CN111724951B - 一种钢化玻璃绝缘子的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种钢化玻璃绝缘子的生产工艺，具体步骤包括：S1.熔制；S2.供料；S3.压制成型；S4.均温；S5.钢化；再经冷热冲击；S6.硫化镍剔选；S7.胶装；S8.养护；S9.将养护后的钢化玻璃绝缘子进行检测，包装入库。本发明还提供了玻璃熔制窑炉、胶装剂配方和养护工艺。本发明工艺制备的钢化玻璃绝缘子具有抗拉力强度大、耐电击穿、耐振动疲劳、耐电弧烧伤和耐冷热冲击的优质性能，能大大提高电网的安全性能。

Description

一种钢化玻璃绝缘子的生产工艺
技术领域
本发明涉及钢化玻璃绝缘子制备领域，具体是涉及一种钢化玻璃绝缘子的生产工艺。
背景技术
绝缘子是架空输电线路的重要组成部分，是电力系统中使用量最大的器件。玻璃绝缘子由于具有耐电弧和耐振动性能好，不易老化及自洁性好等特点，已广泛应用于输电线路中。玻璃绝缘子一般由铁帽、钢化玻璃件和钢脚组成，并用水泥胶合剂通过胶装养护等过程胶合为一体。
目前使用的玻璃绝缘子的玻璃体是采用普通钢化玻璃制成的，这种玻璃的钢化采用的是风钢化，对玻璃无法做到均匀的钢化效果，使得玻璃绝缘子在输电线路使用过程中，产生易碎、自爆等现象，造成了线路维护成本增大，人力物力增加，制约了玻璃绝缘子的发展和应用。
目前，玻璃绝缘子的生产厂家一般都采用燃油(燃气)蓄热式马蹄焰玻璃窑炉对生产玻璃绝缘子玻璃原料进行熔融形成玻璃液来生产玻璃绝缘子，燃油(燃气)蓄热式马蹄焰玻璃窑炉虽然具有焰火焰行长、燃烧较完全，投资少、能耗较低和易操作的优点，但燃油(燃气)蓄热式马蹄焰玻璃窑炉存在下列问题：一是在燃烧过程中会产生大量的二氧化硫和一氧化碳等有毒有害气体，给大气带来严重污染，损害人身健康和生态平衡；二是由于燃油(燃气)蓄热式马蹄焰玻璃窑炉内部需要保持微正压，因而在生产过程中很多轻质玻璃原料会随同烟气挥发到大气中形成粉尘污染，这种粉尘细小一般用肉眼无法辨别，是玻璃行业职业病、矽肺病的直接产生原因；三是燃油(燃气)蓄热式马蹄焰玻璃窑炉中的耐火材料经历高温玻璃液的腐蚀冲刷会使其表面层脱落侵蚀、损毁严重，脱落的耐火材料与高温玻璃液形成结石，导致大量的废品，产品损失比例高达10-30％，并产生潜在的质量隐患，缩短了玻璃窑炉的使用周期，提高了玻璃窑炉的生产运行成本；再是燃油(燃气)蓄热式马蹄焰玻璃窑炉在运行过程中，因火焰走向和长度时有变化等原因，窑炉内的温度存在着不均匀状态，热工制度始终不稳定，会直接影响生产的玻璃绝缘子其绝缘性能和机械强度等方面的质量性能有波动。
目前，国内的胶合剂主要用硅酸盐水泥制备。由于水泥材料成本较低，其制备的胶合剂具有一定的强度，因而在国内一直使用这种材料和其胶装工艺，然而经过多年的实际应用，这种材料存也在着一些问题：1.水泥的胶装过程要经过水化、凝结与硬化三个阶段，水泥胶合剂在配制过程中具有15～30％的水分，而在胶装养护过程中，水泥干燥收缩易产生水泥松动现象，导致绝缘子钢帽松动，使绝缘子整个力学性能降低，导致产品不合格；2.水泥胶合剂在胶装过程中由于某些成分(氧化钙等)的存在，导致水泥胶合剂内部产生有害应力，导致水泥胶合剂整体强度降低，影响整个绝缘子强度的下降；3.水泥、金属附件热膨胀系数差异过大，因此产品在胶装过程中，在遇到较大温差变化的情况下，两种材料不同程度的膨胀、冷缩将带来内应力，使绝缘子不断变化，从而导致产品可靠性差。
目前玻璃绝缘子的养护有自然养护、蒸汽养护、温水养护，然而以上方法都有一定的缺陷。如自然养护周期过长，影响生产效率；蒸汽养护可以提高水泥胶合剂的强度，却容易导致玻璃绝缘子表层起皮开裂；温水养护可以保证湿度但是对水泥胶合剂有侵蚀作用，影响到玻璃绝缘子结构的性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种钢化玻璃绝缘子的生产工艺。
为了实现上述目的，本发明提供的一种钢化玻璃绝缘子的生产工艺。
S1.熔制：将经全自动配料系统配好的料经自动布料机加入到窑炉进行熔制，经料道出料；
