CN108395075A - 用于抑制玻璃成分挥发的成型料管及成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明的名称为用于抑制玻璃成分挥发的成型料管及成型方法，属于光学玻璃熔制技术领域。它主要是解决现有漏料管用于粘度较小的氟磷玻璃成型存在成分挥发的问题。它的主要特征是：铂金材料漏料管从上到下分四段设置电极；在漏料管上段电极上设置有套管，最下端设置有管嘴碗；当玻璃从漏料管流出并达到预定的成型厚度后，抬升成型模具使管嘴碗下边缘抵近玻璃表面，并在管嘴碗外部加吹冷却气体加速玻璃液固化。本发明具有可以避免管嘴处析晶、加速玻璃液固化、有利于抑制成分挥发和改善氟磷玻璃产品内部挥发条纹的特点，主要用于粘度较小的氟磷玻璃的成型。

Description

用于抑制玻璃成分挥发的成型料管及成型方法

技术领域

本发明属于光学玻璃熔制技术领域，涉及一种用于抑制玻璃成分挥发的成型料管及成型方法，特别是一种用于抑制氟磷玻璃中氟化物挥发的漏料成型料管及成型方法。

背景技术

氟磷酸盐光学玻璃是一种低折射、低色散的特殊光学玻璃，可以消除二级光谱色差、提高光学镜头的成像质量，同时具有较低的软化点，可通过一次或二次压型制成非球面透镜，是生产高级数码产品的优良光学材料。但是，氟磷玻璃因含有大量氟化物成分而具有强烈的挥发性。

目前氟磷玻璃使用的成型料管和普通光学玻璃的漏料管相同。这种漏料管对于部分粘度较大的氟磷玻璃牌号成型可以满足成型要求，原因是大粘度的氟磷玻璃中往往氟化物含量较少，成分挥发程度较弱，同时大粘度玻璃的表面张力更大，有抑制含氟气体脱离玻璃表面的作用。但是，对于粘度较小的氟磷玻璃牌号，因氟含量更高、表面张力更小而使挥发更严重，现有的漏料管对于成型区的成分挥发没有抑制作用，在漏料成型时玻璃内部更易产生挥发条纹而造成生产良品率低下。

相对于大粘度氟磷玻璃牌号而言，小粘度氟磷玻璃因氟化物含量高而使成分挥发更严重，并且其析晶温度Lt也较高。在实际生产中为了保证玻璃液流经料管时和流出料管后不析晶，出炉温度需要设置较高，但较高的出炉温度会间接导致玻璃液流出料管时的温度更高、粘度更小、成分挥发更严重，此时减弱挥发最有效的方法就是在成型区加吹冷却气体，使玻璃液迅速固化。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种用于抑制玻璃成分挥发的成型料管及成型方法，用于解决粘度较小的氟磷玻璃因氟含量高（氟磷玻璃以外的其它玻璃一般不含氟）、表面张力更小而使挥发更严重，以及为避免在料管析晶而设置较高出炉温度间接导致玻璃液流出料管时的温度更高、粘度更小、成分挥发更严重的问题。

本发明成型料管的技术解决方案是：一种用于抑制玻璃成分挥发的成型料管，用于氟磷玻璃熔制，包括漏料管，其特征在于：所述漏料管采用铂金材料制成，从上到下分四段设置电极；在漏料管上段电极上设置有用于防止析晶的套管，在漏料管最下端设置有用于抑制成分挥发的管嘴碗。

本发明成型料管的技术解决方案中所述的管嘴碗由双层碗状铂金板构成，碗口向下，两层铂金板下部相连，内层铂金板上端焊接在漏料管下段电极上，内层铂金板上端向下延伸焊接在料管的最下端。

本发明成型料管的技术解决方案中所述的四段电极包括上段电极、上中段电极、下中段电极和下段电极；上段电极包括F1上电极片和 F1下电极片，上中段电极包括F2上电极片和F2下电极片，下中段电极包括F3上电极片和F3下电极片，下段电极包括F4上电极片和F4下电极片。

