CN108249739A - 熔炼装置和使用该装置熔炼玻璃的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种熔炼装置，包括坩埚及感应线圈，所述坩埚包括底板和筒体，所述筒体固定于所述底板上，所述筒体与所述底板形成一容纳腔用以盛放待熔炼的熔体，所述筒体开设容置槽，所述感应线圈容置于所述容置槽内。本发明还提供一种采用上述熔炼装置的玻璃熔炼的方法，所述玻璃熔炼的方法包括：将干燥后的玻璃原料投入熔炼装置中；将引燃剂投入熔炼装置中；继续投入干燥后的玻璃原料；点燃引燃剂；熔炼玻璃原料；导出熔融玻璃液。本发明的熔炼装置将感应线圈置于坩埚内，使感应线圈不再裸露在外，更加的安全；本发明的玻璃熔炼的方法，熔炼后的玻璃纯度更高，且不会产生空气污染物，同时可以连续加料，满足连续生产的要求。

Description

熔炼装置和使用该装置熔炼玻璃的方法

技术领域

本发明涉及熔炼技术领域，尤其涉及一种熔炼装置和使用该装置熔炼玻璃的方法。

背景技术

现有的熔炼装置在对熔体进行熔炼时，如对玻璃进行熔炼时，多数采用重油燃烧法、氢氧燃烧法、电加热法，采用上述方法在对玻璃进行熔炼的过程中会产生大量的空气污染物，如二氧化硫、硫化物、粉尘等，且使用上述方法的熔炼装置，将加热元件和熔池直接接触，会不可避免的污染玻璃，降低玻璃的纯度。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种改进的熔炼装置和使用该熔炼装置的玻璃熔炼的方法，其熔炼时，不会污染玻璃，且不会产生空气污染物。

本发明提供一种熔炼装置，包括坩埚及感应线圈，所述坩埚包括底板和筒体，所述筒体固定于所述底板上，所述筒体与所述底板形成一容纳腔用以盛放待熔炼的熔体，所述筒体开设容置槽，所述感应线圈容置于所述容置槽内。

进一步地，所述筒体还开设有凹槽，所述感应线圈一端穿过所述凹槽，并伸出所述筒体。

进一步地，所述熔炼装置还包括活塞，所述底板设置有通孔，所述活塞插入所述通孔用以封闭所述容纳腔的一侧，所述活塞拔出所述通孔用以导出盛放于所述容纳腔中的熔体。

进一步地，所述熔炼装置包括端盖，所述端盖位于所述筒体远离所述底板的一侧，所述端盖与所述筒体的间距为15mm-20mm。

进一步地，所述端盖上开设有观察口，所述观察口位于所述容纳腔的上方。

本发明还提供一种采用上述任意一项所述的熔炼装置的玻璃熔炼的方法，所述玻璃熔炼的方法包括：

将干燥后的玻璃原料投入熔炼装置中；

将引燃剂投入熔炼装置中；

继续投入干燥后的玻璃原料；

点燃引燃剂；

熔炼玻璃原料；

导出熔融玻璃液。

进一步地，所述玻璃原料的配比包括：SiO₂：50％-70％，AL₂O₃：8％-15％，Na₂O：10％-12％，B₂O₃：4％-10％，MgO：1％-1.5％，K₂O：1％-1.5％，BaO：2％-5％，其他氧化物含量不超过1.5％。

进一步地，所述引燃剂采用纯度达99.99％以上的铝和/或纯度达95％以上石墨，所述引燃剂的长度为所述熔炼装置中坩埚的筒体直径的50％-70％。

进一步地，所述“点燃引燃剂”包括：

调整感应线圈与坩埚位置，将感应线圈上端与引燃剂齐平；

点燃引燃剂，在引燃剂燃烧10s-1min后，控制感应线圈通电加热，并冷却所述筒体。

进一步地，所述“熔炼玻璃原料”包括：

在线圈通电5-6小时后，调整感应线圈和坩埚的相对位置，使感应线圈相对坩埚上下来回移动，感应线圈相对坩埚的移动速度为0.05-0.20mm/min；

冷却筒体，使得筒体温度处于80℃-150℃之间。

本发明的熔炼装置将感应线圈置于坩埚内，使感应线圈不在裸露在外，更加的安全。本发明的玻璃熔炼的方法，熔炼后的玻璃纯度更高，且不会产生空气污染物，同时可以连续加料，满足连续生产的要求。

附图说明

图1为本发明一实施例中的熔炼装置的立体示意图。

图2为图1所示的熔炼装置沿II-II线的剖面示意图。

图3为本发明一实施例中熔炼玻璃的方法的流程图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是仅仅本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请同时参阅图1和图2，本发明一实施方式中的熔炼装置100，用于熔炼熔体。所述熔炼装置100包括坩埚10、感应线圈20及端盖30。本实施方式中，所述熔炼装置100用于熔炼玻璃。可以理解，所述熔炼装置100并不限制于熔炼玻璃，还可熔炼其他熔体，如锆石等。

