CN114590988A - 微晶玻璃面板连续化生产方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种微晶玻璃面板连续化生产设备，包括以下部件：节能减排玻璃熔窑、低厚薄差压延成型和厚度调节系统、超长热处理炉、切裁及研磨系统。本发明还同时提供了利用上述设备连续化生产微晶玻璃面板的方法。本发明有效整合玻璃熔制、压延成型、热处理、精密加工四大工序，可一次型连续生产即得到所需的微晶玻璃面板，压延成型得到的带状玻璃板可直接进入连续核化晶化退火并切裁，制备高性能微晶玻璃面板，缩短微晶玻璃面板生产周期，生产效率高，降低单位产品综合能耗，减少人力成本，降低管理成本。

Description

微晶玻璃面板连续化生产方法及设备
技术领域
本发明属于微晶玻璃领域，具体涉及一种大尺寸微晶玻璃面板的连续化生产方法及其制造设备。
背景技术
微晶玻璃是一种玻璃受控晶化而成的高科技基础材料，不仅具有高强、低膨胀、抗冲击等特点，而且还具有优越的介电性能、化学稳定性等特性，成为智能交互等新兴领域最佳的面板基础材料。随着智能交互向大规格、多用途、功能集成等方向发展，高端智能交互用微晶玻璃尤其是高性能环境友好型智能交互用大尺寸微晶玻璃面板成为了国际玻璃巨头布局热点，纷纷发展基于微晶玻璃材料的全场景智能交互平台，大尺寸、高介电性能、高力学性能的高端微晶玻璃面板成为微晶玻璃产业未来的发展方向和重点。
一般来说，微晶玻璃面板生产分为两大工序。其一，玻璃原片生产阶段，主要步骤为配料、熔制、成形、退火和切裁等，此阶段主要目的在于将晶核剂充分分散于玻璃体内，得到均匀、平整的平板状微晶玻璃原片；其二，热处理晶化阶段，一般从室温开始，搬运切裁好的玻璃原片，依序通过预设的升温制度，如预热、核化、升温、结晶和冷却等步骤，得到结晶化的平板状微晶玻璃。这种玻璃原片制备和晶化处理独立进行的生产方法，具备场地灵活、生产灵活等优势。然而，在以上所述的微晶玻璃的生产方式中，存在能源损耗大，原片生产工序需要退火至室温，晶化工序需要再从室温预热至核化温度，玻璃板温度一降一升，增加能源消耗，增加单位产品综合能耗；管理成本高，原片生产工序需要设置在产品缓冲区，必要时候还需要设置在产品仓库，提高生产管理成本，部分原片存放时间久远，导致微晶玻璃面板产品生产追溯困难；生产效率低，玻璃板在两大工序间搬运，重复经历退火、预热过程，生产节奏慢；其他成本方面，原片切裁后归置、储运，以及逐片放入晶化窑，需要配备相应的人力资源，这些岗位体力消耗大，且容易因玻璃划伤导致工伤，玻璃为易碎品，搬运过程不可避免会因磕碰导致损耗，影响产品成品率。因此，连续化全自动微晶玻璃生产方法是当前微晶玻璃生产的主要发展方向。
关于微晶玻璃连续化生产方法，专利CN201110310280.2和CN201210138390.X描述了一种微晶玻璃连续成形的方法和装置，可持续进行玻璃熔融、成形、晶化步骤，粗略地描述了微晶玻璃的生产方法，具体技术方案对玻璃熔制、成型、切割研磨的细节以及微晶玻璃性能不曾介绍，该方案未提及厚度控制方法，辊筒在高温压延作业过程中，会有一定损耗，厚度会出现偏离，若检测不合格，意味着生产工序中数百米微晶面板将作废，极大影响生产效率和生产成本。
因此，微晶玻璃面板的连续化生产的研发对于提高微晶玻璃性能，降低能耗，节能减排，拓展高端玻璃微晶制品在智能交互等新兴领域及高端市场上应用范围有重大意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种微晶玻璃连续生产方法及装备系统。
为解决上述技术问题，本发明提供一种微晶玻璃面板连续化生产设备，包括以下部件：节能减排玻璃熔窑、低厚薄差压延成型和厚度调节系统、超长热处理炉、切裁及研磨系统。
作为本发明的微晶玻璃面板连续化生产设备的改进：
所述节能减排玻璃熔窑包括玻璃熔窑，所述玻璃熔窑为长方腔体，在玻璃熔窑的前方设置工作池，玻璃熔窑长度方向的两端分别设有进料口和流液洞，玻璃熔窑的内腔通过流液洞与工作池相连通；
在玻璃熔窑内腔中设有耐火底层，沿着物料的流动方向，耐火底层上的玻璃熔窑内腔依次划分为助熔/熔化部和澄清均化部；
在耐火底层上设置窑坎，进料口至窑坎之间属于助熔/熔化部，窑坎至流液洞之间属于澄清均化部；
在助熔/熔化部设置池底鼓泡系统，在池底鼓泡系统的前后两侧各设置一组电极加热组件；
在玻璃熔窑的左侧壁和右侧壁的上方分别设置胸墙；在两侧的胸墙处分别设置间隔错排分布的低氮全氧燃烧器(即左右两侧的低氮全氧燃烧器是错开排列而非面对面)；
在工作池中设置玻璃液搅拌系统。
说明：低氮全氧燃烧器位于玻璃液面之上的300～800mm的高度处。玻璃液搅拌系统的用途是对工作池中的玻璃液充分搅拌，使玻璃液成分充分均匀并且保证工作池中的玻璃液各点温度一致。
