CN112499942A - 硫系玻璃的挤压工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种硫系玻璃的挤压工艺方法，其采用硫系玻璃的挤压设备来实现，所述硫系玻璃的挤压设备包括加热炉和挤压装置，所述挤压装置设置于所述加热炉中，所述加热炉包括上炉、中炉和下炉。在本申请的硫系玻璃的挤压工艺方法中，由于其在挤压硫系玻璃材料前，对硫系玻璃材料进行升温和保温处理，以使硫系玻璃材料到达可挤压的物理硬度；并在挤压硫系玻璃材料时，通过调整下炉的工艺温度，使得硫系玻璃材料在下炉的温度作用下能够成形，而这种多段式的温度调节工艺使得通过硫系玻璃材料制备出的棒料的各部分质量均匀，由此提高了棒料的合格率、极大地减少了材料的损耗。
Description
技术领域
本发明涉及硫系玻璃挤压技术领域，尤其涉及一种硫系玻璃的挤压工艺方法。
背景技术
在现有的硫系玻璃的挤压工艺中，由于在硫系玻璃材料的整个挤压过程中，加热炉均处于同一温度，则使得制备出的棒料品质难把控(或细或粗)、材料损耗大，且越挤到最后，棒料的品质越差，尤其是最后挤出的棒料部分的表面光泽以及透过率远不如刚开始挤出的棒料部分。
发明内容
鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种硫系玻璃的挤压工艺方法，其制备出的棒料的各部分质量均匀，提高了棒料的合格率，且极大地减少了材料的损耗。
为了实现上述目的，本发明提供了一种硫系玻璃的挤压工艺方法，其采用硫系玻璃的挤压设备来实现，所述硫系玻璃的挤压设备包括加热炉和挤压装置，所述挤压装置设置于所述加热炉中，所述加热炉包括上炉、中炉和下炉。其中，所述硫系玻璃的挤压工艺方法包括步骤S1-S8。
S1，将硫系玻璃材料置于挤压装置中。S2，对加热炉的上炉、中炉和下炉分别进行第一次升温处理，并使上炉、中炉和下炉的温度分别到达第一加热温度T1、第二加热温度T2和第三加热温度T3，在第一次升温处理过程中，硫系玻璃材料在加热炉的加热作用下被软化。S3，对上炉、中炉和下炉分别进行第一次保温处理，以使硫系玻璃材料完全处于熔融状态，其中，上炉保温在第一加热温度T1的保温时间为t1、中炉保温在第二加热温度T2的保温时间为t2、下炉保温在第三加热温度T3的保温时间为t3，且t3<t1，t3<t2。S4，待下炉第一次保温结束后，对下炉进行降温处理，待下炉降温结束后再对下炉进行第二次保温处理。S5，待下炉第二次保温结束后，对下炉进行第二次升温处理，且在下炉的第二次升温过程中通过挤压装置开始挤压硫系玻璃材料。S6，待下炉第二次升温结束后，对下炉进行第三次保温处理，并继续通过挤压装置挤压硫系玻璃材料直至挤压结束。
在根据一些实施例的硫系玻璃的挤压工艺方法中，挤压装置收容硫系玻璃材料的部分位于中炉中，且T1<T2。
在根据一些实施例的硫系玻璃的挤压工艺方法中，第一加热温度T1和第二加热温度T2比硫系玻璃材料的熔点高出100℃～200℃。
在根据一些实施例的硫系玻璃的挤压工艺方法中，T3<T2，T3<T1。
在根据一些实施例的硫系玻璃的挤压工艺方法中，下炉第二次升温结束后，下炉的温度到达第四加热温度T4，且T4<T3。
在根据一些实施例的硫系玻璃的挤压工艺方法中，在挤压装置挤压硫系玻璃材料的过程中，上炉和中炉均持续处于第一次保温阶段。
在根据一些实施例的硫系玻璃的挤压工艺方法中，下炉第二次保温结束的同时上炉第一次保温结束。在挤压装置挤压硫系玻璃材料的过程中，对上炉进行降温处理，待上炉降温结束后再对上炉进行第二次保温处理直至挤压结束。
在根据一些实施例的硫系玻璃的挤压工艺方法中，下炉第二次保温结束的同时中炉第一次保温结束。在挤压装置挤压硫系玻璃材料的过程中，对中炉进行降温处理，待中炉降温结束后再对中炉进行第二次升温处理，待中炉第二次升温结束后再对中炉进行第二次保温处理直至挤压结束。
