑合金挥发程度不同导致饱和蒸汽压不同，进而导致澄清段各点的温度也不尽相同；此外，再加上升温段玻璃来料的温度低，这三个因素共同导致澄清段的玻璃液存在温差。其温度模拟分布图如图1所示。由于这种温度差的存在，玻璃液中的铂金类缺陷往往会在这个区域内析出结晶，部分铂铑合金结晶掉入玻璃液中，严重影响了玻璃基板的品质，因此这是一个亟待解决的问题。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种减小澄清段相对温差的装置以及一种具体的减小澄清段相对温差的方法。

本发明采用以下技术方案：

澄清段温度控制装置，包括上下对称设置在澄清段管道外的U型砖，所述U型砖的外部设置有保温层，所述U型砖包括设置在所述澄清段管道上部的第一U型砖和设置在所述澄清段管道下部的第二U型砖，所述第一U型砖与所述保温层之间设置有加热砖，通过所述加热砖和保温层控制所述澄清段上部温度。

进一步的，所述加热砖为烧结莫来石耐火材料。

进一步的，所述加热砖的宽度为10～20cm，依次排列在所述第一U型砖的外壁上。

进一步的，所述加热砖内设置有S型结构的加热装置。

进一步的，所述加热装置为铂金加热丝。

进一步的，所述铂金加热丝的负载功率为0～10kw。

进一步的，所述加热砖外部的保温层为两层结构。

进一步的，所述第二U型砖外部的保温层为四层结构。

一种澄清段温度控制装置使用方法，包括以下步骤：

S1：分别将第一U型砖和第二U型砖卡装在澄清段管道外壁，在第一U型砖上安装内部设置有加热装置的加热砖作为间接加热形成上部温度控制系统；

S2：在步骤S1所述加热砖上依次包裹第二保温层和第一保温层，在所述第二U型砖上依次包裹四层保温层；

S3：根据澄清段管道不同区域的温度控制加热砖的负载功率，当澄清段管道温度在1450～1550℃时，控制所述加热砖的负载功率为3～10kw；当澄清段管道温度在1600～1700℃时，控制所述加热砖的负载功率为0～3kw，阻止铂金类熔解缺陷的析出结晶。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明澄清段温度控制装置通过在澄清段管道外壁由内向外依次设置U型砖、加热砖和保温层，利用内层的加热砖作为间接加热系统，通过U型砖外层保温层差异降低澄清段圆形管上部与下部温差，配合外部保温层达到减少澄清段温差的目的整个装置结构简单，操作简便，有效控制澄清段上部温度，同时综合圆形管散热及直接加热特点(后半段温度高于前半段)，通过改进U型砖上下保温层后，通过加热砖灵活功率调整，进一步降低澄清段管道前后温差。

进一步的，选用烧结莫来石，其特点在于耐高温，不易变形，且材质不易对澄清铂金管道造成污染侵蚀。

进一步的，加热砖宽度10～20cm，依次排列在U型砖上，能够满足不同尺寸的需求，加热装置为S型结构，优点是加热均匀。

进一步的，加热丝选用铂金加热丝，铂金加热丝优点是其与通道主体的成分相同，在加热过程中即使存在挥发，对玻璃液的影响也较小，铂金挥发对澄清管道不易造成污染，负载功率设定为0～10kw，完全可以达到补偿澄清段温差的目的，利用铂金加热装置可以满足0～10kw功率设计要求；

进一步的，由于澄清段温度模拟得出在澄清段上部温差较为明显，根据实际施工便捷安装及缩小温差要求，加热砖设置在U型砖一侧，外面设置两层保温层，利于澄清段温度均匀性控制。

进一步的，将加热砖外层的保温层的由之前的五层减少为两层，通过减薄外层的保温层来减小澄清段的相对温差；再利用内层的加热砖，针对各段的温度区域加载不同的功率，使澄清段的温差进一步减小，降低了铂金在三相界处挥发析出的可能性。

本发明还公开了一种澄清段温度控制方法，通过调节间接加热系统，针对澄清段管道温度低的区域加载偏大的功率，而针对澄清段管道温度比较高的区域加载适当小些的功率，达到减少澄清段温差的目的，有利于澄清段加热均匀性，便于精细化地工艺管控。