其中，所述窑炉包括窑炉炉体(1)，还包括底座(2)，所述底座(2)设有多个放料口(3)；所述底座连接窑炉壁(4)；所述窑炉壁(4)采用双层刚玉砖铺设而成，用于提高窑炉安全性，避免砖缝泄露玻璃液；所述窑炉壁(4)设有电极(5)，所述电极(5)通过电压控制窑炉(1)中的温度；所述窑炉壁(4)上方设有窑炉顶盖(6)，所述窑炉壁(4)和窑炉顶盖(6)之间的窑炉口(7)通过收缩设计提高窑炉保温效果；所述窑炉炉体(1)内部还设有内壁阶梯(8)，所述内壁阶梯(8)通过阶梯设计提供融化效果，增强玻璃液均化、澄清效果。
优选地，所述窑炉炉体(1)底部侧方设有流液洞(9)，所述流液洞(9)连接上升道(10)，玻璃通过流液洞(9)经上升道(10)引导进入料道成型。流液洞尺寸是通过计算成型工艺的玻璃液量得到的，合理的流液洞尺寸可减少冷玻璃液回流，提高窑炉熔化效率，降低能耗。
优选地，所述内壁阶梯(8)外壁还设有黏土保护装置(11)，所述黏土保护装置用于提高窑炉保温效果，提升窑炉安全性能。
优选地，所述上升道(10)底部设有用于收集玻璃液运输过程中所携带的脏料的沉积槽(12)，所述沉积槽(12)下方设有第二放料口(13)；通过所述第二放料口(13)将脏料排出，提高玻璃液质量。
优选地，所述窑炉壁(4)还包括刚玉砖堵头(14)，所述刚玉砖堵头(14)用于修补所述窑炉壁(4)在高温运行时所产生的胀缝，提高窑炉的安全性能。
优选地，所述窑炉壁(4)外侧还包括冷却循环水系统和冷却风系统。
S2.供料：单料滴电子伺服供料，经具有多个自由度的机械手转移到传输设备上；采用压制终点行程计算技术，根据成型状态需要精确调控玻璃液温度，并根据料滴形状需要定制供料机运行轨迹，确保料滴形状方便压制，并通过供料机开度控制料滴重量，以便生产不同大小的产品；
优选地，所述单料滴电子伺服供料中机速2～10只/分钟，料滴重量1～11kg。
优选地，所述传输设备为步进式传输设备。
保证料重稳定，每半小时称量一次料滴或玻璃件重量并测量四个上模的两种头厚。
相对于传统机械凸轮式供料机，单料滴电子伺服供料能有效提高了绝缘子(特别高吨位绝缘子)的成型质量。以具有多个自由度的新一代机械手替代传统的机械手，传输设备采用步进式，减少玻璃件与设备的摩擦，产品传输速度快、运转平稳、故障少，不仅保证了产品质量，也提高了生产线的自动化水平。
S3.压制成型：采用分解的二次成型技术，供料机形成的料滴落入下模具，上模下压，完成一次成型；一次成型后，进行温度控制，对局部进行二次修整，完成最终成型；
为提高成型效率和成型质量，从模具冷却、模具结构上进行优化，简化成型模具设计。为保证产品的外观质量，应定期更换经过保养的模具，一般情况下，5天更换一次上模,10天更换一次下模。如果模具状况影响产品质量时，不管使用时间长短，都应部分或全部及时更换。
S4.均温：采用加长型均温炉进行玻璃件压制后的均温处理，温度为670-780℃，保温时间为2分钟，产品上钢化机钢化；
均温炉的目的是让成型后的玻璃件温度更均匀，为下一道钢化工序创造条件，炉中温度选择根据产品型号确定。
S5.钢化：采用下风栅可伸缩的钢化机进行钢化，钢化通过对玻璃件进行急冷，在玻璃件表面形成一个压应力层，以提高玻璃件强度；再经冷热冲击；
优选地，所述钢化机中钢化支承座转速：160-200r/min。
优选地，所述钢化机中上风压为0.08～0.14Mpa；下风压为0.05～0.1Mpa。
S6.硫化镍剔选：
采用了先进的钢化玻璃硫化镍均质处理线，逐只对钢化玻璃件进行特殊处理利用硫化镍的晶型转变所引起的体积膨胀，提前引爆玻璃件，进一步的降低玻璃绝缘子的运行自破率；
S7.胶装：将铁帽、钢脚和玻璃件用胶合剂进行高频振动胶装；
其中，胶装具体包括如下步骤：
(1)胶合剂的制备
将水与减水剂搅拌均匀，加入水泥、石英砂预混，再加入消泡剂、增韧剂、和增稠填料，搅拌均匀，即得；
(2)玻璃件及附件的准备
将玻璃绝缘子的组成部件，玻璃件、铁帽帽窝内清洁干净，无杂物、水渍；钢脚涂沥青缓冲层并粘贴缓冲垫片，沥青涂层均匀无粘连杂物，缓冲垫片大小合适不超出钢脚端面；胶装设备无结块水泥，清洗干净；
