CN113480141B - 一种制造柔性屏基板玻璃的窑炉设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制造柔性屏基板玻璃的窑炉设备及方法，包括玻璃熔化炉体和料道，其中玻璃熔化炉体由顶部的平顶部、四周的池墙以及底部的窑底构成，平顶部上设有废气排放口和加料口，加料口远离废气排放口设置，废气排放口与废气道连通；四周的池墙上均设有加电加热装置；窑底上设置有料道入口，料道入口与料道连通；料道包括排泡澄清区、搅拌均化区和降温冷却区，排泡澄清区与料道入口连通，排泡澄清区的出口与搅拌均化区的入口连通，搅拌均化区的出口与降温冷却区连通。本发明窑炉设备，根据柔性玻璃所有的物理化学性质的特点有针对性的设计出相应的特殊结构，可以简易高效地制备出满足高品质高要求的柔性玻璃液，解决了产业化推广的问题。

Description

一种制造柔性屏基板玻璃的窑炉设备及方法

技术领域

本发明属于玻璃制造加工专用设备技术领域，具体属于一种制造柔性屏基板玻璃的窑炉设备及方法。

背景技术

超薄柔性玻璃的实现无疑填补了折叠屏手机的一块短板，而折叠屏手机的出产也将为超薄柔性玻璃扩大市场份额，与其相辅相成的超薄柔性玻璃也将迎来新一轮的爆发。玻璃要做到超薄的同时还要保持良好的柔韧度及高强度，则必须在玻璃中添加其他材料，高铝硅玻璃就是符合这种特性的材质，其弹性模数及介电常数数值也符合电容式触摸屏基板与保护盖板玻璃的要求。通常，超薄玻璃的制作是采用下拉法直接热成型工艺进行生产，将熔融玻璃浆液倒入成型溢流设备中直接拉制而成。

柔性盖板材料同时要求柔性、耐磨性以及透光性，之前推出的第一代折叠产品，柔性盖板材料主要采用无色聚酰亚胺(CPI)材料，CPI材料虽然目前具备量产基础，柔韧性也更具优势，但其抗冲击能力、硬度差等缺点，在可折叠手机折痕问题上还有很大的提升空间。而超薄柔性玻璃具有天然优势，能弥补可折叠手机面临的不足。超薄柔性强化玻璃硬度足够，能有效地保护内侧的OLED，并且具有光学优势，可弯折次数高，大大解决手机屏幕折痕问题。

玻璃窑炉，是指玻璃制造中用于熔制玻璃配合料的热工设备，将按玻璃成分配好的粉料和掺加的熟料(碎玻璃)在窑内高温熔化、澄清并形成符合成型要求的玻璃液。并且窑炉主要结构部分包含有熔化部分设备、澄清均匀部分设备及搅拌排泡部分设备；制备柔性玻璃时，需要采用粘度更高的玻璃液制备，因此玻璃原料需要的加热温度比一般玻璃的加热温度高，但现有窑炉设备不能达到要求，因此需要要重新设置新的窑炉设备专用于制备柔性玻璃。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种全新结构全新技术的专门制备柔性玻璃的窑炉设备及方法，并且通过这套设备可以简易高效地制备出满足高品质高要求的柔性玻璃液的要求，解决了产业化推广的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种制造柔性屏基板玻璃的窑炉设备，包括玻璃熔化炉体和料道，其中所述玻璃熔化炉体由顶部的平顶部、四周的池墙以及底部的窑底构成，所述平顶部上设有废气排放口和加料口，所述加料口远离废气排放口设置，所述废气排放口与废气道连通；四周的池墙上均设有加电加热装置；所述窑底上设置有料道入口，料道入口与所述料道连通；所述料道包括排泡澄清区、搅拌均化区和降温冷却区，所述排泡澄清区与料道入口连通，所述排泡澄清区的出口与搅拌均化区的入口连通，所述搅拌均化区的出口与降温冷却区连通。