所述坩埚10包括底板11和筒体12。所述底板11大致为一方形板，其与外界固定，所述底板11用于承载所述筒体12，所述底板11的表面上的大致中心处贯穿开设有通孔111。所述筒体12大致为一中空圆柱体，所述筒体12连接于所述底板11的一侧。所述筒体12沿轴向贯穿开设有一容纳腔121。所述容纳腔121的中心轴线和所述通孔111的轴线大致重合。所述筒体12与所述底板11配合，用于盛放待熔炼的熔体。本实施方式中，所述筒体12采用耐火材料制成。

所述筒体12紧邻所述底板11的端面沿所述筒体12的轴向开设有容置槽122。所述容置槽122的纵截面大致呈方形，横截面大致呈环形。所述筒体12的外侧面上开设有凹槽123，所述凹槽123沿平行筒体12的轴线方向延伸至筒体12临近底板11的端部。所述凹槽123与所述容置槽122相连通，且所述凹槽123的轴向深度与所述容置槽122的轴向深度大致相同。本实施方式中，所述凹槽123的横截面大致呈锥形，所述凹槽123两侧的两个侧面124(即垂直底板11的两个面)朝向筒体12的中心轴线逐渐收缩。在本实施方式中，两个所述侧面124与筒体12的中心轴线共面。在其他实施方式中，容置槽122可以不贯穿筒体12的底面。

本实施方式中，所述坩埚10还包括一活塞112，其大致呈锥形状。所述活塞112在熔炼过程中插入所述通孔111，用于封闭所述容纳腔121的一侧；所述活塞112在熔炼过程结束后拔出所述通孔111，用于导出所述容纳腔121中的熔体。

可以理解，所述凹槽123的数量并不限制，其可为两个或两个以上。

所述感应线圈20大致呈螺旋状，其设置于所述坩埚10的容纳腔121内。所述感应线圈20的一端从所述容纳腔121伸出所述筒体12，所述感应线圈20的伸出端连接一机械升降设备(图未示)，所述机械升降设备用于控制所述感应线圈20在所述容置槽122内相对所述筒体12上升或下降。所述感应线圈20绕设于所述筒体12上的圈数为5-15圈，优选地，所述感应线圈20的圈数为8-12圈。本实施方式中，所述感应线圈20的圈数为8圈。本实施方式中，所述感应线圈20采用紫铜制成，其表面镀银并在镀银层外涂覆有绝缘漆。

所述端盖30位于所述筒体12远离所述底板11的一侧，所述端盖30与所述筒体12的间距为15mm-20mm。所述端盖30通过外部装置固定，所述端盖30用于阻挡熔炼过程中从所述筒体12内飞溅出的熔体。所述端盖30远离所述坩埚10的一侧朝向所述坩埚10开设有观察口31，所述观察口31位于所述容纳腔121的上方，用于观察熔炼过程中熔体的状态。本实施方式中，所述观察口31呈圆形。

可以理解，所述端盖30和所述观察口31不限于本实施方式中的圆形，还可以是其它形状，如三角形、方形等。

所述熔炼装置100的还包括冷却机构(图未示)。所述冷却机构采用风冷的冷却方式，用于冷却所述筒体12。在其他实施方式中，熔炼装置100也可不设置冷却机构，可采用外部冷却机构对熔炼装置进行冷却。

组装所述熔炼装置100时，将所述感应线圈20容置于所述筒体12的容置槽122内，使得所述感应线圈20缠设于所述筒体12内，将所述感应线圈20的一端从所述凹槽123穿出，并将所述筒体12与底板11固定连接，将所述端盖30设置于所述筒体12远离所述底板11的一侧，并使得所述端盖30与所述筒体12的间距为15mm-20mm。

请参阅图3，图3为本发明一实施方式中熔炼玻璃的方法的流程示意图。本发明还提供一种使用上述熔炼装置100熔炼玻璃的方法，其包括如下步骤：

S31，将干燥后的玻璃原料投入熔炼装置中。具体地，玻璃原料配比包括：SiO₂：50％-70％，AL₂O₃：8％-15％，Na₂O：10％-12％，B₂O₃：4％-10％，MgO：1％-1.5％，K₂O：1％-1.5％，BaO：2％-5％，其他氧化物含量不超过1.5％的配比，将玻璃原料均匀混合后投入熔炼装置的容纳腔内，直至玻璃原料达到容纳腔腔体高度的1/2。本实施方式中，采用烘干的干燥方法干燥玻璃原料。