本发明成型料管的技术解决方案中所述的管嘴碗下边缘平齐于或低于漏料管最下端，且二者相对高落差D≤10mm。

本发明成型料管的技术解决方案中所述的套管套装在料管上，其上端焊接在埚底，下端焊接在F1上电极片上，可防止和解决出炉前料管内局部析晶的问题。

本发明成型方法的技术解决方案是：一种采用上述任一种成型料管用于抑制玻璃成分挥发的成型方法，其特征在于包括以下工艺操作步骤：

采用铂金材料制成的漏料管；漏料管从上到下分四段设置电极；在漏料管上段电极上设置有用于防止析晶的套管，在漏料管最下端设置有用于抑制成分挥发的管嘴碗；

当玻璃从漏料管流出并达到预定的成型厚度后，抬升成型模具使管嘴碗下边缘抵近玻璃表面，并在管嘴碗外部加吹冷却气体加速玻璃液固化。

本发明成型方法的技术解决方案中所述的管嘴碗由双层碗状铂金板构成，碗口向下，两层铂金板下部相连，内层铂金板上端焊接在漏料管下段电极上，内层铂金板上端向下延伸焊接在料管的最下端。

本发明成型方法的技术解决方案中所述的四段电极包括上段电极、上中段电极、下中段电极和下段电极；上段电极包括F1上电极片和 F1下电极片，上中段电极包括F2上电极片和F2下电极片，下中段电极包括F3上电极片和F3下电极片，下段电极包括F4上电极片和F4下电极片；套管套装在料管上，其上端焊接在埚底，下端焊接在F1上电极片上，可防止和解决出炉前料管内局部析晶的问题。

本发明成型方法的技术解决方案中所述的管嘴碗下边缘平齐于或低于漏料管最下端，且二者相对高落差D≤10mm。

本发明成型方法的技术解决方案中所述第步骤还可以为：当玻璃熔炼结束后，先开启下段电极电流，当漏料管下段温度显示在300℃以上时开启下中段电极电流，当漏料管下中段温度显示在600℃以上时开启上中段电极电流，当漏料管上中段温度显示在800℃以上时开启上段电极电流，当漏料管上段电极达到1100℃左右时，玻璃液就会从漏料管中流出，此时再逐渐回调各段电极电流使出料量和成型正常；当玻璃从漏料管流出并达到预定的成型厚度后，抬升成型模具使管嘴碗下边缘抵近玻璃表面，并在管嘴碗外部加吹冷却气体加速玻璃液固化。

为了减轻玻璃成型时的冲刷条纹，管嘴碗下边缘需要平行或低于漏料管最下端，通过对比试验，我们发现当二者相对落差D≤10mm可以较好解决冲刷条纹问题。

本发明既可以避免管嘴处析晶，又可以加速玻璃液固化，有利于抑制成分挥发，改善氟磷玻璃产品内部的挥发条纹。

附图说明

图1为实施例A的料管坩埚整体装配图。

图2为实施例A管嘴碗漏料剖视图。

图3为实施例A管嘴碗斜视图。

图4为实施例B管嘴碗剖视图。

图5为实施例C管嘴碗剖视图。

图中：1. 坩埚；2. 套管；3. F1上电极片；4. F1下电极片；5. F2上电极片；6. 漏料管；7. F2下电极片；8. F3上电极片；9. F3下电极片；10. F4上电极片； 11. F4下电极片；12. 管嘴碗；13. 玻璃。

具体实施方式

本发明一种用于抑制玻璃成分挥发的成型料管包括漏料管6、四段电极、套管2和管嘴碗12。其中，漏料管6采用铂金材料制成。四段电极从上到下分四段设置，包括上段电极、上中段电极、下中段电极和下段电极，上段电极包括F1上电极片3和 F1下电极片4，上中段电极包括F2上电极片5和F2下电极片7，下中段电极包括F3上电极片8和F3下电极片9，下段电极包括F4上电极片10和F4下电极片11。在漏料管6上段电极上方设置有用于防止析晶的套管2，在漏料管6最下端设置有用于抑制成分挥发的管嘴碗12。管嘴碗12由双层碗状铂金板构成，碗口向下，两层铂金板下部相连，内层铂金板上端焊接在F4下电极片11上，内层铂金板上端向下延伸焊接在料管6的最下端。管嘴碗12下边缘平齐于或低于漏料管6最下端，且二者相对高落差D≤10mm。套管2套装在料管6上，其上端焊接在坩埚1埚底，下端焊接在F1上电极片3上。

