CN112374752A - 一种高透高强高应变点玻璃 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高透高强高应变点玻璃，其特征在于，包括以下重量份数的原料：海砂190～250份，氢氧化铝10～20份，低铁白云石45～70份，低铁方解石20～60份，纯碱60～85份，芒硝2～5份，煤粉0.1～0.3份，复合澄清剂1～3份。本发明的优点：本发明突破传统普通浮法玻璃功能单一性，具有太阳光透过率高、应变点温度高、挠度小、抗冲击强度和耐磨强度好等特点，本发明主要用作铜铟镓硒薄膜太阳能电池组件背板玻璃、双玻组件背板玻璃、汽车中控屏玻璃等，实现产品功能多元化，开拓市场销售渠道，满足较为广泛的市场需求。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃生产技术领域，具体为一种高透高强高应变点玻璃。
背景技术
现有浮法玻璃行业主要生产普通浮法玻璃、超白高白玻璃、超薄玻璃和超白超薄玻璃。高透高强高应变点玻璃，在高应变点玻璃的基础上，研发透过率高、抗冲击强度好以及高硬度等具有优异物理性能的玻璃。该种玻璃应用领域更为广泛，如用作铜铟镓硒薄膜太阳能电池组件背板玻璃、双玻组件背板玻璃、汽车中控屏玻璃等。避免了功能玻璃单一对接的尴尬局面，实现了功能玻璃多用途的运用，现有技术中还没有一种玻璃能够适应上述要求。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高透高强高应变点玻璃。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高透高强高应变点玻璃，其特征在于，包括以下重量份数的原料：海砂190～250份，氢氧化铝10～20份，低铁白云石45～70份，低铁方解石20～60份，纯碱60～85份，芒硝2～5份，煤粉0.1～0.3份，复合澄清剂1～3份。
在上述方案的基础上，还可以采用以下技术方案：
包括以下重量份的原料：海砂200～230份，氢氧化铝10～15份，低铁白云石50～60份，低铁方解石30～40份，纯碱75～85份，芒硝2.5～4.5份，煤粉0.1～0.2份，复合澄清剂1～2份。
包括以下重量份的原料：海砂229份，氢氧化铝12份，低铁白云石56份，低铁方解石33份，纯碱80份，芒硝4份，煤粉0.17份，复合澄清剂1.2份。
所述原料中每个组分的粒径均为20～100目≥80%。
所述海砂的粒径：20目全通过，其中20～100目≥80%，150目﹤5.0%。
所述低铁白云石和所述低铁方解石的粒径均为：12目全通过，150目﹤10%。
所述原料混合均匀度分布以混合料中纯碱含量均方差为标准，其波动范围控制在﹤0.5%。
所述的复合澄清剂包括硝酸亚铈水合物、硝酸钡、硝酸铈以及氧化钠，它们的比例为（42.5-43.5）：（43.5-44.5）:（0.5-1.5）:（11.5-12.5）混合制成。
玻璃的生产工艺包括以下步骤：
步骤一、配合料的制备：把所述原料按照重量份配比，再配加2-4%的热水混合均匀，混合时间为6-7分钟/副料，把配好的料输送到窑头料仓；
步骤二、熔化：把原料投入窑内，在1530～1560℃的温度下熔化，再进行复合澄清和均化，然后降温至1170-1190℃；
步骤三、成型：在960℃～820℃的温度范围内通过全自动拉边机使玻璃成型，把拉引量控制为200～230t/d，玻璃板出锡槽温度通过冷却水包控制在590℃～610℃之间；
步骤四、退火：退火上限温度为550±5℃，退火下限温度为480±5℃，同时窑炉的C区的温度为355±5℃。
步骤五、切裁：退火后的进行切割成所需尺寸。