(3)胶装
将混合完成的水泥胶合剂填充至玻璃件与铁帽之间，采用胶装机对玻璃绝缘子进行胶装；
(4)检查
待玻璃绝缘子晾干后，从胶装机上取下玻璃绝缘子，取时应托住铁帽，避免抓住玻璃件伞盘，防止松动或离缝；胶装人员对取出的绝缘子外观进行检查，查看同心度、胶合剂深度、胶合剂痕迹。
进一步地，胶合剂原料按以下重量份进行配比：水泥90～100份、石英砂40～50份、减水剂4～8份、消泡剂1～5份、增韧剂1～5份、增稠填料4～8份、水2×104～3×104份。
进一步地，步骤1中水泥为快硬水泥和普通水泥按重量比为(0.1～0.3)：(0.7～0.9)的混合物。
进一步地，步骤1中消泡剂为有机硅消泡剂。
进一步地，步骤1中增韧剂为聚丙二醇二缩水甘油醚。
进一步地，步骤1中增稠填料为膨润土或滑石粉或硅微粉或上述三者的任意组合。
进一步地，步骤1中水泥胶合剂的搅拌速度为100～120r/min，搅拌时间为5～10min。
S8.养护：将S7制得的钢化玻璃绝缘子进行养护；
其中，所述养护工具体包括如下步骤：
(1)将采用水泥胶合剂胶装好的玻璃绝缘子输送至养护室，养护室抽真空排出空气后，通入二氧化碳气体养护40～60min，再通入蒸汽养护3～5h；
(2)经步骤1养护后，在玻璃绝缘子水泥胶合剂表面喷涂养护剂；
(3)经步骤2处理后，输送至水养池养护8～10小时；
(4)将水养养护好的玻璃绝缘子进行清洗，清洗掉铁帽上多余的水泥胶合剂。
进一步地，步骤1中通入二氧化碳气体，以5～8L/min速率通入。
进一步地，步骤1中通入蒸汽时，具体为：养护室湿度控制在80～90％RH；温度以8～10℃/h的速率由室温升温至40～45℃后恒温，恒温时间1～2h，再以6～8℃/min的速率降温至室温。
进一步地，步骤2中养护剂为改性水玻璃。
进一步地，步骤2中养护剂的使用浓度为0.5～1mg/mL。
更进一步地，喷洒养护剂之前，玻璃绝缘子应达到饱和面干状态。
进一步地，步骤3中水养前，玻璃绝缘子水泥胶合剂表面应达到固化状态。
进一步地，步骤3中水养时，水温温度为20～25℃。
S9.将养护后的钢化玻璃绝缘子进行检测，包装入库。
本发明的有益效果：
本发明中窑炉里设有内壁阶梯和沉积槽，提高玻璃液的均化效果，从而提高玻璃液质量。
本发明以当前最先进的单料滴电子伺服供料取代传统的机械凸轮式供料机，有效提高了绝缘子(特别高吨位绝缘子)的成型质量。以具有多个自由度的新一代机械手替代传统的机械手，传输设备采用步进式，减少玻璃件与设备的摩擦，产品传输速度快、运转平稳、故障少，不仅保证了产品质量，也提高了生产线的自动化水平。以加长型均温炉替代传统的均温炉，提高了均温效果与钢化质量。利用压制终点行程计算技术，自动控制供料的温度、料滴的重量和形状，为压制提供良好条件，也稳定了熔炉出料量。采用分解的二次成型技术，可巩固和提高产品一次成型的质量，并简化了成型模具设计，有利于减少压机设备故障，提高了玻璃件生产的产量以及产品质量。优化了压机、钢化机、模具和工装的结构及尺寸，玻璃件成型质量改善；创新改进了钢化机的下风栅，采用可以伸缩的新技术，不但可以增加钢化的冷却效果，并可以满足双层伞和三层伞绝缘子的特殊需求，还为能生产所有100kN～760kN交直流系统用盘形悬式钢化玻璃绝缘子系列产品创造了有利条件，从而最大程度满足了电力行业对绝缘子的所有需求。
本发明在水泥胶合剂配方设计时，加入了增韧剂组分，增加了胶合剂固化后的韧性，使得本胶合剂具有刚中带韧和微膨胀功能，一方面减少了水泥胶合剂在硬化过程中的收缩开裂现象，防止玻璃绝缘子发生脆化，另一方面使得水泥胶合剂与玻璃面和金属附件间的粘结更好。加入了增稠剂组分，使得本胶合剂可以调整砂浆粘聚性，使新拌水泥胶合剂浆体不存在分层现象；同时也协同增韧剂，增强水泥胶合剂与玻璃间粘结力，使水泥胶合剂具有自密实和免振捣功能。加入了消泡剂组分，使得本胶合剂可以减少气泡，减轻由气泡带来的玻璃绝缘子表面粗糙、起皮、开裂的现象。通过选择合适的减水剂，添加增稠剂、增韧剂和消泡剂，形成了一种整体上具有优异性能的水泥胶合剂，通过相应的胶装工艺，制备得到的玻璃绝缘子外观光滑无裂缝、粘结力强、耐高压、耐高温差的特点。