进一步的，所述加料口为圆形或椭圆形结构，尺寸不超过500mm。

进一步的，四周的池墙上均预留有孔洞，该孔洞用于安装加电加热装置，所述加电加热装置在干净的环境下安装。

进一步的，所述加电加热装置由多块易导电的耐火材料制成，所述加电加热装置的底部高于窑底，顶部不高于玻璃液面。

进一步的，所述料道入口设置在远离加料口，靠近料道的排泡澄清区的窑底上。

进一步的，所述排泡澄清区内部上下均设置有带小孔的挡板，所述挡板用于挡住玻璃液中的小气泡并防止小气泡聚集。

进一步的，所述搅拌均化区中设置有搅拌装置，所述搅拌装置为两个搅拌棒，所述两个搅拌顺着玻璃液的流动方向前后设置，且两个搅拌棒高度一致，所述搅拌棒的叶片在玻璃液液面以下。

进一步的，所述降温冷却区通过减少外壁的保温材料进行物理降温。

进一步的，所述废气排放口至少设置一个，所述多个废气排放口均与废弃道连通。

本发明还提供一种制造柔性屏基板玻璃的窑炉设备的使用方法，具体如下：通过平顶部上的加料口将玻璃原料加入玻璃熔化炉体内，通过四周池墙上的加电加热装置对玻璃原料进行升温加热，得到玻璃液，玻璃液通过窑底上的料道入口进入料道，依次经过排泡澄清区、搅拌均化区和降温冷却区，最终进入成型设备中；加热过程中产生废气通过平顶部上的废气排放口，和与废气排放口连接的废气道排出玻璃熔化炉外。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明提供的制造柔性玻璃的窑炉设备，根据柔性玻璃所有的物理化学性质的特点，专门有针对性的设计出相应的特殊结构，根据此特点将玻璃熔化炉体的投送原料功能、粉尘废气回收功能以及加电加热恒温功能专门做特殊设置，将炉体投送原料的加料口设计在平顶部，由于投送的原料能从投送装置设备中快速进入炉体内部，提高同一时间上的投送量。并且，原料在下降的过程中，受到重力影响能更容易的往下移动，降低窑炉加料口部位堵料的风险。

因为气体受热膨胀向上漂浮流动的物理特性，本发明将将炉体的废气排放口设置在平顶部。这样，当玻璃液化学反应所产生的废气呈现高温状态而漂浮于炉体上层时，平顶部的废气排放口就能很容易的将产生的大量废气排出去；

进一步的，炉体下部为固液态混合的玻璃液，上部多为各种物质的气体结构，气体存在相互流动扰动，使炉体上部形成不稳定的状态，通过处于炉体最顶部的废气排放通道将多余废气快速排走，减少气体相互扰流几率，降低炉体上部不稳定影响，也能避免炉体内气体压力过大而爆炸的风险。

根据窑炉整体结构，以及柔性玻璃液所需要的加电升温特性，本发明炉体四周的池墙上均设置有加电加热装置，此装置便是将高压电能通过耐火砖材自身特性，转化为高温热能，再加载于接触它的玻璃液；通过四周墙体上的加电加热装置对炉体内的玻璃粉体进行加热，玻璃粉体在四个方向上均受热，使玻璃液受热均匀，其自身内部温度达到均匀一致，避免忽冷忽热的影响。而且，四周加热能更快的将玻璃液温度升高到所需要的温度，减少加热使用时间，降低电能使用损耗和成本。

本发明将料道入口设置在窑底，更有利于玻璃液流淌进入料道内，并且方向朝向水平向下的料道结构也更利于窑炉底部的粘稠玻璃液向前流淌；料道中通过设置排泡澄清区、搅拌均化区和降温冷却区，对炉体中已熔化的玻璃液进行再次澄清排泡、搅拌均化和冷却降温，使窑炉内的玻璃液达到清亮透彻无杂质的工艺要求；并且通过冷却降温作用，使玻璃液在进入到下一加工工序设备前达到所必须的使用温度，也能通过降温使玻璃液具有更好的粘稠度。