所述步骤一中在混料之前先把海砂与复合澄清剂在充分混合，存放在均化库中，然后进行配料。
所述步骤一中所述热水用蒸汽把水加热至80℃，所述配好的料通过皮带廊由皮带机输送至窑头料仓，皮带廊采用蒸汽列管排布的皮带运行走廊。
所述步骤二的熔化过程采用叠加式窑炉燃烧升温，在每个小炉中安装3个燃烧器，每个燃烧器可单独控制，并且在1#小炉前增加0#枪，以此来增加熔化温度。
所述0#枪采用天然气和氧气混合后喷射至窑炉中进行燃烧。
所述步骤二的复合澄清采用物理澄清和化学澄清结合使用。
所述的物理澄清采用连续性鼓泡。
所述化学澄清是在复合澄清剂的基础上开发消泡系统，消泡系统包括储罐、消泡剂、管道、压缩空气以及换向系统，管道在空气进窑炉的小炉夹道位置用水冷套管，避免消泡剂管道在此位置温度过高，所述换向系统是和窑炉换向保持一致，所述消泡剂是由有机溶剂和煤油按1：20混合后通过特制燃烧器于3#小炉位置喷射进窑炉内，进一步提高热点及澄清温度的同时，抑制了气泡的产生。
所述步骤二的均化为设置6支垂直搅拌器，制定垂直搅拌器的搅拌耙齿形状的蝶形耙齿；进入玻璃液深度为260-270mm，转速为6-8r/min，中间两只搅拌器的旋转方向是把玻璃液向热点方向搅动，相邻两对搅拌器旋转方向互为逆旋，提高均化效果。
在所述步骤三中采用电加热功率控制锡槽内边部温度低，中间高的“山”形，有效提高2mm厚度以下玻璃在成型区的均匀拉薄。
所述步骤三在首对拉边机前和末对拉边机后均设置挡畦，减少锡液对流，锡槽出口玻璃和锡液脱离的三相界面线位置处配置挡畦，挡畦为弧形浸没式结构。
所述冷却水包固定在锡槽边上，工作部分穿过边墙砖浸没在锡液中。
所述步骤四中在退火窑的敞开部装配风机，形成冷却风系统，针对2mm厚度以下玻璃光边厚、散热慢特性进行局部降温。
在所述步骤五的切裁之前还安装静电收尘装置，静电收尘装置包括除静电离子棒和收尘组件，除静电离子棒安装在切割刀之前和切裁掰断处。
本发明的有益效果是：
1、带动相关产业发展：本发明投产后，带动了海砂、化工原料等上游产业及外协运输企业的发展；铜铟镓硒薄膜太阳能电池及双玻组件用多功能高透高强高应变点玻璃产品的推广能够带动中下游产业的发展，形成紧密衔接的产业链，促进了智慧能源向更高效、清洁、绿色目标迈进，产生良好的社会效益。
2、推动行业技术进步：本发明打破了国外技术垄断，弥补国内技术空白，突破国内玻璃材料行业的卡脖子技术，而且积极响应国家供给侧改革，优化浮法玻璃生产线产品结构。本发明突破普通钠钙硅玻璃的配方，并阐述了原料的粒级分配以及多功能高透高强高应变点玻璃规模化生产过程的技艺工法，实现光伏发电行业用多功能高透高强高应变点玻璃产业化，将会助推我国光伏行业的良性发展。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例一、本发明涉及一种高透高强高应变点玻璃，包括以下重量份的原料：海砂230份，氢氧化铝11份，低铁白云石58份，低铁方解石31份，纯碱79份，芒硝3份，煤粉0.17份，复合澄清剂2.0份。原料中每个组分的粒径均为20～100目≥80%，其中海砂的粒径：20目全通过，150目﹤5.0%，低铁白云石和低铁方解石的粒径均为：12目全通过，150目﹤10%。原料混合均匀度分布以混合料中纯碱含量均方差为标准，其波动范围控制在﹤0.5%。的复合澄清剂包括硝酸亚铈水合物、硝酸钡、硝酸铈以及氧化钠，它们的比例为43：44:1:12混合制成。
玻璃的生产工艺包括以下步骤：
步骤一、配合料的制备：开发复合澄清剂干式预混技术，各组成原料过筛后按照以上重量份称取，在配料的过程中还添加重量份为60的碎玻璃，该碎玻璃为，通过本方法加工出的玻璃废料或回收的玻璃，提高了废品的利用率，节约了成本。配加3%的热水经混合机混合均匀，混合时间为6.5分钟/副料。再通过皮带廊由皮带机输送至窑头料仓。