作为本发明的微晶玻璃面板连续化生产设备的进一步改进：
所述窑坎与玻璃熔窑进料口的距离是玻璃熔窑的长度2/3～3/4；窑坎包括一个耐火材料墙，在耐火材料墙的前后两端分别设置缓冲斜坡，耐火材料墙顶部低于玻璃熔窑侧壁的顶部，该耐火材料墙与玻璃熔窑的左右侧壁密封相连；
窑坎的用途是帮助高粘度玻璃液的澄清和均化；
所述池底鼓泡系统为均匀布置的用于通气(通空气或氮气)的鼓泡管，鼓泡管的通气直径为2～20mm；鼓泡管的高度为玻璃熔窑深度的1/20～1/2，池底鼓泡系统距离进料口的长度为助熔/熔化部长度的1/3～1/2；
池底鼓泡系统的作用是可以有助于提高熔化速度和效率并提升玻璃熔体的均匀性；鼓泡管可选用二硅化钼管或者通水冷却的耐热钢管；
电极加热组件由若干个钼电极组成；
利用玻璃溶液的导电性能，钼电极能实现通电后的加热；电极加热组件起到辅助加热的作用，即为玻璃熔窑提供辅助熔化能源；靠近进料口的电极加热组件起到助熔的作用，即，提供了额外热量利于助熔，提高熔化能力；靠近窑坎的电极加热组件形成局部高温热点，额外促进玻璃液的搅动，使得玻璃液中的气泡变大并向上排出，从而促进玻璃溶液的澄清和气泡消除。
作为本发明的微晶玻璃面板连续化生产设备的进一步改进：
低厚薄差压延成型和厚度调节系统包括操作组件和控制组件，操作组件包括上下压延辊以及与上下压延辊电连接的电机，还包括用于调节上下压延辊之间间距的厚度调节装置；
控制组件为在线厚度测量组件，从而实时利用厚度调节装置对上下压延辊之间的间距进行调节；
在线厚度测量系统包括测量结构件、厚度检测器和循环水冷却器；
测量结构件包括钢结构的带有隔热冷却板的隔热C型架，还包括移动轨道、拖链；厚度检测器由X射线源、探测器组成，X射线源、探测器为相互配套的发射装置和接收装置，用于检测玻璃板的厚度；
隔热C型架由上横梁、下横梁和竖向力臂组成；在隔热C型架的上横梁处设置X射线源，在隔热C型架的下横梁处设置探测器，所述探测器位于X射线源的正下方；在隔热C型架的上横梁的下方以及隔热C型架下横梁的上方分别各自设有一个隔热冷却板，隔热冷却板为带有冷却水循环通道的隔热板；从而起到隔绝高温的玻璃对X射线源、探测器的高温影响，
在玻璃冷却通道的下方设置移动轨道，所述移动轨道与玻璃冷却通道相互垂直，隔热C型架能沿着移动轨道进行移动，从而对位于玻璃冷却通道上的热态玻璃进行整个宽度方向的厚度检测；在隔热C型架内设有带动其移动的移动电机；
在隔热C型架的竖向力臂上设置内设空腔的拖链，用于连接隔热冷却板内的冷却水循环通道的连接水管以及用于电连接X射线源、探测器以及移动电机的导线均隐藏在拖链的内腔中，从而使得连接水管和导线能与隔热C型架一起相对于移动轨道进行移动；
连接水管的另一端与循环水冷却器相连，由循环水冷却器负责向2个隔热冷却板提供冷却水；
用于电连接X射线源、探测器、移动电机的导线的另一端与弱电箱相连，由弱电箱负责供电；
控制台与X射线源、探测器、弱电箱、循环水冷却器、数码显示屏信号相连。
作为本发明的微晶玻璃面板连续化生产设备的进一步改进：
切裁及研磨系统包括研磨组件；
研磨组件包括用于放置玻璃板的底座，还包括电机、离心旋转轴、升降电机、支撑台、左旋转轴磨轮和右旋转轴磨轮，升降电机与支撑台相连；在支撑台的下表面分别设有相对称的左旋转轴磨轮、右旋转轴磨轮，电机与离心旋转轴相连，左旋转轴磨轮、右旋转轴磨轮的底部分别设有磨盘；
离心旋转轴通过齿轮传动机构分别与左旋转轴磨轮、右旋转轴磨轮相连，从而带动左旋转轴磨轮、右旋转轴磨轮同步运动。
作为本发明的微晶玻璃面板连续化生产设备的进一步改进：
粗磨所用的研磨组件的磨盘为粗磨磨盘，包括粗磨盘底座和固定设置在磨盘上的研磨小柱，研磨小柱是直径约16～20mm的小圆柱，高度约为15～50mm，研磨小柱(8-7-12)相互之间紧密排列；
细磨所用的研磨组件的磨盘为细磨磨盘，包括细磨盘底座和带有凹槽的橡胶表面件，凹槽的槽宽为1～5mm。
本发明还同时提供了利用上述设备连续化生产微晶玻璃面板的方法，包括以下步骤：
1)、玻璃熔制；
2)、压延成形：包括厚度测量；
3)、核化晶化退火一体化热处理；
4)、裁切；
5)、研磨抛光。
作为本发明的连续化生产微晶玻璃面板的方法的改进，步骤3)为超长热处理炉(7)中的玻璃板依次进行如下4个工序：
工序1、成核带：将超长热处理炉(7)的温度控制在650～850℃，成核带的时间为15～60分钟；升温速率为1.5±0.5℃/min；
工序2、晶化带：
将超长热处理炉(7)继续升温至800～1100℃，升温速率为5±0.5℃/min，然后保温维持20～100分钟；
工序3、急冷带：
完成晶化过程后，将超长热处理炉(7)降温至500～650℃；降温速率为10±1℃/min；
工序4、尾冷带：快速冷却至≤100℃，降温速率为20±1℃/min。
