CN115536240B - 一种低膨胀全电熔颜色硼硅浮法玻璃及其制备方法与设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低膨胀全电熔颜色硼硅浮法玻璃及其制备方法与设备，涉及到浮法玻璃加工电熔窑技术领域，解决了电熔窑消除气泡的效果不佳的问题，包括窑体、电极棒，所述窑体底部连通有流通管；还包括自转组件，用于带动着色剂沿着电极棒四周旋转喷洒的自转组件设于电极棒周边；调节组件，用于使自转组件随熔融液状物的液面高度移动的调节组件设于自转组件上，本发明通过自转的外齿环带动着色剂沿着所述电极棒四周旋转喷洒，配合位于电极棒外圈的套环自转，从而使进入熔融液状物的着色剂充分的活动；且通过套环有效的抵挡沸腾的熔融液状物，减少沸腾反应，且整个装置通过浮板始终位于熔融液状物的液面，随液面起伏变化而变化，保证充分反应。

Description

一种低膨胀全电熔颜色硼硅浮法玻璃及其制备方法与设备
技术领域
本发明涉及浮法玻璃加工电熔窑技术领域，具体为一种低膨胀全电熔颜色硼硅浮法玻璃及其制备方法与设备。
背景技术
浮法玻璃应用广泛，分为着色玻璃、浮法银镜、浮法玻璃/汽车挡风级、浮法玻璃/各类深加工级、浮法玻璃/扫描仪级、浮法玻璃/镀膜级、浮法玻璃/制镜级，其中超白浮法玻璃具有广泛的用途及广阔的市场前景，主要应用在高档建筑、高档玻璃加工和太阳能光电幕墙领域以及高档玻璃家具、装饰用玻璃、仿水晶制品、灯具玻璃、精密电子行业、特种建筑等。
现有电熔窑熔化设备通过电极棒加热投入窑体内的玻璃配合料(一般为粉状)，且玻璃配合料中混有着色剂，着色剂容易吸附在电极棒周边，导致着色剂分布不均匀，从而影响玻璃制品质量。
为此，我们提出一种低膨胀全电熔颜色硼硅浮法玻璃及其制备方法与设备。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低膨胀全电熔颜色硼硅浮法玻璃及其制备方法与设备，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种低膨胀全电熔颜色硼硅浮法玻璃，其特征在于，制备原料由以下成分组成，且各成分的质量百分比为：
SiO2：78.0～82.5％，Al2O3：2.3～3.0％，B2O3：10.0～14.5％，Na2O：3.5～5.5％，K2O：0～1.5％，CaO：0～0.1％，MgO：0～0.15％。
优选的，其中Σ(SiO2+Al2O3)与Σ(R2O+EO)的质量比为16.0-16.5，优选16.2-16.3，其中R为Na、K中的一种或者两种，E为Ca、Mg中的一种或者两种；
着色剂：0.1～0.4％；着色剂是Fe2O3、CoO、NiO、Cr2O3、Se中多种；
澄清剂选用NaCl，含量0.1～0.5％。
一种低膨胀全电熔颜色硼硅浮法玻璃的制备设备，包括窑体，所述窑体上设有多个与可调电压交流变压器连接的电极棒，所述窑体底部连通有流通管；还包括自转组件，用于带动着色剂沿着所述电极棒四周旋转喷洒的所述自转组件设于所述电极棒周边；调节组件，用于使所述自转组件随熔融液状物的液面高度移动的所述调节组件设于所述自转组件上。
优选的，所述自转组件包括固定板，所述固定板内开设有转动槽，所述转动槽内转动配合有呈U形的转动环，所述转动环内活动配合有套设于所述电极棒外的套环，所述套环外表面开设有呈螺纹形状的滑动槽，所述滑动槽内滑动配合有与所述转动环连接固定的固定柱，所述套环上固定连接有与所述转动槽和所述转动环活动配合的连接杆，所述连接杆上设有带动所述套环自转的动力组件。
优选的，所述动力组件包括与所述窑体连接固定的伺服电机，所述伺服电机的输出轴转动配合有齿轮，所述齿轮啮合有套设于所述电极棒并与所述连接杆连接固定的外齿环，所述齿轮通过所述调节组件与所述固定板连接，所述固定板与所述外齿环抵压配合。
优选的，所述调节组件包括与所述伺服电机输出轴连接固定的第一伸缩杆，所述第一伸缩杆另一端与所述齿轮中轴连接固定，所述第一伸缩杆上还固定连接有与所述外齿环抵压配合的压板，所述齿轮中轴转动连接有漂浮熔融液状物液面上的浮板，所述浮板与所述固定板连接固定，所述浮板上固定连接有与所述套环配合的底托板，所述外齿环上还设有持续注射着色剂的注射组件。
