CN110590126B - 一种用于拉制柔性玻璃的电熔坩埚窑炉 - Google Patents

Abstract

一种用于柔性玻璃电熔坩埚窑炉，属于熔化窑炉技术领域，包括窑炉本体，窑炉本体包括由前向后依次连通的的熔化室、澄清室及成型室，熔化室的上端设置有加料口及观察孔，成型室的下端设置有出料槽，熔化室、澄清室及成型室的内部都设置有温度检测装置与加热装置，熔化室与澄清室之间设置有连通二者的流液道；流液道的上方设置有冷却通道；流液道的底部设置有第二热电偶；澄清室与成型室之间设置有气流隔离装置。本发明实现了玻璃液温度可控可调，为拉制柔性玻璃创造了条件，保证了拉制出的柔性玻璃质量，有利于节约资源及实现能源的高效利用，具有很好的实用价值。

Description

一种用于拉制柔性玻璃的电熔坩埚窑炉

技术领域

本发明属于熔化窑炉技术领域，涉及一种制造柔性玻璃的坩埚炉，具体为一种用于拉制柔性玻璃的电熔坩埚窑炉。

背景技术

玻璃熔化窑炉是制造玻璃的一种主要热融化设备，玻璃窑炉的设计结构直接影响着玻璃成型，对玻璃的制造质量起着关键的作用，同时窑炉的好坏对环境也有着不可忽视的影响。柔性玻璃本身很薄，具有较好的柔韧性，这就使得柔性玻璃在熔化阶段时对窑炉的要求非常高。现有的柔性玻璃电熔窑炉在工作时会出现玻璃温度不均匀且玻璃温度波动较大的现象，这就导致了柔性玻璃在拉制过程中出现速度不稳、厚薄不均匀、有气泡、断板等情况的出现，降低了柔性玻璃的质量与产量。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明设计提供了一种用于拉制柔性玻璃的电熔坩埚窑炉，解决了柔性玻璃厚薄不均匀、有气泡、断板等质量差且不符合环保要求的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种用于拉制柔性玻璃的电熔坩埚窑炉，包括由窑炉底砖、窑炉侧砖及窑炉盖砖围成的窑炉本体，所述的窑炉本体包括由前向后依次连通的熔化室、澄清室及成型室，所述的熔化室的上端设置有加料口，所述的成型室的下端设置有出料槽，所述的熔化室、澄清室及成型室的内部都设置有温度检测装置与加热装置，关键是：所述的熔化室与澄清室之间设置有连通二者的流液道；所述的流液道的上方设置有冷却通道；所述的流液道内设置有第二热电偶；所述的澄清室与成型室之间设置有气流隔离装置，

所述的气流隔离装置包括设置于澄清室与成型室之间窑炉底砖上的挡流砖、设置于挡流砖上方的可升降的气流隔离板，

所述的熔化室工作温度为1350℃至1500℃，所述的澄清室工作温度为1150℃至1250℃，所述的成型室工作温度为1050℃至1150℃。

所述的熔化室为多边形结构，所述的熔化室内部的加热装置包括设置于不相邻的窑炉侧砖内壁中部的电极板，设置于窑炉盖砖上且具有升降自由度的硅碳棒。

所述的熔化室上方还设置有观察孔；所述的熔化室内的温度检测装置为设置于熔化室底部的第一热电偶。

所述的熔化室的窑炉底砖高于澄清室的窑炉底砖20-50mm；所述的流液道与水平面呈5-15度角设置。

所述的澄清室包括贯通顶部的测温孔，所述的澄清室内的加热装置包括设置于窑炉盖砖内侧的硅碳棒以及设置于窑炉侧砖内壁中部的电极板；所述的硅碳棒具有上下移动的自由度。

所述的成型室内的温度检测装置包括设置于窑炉本体末端的第三热电偶，所述的成型室中的加热装置包括设置于成型室周围窑炉侧砖壁外的碳化硅均热板、设置于碳化硅均热板外的U型硅碳棒。

所述的成型室还包括设置于成型室内部的搅拌装置。

所述的电熔坩埚窑炉还包括设置于窑炉本体外的耐火层、设置于耐火层外的纤维板层、设置于纤维板层外的保温棉层、设置于保温棉层外的钢板。

本实用发明的有益效果是：通过在熔化室与澄清室之间设置流液道，在流液道上方设置冷却通道，能够保证熔化室内的玻璃液在经过流液道进入澄清室内时温度能够从1350℃至1500℃降至澄清室的工作温度范围；在澄清室与成型室之间设置挡流砖与具有上下移动自由度的气流隔离板能够避免澄清室内的玻璃液与成型室内玻璃液的温度发生交换、干扰，间接达到了调整澄清室与成型室之间温度的作用。