在本发明中，玻璃熔窑长宽比为2:1～4:1，玻璃熔窑的深度约为500～1400mm。
在本发明中：
(1)高温玻璃熔制工序，将玻璃原料通过全自动配料系统进行给料，加入到节能减排玻璃熔窑中进行熔制，得到高温熔融的玻璃液熔体。
节能减排玻璃熔窑采用全氧低氮燃烧系统，熔窑引入电极辅助加热和鼓泡系统。同时，熔窑配备了用于微晶玻璃均化、澄清的窑坎，实现了微晶玻璃熔化的高效、节能减排以及高的玻璃熔化质量。
(2)厚度可控玻璃成型工序，将高温熔融玻璃液熔体牵引出玻璃熔窑料道，采用低厚薄差压延成型系统成型为厚度可控、高宽幅、连续带状的高温玻璃板。
(3)玻璃成型的厚度调节过程，引入热态在线X射线测厚系统，测量压延成形后带状玻璃板幅宽方向厚度值，比较厚度测量步骤所测厚度和目标厚度值，调节压延成形步骤辊筒间距，实现厚度实时调节；减少调节时间。
(4)核化晶化退火一体化热处理工序，将高温玻璃板直接牵引入超长热处理炉进行热处理，高温玻璃板经核化、晶化、退火一体化一次处理后，得到微晶玻璃板。
将压延成型的玻璃板引入核化区进行充分均匀核化，然后将均匀核化后的玻璃板引入晶化区并快速升温至晶化温度进行晶化，最后将晶化后的微晶玻璃面板引入退火区进行退火，实现核化晶化退火连续一次完成。
(5)精密面板加工工序，将热处理后的微晶玻璃板牵引进入切裁及研磨机，经切裁、研磨、抛光等精密加工，制备得到微晶玻璃面板。
本发明具有如下有益效果：
(1)有效整合玻璃熔制、压延成型、热处理、精密加工四大工序，可一次型连续生产即得到所需的微晶玻璃面板，压延成型得到的带状玻璃板可直接进入连续核化晶化退火并切裁，制备高性能微晶玻璃面板，缩短微晶玻璃面板生产周期，生产效率高，降低单位产品综合能耗，减少人力成本，降低管理成本。
(2)在压延成形工序和核化晶化退火一体化热处理工序之间，设置带状玻璃板厚度测量设备，在高温条件下实时测量压延成型后高温带状玻璃板横向厚度数值，比较厚度测量步骤所测厚度和目标厚度值，调节压延成形步骤辊筒间距，可有效并及时控制微晶玻璃面板厚度，实现厚度调节。
(3)分别沿纵向、横向切断带状微晶玻璃面板，减少自动研磨抛光的工作压力，精确控制微晶玻璃板产品的尺寸和表面光洁度。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
图1为微晶玻璃面板连续生产系统俯视状态下的示意图；
图2是图1主视的部分示意图；
图3是图1中的在线厚度测量系统6的示意图；
图4为研磨组件8的示意图；
图5为图4中的磨盘8-7为粗磨磨盘时的放大示意图；
图6为图4中的磨盘8-7为细磨磨盘时的放大示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
本发明中，设定物料的流动方向为前后方向。即，物料从后向前流动。
装置实例1、一种微晶玻璃面板连续化生产设备，由主要以下四大部件组成：节能减排玻璃熔窑、低厚薄差压延成型和厚度调节系统、超长热处理炉、切裁及研磨系统。
一、节能减排玻璃熔窑：
包括玻璃熔窑1，玻璃熔窑1的形状结构为如图1所述，为长方腔体，长宽比约为2:1～4:1，此为常规技术。
玻璃熔窑1的长度方向为物料的流动方向；在玻璃熔窑1的前方设置工作池5，玻璃熔窑1长度方向的两端分别设有进料口13和流液洞14，玻璃熔窑1的内腔通过流液洞14与工作池5相连通。
在玻璃熔窑1内腔的底部先设置保温底层11，再在保温底层11上利用耐火材料设置耐火底层12，玻璃液于耐火底层12上流动；此为常规技术。玻璃熔窑1的深度(即，耐火底层12之上的玻璃熔窑1的侧壁高度)约为500～1400mm。
在耐火底层12上设置窑坎2，所述窑坎2与玻璃熔窑1进料口13的距离是玻璃熔窑1的长度2/3～3/4；窑坎2包括一个耐火材料墙21，在耐火材料墙21的前后两端分别设置缓冲斜坡22，耐火材料墙21顶部低于玻璃熔窑1侧壁的顶部，即，耐火材料墙21顶部距离玻璃熔窑1侧壁的顶部一般为玻璃熔窑1深度的1/10～1/4，该耐火材料墙21与玻璃熔窑1的左右侧壁密封相连，窑坎2的用途是帮助高粘度玻璃液的澄清和均化。
沿着物料的流动方向，耐火底层12上的玻璃熔窑1内腔依次划分为助熔/熔化部和澄清均化部；进料口13至窑坎2之间属于助熔/熔化部，窑坎2至流液洞14之间属于澄清均化部。
在助熔/熔化部设置池底鼓泡系统4，所述池底鼓泡系统4为均匀布置的可以通空气或氮气的鼓泡管41，鼓泡管41为二硅化钼管或者通水冷却的耐热钢管，鼓泡管41的通气直径为2～20mm。鼓泡管41的高度一般约为玻璃熔窑1深度的1/20～1/2，池底鼓泡系统4的作用是可以有助于提高熔化速度和效率并提升玻璃熔体的均匀性。