本发明通过引入二氧化碳和蒸气养护，可以加快水泥胶合剂的水化作用，提高水泥胶合剂强度，缩短养护周期；采用表面喷涂养护剂，在水泥胶合剂表面产生一层保护膜，减少胶合剂内部水分蒸发，再联合温水养护保证足够的湿度，可以防止胶合剂产生收缩、裂缝。这是由于蒸气养护时，水化产物在胶合剂中分布不均，硬化结构中会产生较大的空隙，再加上水泥胶合剂中生成的钙矾石晶体会富集于微裂缝处，容易导致胶合剂表层损伤，采用养护剂和温水养护可以防止以上情况产生，从而提高了养护效果。通过该工艺制备得到的玻璃绝缘子，具有表面光滑裂纹少、耐高压、耐破损、机械强度高的特点。
本发明工艺制备的钢化玻璃绝缘子具有抗拉力强度大、耐电击穿、耐振动疲劳、耐电弧烧伤和耐冷热冲击的优质性能，能大大提高电网的安全性能。
附图说明
图1是本发明的钢化玻璃绝缘子生产工艺流程图
图2是本发明实施例的钢化玻璃绝缘子熔制窑炉的主视图
图3是本发明实施例的钢化玻璃绝缘子熔制窑炉的俯视图(去除窑炉顶盖)
1-窑炉炉体；2-底座；3-放料口；4-窑炉壁；5-电极；6-窑炉顶盖；7-窑炉口；8-内壁阶梯；9-流液洞；10-上升道；11-黏土保护装置；12-沉积槽；13-第二放料口；14-刚玉砖堵头
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
如图2、3所示，窑炉包括窑炉炉体1，还包括底座2，底座2设有多个放料口3，放料口3以同心圆的方式均布在底座2上；底座连接窑炉壁4；窑炉壁4采用双层刚玉砖铺设而成，用于提高窑炉安全性，避免砖缝泄露玻璃液；窑炉壁4设有均布的电极5，电极5通过电压控制窑炉1中的温度；窑炉壁4上方设有窑炉顶盖，窑炉壁4和窑炉顶盖6之间的窑炉口7通过收缩设计提高窑炉保温效果；窑炉炉体1内部还设有内壁阶梯8，内壁阶梯8通过阶梯设计提供融化效果，增强玻璃液均化、澄清效果。
窑炉炉体1底部侧方设有流液洞9，流液洞9连接上升道10，玻璃通过流液洞9经上升道10引导进入料道成型。流液洞尺寸是通过计算成型工艺的玻璃液量得到的，合理的流液洞尺寸可减少冷玻璃液回流，提高窑炉熔化效率，降低能耗。
内壁阶梯8外壁还设有黏土保护装置11，所述黏土保护装置用于提高窑炉保温效果，提升窑炉安全性能。
上升道10底部设有用于收集玻璃液运输过程中所携带的脏料的沉积槽12，沉积槽12下方设有第二放料口13；通过第二放料口13将脏料排出，提高玻璃液质量。
窑炉壁4还包括刚玉砖堵头14，刚玉砖堵头14用于修补窑炉壁4在高温运行时所产生的胀缝，提高窑炉的安全性能。
窑炉壁4外侧还包括冷却循环水系统和冷却风系统。
将经全自动配料系统配好的料经自动布料机加入到窑炉炉体中，盖上窑炉顶盖，打开冷却循环水和冷却风系统，打开电极开始升温熔制，配料经高温熔融后得到玻璃液，玻璃液经内部阶梯均化、澄清，经流液洞进入上升道进入成型工序；熔制玻璃液产生的脏料经沉积槽收集，通过第二放料口排出。
实施例1
一种钢化玻璃绝缘子的生产工艺，具体步骤如下：
S1.熔制：将经全自动配料系统配好的料经自动布料机加入到窑炉进行熔制，经料道出料；
S2.供料：单料滴电子伺服供料，经具有多个自由度的机械手转移到传输设备上；采用压制终点行程计算技术，根据成型状态需要精确调控玻璃液温度，并根据料滴形状需要定制供料机运行轨迹，确保料滴形状方便压制，并通过供料机开度控制料滴重量，以便生产不同大小的产品；
其中，单料滴电子伺服供料中机速2～10只/分钟，料滴重量1～11kg；
其中，传输设备为步进式传输设备。
S3.压制成型：采用分解的二次成型技术，供料机形成的料滴落入下模具，上模下压，完成一次成型；一次成型后，进行温度控制，对局部进行二次修整，完成最终成型；
S4.均温：采用加长型均温炉进行玻璃件压制后的均温处理，温度为670-780℃，保温时间为2分钟，产品上钢化机钢化；