复合澄清剂由固定的料仓均匀下料与海砂在布料过程中充分混合，存放在均化库中，由扒料机及皮带输送至配料料仓，进入配料流程。所述的热水是用蒸汽把进入混合机的水加热至80℃。所述的皮带廊是用蒸汽列管在排布的皮带运行走廊，其目的均是为保证混合料有一定温度，提高熔化效率，降低能耗。每个小炉配置3个燃烧器，每个燃烧器可单独控制，并且在1#小炉前增加0#枪，以此来增加熔化温度。所述的0#枪是天然气和氧气混合后喷射至窑炉中进行燃烧，提高玻璃原料预熔温度，和小炉燃烧器结合使用起到高温叠加效果，提高熔制效率。
步骤二、熔化：原料在窑头料仓和碎玻璃混合由投料机输送至窑内，采用叠加式窑炉燃烧升温技术，提高热点温度至1560℃，经过高温熔化、复合澄清，再通过卡脖处的垂直搅拌器对玻璃液进行均化技术处理，最后在熔窑的冷却部通过降温处理来降低玻璃液温度至1180℃，以此来保证成型温度。
所述的复合澄清是物理澄清和化学澄清结合使用。所述的物理澄清是在原有的脉冲鼓泡基础上开发连续性鼓泡，调整泡径，提高气泡排出效率。所述的化学澄清是在复合澄清剂的基础上开发消泡系统。所述的消泡系统是由储罐、消泡剂、管道、压缩空气以及换向系统组成，管道在空气进窑炉的小炉夹道位置用水冷套管，避免消泡剂管道在此位置温度过高。所述的换向系统是和窑炉换向保持一致。所述的消泡剂是由一种有机溶剂和煤油按1：20混合后通过特制燃烧器于3#小炉位置喷射进窑炉内，进一步提高热点及澄清温度的同时，抑制了气泡的产生。
熔化过程中均化技术处理为设置6支垂直搅拌器，制定垂直搅拌器的搅拌耙齿形状，为蝶形耙齿；进入玻璃液深度为270mm，转速为6r/min，中间两只搅拌器的旋转方向是均把玻璃液向热点方向搅动，相邻两队搅拌器旋转方向互为逆旋，提高均化效果。
步骤三、成型：在流液道用调节闸板来控制玻璃液的流量，把拉引量控制在210t/d,一方面有利于熔化；另一方面限制传动速度，增加玻璃在退火窑中停留时间达到有效退火的目的。开发“山”形电加热控制技术，挡畦应用，采用电加热功率控制锡槽内边部温度低，中间高的“山”形，有效提高2mm厚度以下玻璃在成型区的均匀拉薄。首对拉边机前和末对拉边机后配置挡畦，锡槽出口玻璃和锡液脱离的三相界面线位置处配置挡畦。所述的首对拉边机前和末对拉边机后配置挡畦，是减少锡液对流作用，保证玻璃成型区域的温度线性递减。所述锡槽出口玻璃和锡液脱离的三相界面线位置处配置挡畦，挡畦特征在于，一种弧形浸没式挡畦，减少三相界面线后锡污的存积，达到消减锡污的效果，提高产品质量。在960℃～820℃的温度范围内通过全自动拉边机使玻璃成型，960℃～820℃是一种多功能高透高强高应变点玻璃成型区间，通过温度-黏度曲线在国内浮法生产线上进行的首次标定，本方案优选为900℃。玻璃板出锡槽温度通过冷却水包控制在600℃之间。
所述的全自动拉边机在成型过程中保证其进入锡槽长度的对称性，在锡槽入口对锡液温度进行横向控制，开发对应温度参数与拉边机参数实现玻璃在锡槽中居中前行，是消除玻璃厚薄差的首要条件。所述冷却水包固定在锡槽边上，工作部分穿过边墙砖浸没在锡液中。不和玻璃板接触，增强锡槽冷却段处的锡液对流作用，使玻璃板出锡槽位置时横向温度均匀。
步骤四、退火：提高退火上下限温度，退火上限设定为550℃，退火下限设定为480℃，同时C区设定为350℃，起到高温退火的目的，开发玻璃光边冷却技术，设计配置C区出口挡帘装置，减少环境气流影响，开发除静电收尘装置，在退火减少玻璃板炸板的同时减少切裁沾附玻璃毛屑等现象。