优选的，所述注射组件包括与外接输送管连通的且内部中空的第二伸缩杆，所述外齿环顶面开设有T形槽，所述T形槽内滑动配合有与所述第二伸缩杆连通固定的输送块，所述T形槽内还转动配合有弧形挡板，所述弧形挡板两端与所述输送块两侧抵压配合，所述外齿环底部呈圆形矩阵排列开设有多个与所述T形槽连通的喷洒孔。
优选的，所述窑体包括料毯，所述料毯材质与低膨胀全电熔颜色硼硅浮法玻璃的制备原料的成分一致，所述窑体顶部为保温材质的材料制成，且所述窑体两侧均开设有投料口，所述窑体内壁和底部由盛装熔融液状物的锆质耐火材料制成，所述窑体外壁设有保温层。
一种低膨胀全电熔颜色硼硅浮法玻璃的制备设备的使用方法，包括以下步骤：
S1、投入玻璃配合料；通过所述投料口注入玻璃配合料，玻璃配合料与其他溶液反应，形成熔融液状物，所述浮板随熔融液状物液面移动，所述第一伸缩杆和所述第二伸缩杆随之移动，所述电极棒插入熔融液状物中，通过可调电压交流变压器，使所述电极棒加热熔融液状物；
S2、加热处理，当电极棒四周的熔融液状物出现沸腾情况时，启动所述伺服电机，且打开外接输送管，自转的所述外齿环使消泡液沿着所述电极棒四周旋转喷洒，同时位于熔融液状物液面的套环自转，配合所述滑动槽作用，搅拌进入熔融液状物液面的消泡液，从而消除沸腾的熔融液状物产生的气泡；
S3、通过所述流通管，使熔融液状物流出并进行一定的冷却，为后续玻璃成型做准备。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过自转的外齿环带动着色剂沿着所述电极棒四周旋转喷洒，配合位于电极棒外圈的套环自转，从而使进入熔融液状物的着色剂充分的活动；
且通过套环有效的抵挡沸腾的熔融液状物，减少沸腾反应，且整个装置通过浮板始终位于熔融液状物的液面，随液面起伏变化而变化，保证充分反应。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为窑体内电极棒及其连接件结构示意图；
图3为图2中除去对称部分的结构示意图；
图4为图3中局部结构拆分示意图；
图5为图4中结构拆分示意图；
图6为图5中固定板结构剖面示意图；
图7为图5中外齿环结构局部剖面示意图；
图8为图7中结构拆分示意图；
图9为图8中局部结构拆分示意图。
图中：1-窑体；2-电极棒；3-流通管；4-自转组件；5-固定板；6-转动槽；7-转动环；8-套环；9-滑动槽；10-固定柱；11-连接杆；12-动力组件；13-伺服电机；14-齿轮；15-外齿环；16-调节组件；17-第一伸缩杆；18-压板；19-浮板；20-底托板；21-注射组件；22-第二伸缩杆；23-T形槽；24-输送块；25-弧形挡板；26-喷洒孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
实施例一
一种低膨胀全电熔颜色硼硅浮法玻璃，其特征在于，制备原料由以下成分组成，且各成分的质量百分比为：
SiO2：78.0～82.5％，Al2O3：2.3～3.0％，B2O3：10.0～14.5％，Na2O：3.5～5.5％，K2O：0～1.5％，CaO：0～0.1％，MgO：0～0.15％。
其中Σ(SiO2+Al2O3)与Σ(R2O+EO)的质量比为16.0-16.5，优选16.2-16.3，其中R为Na、K中的一种或者两种，E为Ca、Mg中的一种或者两种；
着色剂：0.1～0.4％；着色剂是Fe2O3、CoO、NiO、Cr2O3、Se中多种；
澄清剂选用NaCl，含量0.1～0.5％。
制得的低膨胀全电熔颜色浮法硼硅浮法玻璃，热膨胀系数2.6～4.1×10-6·K-1，优选2.9～3.5×10-6·K-1，更优选2.9～3.42×10-6·K-1；
制得的低膨胀全电熔颜色浮法硼硅浮法玻璃，可见光透过率8～52％连续可调，颜色黑色-深灰-宝蓝可调。
实施例原料配比参照表如下表-1：