熔化室与澄清室内加热装置的设置能够使熔化室内的玻璃液均匀受热熔化。成型室内的碳化硅均热板与U型硅碳棒的设计能够保证成型室内横向与纵向的玻璃液温度的一致性，对成型室内玻璃液温度起到微调的作用。成型室内的搅拌装置的设置能够对成型室内的玻璃液进行间歇式搅拌，既能促进整个成型室内的玻璃液温度趋于均匀，又能有效消除玻璃液在成型室死角的堆积与析晶。

流液道上冷却通道与气温隔离装置的设置实现了玻璃液进入窑炉本体的下一腔室前的温度的调控，保证了熔化室、澄清室与成型室内玻璃液温度的均匀，缩小了各腔室内玻璃液温度的波动幅度，避免了柔性玻璃拉制过程中速度不稳、厚薄不均匀、气泡、断板等情况的出现，为拉制柔性玻璃创造了条件，保证了拉制出的柔性玻璃质量。

另外，本发明在窑炉本体外设置了多层保温层，具有良好的保温效果，减少了热量的损失，有利于节约资源及实现能源的高效利用，在节能环保上有着很好的示范作用。

附图说明

图1是本发明的正向剖视图；

图2是本发明的俯视图；

图3是本发明熔化室部分正向剖视图；

图4是本发明流液道部分结构示意图；

图5是本发明成型室部分正向剖视图；

图6是本发明成型室部分俯视图；

图7是本发明搅拌装置结构示意图。

图中，1、窑炉本体，2、耐火层，3、纤维板层，4、保温棉层，5、钢板，6、熔化室，7、澄清室，8、成型室，9、主加料孔，10、辅助加料孔，11、观察孔，12、硅碳棒，13、电极板，14、流液道，15、冷却通道，16、第二热电偶，17、测温孔，18、气流隔离装置19、搅拌装置，20、碳化硅均热板，21、U型硅碳棒，22、第三热电偶，23、漏板，24、挡流砖，25、第一热电偶。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做详细说明：

具体实施例，如图1至图7所示，一种用于拉制柔性玻璃的电熔坩埚窑炉，包括由窑炉底砖、窑炉侧砖及窑炉盖砖围成的窑炉本体1，所述的窑炉本体1包括由前向后依次连通的熔化室6、澄清室7及成型室8，所述的熔化室6的上端设置有加料口，所述的成型室8的下端设置有出料槽23，所述的熔化室6、澄清室7及成型室8的内部都设置有温度检测装置与加热装置，其特征在于：所述的熔化室6与澄清室7之间设置有连通二者的流液道14；所述的流液道14的上方设置有冷却通道15；所述的流液道14内设置有第二热电偶16；所述的澄清室7与成型室8之间设置有气流隔离装置。

本发明的仅适用于柔性玻璃的拉制工艺，对其他类型的玻璃并不适用。

为了使熔化完成的熔化室6内的玻璃液顺利流入澄清室7中，防止玻璃液发生回流，熔化室6的窑炉底砖高于澄清室7的窑炉底砖20-50mm，本实施例中，将二者之间高度差设置为30mm。为了使熔化室6内的玻璃液能够平稳的流入澄清室7内，在熔化室6与澄清室7之间设置流液道14。进一步的，流液道14与水平面之间的角度为5-15度，本实施例中，将流液道14与水平面之间的倾斜角度设置为8度。

经过多次实验验证，要想拉制出高质量的柔性玻璃，窑炉本体内不同的腔室具有不同的最佳工作温度范围：熔化室6的工作温度为1300℃至1500℃，澄清室7的工作温度为1150℃至1250℃，成型室8的工作温度为1050℃至1150℃。柔性玻璃拉制成功的关键因素在于对各个腔室内玻璃液温度的严格控制，当玻璃液从一个腔室流入另一腔室时，将玻璃液的温度调整至即将流入的腔室的工作温度即可保证该腔室内的玻璃液温度的波动幅度在工作温度范围内，以此来避免拉制过程中速度不稳、厚薄不均匀、气泡、断板等情况的出现。

本发明中，熔化室6的最低工作温度与澄清室7的最高工作温度差值为100度，为了保证流入澄清室7内的玻璃液的温度在澄清室7的工作温度范围内，在流液道14内设置第二热电偶16，本实施例中，将第二热电偶设置于流液道14的底部，检测经过流液道14的玻璃液的温度，在流液道14上方设置冷却通道15实现流液道14处玻璃液的温度控制。冷却通道15上设置了多种冷却方式，例如鼓风冷却、水冷。当流经流液道14的玻璃液温度高于澄清室7的工作温度时，冷却通道15通过鼓风冷却给玻璃液降温，当鼓风冷却无法满足降温需要时，可通过增加水冷的方式给玻璃液适当降温。