光边冷却技术为在退火窑的敞开部装配风机，形成冷却风系统，针对2mm厚度以下玻璃光边厚、散热慢特性进行局部降温，减少玻璃炸板现象。所述的除静电收尘装置在切割刀前配置除静电离子棒和切裁掰断处配置除静电离子棒和收尘装置糅合使用，消除玻璃掰断产生的碎屑造成的二次缺陷。
步骤五、切裁：退火后的进行切割成所需尺寸。
该多功能高透高强高应变点玻璃的厚度为1.8mm，厚薄差0.07mm，太阳光透过率92%，应变点达到535℃，挠度0.23mm，抗冲击强度达到128g小球从1.2米下落不破损。
实施例二，所述玻璃的原料还可以采用以下重量份：海砂225份，氢氧化铝13份，低铁白云石55份，低铁方解石29份，纯碱82份，芒硝3.3份，煤粉0.17份，碎玻璃66份，复合澄清剂1.0份。
该高透高强高应变点玻璃的厚度为1.8mm，厚薄差0.07mm，太阳光透过率92.1%，应变点达到537℃，挠度0.208mm，抗冲击强度达到128g小球从1.2米下落不破损。
实施例三，所述玻璃的原料还可以采用以下重量份：海砂227份，氢氧化铝12份，低铁白云石56份，低铁方解石32份，纯碱80份，芒硝4份，煤粉0.17份，碎玻璃68份，复合澄清剂1.5份。
该高透高强高应变点玻璃的厚度为1.8mm，厚薄差0.06mm，太阳光透过率92.2%，应变点达到538℃，挠度0.195mm，抗冲击强度达到128g小球从1.2米下落不破损。
实施例四，所述玻璃的原料还可以采用以下重量份：海砂229份，氢氧化铝12份，低铁白云石56份，低铁方解石33份，纯碱80份，芒硝4份，煤粉0.17份，碎玻璃70份，复合澄清剂1.2份。
该高透高强高应变点玻璃的厚度为1.8mm，厚薄差0.05mm，太阳光透过率92.6%，应变点达到540℃，挠度0.165mm，抗冲击强度达到128g小球从1.2米下落不破损。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (22)
1.一种高透高强高应变点玻璃，其特征在于，包括以下重量份数的原料：海砂190～250份，氢氧化铝10～20份，低铁白云石45～70份，低铁方解石20～60份，纯碱60～85份，芒硝2～5份，煤粉0.1～0.3份，复合澄清剂1～3份。
2.根据权利要求1所述的一种高透高强高应变点玻璃，其特征在于，包括以下重量份的原料：海砂200～230份，氢氧化铝10～15份，低铁白云石50～60份，低铁方解石30～40份，纯碱75～85份，芒硝2.5～4.5份，煤粉0.1～0.2份，复合澄清剂1～2份。
3.根据权利要求1所述的一种高透高强高应变点玻璃，其特征在于，包括以下重量份的原料：海砂229份，氢氧化铝12份，低铁白云石56份，低铁方解石33份，纯碱80份，芒硝4份，煤粉0.17份，复合澄清剂1.2份。
4.根据权利1～3任意一项所述的一种高透高强高应变点玻璃，其特征在于，所述原料中每个组分的粒径均为20～100目≥80%。
5.根据权利1～3任意一项所述的一种高透高强高应变点玻璃，其特征在于，所述海砂的粒径：20目全通过，其中20～100目≥80%，150目﹤5.0%。
6.根据权利1～3任意一项所述的一种高透高强高应变点玻璃，其特征在于，所述低铁白云石和所述低铁方解石的粒径均为：12目全通过，150目﹤10%。
7.根据权利1～3任意一项所述的一种高透高强高应变点玻璃，其特征在于，所述原料混合均匀度分布以混合料中纯碱含量均方差为标准，其波动范围控制在﹤0.5%。
8.根据权利1～3任意一项所述的一种高透高强高应变点玻璃，其特征在于，所述的复合澄清剂包括硝酸亚铈水合物、硝酸钡、硝酸铈以及氧化钠，它们的比例为（42.5-43.5）：（43.5-44.5）:（0.5-1.5）:（11.5-12.5）混合制成。