S5.钢化：采用下风栅可伸缩的钢化机进行钢化，钢化通过对玻璃件进行急冷，在玻璃件表面形成一个压应力层，以提高玻璃件强度；再经冷热冲击；
其中，所述钢化机中钢化支承座转速：160-200r/min。
其中，所述钢化机中上风压为0.08～0.14Mpa；下风压为0.05～0.1Mpa。
S6.硫化镍剔选：
采用了先进的钢化玻璃硫化镍均质处理线，逐只对钢化玻璃件进行特殊处理利用硫化镍的晶型转变所引起的体积膨胀，提前引爆玻璃件，进一步的降低玻璃绝缘子的运行自破率；
S7.胶装：将铁帽、钢脚和玻璃件用胶合剂进行高频振动胶装；
其中，胶装的具体步骤为：
将胶装好的玻璃绝缘子，输送至养护室，养护室抽真空排出空气后，以6L/min速率通入二氧化碳，养护50min；再通入蒸汽，湿度控制在80～90％RH，温度以10℃/h的速率升温至40℃后恒温，恒温时间2h，再以8℃/min的速率降温至室温；
(2)经步骤1养护后，当绝缘子水泥胶合剂表面达到饱和面干状态后喷涂养护剂改性水玻璃；
(3)经步骤2处理后，直到绝缘子水泥胶合剂表面达到固化后，输送至水养池养护8小时，水温温度为25℃；
(4)将水养养护好的玻璃绝缘子进行清洗，清洗掉铁帽上多余的水泥胶合剂。
S8.养护：将S7制得的钢化玻璃绝缘子进行养护；
S9.将养护后的钢化玻璃绝缘子进行检测，包装入库。
实施例2
其中，胶装的具体步骤为：
(1)胶合剂的制备
将水2×104份分两部分加入。首先取三分之一水量与减水剂4份搅拌均匀，加入快硬水泥10份、普通水泥90份、石英砂25份与水预混，再加入消泡剂有机硅1份、增韧剂聚丙二醇二缩水甘油醚1份、增稠填料膨润土8份和剩余水，以搅拌速度为120r/min，搅拌时间为5min，搅拌均匀，即得；
(2)玻璃件及附件的准备
将玻璃绝缘子的组成部件，玻璃件、铁帽帽窝内清洁干净，无杂物、水渍；钢脚涂沥青缓冲层并粘贴缓冲垫片，沥青涂层均匀无粘连杂物，缓冲垫片大小合适不超出钢脚端面；胶装设备无结块水泥，清洗干净；
(3)胶装
将混合完成的水泥胶合剂填充至玻璃件与铁帽之间，采用胶装机对玻璃绝缘子进行胶装。
(4)检查
待玻璃绝缘子晾干后，从胶装机上取下玻璃绝缘子，取时应托住铁帽，避免抓住玻璃件伞盘，防止松动或离缝；胶装人员对取出的绝缘子外观进行检查，查看同心度、胶合剂深度、胶合剂痕迹。
其余同实施例1。
实施例3
其中，胶装的具体步骤为：
(1)胶合剂的制备
将水3×104份分两部分加入。首先取三分之一水量与减水剂8份搅拌均匀，加入快硬水泥30份、普通水泥70份、石英砂25份与水预混，再加入消泡剂有机硅5份、增韧剂聚丙二醇二缩水甘油醚5份、增稠填料膨润土4份和剩余水，以搅拌速度为100r/min，搅拌时间为10min，搅拌均匀，即得；
(2)玻璃件及附件的准备
将玻璃绝缘子的组成部件，玻璃件、铁帽帽窝内清洁干净，无杂物、水渍；钢脚涂沥青缓冲层并粘贴缓冲垫片，沥青涂层均匀无粘连杂物，缓冲垫片大小合适不超出钢脚端面；胶装设备无结块水泥，清洗干净；
(3)胶装
将混合完成的水泥胶合剂填充至玻璃件与铁帽之间，采用胶装机对玻璃绝缘子进行胶装。
(4)检查
待玻璃绝缘子晾干后，从胶装机上取下玻璃绝缘子，取时应托住铁帽，避免抓住玻璃件伞盘，防止松动或离缝；胶装人员对取出的绝缘子外观进行检查，查看同心度、胶合剂深度、胶合剂痕迹。
其余同实施例1。
实施例4
其中，养护的具体步骤为：
将胶装好的玻璃绝缘子，输送至养护室，养护室抽真空排出空气后，以6L/min速率通入二氧化碳，养护50min；再通入蒸汽，湿度控制在80～90％RH，温度以10℃/h的速率升温至40℃后恒温，恒温时间2h，再以8℃/min的速率降温至室温；
(2)经步骤1养护后，当绝缘子水泥胶合剂表面达到饱和面干状态后喷涂养护剂改性水玻璃；
(3)经步骤2处理后，直到绝缘子水泥胶合剂表面达到固化后，输送至水养池养护8小时，水温温度为25℃；
(4)将水养养护好的玻璃绝缘子进行清洗，清洗掉铁帽上多余的水泥胶合剂。
实施例5
其中，养护的具体步骤为：