澄清室7内的最低工作温度与成型室8内的最高工作温度相同，因此，不需要设置降温机构，但为了保证澄清室7内的玻璃液的温度高于最低工作温度时不与成型室8内的玻璃液相接触发生温度交换，在澄清室7与澄清室8之间的窑炉地砖上设置挡流砖24，为了进一步避免澄清室7温度与成型室8温度之间相互干扰，在澄清室7与成型室8之间设置气温隔离板18。为了使气温隔离板18适应不同的温度情况，令气温隔离板18具有上下移动的自由度。

本实施例中，为了方便向熔化室6内添加玻璃原料，在窑炉本体上端设置主加料孔9、辅助加料孔10，辅助加料孔10的直径小于主加料孔9的直径。辅助加料孔10的数量为2个，分别设置于主加料孔9的两侧。另外，为了方便观察玻璃原料在熔化室6内的熔化情况，在熔化室6的顶部设有观察孔。

为了方便在熔化室6内设置电极板13，也为了尽可能的减少熔化室6的热量损失，本发明将熔化室6设置为六边形结构。

为了使电力线均匀分布，也为了使熔化室6中的玻璃原料均匀熔化避免出现熔化死角，提高融化效率，在熔化室6不相邻的窑炉侧砖内壁中部设置电极板13。本实施例中，设置的电极板13的数量为3块，电机板13具体为板状钼电极，使三块电极板13呈120°排列设置于不相邻的三面窑炉侧砖内壁的中部。

在烤窑前期，为了使熔化室6与澄清室7中的玻璃原料均匀受热，在熔化室6与澄清室7的顶部均匀布置硅碳棒12。为了在玻璃达到熔融状态可以导电时能够方便撤离硅碳棒12，所述的硅碳棒12具有升降自由度。

为了检测熔化室6内玻璃液的温度，在熔化室6内设置第一热电偶25，本实施例中，将第一热电偶25设置于熔化室6的底部。

为了方便检测澄清室7内的温度，在澄清室7的顶部设置贯通的测温孔17，向测温孔17中安装测温热电偶以检测澄清室7内的温度。

为了增加窑炉本体的日熔化量，也为了避免澄清室7内的玻璃液因温度过低或不稳定发生沉淀、析晶，在澄清室7的顶部均匀设置有硅碳棒12，在澄清室7两侧的窑炉侧砖的内壁中部设置电极板13，使澄清室7既可以熔化玻璃原料，也能够调节从熔化室6流入澄清室7的玻璃液的温度。为了在玻璃达到熔融状态可以导电时能够方便撤离硅碳棒12，所述的硅碳棒12具有升降自由度。

为了检测成型室8内的玻璃液温度的波动情况与不同横向位置处的玻璃液的温度情况，在成型室8内设置第三热电偶22。本实施例中设置4个第三热电偶22，并将其以四个安装点围成长方形的位置关系安装于窑炉本体末端。

为了实现成型室8内温度可调、保证成型室8内不同高度的玻璃液温度均匀，在成型室8的3个窑炉侧转的砖壁外敷设3块碳化硅均热板20，本实施例中，碳化硅均热板20的厚度为10mm，紧贴碳化硅均热板20设置6个U型硅碳棒21。碳化硅具有良好的热稳定性和导热性，敷设碳化硅均热板20能够保证成型室8内的玻璃液温度均匀。U型硅碳棒21的控制方式有多种，本实施例中通过连接外部的恒温温度控制仪进行控制，实现U型硅碳棒21单独加热的功能，能够对两侧玻璃液温度进行横向调整，保证了玻璃液温度的横向一致性，实现对成型室8内玻璃液温度辅助微调的功能。

为了促使整个成型室8内玻璃液温度均匀、有效消除玻璃液在成型室8死角处的堆积、析晶，在成型室8内设置搅拌装置19，通过外部控制来控制搅拌装置19的启动、停止与搅拌的速度。本实施例中在成型室8内均匀设置有3台搅拌装置19，通过连接外部的伺服电机控制搅拌装置19进行间歇式搅拌，对玻璃液进行搅拌均化。

为了使本坩埚窑炉具有良好的保温效果，减少了热量的损失，在窑炉本体1外设置了耐火层2、纤维板层3、保温棉层4等多层保温层。

本发明的工作过程是：将玻璃原料通过熔化室6顶端的加料孔送入坩埚窑炉内，为了增加柔性玻璃窑炉本体1的日熔化量，澄清室7可与熔化室6同时对玻璃原料进行熔化工作。玻璃原料加入完成后，通过熔化室6与澄清室7顶部均匀排列的硅碳棒12对玻璃原料进行加热，待到玻璃原料达到熔融状态，玻璃液会起到导电作用，此时，改用熔化室6与澄清室7内的电极板13对玻璃液进行加热，同时，将硅碳棒12撤离至与玻璃液接触不到的位置，防止硅碳棒12被氧化。为了增加柔性玻璃窑炉本体1的日熔化量，澄清室7可与熔化室6同时对玻璃原料进行熔化工作。