在根据一些实施例的硫系玻璃的挤压工艺方法中，下炉第二次保温结束前上炉第一次保温已结束。上炉第一次保温结束后，对上炉进行降温处理，待上炉降温结束后再对上炉进行第二次保温处理，且在挤压装置挤压硫系玻璃材料的过程中，上炉处于降温和/或第二次保温阶段。
在根据一些实施例的硫系玻璃的挤压工艺方法中，下炉第二次保温结束前中炉第一次保温已结束。中炉第一次保温结束后，对中炉进行降温处理，待中炉降温结束后再对中炉进行第二次升温处理，待中炉第二次升温结束后再对中炉进行第二次保温处理，且在挤压装置挤压硫系玻璃材料的过程中，中炉处于降温和/或第二次升温和/或第二次保温阶段。
本发明的有益效果如下：
在本申请的硫系玻璃的挤压工艺方法中，由于其在挤压硫系玻璃材料前，对硫系玻璃材料进行升温和保温处理，以使硫系玻璃材料到达可挤压的物理硬度；并在挤压硫系玻璃材料时，通过调整下炉的工艺温度，使得硫系玻璃材料在下炉的温度作用下能够成形，而这种多段式的温度调节工艺使得通过硫系玻璃材料制备出的棒料的各部分质量均匀，由此提高了棒料的合格率、极大地减少了材料的损耗。
附图说明
图1是硫系玻璃的挤压工艺方法采用的硫系玻璃的挤压设备的结构示意图。
其中，附图标记说明如下：
1加热炉 21套筒
11上炉 22套环
12中炉 23压杆
13下炉 S硫系玻璃材料
2挤压装置
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
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申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请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，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
下面参照附图来详细说明根据本申请的硫系玻璃的挤压工艺方法。
本申请的硫系玻璃的挤压工艺方法采用硫系玻璃的挤压设备来实现，其中，所述硫系玻璃的挤压设备包括加热炉1、设置于加热炉1中的挤压装置2以及控制系统(未示出)。
参照图1，加热炉1用于对硫系玻璃材料S进行加热。加热炉1由上至下依次包括上炉11、中炉12和下炉13，且上炉11、中炉12和下炉13分别通过不同的加热器进行独立加热，即上炉11、中炉12和下炉13彼此之间的加热互不干扰。
挤压装置2包括套筒21、套环22、压杆23以及压力电机(未示出)。其中，套环22设置在套筒21的底部上并与套筒21一起收容硫系玻璃材料S，而套筒21由上至下至少延伸至中炉12的下部，以使硫系玻璃材料S全部位于挤压装置2的与中炉12对应的部分中。压杆23设置硫系玻璃材料S的上方、且在压力电机的作用下向下挤压套筒21中的硫系玻璃材料S。
进一步地，照图1，套筒21的底部设置有开口，套环22设置在所述开口处且套环22设置有与所述开口连通的出料口。在硫系玻璃材料S的挤压过程中，硫系玻璃材料S经由所述出料口挤出至下炉13中，且硫系玻璃材料S在下炉13的温度作用下最终形成产品。
控制系统用于控制加热炉1的上炉11、中炉12和下炉13的温度。且在硫系玻璃材料S挤压前，上炉11、中炉12和下炉13在不同工艺阶段的温度和时间均可通过控制系统预先设置在控制程序中。
下面详细说明本申请的硫系玻璃的挤压工艺方法，其具体包括步骤S1-S6。
S1，将硫系玻璃材料S置于挤压装置2中。其中，硫系玻璃材料S位于挤压装置2的与中炉12对应的部分中。
S2，对加热炉1的上炉11、中炉12和下炉13分别进行第一次升温处理，并使上炉11、中炉12和下炉13的温度分别到达第一加热温度T1、第二加热温度T2和第三加热温度T3，而在第一次升温处理过程中，硫系玻璃材料S的物理性质开始发生改变、且在加热炉1的加热作用下被软化。