9.根据权利要求1所述的一种高透高强高应变点玻璃，其特征在于，玻璃的生产工艺包括以下步骤：
步骤一、配合料的制备：把所述原料按照重量份配比，再配加2-4%的热水混合均匀，混合时间为6-7分钟/副料，把配好的料输送到窑头料仓；
步骤二、熔化：把原料投入窑内，在1530～1560℃的温度下熔化，再进行复合澄清和均化，然后降温至1170-1190℃；
步骤三、成型：在960℃～820℃的温度范围内通过全自动拉边机使玻璃成型，把拉引量控制为200～230t/d，玻璃板出锡槽温度通过冷却水包控制在590℃～610℃之间；
步骤四、退火：退火上限温度为550±5℃，退火下限温度为480±5℃，同时窑炉的C区的温度为355±5℃；
步骤五、切裁：退火后的进行切割成所需尺寸。
10.根据权利9所述的一种高透高强高应变点玻璃，其特征在于：所述步骤一中在混料之前先把海砂与复合澄清剂充分混合，存放在均化库中，然后进行配料。
11.根据权利9所述的一种高透高强高应变点玻璃，其特征在于：所述步骤一中所述热水用蒸汽把水加热至80℃，所述配好的料通过皮带廊由皮带机输送至窑头料仓，皮带廊采用蒸汽列管排布的皮带运行走廊。
12.根据权利9所述的一种高透高强高应变点玻璃，其特征在于：所述步骤二的熔化过程采用叠加式窑炉燃烧升温，在每个小炉中安装3个燃烧器，每个燃烧器可单独控制，并且在1#小炉前增加0#枪，以此来增加熔化温度。
13.根据权利12所述的一种高透高强高应变点玻璃，其特征在于：所述0#枪采用天然气和氧气混合后喷射至窑炉中进行燃烧。
14.根据权利9所述的一种高透高强高应变点玻璃，其特征在于：所述步骤二的复合澄清采用物理澄清和化学澄清结合使用。
15.根据权利14所述的一种高透高强高应变点玻璃，其特征在于：所述的物理澄清采用连续性鼓泡。
16.根据权利14所述的一种高透高强高应变点玻璃，其特征在于：所述化学澄清是在复合澄清剂的基础上开发消泡系统，消泡系统包括储罐、消泡剂、管道、压缩空气以及换向系统，管道在空气进窑炉的小炉夹道位置用水冷套管，避免消泡剂管道在此位置温度过高，所述换向系统是和窑炉换向保持一致，所述消泡剂是由有机溶剂和煤油按1：20混合后通过特制燃烧器于3#小炉位置喷射进窑炉内，进一步提高热点及澄清温度的同时，抑制了气泡的产生。
17.根据权利9所述的一种高透高强高应变点玻璃，其特征在于：所述步骤二的均化为设置6支垂直搅拌器，制定垂直搅拌器的搅拌耙齿形状的蝶形耙齿；进入玻璃液深度为260-270mm，转速为6-8r/min，中间两只搅拌器的旋转方向是把玻璃液向热点方向搅动，相邻两对搅拌器旋转方向互为逆旋，提高均化效果。
18.根据权利9所述的一种高透高强高应变点玻璃，其特征在于：在所述步骤三中采用电加热功率控制锡槽内边部温度低，中间高的“山”形，有效提高2mm厚度以下玻璃在成型区的均匀拉薄。
19.根据权利9所述的一种高透高强高应变点玻璃，其特征在于：所述步骤三在首对拉边机前和末对拉边机后均设置挡畦，减少锡液对流，锡槽出口玻璃和锡液脱离的三相界面线位置处配置挡畦，挡畦为弧形浸没式结构。
20.根据权利9所述的一种高透高强高应变点玻璃，其特征在于：所述冷却水包固定在锡槽边上，工作部分穿过边墙砖浸没在锡液中。
21.根据权利9所述的一种高透高强高应变点玻璃，其特征在于：所述步骤四中在退火窑的敞开部装配风机，形成冷却风系统，针对2mm厚度以下玻璃光边厚、散热慢特性进行局部降温。
22.根据权利9所述的一种高透高强高应变点玻璃，其特征在于：在所述步骤五的切裁之前还安装静电收尘装置，静电收尘装置包括除静电离子棒和收尘组件，除静电离子棒安装在切割刀之前和切裁掰断处。
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