在助熔/熔化部设置2处电极加热组件3，这2处电极加热组件3分别位于池底鼓泡系统4的前后两侧，电极加热组件3由一定数量和排列结构的钼电极组成；利用玻璃溶液的导电性能，钼电极能实现通电后的加热。电极加热组件3起到辅助加热的作用，即为玻璃熔窑1提供辅助熔化能源；靠近进料口13的电极加热组件3起到助熔作用，即，提供额外热量利于助熔，从而提高熔化能力；靠近窑坎2的电极加热组件3形成局部高温热点，额外促进玻璃液的搅动，使得玻璃液中的气泡变大并向上排出，从而促进玻璃溶液的澄清和气泡消除。
池底鼓泡系统4距离进料口13的长度为助熔/熔化部长度的1/3～1/2。
在玻璃熔窑1的左侧壁和右侧壁的上方分别设置胸墙15。在左右两侧的胸墙15处分别设置间隔错排分布的低氮全氧燃烧器16，即左右两侧的低氮全氧燃烧器16是错开排列而非面对面，低氮全氧燃烧器16位于玻璃液面之上的300～800mm的高度处。玻璃液面的高度约为玻璃熔窑1深度的90％～98％。低氮全氧燃烧器16为玻璃熔窑1提供主要熔化能源；減少泡层，更低氮氧化物排放和更高熔化效率；此低氮全氧燃烧器16可选用常规的低氮全氧燃烧器(例如AP公司生产的Cleanfire HRx扁平式低氮全氧燃烧器)，为扁平结构，其拥有消泡模式和增氧两种燃烧模式。燃料可以是重油也可以是天然气。这种燃烧器的特点是比一般的燃烧器产生的NOx要低，其拥有的消泡模式可以减少混合料熔化时在表层产生的泡沫层。使得燃烧器燃烧时的热量更容易被熔体吸收从而提高熔化效率。
玻璃熔窑1内的熔化并澄清好的无气泡玻璃液经流液洞14进入工作池5保温，在工作池5中设置玻璃液搅拌系统51，此玻璃液搅拌系统51采用螺旋结构的铂金搅拌棒，设置于工作池51的中间，可左右对称安装2个铂金搅拌棒，玻璃液搅拌系统51的用途是对工作池中5的玻璃液充分搅拌，使玻璃液成分充分均匀并且保证工作池中的玻璃液各点温度一致。
二、低厚薄差压延成型和厚度调节系统：
低厚薄差压延成型和厚度调节系统包括操作组件60和控制组件，操作组件60为常规装置，包括上下压延辊61以及与上下压延辊61电连接的电机，还包括用于调节上下压延辊61之间间距的厚度调节装置。在电机的带动下，保证上下压延辊61位于同一中心轴及同步转动。上下压延辊61之间的距离为设定的玻璃的厚度，可按照实际需要进行调节，一般为3～8mm，上下压延辊61的长度决定了玻璃的宽带，一般为2m，此宽度内可实现压延成型所形成的玻璃的厚薄差≤0.1mm。
控制组件为本发明开发的在线厚度测量组件6，从而实时利用厚度调节装置对上下压延辊61之间的间距进行调节。
如图3，在线厚度测量系统6包括测量结构件、厚度检测器和循环水冷却器6-1等。
测量结构件由钢结构的带有隔热冷却板的隔热C型架6-2、移动轨道6-5、拖链6-6等组成；厚度检测器由X射线源6-3、探测器6-4组成，X射线源6-3、探测器6-4为相互配套的发射装置和接收装置，用于检测玻璃板的厚度。
隔热C型架6-2由上横梁、下横梁和竖向力臂组成；在隔热C型架6-2的上横梁处设置X射线源6-3，在隔热C型架6-2的下横梁处设置探测器6-4，所述探测器6-4位于X射线源6-3的正下方；在隔热C型架6-2的上横梁的下方以及隔热C型架6-2下横梁的上方分别各自设有一个隔热冷却板，隔热冷却板为带有冷却水循环通道的隔热板；从而起到隔绝高温的玻璃对X射线源6-3的高温影响，同理，起到隔绝高温的玻璃对探测器6-4的高温影响。X射线源6-3发出的射线能穿透隔热冷却板后被探测器6-4所接收。
经上下压延辊61处理后形成的热态玻璃进入玻璃冷却通道，即，是在上下压延辊61的前方设置玻璃冷却通道；
在玻璃冷却通道的下方设置移动轨道6-5，所述移动轨道6-5与玻璃冷却通道相互垂直，隔热C型架6-2能沿着移动轨道6-5进行移动，具体是隔热C型架6-2的下横梁与移动轨道6-5滑动相连，从而对位于玻璃冷却通道上的热态玻璃进行整个宽度方向的厚度检测；即，隔热C型架6-2的上横梁、下横梁(连同相应的的X射线源6-3、探测器6-4)分别位于热态玻璃的上下两侧。
在隔热C型架6-2内设有带动其移动的移动电机。
在隔热C型架6-2的竖向力臂上设置内设空腔的拖链6-6，用于连接隔热冷却板内的冷却水循环通道的连接水管以及用于电连接X射线源6-3、探测器6-4以及移动电机的导线均隐藏在拖链6-6的内腔中，从而使得连接水管和导线能与隔热C型架6-2一起相对于移动轨道6-5进行移动，从而起到对连接水管、导线等保护的作用。
连接水管的另一端与循环水冷却器6-1相连，由循环水冷却器6-1负责向2个隔热冷却板提供冷却水。
用于电连接X射线源6-3、探测器6-4、移动电机的导线的另一端与弱电箱6-7相连；由弱电箱6-7负责供电；
控制台6-8还分别通过信号线(或无线信号)从而与X射线源6-3、探测器6-4、弱电箱6-7、循环水冷却器6-1信号相连。控制台6-8还通过信号线与数码显示屏6-9相连。X射线源6-3、探测器6-4配套工作检测所得的玻璃板厚度数据通过信号线传递给控制台6-8，数码显示屏6-9可以实时显示玻璃板的厚度。