S3，待上炉11、中炉12和下炉13的温度分别到达第一加热温度T1、第二加热温度T2和第三加热温度T3后，对上炉11、中炉12和下炉13分别进行第一次保温处理，以使硫系玻璃材料S完全处于熔融状态。其中，上炉11保温在第一加热温度T1的保温时间为t1、中炉12保温在第二加热温度T2的保温时间为t2、下炉13保温在第三加热温度T3的保温时间为t3，且t3<t1，t3<t2。
S4，待下炉13第一次保温结束后，对下炉13进行降温处理，且待下炉13降温结束后再对下炉13进行第二次保温处理。
S5，待下炉13第二次保温结束后，对下炉13进行第二次升温处理，且在下炉13的第二次升温过程中通过挤压装置2开始挤压硫系玻璃材料S。换句话说，开始挤压硫系玻璃材料S时，下炉13正处于第二次升温阶段。
S6，待下炉13第二次升温结束后，对下炉13进行第三次保温处理，并继续通过挤压装置2挤压硫系玻璃材料S直至挤压结束。
在本申请的硫系玻璃的挤压工艺方法中，由于其在挤压硫系玻璃材料S前，对硫系玻璃材料S进行升温和保温处理，以使硫系玻璃材料S到达可挤压的物理硬度；并在挤压硫系玻璃材料S时，通过调整下炉13的工艺温度，使得硫系玻璃材料S在下炉13的温度作用下能够成形，而这种多段式的温度调节工艺使得通过硫系玻璃材料S制备出的棒料的各部分质量均匀，由此提高了棒料的合格率、极大地减少了材料的损耗。
在步骤S2中，基于上炉11、中炉12、下炉13与硫系玻璃材料S之间的位置以及各自在挤压过程中的功能不同，则第一加热温度T1、第二加热温度T2和第三加热温度T3不同，进而使得上炉11、中炉12和下炉13分别达到第一加热温度T1、第二加热温度T2和第三加热温度T3的时间也不同。
需要说明的是，上炉11和中炉12用于对硫系玻璃材料S进行加热以使硫系玻璃材料S达到可挤压的物理硬度，下炉13主要用于对硫系玻璃材料S进行成形，因此T3<T1，T3<T2，进而t3<t1，t3<t2。
在步骤S3中，对上炉11、中炉12和下炉13分别进行第一次保温处理是为了确保硫系玻璃材料S完全熔化。而由于挤压硫系玻璃材料S时的压力变化、硫系玻璃材料S的成形速度，以及硫系玻璃材料S成形后的产品好坏均与第一次保温时间t1、t2、t3有着最密切的关系，其中若第一次保温时间t1、t2、t3时间过短，则硫系玻璃材料S未完全熔化，其会导致挤压装置2很难甚至挤不出料，或者挤出来的硫系玻璃材料S上会出现不规则的螺纹等等；若第一次保温时间t1、t2、t3时间过长，则会使得硫系玻璃材料S提前流出，造成损耗或者挤压过程中硫系玻璃材料S被拉细变弯等等。
在一些实施例中，在挤压硫系玻璃材料S前，由于中炉12比上炉11更靠近硫系玻璃材料S，则优选地，T1<T2。
在一些实施例中，在步骤S2中，加热炉1可从室温分别加热到第一加热温度T1、第二加热温度T2和第三加热温度T3。
在一些实施例中，在步骤S2中，加热炉1可从上次挤压完成后且未完全冷却时的温度分别加热到第一加热温度T1、第二加热温度T2和第三加热温度T3。
在一些实施例中，为了保证硫系玻璃材料S能够快速被软化，则优选地，第一加热温度T1和第二加热温度T2比硫系玻璃材料S的熔点均高出100℃～200℃。
在一些实施例中，下炉13第二次升温结束后，下炉13的温度到达第四加热温度T4，且T4<T3。
在一些实施例中，在挤压装置2挤压硫系玻璃材料S的过程中，上炉11和中炉12可均持续处于第一次保温阶段。
在一些实施例中，下炉13第二次保温结束的同时上炉11第一次保温结束。由于上炉11在第一次保温后，其内部的温度较高，则为了防止挤出时的硫系玻璃材料S过软而出现拉长变细的情形，则在挤压装置2挤压硫系玻璃材料S的过程中，对上炉11进行降温处理，且待上炉11降温结束后再对上炉11进行第二次保温处理直至挤压结束。