附图说明

图1为本发明的纵向结构示意图；

图2为本发明的横向视图。

其中：1为平顶部；2为池墙；3为窑底；4为加电加热装置；5为废气道；6为废气排放口；7为加料口；8为料道入口；9为排泡澄清区；10为搅拌均化区；11为降温冷却区；12为搅拌装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

如图1所示，本发明提供的一种专门制造柔性玻璃的窑炉设备，包括玻璃熔化炉体和料道，其中玻璃熔化炉体由窑底3、四周池墙2以及顶部的平顶部1构成，平顶部1上设有废气排放口6和加料口7，废气排放口6与废气道5连通用于排放炉体内玻璃熔化过程中产生的大量废气；四周池墙2上设有加电加热装置4，窑底3上设置有料道入口8，料道入口8与料道连通，料道包括排泡澄清区9、搅拌均化区10和降温冷却区11，排泡澄清区9与料道入口8连通，排泡澄清区9的出口与搅拌均化区10的入口连通，搅拌均化区10的出口与降温冷却区11连通，降温冷却区11通过物理降温方法将玻璃液降温至成型所需温度。

优选的，平顶部1的一端设置加料口7，加料口7用于将玻璃原材料加注到炉体内部；另一端废气排放口6，加料口7应尽量远离废气排放口6和料道入口8设置，这样更有利于延长炉体内的的玻璃粉料待在炉内的时间，使其充分燃烧熔化和化学反应。

优选的，加料口7为圆形或椭圆形结构，尺寸不超过500毫米，有利于玻璃粉料的快速推入。

优选的，四周的池墙2上均预留有孔洞，该孔洞用于安装加电加热装置4，待炉体安装完成后，在环境干净情况下安装加电加热装置4，如果有污染，使用时容易造成电加电加热装置4的电源短路；在四个方向上对炉体内的玻璃粉料进行加热，使玻璃粉料在最短的时间内快速转化为玻璃液体，提高玻璃液的温度和粘度，从而给料道提供高粘度的玻璃液；并且加电加热装置采用电能加热，通过提高电能的利用，降低天然气的使用，从而使炉体不再使用天然气，从而节省天然气的多余浪费；

优选的，加电加热装置4为由多块易导电的耐火材料制成的大的四方体，通过钢板固定得到，通过给加电加热装置4的耐火材料持续通电，将电能转化为热能从而给接触加电加热装置4的玻璃粉体加热得到玻璃液。

优选的，加电加热装置4的底部高于窑底3，顶部不高于玻璃液面。

优选的，料道入口8应尽量靠近料道中排泡澄清区9设置，尽量远离加料口7设置。这样能保证玻璃在炉体内充分燃烧熔化，在成为更透明无杂质的玻璃液时，才进一步流入料道。

优选的，料道中的排泡澄清区9水平设置，用于排除夹杂在玻璃液中的气泡，使玻璃液更加清亮透彻；排泡澄清区9内部上下均设置有带小孔的挡板，挡板用于将流过的玻璃液中的小气泡挡住，使其不断聚集合成大气泡，挡住的小气泡跟随玻璃液从搅拌均化区10顶部排出管道外。

优选的，搅拌均化区10中设置有搅拌装置12，搅拌装置12为两个搅拌棒，两个搅拌顺着玻璃液的流动方向前后设置，且两个搅拌棒高度一致，以玻璃液淹没搅拌叶片为准；使用双搅拌棒混合，能更好的混合出均匀透明清亮的玻璃液。

优选的，搅拌叶片得转动速度根据具体玻璃液流速工艺设置，搅拌时，对玻璃液顺时针缓慢充分搅拌，使玻璃液混合充分，

优选的，减少料道外的保温材料的使用即形成降温冷却区11，降温冷却区11竖直设置，降温冷却区11的出口与成型设备连接，降温冷却区11不使用强制冷却设备，通过物理方法进行降温，使流经的玻璃液降温但不至于降温太多，从而对玻璃液进行温度控制，也进而对玻璃液的粘度进行控制，以求达到成型所需的温度条件。