表-1实施例原料配比参照表
本发明所述的低膨胀颜色硼硅玻璃的可见光透射比(试验方法使用GB11614-20096.5.4)、线膨胀系数(试验方法使用GB/T 16920-2015)、抗热冲击性(试验方法使用JT/C 2451-20186.8)、软化点(试验方法使用GB/T28195-2011)落球冲击测试(使用全自动落球冲击试验机，球重64g，试样尺寸230×230×3.8mm，冲击高度取冲击10次不破裂的最高自由落体高度)，详见下表-2五组实施例试验数据结果统计表：
表-2五组实施例试验数据结果统计表
请参阅图1-图2，图示中的一种低膨胀全电熔颜色硼硅浮法玻璃的制备设备，包括窑体1，窑体1上设有多个与可调电压交流变压器连接的电极棒2，所述窑体1底部连通有流通管3；还包括自转组件4，用于带动着色剂沿着电极棒2四周旋转喷洒的自转组件4设于电极棒2周边；调节组件16，用于使自转组件4随熔融液状物的液面高度移动的调节组件16设于自转组件4上。
请参阅图5-图6，图示中的自转组件4包括固定板5，固定板5内开设有转动槽6，转动槽6内转动配合有呈U形的转动环7，转动环7内活动配合有套设于电极棒2外的套环8，套环8外表面开设有呈螺纹形状的滑动槽9，滑动槽9内滑动配合有与转动环7连接固定的固定柱10，套环8上固定连接有与转动槽6和转动环7活动配合的连接杆11，连接杆11上设有带动套环8自转的动力组件12。
请参阅图3-图4，图示中的调节组件16包括与伺服电机13输出轴连接固定的第一伸缩杆17，第一伸缩杆17另一端与齿轮14中轴连接固定，第一伸缩杆17上还固定连接有与外齿环15抵压配合的压板18，齿轮14中轴转动连接有漂浮熔融液状物液面上的浮板19，浮板19与固定板5连接固定，浮板19上固定连接有与套环8配合的底托板20，外齿环15上还设有持续注射着色剂的注射组件21。
窑体1包括料毯，料毯材质与低膨胀全电熔颜色硼硅浮法玻璃的制备原料的成分一致，窑体1顶部为保温材质的材料制成，且窑体1两侧均开设有投料口，窑体1内壁和底部由盛装熔融液状物的锆质耐火材料制成，窑体1外壁设有保温层。
一种低膨胀全电熔颜色硼硅浮法玻璃的制备设备的使用方法，包括以下步骤：
S1、投入玻璃配合料；通过投料口注入玻璃配合料，玻璃配合料与其他溶液反应，形成熔融液状物，浮板19随熔融液状物液面移动，第一伸缩杆17和第二伸缩杆22随之移动，电极棒2插入熔融液状物中，通过可调电压交流变压器，使电极棒2加热熔融液状物；
S2、加热处理，当电极棒2四周的熔融液状物出现沸腾情况时，启动伺服电机13，且打开外接输送管，自转的外齿环15使消泡液沿着电极棒2四周旋转喷洒，同时位于熔融液状物液面的套环8自转，配合滑动槽9作用，搅拌进入熔融液状物液面的消泡液，从而消除沸腾的熔融液状物产生的气泡；
S3、通过流通管3，使熔融液状物流出并进行一定的冷却，为后续玻璃成型做准备。
本实施例中，在浮板19的作用下，熔融液状物变化时，第一伸缩杆17做适应性的伸缩，保证套环8始终位于液面上，且第一伸缩杆17的伸缩不影响外齿环15的转动，当电极棒2四周出现沸腾情况时，伺服电机13启动，且打开外接输送管持续输送消泡液，第一伸缩杆17带动齿轮14自转，在固定板5和转动环7的作用下，从而带动外齿环15自转，并在连接杆11的作用下，使套环8自转，且在滑动槽9和固定柱10的作用下，使转动环7在转动内自转，移动的连接杆11与转动环7的U形开口配合，避免外齿轮14自转受到阻碍，转动的外齿轮14底部喷洒着色剂至熔融液状物上，而圈绕的套环8自转配合滑动槽9对着色剂进行活动处理，从而消除沸腾的熔融液状物产生的气泡；
该电熔窑中料毯，料毯为上述成分的玻璃配合料，料毯由有一定厚度的玻璃配合料的覆盖，可以保持加热装置上部温度低于250-350℃，减少配合料内易挥发物质的损失，料毯的存在可以有效降低玻璃熔化的能量消耗，连接有可调电压交流变压器的Mo材质的电极棒2，位于窑体1对角线的对置一对电极连接在交流变压器同一二次侧的两端，电极棒2从上方插入熔融液状物中，利用熔融液状物导电特性，基于焦耳热原料对装置内玻璃进行加热，窑体1内壁盛装熔融液状物的锆质耐火材料(可为AZS31材质，优选为AZS41材质)；