在一些实施例中，下炉13第二次保温结束的同时中炉12第一次保温结束。由于中炉12在第一次保温后，其内部的温度较高，则为了防止挤出时的硫系玻璃材料S过软而出现拉长变细的情形，则在挤压装置2挤压硫系玻璃材料S的过程中，对中炉12先进行降温处理；同时为了进一步防止硫系玻璃材料S过硬而影响挤压，则待中炉12降温结束后再对中炉12进行第二次升温处理，并待中炉12第二次升温结束后再对中炉12进行第二次保温处理直至挤压结束。
在一些实施例中，下炉13第二次保温结束前上炉11第一次保温已结束。上炉11第一次保温结束后，对上炉11进行降温处理，待上炉11降温结束后再对上炉11进行第二次保温处理，且在挤压装置2挤压硫系玻璃材料S的过程中，上炉11处于降温和/或第二次保温阶段。
在一些实施例中，下炉13第二次保温结束前中炉12第一次保温已结束。中炉12第一次保温结束后，对中炉12进行降温处理，待中炉12降温结束后再对中炉12进行第二次升温处理，并待中炉12第二次升温结束后再对中炉12进行第二次保温处理，且在挤压装置2挤压硫系玻璃材料S的过程中，中炉12处于降温和/或第二次升温和/或第二次保温阶段。
在一些实施例中，上炉11降温结束后，上炉11的温度到达第五加热温度T5，为了便于硫系玻璃材料S在下炉13的温度作用下最终形成产品，则T4<T5。
在一些实施例中，中炉12第二次升温结束后，中炉12的温度到达第六加热温度T6，而由于中炉12比上炉11更靠近硫系玻璃材料S，则T5<T6。
在挤压装置2挤压硫系玻璃材料S的过程中，为了保证硫系玻璃材料S在下炉13的温度作用下最终形成的棒料的表面光滑、透过率良好，挤压频率逐渐减小。
在一些实施例中，上炉11、中炉12、下炉13在不同工艺阶段的温度和时间可如下表所示。其中，在该实施例中，加热炉1是从上次挤压完成后且未完全冷却时的温度分别加热到第一加热温度T1、第二加热温度T2和第三加热温度T3的，其中T1＝410℃，T2＝430℃，T3＝350℃。
在一些实施例中，上炉11、中炉12、下炉13在不同工艺阶段的温度和时间可如下表所示。其中，在该实施例中，加热炉1是从室温分别加热到第一加热温度T1、第二加热温度T2和第三加热温度T3的，其中T1＝410℃，T2＝430℃，T3＝350℃。
需要说明的是，在上述实施例中，所有炉区均以最后一段温度进行保温直至控制系统断电关闭。
最后以挤压As40Se60为例，并通过采用传统的挤压工艺方法进行挤压的对比例A1-A6与采用本申请的挤压工艺方法进行挤压的测试例B1-B6进行比对说明。
1)对比例A1-A6的挤压数据如下：
2)测试例B1-B6的挤压数据如下：
| 对比例 | 原料重量(g) | 挤出重量(g) | 损耗(g) | 合格率(％) |
| B1 | 641 | 552 | 89 | 90.0％ |
| B2 | 811 | 712 | 99 | 95.0％ |
| B3 | 787 | 696 | 91 | 92.9％ |
| B4 | 893 | 793 | 100 | 95.2％ |
| B5 | 625 | 533 | 92 | 92.1％ |
| B6 | 593 | 505 | 88 | 95.2％ |
通过对比例A1-A6的挤压数据计算可知，采用传统的挤压工艺方法进行挤压的平均合格率为25.9％，平均损耗量为445g；通过测试例B1-B6的挤压数据计算可知，采用本申请的挤压工艺方法进行挤压的平均合格率为93.4％，平均损耗量为93g。
因此，本申请的硫系玻璃的挤压工艺方法与传统的挤压工艺方法相比，本申请的挤压工艺方法采用多段式的温度调节工艺，更符合As40Se60材料的成型特性，能够满足不同规格的需求，且材料的损耗低、棒料的良品率高，并保证了棒料内部良好的透过率和外观特性，由此极大地提高了生产效益和经济效益。
Claims (10)
1.一种硫系玻璃的挤压工艺方法，其采用硫系玻璃的挤压设备来实现，所述硫系玻璃的挤压设备包括加热炉(1)和挤压装置(2)，所述挤压装置(2)设置于所述加热炉(1)中，所述加热炉(1)包括上炉(11)、中炉(12)和下炉(13)，其特征在于，所述硫系玻璃的挤压工艺方法包括步骤：