优选的，如图2所示，废气排放口6至少设置一个，多个废气排放口6均与废弃道5连通，设置多个废气排放口6时，每个废气排放口6的风速都不大，很小的风速对炉体内的气流影响减小，有利于稳定炉体内的燃烧气氛。

使用时，通过平顶部1上的加料口7将粉末状的玻璃原料加注进窑炉内，通过四周池墙2上的加电加热装置4对粉状玻璃液进行升温加热，使其进行化学反应转变为玻璃液，转变过程中所产生的大量多余废气则通过平顶部1上的废气排放口6和废气排放口6连接的废气道5排出窑炉以外；玻璃液则通过加电加热装置4不断升温以求达到工艺要求后，通过窑底部位3上的料道入口8进入料道，玻璃液通过排泡澄清区9将自身的化学反应所产生气泡排放掉，提高自身清亮程度，再通过搅拌均化区10，在搅拌装置12的作用向下将玻璃液搅拌到其质量达到工艺要求，最后通过降温冷却区11，使玻璃液温度降低粘度提高。

Claims (6)

1.一种制造柔性屏基板玻璃的窑炉设备，其特征在于，包括玻璃熔化炉体和料道，其中所述玻璃熔化炉体由顶部的平顶部（1）、四周的池墙（2）以及底部的窑底（3）构成，所述平顶部（1）上设有废气排放口（6）和加料口（7），所述加料口（7）远离废气排放口（6）设置，所述废气排放口（6）与废气道（5）连通；四周的池墙（2）上均设有加电加热装置（4）；所述窑底（3）上设置有料道入口（8），料道入口（8）与所述料道连通；所述料道包括排泡澄清区（9）、搅拌均化区（10）和降温冷却区（11），所述排泡澄清区（9）与料道入口（8）连通，所述排泡澄清区（9）的出口与搅拌均化区（10）的入口连通，所述搅拌均化区（10）的出口与降温冷却区（11）连通；

四周的池墙（2）上均预留有孔洞，该孔洞用于安装加电加热装置（4），所述加电加热装置（4）在干净的环境下安装；

所述加电加热装置（4）由多块易导电的耐火材料制成，所述加电加热装置（4）的底部高于窑底（3），顶部不高于玻璃液面；

所述排泡澄清区（9）内部上下均设置有带小孔的挡板，所述挡板用于挡住玻璃液中的小气泡并防止小气泡聚集；

所述搅拌均化区（10）中设置有搅拌装置（12），所述搅拌装置（12）为两个搅拌棒，所述两个搅拌棒 顺着玻璃液的流动方向前后设置，且两个搅拌棒高度一致，所述搅拌棒的叶片在玻璃液液面以下。

2.根据权利要求1所述的一种制造柔性屏基板玻璃的窑炉设备，其特征在于，所述加料口（7）为圆形或椭圆形结构，尺寸不超过500mm。

3.根据权利要求1所述的一种制造柔性屏基板玻璃的窑炉设备，其特征在于，所述料道入口（8）设置在远离加料口（7），靠近料道的排泡澄清区（9）的窑底（3）上。

4.根据权利要求1所述的一种制造柔性屏基板玻璃的窑炉设备，其特征在于，所述降温冷却区（11）通过减少外壁的保温材料进行物理降温。

5.根据权利要求1所述的一种制造柔性屏基板玻璃的窑炉设备，其特征在于，所述废气排放口（6）至少设置一个，多个废气排放口（6）均与废气 道（5）连通。

6.权利要求1至5中任一项所述的一种制造柔性屏基板玻璃的窑炉设备的使用方法，具体如下：通过平顶部（1）上的加料口（7）将玻璃原料加入玻璃熔化炉体内，通过四周池墙（2）上的加电加热装置（4）对玻璃原料进行升温加热，得到玻璃液，玻璃液通过窑底（3）上的料道入口（8）进入料道，依次经过排泡澄清区（9）、搅拌均化区（10）和降温冷却区（11），最终进入成型设备中；加热过程中产生废气通过平顶部（1）上的废气排放口（6），和与废气排放口（6）连接的废气道（5）排出玻璃熔化炉外。

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