当玻璃原料熔化完成后，熔化室6内的玻璃液通过流液道14进入澄清室7，流液道14底部插有第一热电偶16，监测经过流液道14的玻璃液的温度，当玻璃液温度高于澄清室7的工作温度时，通过流液道14顶部的冷却通道15向窑炉本体1内通风进行冷却，实现温度的调节。在澄清室7内调整好温度的玻璃液流经挡流砖24进入成型室8。

澄清室7的主要目的是延长玻璃原料在窑炉本体1中的停留时间，实现玻璃液的充分均化澄清。实现充分均化澄清后的玻璃液以合适的温度经挡流砖进入成型室8，成型室8内的碳化硅均热板20、U型硅碳棒21及搅拌装置19能够调整玻璃的横向温度一致、整个成型室8内的玻璃液的温度趋于均匀且在死角处无沉淀、无析晶。经过充分澄清与均化的玻璃液从成型室8下部漏板23的狭缝中流出，柔性玻璃形成。

Claims (8)

1.一种用于拉制柔性玻璃的电熔坩埚窑炉，包括由窑炉底砖、窑炉侧砖及窑炉盖砖围成的窑炉本体(1)，所述的窑炉本体(1)包括由前向后依次连通的熔化室(6)、澄清室(7)及成型室(8)，所述的熔化室(6)的上端设置有加料口，所述的成型室(8)的下端设置有出料槽(23)，所述的熔化室(6)、澄清室(7)及成型室(8)的内部都设置有温度检测装置与加热装置，其特征在于：所述的熔化室(6)与澄清室(7)之间设置有连通二者的流液道(14)；所述的流液道(14)的上方设置有冷却通道(15)；所述的流液道(14)内设置有第二热电偶(16)；所述的澄清室(7)与成型室(8)之间设置有气流隔离装置，

所述的气流隔离装置包括设置于澄清室(7)与成型室(8)之间窑炉底砖上的挡流砖(24)、设置于挡流砖上方的可升降的气流隔离板(18)，

所述的熔化室(6)工作温度为1350℃至1500℃，所述的澄清室(7)工作温度为1150℃至1250℃，所述的成型室(8)工作温度为1050℃至1150℃。

2.根据权利要求1所述的一种用于拉制柔性玻璃的电熔坩埚窑炉，其特征在于：所述的熔化室(6)为多边形结构，所述的熔化室(6)内部的加热装置包括设置于不相邻的窑炉侧砖内壁中部的电极板(13)，设置于窑炉盖砖上且具有升降自由度的硅碳棒(12)。

3.根据权利要求1所述的一种用于拉制柔性玻璃的电熔坩埚窑炉，其特征在于：所述的熔化室(6)上方还设置有观察孔(11)；所述的熔化室(6)内的温度检测装置为设置于熔化室(6)内的第一热电偶(25)。

4.根据权利要求1所述的一种用于拉制柔性玻璃的电熔坩埚窑炉，其特征在于：所述的熔化室(6)的窑炉底砖高于澄清室(7)的窑炉底砖20-50mm；所述的流液道(14)与水平面呈5-15度角设置。

5.根据权利要求1所述的一种用于拉制柔性玻璃的电熔坩埚窑炉，其特征在于：所述的澄清室(7)包括贯通顶部的测温孔(17)，所述的澄清室(7)内的加热装置包括设置于窑炉盖砖内侧的硅碳棒(12)以及设置于窑炉侧砖内壁中部的电极板(13)；所述的硅碳棒(12)具有上下移动的自由度。

6.根据权利要求1所述的一种用于拉制柔性玻璃的电熔坩埚窑炉，其特征在于：所述的成型室(8)内的温度检测装置包括设置于窑炉本体末端的第三热电偶(22)，所述的成型室(8)中的加热装置包括设置于成型室(8)周围窑炉侧砖壁外的碳化硅均热板(20)、设置于碳化硅均热板(20)外的U型硅碳棒(21)。

7.根据权利要求6所述的一种用于拉制柔性玻璃的电熔坩埚窑炉，其特征在于：所述的成型室(8)还包括设置于成型室(8)内部的搅拌装置(19)。

8.根据权利要求1所述的一种用于拉制柔性玻璃的电熔坩埚窑炉，其特征在于：所述的电熔坩埚窑炉还包括设置于窑炉本体(1)外的耐火层(2)、设置于耐火层(2)外的纤维板层(3)、设置于纤维板层(3)外的保温棉层(4)、设置于保温棉层(4)外的钢板(5)。

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