S1，将硫系玻璃材料(S)置于挤压装置(2)中；
S2，对加热炉(1)的上炉(11)、中炉(12)和下炉(13)分别进行第一次升温处理，并使上炉(11)、中炉(12)和下炉(13)的温度分别到达第一加热温度T1、第二加热温度T2和第三加热温度T3，在第一次升温处理过程中，硫系玻璃材料(S)在加热炉(1)的加热作用下被软化；
S3，对上炉(11)、中炉(12)和下炉(13)分别进行第一次保温处理，以使硫系玻璃材料(S)完全处于熔融状态，其中，上炉(11)保温在第一加热温度T1的保温时间为t1、中炉(12)保温在第二加热温度T2的保温时间为t2、下炉(13)保温在第三加热温度T3的保温时间为t3，且t3<t1，t3<t2；
S4，待下炉(13)第一次保温结束后，对下炉(13)进行降温处理，待下炉(13)降温结束后再对下炉(13)进行第二次保温处理；
S5，待下炉(13)第二次保温结束后，对下炉(13)进行第二次升温处理，且在下炉(13)的第二次升温过程中通过挤压装置(2)开始挤压硫系玻璃材料(S)；
S6，待下炉(13)第二次升温结束后，对下炉(13)进行第三次保温处理，并继续通过挤压装置(2)挤压硫系玻璃材料(S)直至挤压结束。
2.根据权利要求1所述的硫系玻璃的挤压工艺方法，其特征在于，挤压装置(2)收容硫系玻璃材料(S)的部分位于中炉(12)中，且T1<T2。
3.根据权利要求2所述的硫系玻璃的挤压工艺方法，其特征在于，第一加热温度T1和第二加热温度T2比硫系玻璃材料(S)的熔点高出100℃～200℃。
4.根据权利要求1所述的硫系玻璃的挤压工艺方法，其特征在于，T3<T2，T3<T1。
5.根据权利要求4所述的硫系玻璃的挤压工艺方法，其特征在于，下炉(13)第二次升温结束后，下炉(13)的温度到达第四加热温度T4，且T4<T3。
6.根据权利要求1所述的硫系玻璃的挤压工艺方法，其特征在于，在挤压装置(2)挤压硫系玻璃材料(S)的过程中，上炉(11)和中炉(12)均持续处于第一次保温阶段。
7.根据权利要求1所述的硫系玻璃的挤压工艺方法，其特征在于，
下炉(13)第二次保温结束的同时上炉(11)第一次保温结束；
在挤压装置(2)挤压硫系玻璃材料(S)的过程中，对上炉(11)进行降温处理，待上炉(11)降温结束后再对上炉(11)进行第二次保温处理直至挤压结束。
8.根据权利要求1所述的硫系玻璃的挤压工艺方法，其特征在于，
下炉(13)第二次保温结束的同时中炉(12)第一次保温结束；
在挤压装置(2)挤压硫系玻璃材料(S)的过程中，对中炉(12)进行降温处理，待中炉(12)降温结束后再对中炉(12)进行第二次升温处理，待中炉(12)第二次升温结束后再对中炉(12)进行第二次保温处理直至挤压结束。
9.根据权利要求1所述的硫系玻璃的挤压工艺方法，其特征在于，
下炉(13)第二次保温结束前上炉(11)第一次保温已结束；
上炉(11)第一次保温结束后，对上炉(11)进行降温处理，待上炉(11)降温结束后再对上炉(11)进行第二次保温处理；
在挤压装置(2)挤压硫系玻璃材料(S)的过程中，上炉(11)处于降温和/或第二次保温阶段。
10.根据权利要求1所述的硫系玻璃的挤压工艺方法，其特征在于，
下炉(13)第二次保温结束前中炉(12)第一次保温已结束；
中炉(12)第一次保温结束后，对中炉(12)进行降温处理，待中炉(12)降温结束后再对中炉(12)进行第二次升温处理，待中炉(12)第二次升温结束后再对中炉(12)进行第二次保温处理；
在挤压装置(2)挤压硫系玻璃材料(S)的过程中，中炉(12)处于降温和/或第二次升温和/或第二次保温阶段。
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