实际工作时：
控制台6-8对处压延机后的热态玻璃厚度进行在线实时监测并实时显示在数码显示屏6-9上。其原理是x射线穿透物质时，由于物质的散射与吸收，射线强度衰减符合函数关系：
Figure BDA0003574615250000091
μm－质量吸收系数，可通过经验法获得该数据；
ρ－材料的密度；
I0代表X射线原始强度；
I代表透过玻璃板后探测器测得的射线强度；
因此，通过上式能计算获得热态玻璃厚度d。
而后，依据实际显示的玻璃厚度与要求的玻璃厚度比较进行判定，当超过要求厚度时，需要对厚度调节装置进行压薄的调节，从而变小上下压延辊(61)之间的间距，反之，则变大上下压延辊(61)之间的间距。
三、超长热处理炉
超长热处理炉7采用优质绝热保温材料制成。全自动控温,操作比以前的窑炉更加简便，对工人的技术要求低。安全可靠、故障率低。节约投资：由于效率提高，相对投入与产出比降低。布局合理，流程通畅，操作维护方便，机械自动化程度高，减轻工人的劳动强度。经过压延机成型好的具有一定厚度的玻璃带进入超长热处理炉7，依次进行如下4个工序：
工序1、成核带：将超长热处理炉7的温度控制在650～850℃，成核带的时间为15～60分钟，使产品各部均匀达到一定的温度，玻璃带进行核化；
升温速率为1.5±0.5℃/min；
工序2、晶化带：
将超长热处理炉7继续升温至800～1100℃(升温速率为5±0.5℃/min)，然后保温维持20～100分钟。
即，核化带后继续升温，产品将发生一系列物理转化和化学反应，玻璃中的晶核不断生长，赋于成品一定的特性，使产品在此段进行晶化。
工序3、急冷带：
完成晶化过程后，将超长热处理炉7降温至500～650℃；可通过不锈钢管直接从炉外引入合适流量的空气至超长热处理炉(7)内从而进行强制降温。不锈钢管从炉内吸收热量后从热处理炉的排烟系统排出，温度直接从晶化温度降到500～650℃之间。
此工序3的降温速率为10±1℃/min；
工序4、尾冷带：窑炉出口通过风机引入室内空气强制吹风，保证出窑炉产品可以快速冷却至100℃。降温速率为20±1℃/min。
四、切裁及研磨系统
切裁为常规技术，包括纵切、横切等，从而获得所需规格的玻璃板。
切裁后的玻璃板被输送至研磨组件8。研磨组件8最大研磨尺寸可达1000×2000mm。研磨包括了粗磨、细磨和镜面抛光三个过程。
所述粗磨所用的研磨组件8，如图4所述，包括用于放置玻璃板的底座8-8，还包括电机8-1、离心旋转轴8-2、升降电机8-3、支撑台8-4、左旋转轴磨轮8-5和右旋转轴磨轮8-6，升降电机8-3与支撑台8-4相连；在支撑台8-4的下表面分别设有相对称的左旋转轴磨轮8-5、右旋转轴磨轮8-6，电机8-1与离心旋转轴8-2相连，左旋转轴磨轮8-5、右旋转轴磨轮8-6的底部分别设有磨盘8-7；
离心旋转轴8-2通过齿轮传动机构分别与左旋转轴磨轮8-5、右旋转轴磨轮8-6相连，从而带动左旋转轴磨轮8-5、右旋转轴磨轮8-6同步运动。
输送带将玻璃板输送到底座8-8上的固定位置后，升降电机8-3带动支撑台8-4往下移动，使左旋转轴磨轮8-5、右旋转轴磨轮8-6的磨盘8-7接触玻璃板并对玻璃板形成一定压力，电机8-1使离心旋转轴8-2旋转并通过齿轮传动机构带动左旋转轴磨轮8-5、右旋转轴磨轮8-6同步旋转。左旋转轴磨轮8-5、右旋转轴磨轮8-6上的磨盘8-7利用浆料对玻璃板进行研磨。采用常规的数控程序化，确保整个玻璃板的磨削量一致，从而保证玻璃板厚薄均匀。当达到设定的时间后，移动玻璃板，从而对玻璃板的下一部位的工作面进行研磨。
粗磨所用的研磨组件8的磨盘8-7为粗磨磨盘，其放大示意图如图5所述，包括粗磨盘底座8-7-11和固定设置在磨盘上的研磨小柱8-7-12，研磨小柱8-7-12是直径约16-20mm的小圆柱，高度约为15～50mm，研磨小柱8-7-12相互之间紧密排列。
粗磨盘底座8-7-11为碳钢制成，研磨小柱8-7-12采用高强度金刚石制成；由于研磨小柱8-7-12为小圆柱，因此小圆柱之间自然形成间隙，此间隙为粗磨用浆料的出口，粗磨使用300#棕刚玉制成的浆料。
细磨相对于粗磨而言，磨盘8-7不同、浆料不同，其余等同。
细磨所用的研磨组件8的磨盘8-7为细磨磨盘，其放大示意图如图6所述，包括细磨盘底座8-7-21和带有凹槽的橡胶表面件8-7-22，凹槽的槽宽为1～5mm，此凹槽为细磨用浆料的出口，细磨使用500-800目的棕刚玉制成的浆料。细磨盘底座8-7-21的材质为普通碳钢。
在磨盘中添加浆料的方式是常规技术，因此本发明不再详细进行论述。
抛光相对于粗磨而言，将磨盘8-7改成抛光板，且浆料不同，其余等同。