(1)将胶装好的玻璃绝缘子，输送至养护室，养护室抽真空排出空气后，以5L/min速率通入二氧化碳，养护40min；再通入蒸汽，湿度控制在80～90％RH，温度以8℃/h的速率升温至45℃后恒温，恒温时间1h，再以6℃/min的速率降温至室温；
(2)经步骤1养护，当绝缘子水泥胶合剂表面达到饱和面干状态后，喷涂养护剂改性水玻璃；
(3)经步骤2处理，直到绝缘子水泥胶合剂表面达到固化后，输送至水养池养护8小时，水温温度为25℃；
(4)将水养养护好的玻璃绝缘子进行清洗，清洗掉铁帽上多余的水泥胶合剂。
实施例6
其中，养护的具体步骤为：
(1)将胶装好的玻璃绝缘子，输送至养护室，养护室抽真空排出空气后，以5L/min速率通入二氧化碳，养护50min；再通入蒸汽，湿度控制在80～90％RH，温度以10℃/h的速率升温至40℃后恒温，恒温时间2h，再以8℃/min的速率降温至室温；
(2)经步骤1养护后，当绝缘子水泥胶合剂表面达到饱和面干状态后喷涂养护剂改性水玻璃；
(3)经步骤2处理后，直到绝缘子水泥胶合剂表面达到固化后，输送至水养池养护8小时，水温温度为25℃；
(4)将水养养护好的玻璃绝缘子进行清洗，清洗掉铁帽上多余的水泥胶合剂。
对比例1
胶装中胶合剂的组成成分不含有快硬水泥，普通水泥调整至100份，其余同实施例1。
对比例2
胶装中胶合剂的组成成分不含有普通水泥，快硬水泥调整至100份，其余同实施例1。
对比例3
胶装中胶合剂的组成成分不含有增韧剂，其余同实施例1。
对比例4
胶装中胶合剂的组成成分不含有增稠剂，其余同实施例1。
对比例5
胶装中胶合剂的组成成分不含有消泡剂，其余同实施例1。
对比例6
不采用二氧化碳气体氧护，其余同实施例1。
(1)将胶装好的玻璃绝缘子，输送至养护室，通入蒸汽，湿度控制在80～90％RH，温度以10℃/h的速率升温至40℃后恒温，恒温时间2h，再以8℃/min的速率降温至室温；
(2)经步骤1养护后，当绝缘子水泥胶合剂表面达到饱和面干状态后喷涂养护剂改性水玻璃；
(3)经步骤2处理后，直到绝缘子水泥胶合剂表面达到固化后，输送至水养池养护8小时，水温温度为25℃；
(4)将水养养护好的玻璃绝缘子进行清洗，清洗掉铁帽上多余的水泥胶合剂。
对比例7
步骤1养护室中不采用蒸汽养护，其余同实施例1。
(1)将胶装好的玻璃绝缘子，输送至养护室，养护室抽真空排出空气后，以5L/min速率通入二氧化碳，养护50min；
(2)经步骤1养护后，当绝缘子水泥胶合剂表面达到饱和面干状态后喷涂养护剂改性水玻璃；
(3)经步骤2处理后，直到绝缘子水泥胶合剂表面达到固化后，输送至水养池养护8小时，水温温度为25℃；
(4)将水养养护好的玻璃绝缘子进行清洗，清洗掉铁帽上多余的水泥胶合剂。
对比例8
步骤2不喷涂的养护剂，其余同实施例1。
(1)将胶装好的玻璃绝缘子，输送至养护室，养护室抽真空排出空气后，以5L/min速率通入二氧化碳，养护50min；再通入蒸汽，湿度控制在80～90％RH，温度以10℃/h的速率升温至40℃后恒温，恒温时间2h，再以8℃/min的速率降温至室温；
(2)经步骤1处理后，直到绝缘子水泥胶合剂表面达到固化后，输送至水养池养护8小时，水温温度为25℃；
(3)将水养养护好的玻璃绝缘子进行清洗，清洗掉铁帽上多余的水泥胶合剂。
对比例9
蒸汽养护时温度升温和降温速度均调整为20℃/h，其余同实施例1。
(1)将胶装好的玻璃绝缘子，输送至养护室，养护室抽真空排出空气后，以5L/min速率通入二氧化碳，养护50min；再通入蒸汽，湿度控制在80～90％RH，温度以20℃/h的速率升温至40℃后恒温，恒温时间2h，再以20℃/h的速率降温至室温；
(2)经步骤1养护后，当绝缘子水泥胶合剂表面达到饱和面干状态后喷涂养护剂改性水玻璃；
(3)经步骤2处理后，直到绝缘子水泥胶合剂表面达到固化后，输送至水养池养护8小时，水温温度为25℃；
(4)将水养养护好的玻璃绝缘子进行清洗，清洗掉铁帽上多余的水泥胶合剂。