综上所述，本装置利用外层的保温层和内层的加热装置，可以减小澄清段温差，使铂金类缺陷析出不具备温度条件，从而有效阻止了铂金类熔解缺陷的析出结晶。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

【附图说明】

图1为现有澄清段温度模拟分布图；

图2为本发明装置的侧面图；

图3为本发明装置的剖视图；

图4为本发明加热砖内部结构示意图。

其中：1.第二U型砖；1＇.第一U型砖；2.第四保温层；2＇.加热砖；3.第三保温层；4.第二保温层；5.第一保温层；6.铂金加热丝。

【具体实施方式】

如图2和图3所示，本发明的温差减小改进装置主要针对于澄清段，连接于升温段和降温段之间。包括上下对称设置在澄清段管道外的U型砖，所述U型砖的外部设置有保温层，U型砖包括第一U型砖1＇和第二U型砖1，所述第一U型砖1＇与保温层之间设置有加热砖2＇，通过所述加热砖2＇和保温层控制所述澄清段温度。其中，加热砖2＇的宽度约为10～20cm，依次排列于第一U型砖1＇的上部。

具体的，所述加热砖2＇外部的保温层为两层结构，依次包括第二保温层4和第一保温层5，第二U型砖1＇外部的保温层为四层结构，依次包括第四保温层2、第三保温层3、第二保温层4和第一保温层5。

其中，第四保温层2、第三保温层3、第二保温层4和第一保温层5采用不同热传导系数的保温材料制成，第四保温层2优选锆质空心球砖，第三保温层3和第二保温层4优选氧化铝空心球砖，第一保温层5为纤维板，加热砖2＇采用铝质烧结莫来石系列耐火材料制成。

请参阅图4所示，本发明在内层的加热砖2＇内部设置有S型的加热装置6，加热装置6通过间接加热系统进行加热，针对不同的温度区域可以选择加载不等的功率，从而可以提高澄清段局部温度，减小澄清段整体的相对温度差，加热装置6选用铂金丝加热丝做为间接加热系统(如铂金加热丝呈S型分布)，其最大负载功率为0～10kw。

本发明澄清段温差减小的实施方法是：

S1：分别将第一U型砖和第二U型砖卡装在澄清段管道外壁，在第一U型砖上安装内部设置有加热装置的加热砖作为间接加热系统；

S2：在步骤S1所述加热砖上由内向外依次包裹两层保温层，在所述第二U型砖上由内向外依次包裹四层保温层；

S3：根据澄清段管道不同区域的温度控制加热砖的负载功率，当澄清段管道温度在1450～1550℃时，控制所述加热砖的负载功率为3～10kw，当澄清段管道温度在1600～1700℃时，控制所述加热砖的负载功率为0～3kw，阻止铂金类熔解缺陷的析出结晶。

通过将外层的保温层由之前的五层更换为四层，通过减薄外层的保温层来减小澄清段的相对温差；然后利用内层的间接加热系统，针对温度低的区域加载偏大的功率，而温度比较高的区域加载适当小些的功率，从而进一步达到减少澄清段温差的目的。

实施例1：

一种澄清段温度控制方法，包括以下步骤：

S1：分别将第一U型砖和第二U型砖卡装在澄清段管道外壁，在第一U型砖上安装内部设置有S型结构铂金加热丝的加热砖作为间接加热系统，加热砖宽度为10cm；

S2：在步骤S1所述加热砖上由内向外依次包裹第二保温层和第一保温层，在所述第二U型砖上依次包裹第四保温层、第三保温层、第二保温层和第一保温层；

S3：根据澄清段管道不同区域的温度控制加热砖的负载功率，当澄清段管道温度在1450℃时，控制所述加热砖的负载功率为3kw；当澄清段管道温度在1600℃时，控制所述加热砖的负载功率为0kw，阻止铂金类熔解缺陷的析出结晶。