抛光所用的抛光板为羊毛，浆料为氧化铈。其用于抛光玻璃板，可以获得非常好的质量。使用合适的氧化铈细度以符合微晶玻璃抛光。
本发明的工作过程如下：
窑头投料机将混合料投入至玻璃熔窑1中，混合料在玻璃熔窑1中加热，燃料为重油或天然气，由低氮全氧燃烧器供给热量。混合料在玻璃熔窑1中经过分解、硅酸盐形成、玻璃形成、消除气泡、均化等过程(电极加热组件3提供辅助加热等、池底鼓泡系统4助熔、窑坎2促进澄清消泡)，得到均匀的玻璃液进入工作池5，再经工作池搅拌及进一步均化，进入压延机。通过调节压延机，得到所需厚度的玻璃板带，进入超长热处理炉7。在超长热处理炉7中，经历核化、晶体生长、退火等，进入切裁系统，经裁切后得到所需规格尺寸的玻璃板。经过常规的转向机构或机械手输送进入研磨系统，最终得到镜面的大规格微晶玻璃面板。
实施例1、一种微晶玻璃面板连续生产方法，为得到630mm×550mm×4mm的镜面微晶玻璃面板，依次进行如下步骤：
(1)玻璃熔制：玻璃原料按照以下含量的成分组成：SiO2 64.5％、Al2O3 22％、MgO0.55％、Li2O 3.75％、ZnO 0.6％、ZrO2 1.7％、P2O5 0.8％、TiO2 2.9％、Na2O 0.6％、K2O0.4％、BaO 1.1％、V2O5 0.3％、As2O3 0.8％，预混后的原料放入节能减排的玻璃熔窑1中，于1710℃下进行高温熔融，得到澄清均匀的熔融玻璃液，并降温输送至出料口，出料口温度约1500℃；即，从流液洞14进入工作池5的熔融玻璃液的温度约为1500℃，熔融玻璃液在工作池5中被保温均匀搅拌(搅拌速度1～4转/分钟)。
说明：玻璃熔窑1中，辅以鼓泡，空气流量1000～5000L/h，电极加热，靠近进料口13的电极加热组件13的加热功率约150～300kW，靠近窑坎2的电极加热组件13的加热功率200～500kW。
(2)压延成形：将1500℃的熔融玻璃液牵引至压延机压辊，利用旋转的对辊，在水冷的处理下，将玻璃液轧制成980℃、幅宽1550mm、厚度4mm的带状玻璃板(热态玻璃)；
(3)厚度测量：通过在线厚度测量系统6，沿带状玻璃板幅宽方向进行横向扫描，检测高温带状玻璃板厚度是否处于4.0～4.20mm范围，测量完毕退出行车机构至生产线一侧；
(4)核化晶化退火一体化热处理：
工序1、成核带：将带状玻璃板投入715℃的起始核化温度中，以1.5℃/min升温速率，升温至745℃；
工序2、晶化带：然后将均匀核化的带状玻璃板以5℃/min速率从745℃升温至905℃，将均匀核化的带状玻璃板维持在905℃，保持40min，控制晶体成长而成为带状微晶玻璃板；
工序3、急冷带：将带状微晶玻璃板以10℃/min速率冷却至500℃；
工序4、尾冷带：然后强制吹风，保证出窑炉产品可以快速冷却(降温速率为20℃/min)到100℃。
(5)进行常规的裁切：
调整横刀参数，以550mm为间距，横向切割并打断微晶玻璃面板；调整纵刀参数，将被打断的微晶玻璃面板进一步纵向切割成2块630mm宽微晶玻璃面板及2块边料，并进一步打断。
(6)研磨抛光：切裁好的微晶玻璃进入自动研磨抛光磨边系统，经粗细磨合及抛光得到具有镜面的微晶玻璃面板。
得到富含锂霞石晶相的黑色微晶玻璃面板，微晶面板表面平整、耐热冲击温度可达850℃、0.7J冲击锤测试破损率小于5％。
实施例2、一种微晶玻璃面板在线晶化方法，为得到410mm×350mm×4mm的透明微晶玻璃面板，依次进行如下步骤：
(1)玻璃熔制：将玻璃原料按照以下含量的成分组成：SiO2 64.5％、Al2O3 22％、MgO 0.65％、Li2O 3.75％、ZnO 0.7％、ZrO2 1.7％、P2O5 0.8％、TiO2 2.8％、Na2O 0.6％、K2O 0.4％、BaO 1.3％、As2O3 0.8％，预混后的原料放入节能减排的玻璃熔窑1中，在1710℃下高温熔融，得到澄清均匀的熔融玻璃液，并降温输送至出料口，出料口温度约1500℃；即，从流液洞14进入工作池5的熔融玻璃液的温度约为1500℃，熔融玻璃液在工作池5中被保温均匀搅拌(搅拌速度1～4转/分钟)。
(2)压延成形：将1500℃的熔融玻璃液牵引至压延机压辊，利用旋转的对辊，在水冷的处理下，将玻璃液轧制成980℃、幅宽1550mm、厚度4mm的带状玻璃板；
(3)厚度测量：通过在线厚度测量系统6，沿带状玻璃板幅宽方向进行横向扫描，检测高温带状玻璃板厚度是否处于4.00～4.20mm范围，测量完毕退出行车机构至生产线一侧；
(4)核化晶化退火一体化热处理：
工序1、成核带：将带状玻璃板投入720℃的起始核化温度中，以1.5℃/min升温速率，升温至750℃；
工序2、晶化带：然后将均匀核化的带状玻璃板以5℃/min速率从750℃升温至900℃，将均匀核化的带状玻璃板维持在900℃，保持40min，控制晶体成长而成为带状微晶玻璃板；