取实施例1-3和对比例1-5胶装过程，再经后续步骤制成的玻璃绝缘子，进行外观检查、拉伸负荷试验(包括常温下和经过124h温差为50℃条件处理后的玻璃绝缘子)、额定机械负荷试验以及弯曲负荷试验等性能测试并记录合格率。以上外观测试采用感官检测，拉伸负荷试验、额定机械负荷试验以及弯曲负荷试验的测试方法采用GB/T16927.1-2011进行测试。具体数据如表1所示：
表1性能测试结果
Figure BDA0002558215520000141
从表1中可以看出，利用本发明实施例1-3中的制备方法制备出来的玻璃绝缘子相对于对比例有更优异的性能，外观检查平整、光滑、无裂纹，常温和12h经50℃温差下35KN拉伸负荷试验合格率、70KN额定机械负荷试验合格率和30％以及弯曲负荷试验合格率较对比例有了大幅度的提高。对比例1全部采用快硬水泥时，固化太快，导致出现结团块、沉淀、裂纹增多。对比例2全部采用普通水泥时，强度方面变差。对比例3和对比例4，未采用增韧剂或者增稠剂时，强度变差，尤其是高温差条件下，由于无法具有微膨胀作用，使得粘附力变差，强度大幅度减弱。对比例5未采用消泡剂时，玻璃绝缘子外观出现起皮裂纹。
取实施例4-6和对比例6-9养护过程并经过后续步骤制成的玻璃绝缘子，进行外观检查、拉伸负荷试验、额定机械负荷试验以及弯曲负荷试验等性能测试并记录合格率。以上外观测试采用感官检测，拉伸负荷试验、额定机械负荷试验以及弯曲负荷试验的测试方法采用GB/T16927.1-2011进行测试。具体数据如表2所示：
表2性能测试结果
Figure BDA0002558215520000151
从表2中可以看出，利用本发明实施例1-3中的制备方法制备出来的玻璃绝缘子相对于对比例有更优异的性能，外观检查平整、光滑、无裂纹，35KN拉伸负荷试验合格率、70KN额定机械负荷试验合格率和30％以及弯曲负荷试验合格率较对比例有了大幅度的提高。对比例1不采用二氧化碳气体和对比例2采用蒸汽养护时，耐压和机械强度变差。对比例3分别不喷涂的养护剂或者和对比例4蒸汽养护时温度升温和降温速度过快，不但耐压和机械强度变差，玻璃绝缘子外观出现起皮、裂纹。
最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种钢化玻璃绝缘子的生产工艺，其特征在于，具体步骤包括：
S1.熔制：将经全自动配料系统配好的料经自动布料机加入到窑炉进行熔制，经料道出料；
S2.供料：单料滴电子伺服供料，经具有多个自由度的机械手转移到传输设备上；采用压制终点行程计算技术，根据成型状态需要精确调控玻璃液温度，并根据料滴形状需要定制供料机运行轨迹，确保料滴形状方便压制，并通过供料机开度控制料滴重量，以便生产不同大小的产品；
S3.压制成型：采用分解的二次成型技术，供料机形成的料滴落入下模具，上模下压，完成一次成型；一次成型后，进行温度控制，对局部进行二次修整，完成最终成型；
S4.均温：采用加长型均温炉进行玻璃件压制后的均温处理，温度为670-780℃，保温时间为2分钟，产品上钢化机钢化；
S5.钢化：采用下风栅可伸缩的钢化机进行钢化，钢化通过对玻璃件进行急冷，在玻璃件表面形成一个压应力层，以提高玻璃件强度；再经冷热冲击；
S6.硫化镍剔选：
采用了先进的钢化玻璃硫化镍均质处理线，逐只对钢化玻璃件进行特殊处理利用硫化镍的晶型转变所引起的体积膨胀，提前引爆玻璃件，进一步的降低玻璃绝缘子的运行自破率；
S7.胶装：将铁帽、钢脚和玻璃件用胶合剂进行高频振动胶装；所述胶装具体包括如下步骤：
(1)胶合剂的制备
将水与减水剂搅拌均匀，加入水泥、石英砂预混，再加入消泡剂、增韧剂、和增稠填料，搅拌均匀，即得；所述胶合剂的原料组分按以下重量份进行配比：水泥90～100份、石英砂40～50份、减水剂4～8份、消泡剂1～5份、增韧剂1～5份、增稠填料4～8份、水2×104～3×104份；所述水泥为快硬水泥和普通水泥按重量比为(0.1～0.3)：(0.7～0.9)的混合物；
(2)玻璃件及附件的准备
将玻璃绝缘子的组成部件，玻璃件、铁帽帽窝内清洁干净，无杂物、水渍；钢脚涂沥青缓冲层并粘贴缓冲垫片，沥青涂层均匀无粘连杂物，缓冲垫片大小合适不超出钢脚端面；胶装设备无结块水泥，清洗干净；