本发明用于抑制玻璃成分挥发的成型方法，包括以下步骤：

采用铂金材料制成的漏料管6；漏料管6从上到下分四段设置电极；在漏料管6上段电极上设置有用于防止析晶的套管2，在漏料管6最下端设置有用于抑制成分挥发的管嘴碗12；

当玻璃熔炼结束后，先开启下段电极电流，当漏料管下段温度显示在300℃以上时开启下中段电极电流，当漏料管下中段温度显示在600℃以上时开启上中段电极电流，当漏料管上中段温度显示在800℃以上时开启上段电极电流，当漏料管上段电极达到1100℃左右时，玻璃液就会从漏料管6中流出，此时再逐渐回调各段电极电流使出料量和成型正常；当玻璃从漏料管6流出并达到预定的成型厚度后，抬升成型模具使管嘴碗12下边缘抵近玻璃表面，并在管嘴碗12外部加吹冷却气体加速玻璃液固化。

采用铂金材料焊制所述抑制氟磷玻璃成分挥发的成型料管，并将其安装在铂金坩埚1底部，分四段电极设置，在F1电极上设置用于防止析晶的套管2，在料管最下端设置用于抑制成分挥发的管嘴碗12。为了避免冷却气体造成管嘴温度过低而产生析晶、延长管嘴碗12的热传导距离，将管嘴碗12设计成双层碗状铂金板结成，碗口向下，在两层铂金板中间（图中B区）填充硅纤棉由于内外层隔热，两层铂金板下部相连，内层铂金板上端焊接F4下电极片11，并且内层铂金板上端向下延伸焊接在料管的最下端，最后接好对应电极片，并在每段料管中部点焊铂铑高温热电偶，用于各段温度的监控。

当玻璃熔炼结束后，先开启F4电极电流，当F4温度显示在300℃以上时开启F3电极电流，当F3温度显示在600℃以上时开启F2电极电流，当F2温度显示在800℃以上时开启F1电极电流，当F1电极达到1100℃左右时，玻璃液就会从料管中流出，此时再逐渐回调各段电极电流使出料量和成型正常。当玻璃在模具中达到预定的成型厚度后，抬升成型模具使管嘴碗下边缘抵近玻璃表面，并在管嘴碗外部（图中C区）加吹冷却气体加速玻璃液固化。

加装管嘴碗的优点是在管嘴碗外部（图中C区）加吹冷却气体的同时可以保持管嘴碗12内部（图中A区）相对高温，既可以避免管嘴处析晶，又可以加速玻璃液固化。

以下提供本发明的实施例，其仅用于解释和说明的目的，并不限制本发明。

实施例A：

如图1、2、3，将管嘴碗12制作成圆弧形，管嘴碗12下边缘低于漏料管6最下端，其相对落差D设置为1.5mm。实施后可以有效抑制成分挥发、改善氟磷玻璃产品内部的挥发条纹，产品内部条纹级别稳定在C级以上、表面条纹深度由3mm变为0.1mm以下。

实施例B：

如图4，将管嘴碗12制作成圆锥形，管嘴碗12下边缘低于漏料管6最下端，其相对落差D设置为1mm。实施后可以有效抑制成分挥发、改善氟磷玻璃产品内部的挥发条纹，产品内部条纹级别稳定在C级以上、表面条纹深度由3mm变为0.3mm以下。

实施例C：

如图5，将管嘴碗12制作成圆锥形，管嘴碗12下边缘低于漏料管6最下端，其相对落差D设置为6mm。实施后可以有效抑制成分挥发、改善氟磷玻璃产品内部的挥发条纹，产品内部条纹级别稳定在C级以上、表面条纹深度由3mm变为0.4mm以下。

Claims (10)