工序3、急冷带：将带状微晶玻璃板以10℃/min速率冷却至500℃；
工序4、尾冷带：然后强制吹风，保证出窑炉产品可以快速冷却(降温速率约为20℃/min)到100℃。
(5)进行常规的裁切：调整横刀参数，以410mm为间距，横向切割并打断微晶玻璃面板；调整纵刀参数，将被打断的微晶玻璃面板进一步纵向切割并打断成4块350mm宽微晶玻璃面板及2块边料。
(6)研磨抛光：切裁好的微晶玻璃进入自动研磨抛光磨边系统，经粗细磨合抛光得到具有镜面的微晶玻璃面板。
得到富含锂霞石晶相的透明微晶玻璃面板，微晶面板表面平整、耐热振温度可达850℃、0.7J冲击锤测试破损率小于5％。
比较例1、依照专利CN201210138390.X，为得到微晶玻璃面板，依次进行如下步骤：
(1)熔制成形：将调制成质量百分率为SiO2 63.5％、Al2O3 21.5％、MgO 0.5％、ZnO1.5％、BaO 1.8％、TiO2 2.8％、ZrO2 1.5％、B2O3 0.3％、P2O5 1.0％、Na2O 0.7％、K2O0.5％、Li2O 3.6％、As2O3 0.5％、V2O5 0.3％组成的玻璃原料放入玻璃熔窑。在1670℃下将玻璃原料熔融，接着，以成形设备压延成形为170cm×250m×4mm而得到带状板玻璃。
(2)核化：将带状板玻璃投入730℃的晶核形成环境，保持20分钟，令晶核于带状板玻璃中形成。
(3)晶化：使形成晶核的带状板玻璃以5℃/分的速度升温至880℃，维持在880℃，保持30分钟，令结晶成长而成为带状结晶化玻璃板。
(4)冷却：使带状结晶化玻璃板以5℃/分的速度逐渐冷却至100℃。
(5)切断：由切断设备将带状结晶化玻璃板沿着搬运方向切成长度100cm的板。
制得得到析出主结晶为β-石英固熔体，得到黑色的结晶化玻璃板。结晶化玻璃板中没有波纹、变形、破裂、以及裂纹，其外观平坦且漂亮。0.5J冲击锤测试破损率小于5％。
以上实施例和对比例具体见下表1：
表1
Figure BDA0003574615250000141
Figure BDA0003574615250000151
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了说明本发明所做的举例，而并非对本发明的实施方式的限定。对于所述领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上可以做出其他不同形式的变化或者变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以窃取。而这些属于本发明的实质精神索引深处的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.微晶玻璃面板连续化生产设备，其特征在于包括以下部件：节能减排玻璃熔窑、低厚薄差压延成型和厚度调节系统、超长热处理炉(7)、切裁及研磨系统。
2.根据权利要求1所述的微晶玻璃面板连续化生产设备，其特征在于：
所述节能减排玻璃熔窑包括玻璃熔窑(1)，所述玻璃熔窑(1)为长方腔体，在玻璃熔窑(1)的前方设置工作池(5)，玻璃熔窑(1)长度方向的两端分别设有进料口(13)和流液洞(14)，玻璃熔窑(1)的内腔通过流液洞(14)与工作池(5)相连通；
在玻璃熔窑(1)内腔中设有耐火底层(12)，沿着物料的流动方向，耐火底层(12)上的玻璃熔窑(1)内腔依次划分为助熔/熔化部和澄清均化部；
在耐火底层(12)上设置窑坎(2)，进料口(13)至窑坎(2)之间属于助熔/熔化部，窑坎(2)至流液洞(14)之间属于澄清均化部；
在助熔/熔化部设置池底鼓泡系统(4)，在池底鼓泡系统(4)的前后两侧各设置一组电极加热组件(3)；
在玻璃熔窑(1)的左侧壁和右侧壁的上方分别设置胸墙(15)；在两侧的胸墙(15)处分别设置间隔错排分布的低氮全氧燃烧器(16)；
在工作池(5)中设置玻璃液搅拌系统(51)。
3.根据权利要求2所述的微晶玻璃面板连续化生产设备，其特征在于：
所述窑坎(2)与玻璃熔窑(1)进料口(13)的距离是玻璃熔窑(1)的长度2/3～3/4；窑坎(2)包括一个耐火材料墙(21)，在耐火材料墙(21)的前后两端分别设置缓冲斜坡(22)，耐火材料墙(21)顶部低于玻璃熔窑(1)侧壁的顶部，该耐火材料墙(21)与玻璃熔窑(1)的左右侧壁密封相连；
所述池底鼓泡系统(4)为均匀布置的用于通气的鼓泡管(41)，鼓泡管(41)的通气直径为2～20mm；鼓泡管(41)的高度为玻璃熔窑(1)深度的1/20～1/2，池底鼓泡系统(4)距离进料口(13)的长度为助熔/熔化部长度的1/3～1/2；
电极加热组件(3)由若干个钼电极组成。