S32，将引燃剂投入熔炼装置中。具体地，采用纯度达99.99％以上的铝和/或纯度达95％以上的石墨作为引燃剂，投入到熔炼装置中。本实施方式中，所述引燃剂为条状，引燃剂的长度为熔炼装置外壁直径的50％-70％。优选地，引燃剂的长度为熔炼装置外壁直径的60％。将条状引燃剂投入熔炼装置中时，先将引燃剂相互搭接成圆盘状并留有引线头以便后续点燃，再投入到熔炼装置中。

可以理解，引燃剂还可采用其他材质，例如钙、钠等材料，只要引燃剂和引燃剂的氧化物不包含玻璃熔炼过程中不需要的杂质成分即可。

S33，继续投入干燥后的玻璃原料。具体地，继续投入干燥后的玻璃原料的配比与步骤S31中投入的玻璃原料的配比一致，继续投入干燥后的玻璃原料完整覆盖引燃剂且覆盖层厚度在10-20mm之间，所述引燃剂的引线头露出覆盖层以便于引燃。优选地，覆盖层厚度在12-15mm之间。需要说明的是，两次投料过程中投入的玻璃原料的总量不超过熔炼装置中容纳腔容积的80％。

S34，点燃引燃剂。具体地，调整感应线圈与坩埚位置，将感应线圈上端与引燃剂齐平；点燃引燃剂，在引燃剂燃烧10s-1min后，控制感应线圈通电加热，并冷却所述筒体。

S35，熔炼玻璃原料。具体地，在线圈通电5-6小时后，调整感应线圈和坩埚的相对位置，使感应线圈相对坩埚上下来回移动，感应线圈相对坩埚的移动速度为0.05-0.20mm/min；冷却筒体，使得筒体温度处于80℃-150℃之间。

S36，导出熔融玻璃液。具体地，拔出活塞，将熔融的玻璃液从通孔处导出。

本发明的熔炼装置100将感应线圈20置于坩埚10内，使感应线圈20不再裸露在外，更加的安全。本发明的玻璃熔炼的方法，熔炼后的玻璃纯度更高，且不会产生空气污染物，同时可以连续加料，满足连续生产的要求。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围的内，对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围的内。

Claims (10)

1.一种熔炼装置，包括坩埚及感应线圈，所述坩埚包括底板和筒体，所述筒体固定于所述底板上，所述筒体与所述底板形成一容纳腔用以盛放待熔炼的熔体，其特征在于：所述筒体开设容置槽，所述感应线圈容置于所述容置槽内。

2.如权利要求1所述的熔炼装置，其特征在于：所述筒体还开设有凹槽，所述感应线圈一端穿过所述凹槽，并伸出所述筒体。

3.如权利要求1所述的熔炼装置，其特征在于：所述熔炼装置还包括活塞，所述底板设置有通孔，所述活塞插入所述通孔用以封闭所述容纳腔的一侧，所述活塞拔出所述通孔用以导出盛放于所述容纳腔中的熔体。

4.如权利要求1所述的熔炼装置，其特征在于：所述熔炼装置包括端盖，所述端盖位于所述筒体远离所述底板的一侧，所述端盖与所述筒体的间距为15mm-20mm。

5.如权利要求4所述的熔炼装置，其特征在于：所述端盖上开设有观察口，所述观察口位于所述容纳腔的上方。

6.一种采用权利要求1-5任意一项所述熔炼装置熔炼玻璃的方法，所述玻璃熔炼的方法包括：

将干燥后的玻璃原料投入熔炼装置中；

将引燃剂投入熔炼装置中；

继续投入干燥后的玻璃原料；

点燃引燃剂；

熔炼玻璃原料；

导出熔融玻璃液。

7.如权利要求6所述的熔炼玻璃的方法，其特征在于，所述玻璃原料的配比包括：SiO₂：50％-70％，AL₂O₃：8％-15％，Na₂O：10％-12％，B₂O₃：4％-10％，MgO：1％-1.5％，K₂O：1％-1.5％，BaO：2％-5％，其他氧化物含量不超过1.5％。

8.如权利要求6所述的熔炼玻璃的方法，其特征在于，所述引燃剂采用纯度达99.99％以上的铝和/或纯度达95％以上石墨，所述引燃剂的长度为所述熔炼装置中坩埚的筒体直径的50％-70％。

9.如权利要求6所述的熔炼玻璃的方法，其特征在于，所述“点燃引燃剂”包括：

调整感应线圈与坩埚位置，将感应线圈上端与引燃剂齐平；

点燃引燃剂，在引燃剂燃烧10s-1min后，控制感应线圈通电加热，并冷却所述筒体。

10.如权利要求9所述的熔炼玻璃的方法，其特征在于，所述“熔炼玻璃原料”包括：

在线圈通电5-6小时后，调整感应线圈和坩埚的相对位置，使感应线圈相对坩埚上下来回移动，感应线圈相对坩埚的移动速度为0.05-0.20mm/min；

冷却筒体，使得筒体温度处于80℃-150℃之间。