1.一种用于抑制玻璃成分挥发的成型料管，用于氟磷玻璃熔制，包括漏料管（6），其特征在于：所述漏料管（6）采用铂金材料制成，从上到下分四段设置电极；在漏料管（6）上段电极上方设置有用于防止析晶的套管（2），在漏料管（6）最下端设置有用于抑制成分挥发的管嘴碗（12）。

2.根据权利要求1所述的一种用于抑制玻璃成分挥发的成型料管，其特征在于：所述的管嘴碗（12）由双层碗状铂金板构成，碗口向下，两层铂金板下部相连，内层铂金板上端焊接在漏料管（6）下段电极上，内层铂金板上端向下延伸焊接在料管（6）的最下端。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于抑制玻璃成分挥发的成型料管，其特征在于：所述的四段电极包括上段电极、上中段电极、下中段电极和下段电极；上段电极包括F1上电极片（3）和 F1下电极片（4），上中段电极包括F2上电极片（5）和F2下电极片（7），下中段电极包括F3上电极片（8）和F3下电极片（9），下段电极包括F4上电极片（10）和F4下电极片（11）。

4.根据权利要求1或2所述的一种用于抑制玻璃成分挥发的成型料管，其特征在于：所述的管嘴碗（12）下边缘平齐于或低于漏料管（6）最下端，且二者相对高落差D≤10mm。

5.根据权利要求3所述的一种用于抑制玻璃成分挥发的成型料管，其特征在于：所述的套管（2）套装在料管（6）上，其上端焊接在埚底，下端焊接在F1上电极片（3）上。

6.一种采用权利要求1至5中任一种成型料管用于抑制玻璃成分挥发的成型方法，用于氟磷酸盐玻璃生产过程中的漏料成型工序，其特征在于包括以下步骤：

采用铂金材料制成的漏料管（6）；漏料管（6）从上到下分四段设置电极；在漏料管（6）上段电极上设置有用于防止析晶的套管（2），在漏料管（6）最下端设置有用于抑制成分挥发的管嘴碗（12）；

当玻璃从漏料管流出并达到预定的成型厚度后，抬升成型模具使管嘴碗（12）下边缘抵近玻璃表面，并在管嘴碗（12）外部加吹冷却气体加速玻璃液固化。

7.根据权利要求6所述的一种用于抑制玻璃成分挥发的成型方法，其特征在于：所述的管嘴碗（12）由双层碗状铂金板构成，碗口向下，两层铂金板下部相连，内层铂金板上端焊接在漏料管（6）下段电极上，内层铂金板上端向下延伸焊接在料管（6）的最下端。

8.根据权利要求6所述的一种用于抑制玻璃成分挥发的成型方法，其特征在于：所述的；四段电极包括上段电极、上中段电极、下中段电极和下段电极；上段电极包括F1上电极片（3）和 F1下电极片（4），上中段电极包括F2上电极片（5）和F2下电极片（7），下中段电极包括F3上电极片（8）和F3下电极片（9），下段电极包括F4上电极片（10）和F4下电极片（11）；所述的套管（2）套装在料管（6）上，其上端焊接在埚底，下端焊接在F1上电极片（3）上。

9.根据权利要求6或7所述的一种用于抑制玻璃成分挥发的成型方法，其特征在于：所述的管嘴碗（12）下边缘平齐于或低于漏料管（6）最下端，且二者相对高落差D≤10mm。

10.根据权利要求8所述的一种用于抑制玻璃成分挥发的成型方法，其特征在于所述第步骤为：当玻璃熔炼结束后，先开启下段电极电流，当漏料管下段温度显示在300℃以上时开启下中段电极电流，当漏料管下中段温度显示在600℃以上时开启上中段电极电流，当漏料管上中段温度显示在800℃以上时开启上段电极电流，当漏料管上段电极达到1100℃左右时，玻璃液就会从漏料管（6）中流出，此时再逐渐回调各段电极电流使出料量和成型正常；当玻璃从漏料管（6）流出并达到预定的成型厚度后，抬升成型模具使管嘴碗（12）下边缘抵近玻璃表面，并在管嘴碗（12）外部加吹冷却气体加速玻璃液固化。