4.根据权利要求1～3任一所述的微晶玻璃面板连续化生产设备，其特征在于：
低厚薄差压延成型和厚度调节系统包括操作组件(60)和控制组件，操作组件包括上下压延辊(61)以及与上下压延辊(61)电连接的电机，还包括用于调节上下压延辊(61)之间间距的厚度调节装置；
控制组件为在线厚度测量组件(6)，从而实时利用厚度调节装置对上下压延辊(61)之间的间距进行调节；
在线厚度测量系统(6)包括测量结构件、厚度检测器和循环水冷却器(6-1)；
测量结构件包括钢结构的带有隔热冷却板的隔热C型架(6-2)，还包括移动轨道(6-5)、拖链(6-6)；厚度检测器由X射线源(6-3)、探测器(6-4)组成，X射线源(6-3)、探测器(6-4)为相互配套的发射装置和接收装置，用于检测玻璃板的厚度；
隔热C型架(6-2)由上横梁、下横梁和竖向力臂组成；在隔热C型架(6-2)的上横梁处设置X射线源(6-3)，在隔热C型架(6-2)的下横梁处设置探测器(6-4)，所述探测器(6-4)位于X射线源(6-3)的正下方；在隔热C型架(6-2)的上横梁的下方以及隔热C型架(6-2)下横梁的上方分别各自设有一个隔热冷却板，隔热冷却板为带有冷却水循环通道的隔热板；从而起到隔绝高温的玻璃对X射线源(6-3)、探测器(6-4)的高温影响，
在玻璃冷却通道的下方设置移动轨道(6-5)，所述移动轨道(6-5)与玻璃冷却通道相互垂直，隔热C型架(6-2)能沿着移动轨道(6-5)进行移动，从而对位于玻璃冷却通道上的热态玻璃进行整个宽度方向的厚度检测；在隔热C型架(6-2)内设有带动其移动的移动电机；
在隔热C型架(6-2)的竖向力臂上设置内设空腔的拖链(6-6)，用于连接隔热冷却板内的冷却水循环通道的连接水管以及用于电连接X射线源(6-3)、探测器(6-4)以及移动电机的导线均隐藏在拖链(6-6)的内腔中，从而使得连接水管和导线能与隔热C型架(6-2)一起相对于移动轨道(6-5)进行移动；
连接水管的另一端与循环水冷却器(6-1)相连，由循环水冷却器(6-1)负责向2个隔热冷却板提供冷却水；
用于电连接X射线源(6-3)、探测器(6-4)、移动电机的导线的另一端与弱电箱(6-7)相连，由弱电箱(6-7)负责供电；
控制台(6-8)与X射线源(6-3)、探测器(6-4)、弱电箱(6-7)、循环水冷却器(6-1)、数码显示屏(6-9)信号相连。
5.根据权利要求4所述的微晶玻璃面板连续化生产设备，其特征在于：
切裁及研磨系统包括研磨组件(8)；
研磨组件(8)包括用于放置玻璃板的底座(8-8)，还包括电机(8-1)、离心旋转轴(8-2)、升降电机(8-3)、支撑台(8-4)、左旋转轴磨轮(8-5)和右旋转轴磨轮(8-6)，升降电机(8-3)与支撑台(8-4)相连；在支撑台(8-4)的下表面分别设有相对称的左旋转轴磨轮(8-5)、右旋转轴磨轮(8-6)，电机(8-1)与离心旋转轴(8-2)相连，左旋转轴磨轮(8-5)、右旋转轴磨轮(8-6)的底部分别设有磨盘(8-7)；
离心旋转轴(8-2)通过齿轮传动机构分别与左旋转轴磨轮(8-5)、右旋转轴磨轮(8-6)相连，从而带动左旋转轴磨轮(8-5)、右旋转轴磨轮(8-6)同步运动。
6.根据权利要求5所述的微晶玻璃面板连续化生产设备，其特征在于：
粗磨所用的研磨组件(8)的磨盘(8-7)为粗磨磨盘，包括粗磨盘底座(8-7-11)和固定设置在磨盘上的研磨小柱(8-7-12)，研磨小柱(8-7-12)是直径16～20mm的小圆柱，高度为15～50mm，研磨小柱(8-7-12)相互之间紧密排列；
细磨所用的研磨组件(8)的磨盘(8-7)为细磨磨盘，包括细磨盘底座(8-7-21)和带有凹槽的橡胶表面件(8-7-22)，凹槽的槽宽为1～5mm。
7.利用如权利要求1～6任一所述的设备连续化生产微晶玻璃面板的方法，其特征在于包括以下步骤：
1)、玻璃熔制；
2)、压延成形：包括厚度测量；
3)、核化晶化退火一体化热处理；
4)、裁切；
5)、研磨抛光。
8.根据权利要求7所述的连续化生产微晶玻璃面板的方法，其特征在于步骤3)为超长热处理炉(7)中的玻璃板依次进行如下4个工序：
工序1、成核带：将超长热处理炉(7)的温度控制在650～850℃，成核带的时间为15～60分钟；升温速率为1.5±0.5℃/min；
工序2、晶化带：
将超长热处理炉(7)继续升温至800～1100℃，升温速率为5±0.5℃/min，然后保温维持20～100分钟；
工序3、急冷带：
完成晶化过程后，将超长热处理炉(7)降温至500～650℃；降温速率为10±1℃/min；
工序4、尾冷带：快速冷却至≤100℃，降温速率为20±1℃/min。
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