(3)胶装
将混合完成的水泥胶合剂填充至玻璃件与铁帽之间，采用胶装机对玻璃绝缘子进行胶装；
(4)检查
待玻璃绝缘子晾干后，从胶装机上取下玻璃绝缘子，取时应托住铁帽，避免抓住玻璃件伞盘，防止松动或离缝；胶装人员对取出的绝缘子外观进行检查，查看同心度、胶合剂深度、胶合剂痕迹；
S8.养护：将S7制得的钢化玻璃绝缘子进行养护；所述养护具体包括如下步骤：
(1)将采用水泥胶合剂胶装好的玻璃绝缘子输送至养护室，养护室抽真空排出空气后，通入二氧化碳气体养护40～60min，再通入蒸汽养护3～5h；所述通入蒸汽具体为：养护室湿度控制在80～90％RH；温度以8～10℃/h的速率由室温升温至40～45℃后恒温，恒温时间1～2h，再以6～8℃/min的速率降温至室温；
(2)经步骤1养护后，在玻璃绝缘子水泥胶合剂表面喷涂养护剂；
(3)经步骤2处理后，输送至水养池养护8～10小时；
(4)将水养养护好的玻璃绝缘子进行清洗，清洗掉铁帽上多余的水泥胶合剂
S9.将养护后的钢化玻璃绝缘子进行检测，包装入库。
2.根据权利要求1所述的一种钢化玻璃绝缘子的生产工艺，其特征在于：步骤S1中所述窑炉包括窑炉炉体(1)，还包括底座(2)，所述底座(2)设有多个放料口(3)；所述底座连接窑炉壁(4)；所述窑炉壁(4)采用双层刚玉砖铺设而成，用于提高窑炉安全性，避免砖缝泄露玻璃液；所述窑炉壁(4)设有电极(5)，所述电极(5)通过电压控制窑炉(1)中的温度；所述窑炉壁(4)上方设有窑炉顶盖(6)，所述窑炉壁(4)和窑炉顶盖(6)之间的窑炉口(7)通过收缩设计提高窑炉保温效果；所述窑炉炉体(1)内部还设有内壁阶梯(8)，所述内壁阶梯(8)通过阶梯设计提供融化效果，增强玻璃液均化、澄清效果。
3.根据权利要求2所述的一种钢化玻璃绝缘子的生产工艺，其特征在于：所述窑炉炉体(1)底部侧方设有流液洞(9)，所述流液洞(9)连接上升道(10)，玻璃通过流液洞(9)经上升道(10)引导进入料道成型；流液洞尺寸是通过计算成型工艺的玻璃液量得到的，合理的流液洞尺寸可减少冷玻璃液回流，提高窑炉熔化效率，降低能耗；
所述内壁阶梯(8)外壁还设有黏土保护装置(11)，所述黏土保护装置用于提高窑炉保温效果，提升窑炉安全性能；
所述上升道(10)底部设有用于收集玻璃液运输过程中所携带的脏料的沉积槽(12)，所述沉积槽(12)下方设有第二放料口(13)；通过所述第二放料口(13)将脏料排出，提高玻璃液质量；
所述窑炉壁(4)还包括刚玉砖堵头(14)，所述刚玉砖堵头(14)用于修补所述窑炉壁(4)在高温运行时所产生的胀缝，提高窑炉的安全性能；
所述窑炉壁(4)外侧还包括冷却循环水系统和冷却风系统。
4.根据权利要求1所述的一种钢化玻璃绝缘子的生产工艺，其特征在于：步骤S2中所述单料滴电子伺服供料中机速2～10只/分钟，料滴重量1～11kg；
所述传输设备为步进式传输设备。
5.根据权利要求1所述的一种钢化玻璃绝缘子的生产工艺，其特征在于：步骤S2中单料滴电子伺服供料中机速2～10只/分钟，料滴，其特征在于：步骤S5中所述钢化机中钢化支承座转速：160-200r/min；
所述钢化机中上风压为0.08～0.14Mpa；下风压为0.05～0.1Mpa。
6.根据权利要求1所述的一种钢化玻璃绝缘子的生产工艺，其特征在于：步骤(1)中
所述消泡剂为有机硅消泡剂；
所述增韧剂为聚丙二醇二缩水甘油醚；
所述增稠填料为膨润土或滑石粉或硅微粉或上述三者的任意组合；
所述水泥胶合剂的搅拌速度为100～120r/min，搅拌时间为5～10min。
7.根据权利要求1所述的一种钢化玻璃绝缘子的生产工艺，其特征在于：步骤(1)中所述通入二氧化碳气体，以5～8L/min速率通入；
步骤(2)中所述养护剂为改性水玻璃，使用浓度为0.5～1mg/mL；
步骤(3)中所述水养前，玻璃绝缘子水泥胶合剂表面应达到固化状态；水温温度为20～25℃。
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