实施例2：

一种澄清段温度控制方法，包括以下步骤：

S1：分别将第一U型砖和第二U型砖卡装在澄清段管道外壁，在第一U型砖上安装内部设置有S型结构铂金加热丝的加热砖作为间接加热系统，加热砖宽度为15cm；

S2：在步骤S1所述加热砖上由内向外依次包裹第二保温层和第一保温层，在所述第二U型砖上依次包裹第四保温层、第三保温层、第二保温层和第一保温层；

S3：根据澄清段管道不同区域的温度控制加热砖的负载功率，当澄清段管道温度在1500℃时，控制所述加热砖的负载功率为6kw；当澄清段管道温度在1650℃时，控制所述加热砖的负载功率为1.5kw，阻止铂金类熔解缺陷的析出结晶。

实施例3：

一种澄清段温度控制方法，包括以下步骤：

S1：分别将第一U型砖和第二U型砖卡装在澄清段管道外壁，在第一U型砖上安装内部设置有S型结构铂金加热丝的加热砖作为间接加热系统，加热砖宽度为20cm；

S2：在步骤S1所述加热砖上由内向外依次包裹第二保温层和第一保温层，在所述第二U型砖上依次包裹第四保温层、第三保温层、第二保温层和第一保温层；

S3：根据澄清段管道不同区域的温度控制加热砖的负载功率，当澄清段管道温度在1550℃时，控制所述加热砖的负载功率为10kw；当澄清段管道温度在1700℃时，控制所述加热砖的负载功率为3kw，阻止铂金类熔解缺陷的析出结晶。

本发明应用于铂金通道澄清段温差的控制如下表所示

在没有采用本发明的改进装置前，澄清段两端法兰处的温度与中部温度最高点的差值为175℃左右，铂金类缺陷个数为0.05-0.2个/kg；采用上述改进装置后，澄清段两端法兰处的温度与中间温度差值减小到60℃左右，铂金类缺陷个数≤0.01-0.05个/kg，铂金类缺陷析出的现象明显得到改善。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (9)

1.澄清段温度控制装置，其特征在于：包括上下对称设置在澄清段管道外的U型砖，所述U型砖的外部设置有保温层，所述U型砖包括设置在所述澄清段管道上部的第一U型砖(1＇)和设置在所述澄清段管道下部的第二U型砖(1)，所述第一U型砖(1＇)与所述保温层之间设置有加热砖(2＇)，通过所述加热砖(2＇)和保温层控制所述澄清段管道上部温度。

2.根据权利要求1所述的一种澄清段温度控制装置，其特征在于：所述加热砖(2＇)为烧结莫来石耐火材料。

3.根据权利要求1所述的一种澄清段温度控制装置，其特征在于：所述加热砖(2＇)的宽度为10～20cm，依次排列在所述第一U型砖(1＇)的外壁上。

4.根据权利要求3所述的一种澄清段温度控制装置，其特征在于：所述加热砖(2＇)内设置有S型结构的加热装置(6)。

5.根据权利要求4所述的一种澄清段温度控制装置，其特征在于：所述加热装置(6)为铂金加热丝。

6.根据权利要求5所述的一种澄清段温度控制装置，其特征在于：所述铂金加热丝的负载功率为0～10kw。

7.根据权利要求1所述的一种澄清段温度控制装置，其特征在于：所述加热砖(2＇)外部的保温层为两层结构。

8.根据权利要求1所述的一种澄清段温度控制装置，其特征在于：所述第二U型砖(1＇)外部的保温层为四层结构。

9.一种澄清段温度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：分别将第一U型砖和第二U型砖卡装在澄清段管道外壁，在第一U型砖上安装内部设置有加热装置的加热砖作为间接加热形成上部温度控制系统；

S2：在步骤S1所述加热砖上由内向外依次包裹两层保温层，在所述第二U型砖上由内向外依次包裹四层保温层；

S3：根据澄清段管道不同区域的温度控制加热砖的负载功率，当澄清段管道温度在1450～1550℃时，控制所述加热砖的负载功率为3～10kw；当澄清段管道温度在1600～1700℃时，控制所述加热砖的负载功率为0～3kw，阻止铂金类熔解缺陷的析出结晶。