值得注意的是：转动环7始终在转动槽6内自转，不会脱离，转动环7外壁和转动槽6之间设有限位件(为常规技术，不进行赘述)，且浮板19通过与窑体1连接固定的第三伸缩杆上下移动；
其中，有关熔窑熔化能力的描述为：①熔窑熔化面积2m2；②熔化量4t/24h，其中2.4t配合料，1.6t含着色剂的玻璃粉。
实施例二
本实施例二是对实施例一的进一步补充和说明，请参阅图3-图5，图示中的动力组件12包括与窑体1连接固定的伺服电机13，伺服电机13的输出轴转动配合有齿轮14，齿轮14啮合有套设于电极棒2并与连接杆11连接固定的外齿环15，齿轮14上通过调节组件16与固定板5连接，固定板5与外齿环15抵压配合。
本实施例中，伺服电机13的输出轴通过第一伸缩杆17带动齿轮14自转，从而使外齿环15自转，并通过压板18和固定板5以及底托板20的作用，保持外齿环15平稳的自转。
实施例三
本实施例三是对实施例二的进一步补充和说明，请参阅图7-图9，图示中的注射组件21包括与外接输送管连通的且内部中空的第二伸缩杆22，外齿环15顶面开设有T形槽23，T形槽23内滑动配合有与第二伸缩杆22连通固定的输送块24，T形槽23内还转动配合有弧形挡板25，弧形挡板25两端与输送块24两侧抵压配合，外齿环15底部呈圆形矩阵排列开设有多个与T形槽23连通的喷洒孔26。
本实施例中，外齿环15自转时，输送块24保持原位置不动，并通过弧形挡板25，保证T形槽23顶部的密封性，防止着色剂从底部溢出，输送管传送的着色剂通过第二伸缩杆22、输送块24进入T形槽23内，并从喷洒孔26中喷洒出来，从而使带动着色剂沿着电极棒2四周旋转喷洒。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种低膨胀全电熔颜色硼硅浮法玻璃的制备设备，其特征在于，包括：
窑体（1），所述窑体（1）上设有多个与可调电压交流变压器连接的电极棒（2），所述窑体（1）底部连通有流通管（3）；
还包括：
自转组件（4），用于带动着色剂沿着所述电极棒（2）四周旋转喷洒的所述自转组件（4）设于所述电极棒（2）周边；
调节组件（16），用于使所述自转组件（4）随熔融液状物的液面高度移动的所述调节组件（16）设于所述自转组件（4）上；
所述自转组件（4）包括固定板（5），所述固定板（5）内开设有转动槽（6），所述转动槽（6）内转动配合有呈U形的转动环（7），所述转动环（7）内活动配合有套设于所述电极棒（2）外的套环（8），所述套环（8）外表面开设有呈螺纹形状的滑动槽（9），所述滑动槽（9）内滑动配合有与所述转动环（7）连接固定的固定柱（10），所述套环（8）上固定连接有与所述转动槽（6）和所述转动环（7）活动配合的连接杆（11），所述连接杆（11）上设有带动所述套环（8）自转的动力组件（12）；
所述动力组件（12）包括与所述窑体（1）连接固定的伺服电机（13），所述伺服电机（13）的输出轴转动配合有齿轮（14），所述齿轮（14）啮合有套设于所述电极棒（2）并与所述连接杆（11）连接固定的外齿环（15），所述齿轮（14）上通过所述调节组件（16）与所述固定板（5）连接，所述固定板（5）与所述外齿环（15）抵压配合；
所述调节组件（16）包括与所述伺服电机（13）输出轴连接固定的第一伸缩杆（17），所述第一伸缩杆（17）另一端与所述齿轮（14）中轴连接固定，所述第一伸缩杆（17）上还固定连接有与所述外齿环（15）抵压配合的压板（18），所述齿轮（14）中轴转动连接有漂浮熔融液状物液面上的浮板（19），所述浮板（19）与所述固定板（5）连接固定，所述浮板（19）上固定连接有与所述套环（8）配合的底托板（20），所述外齿环（15）上还设有持续注射着色剂的注射组件（21）。
2.根据权利要求1所述的一种低膨胀全电熔颜色硼硅浮法玻璃的制备设备，其特征在于：所述注射组件（21）包括与外接输送管连通的且内部中空的第二伸缩杆（22），所述外齿环（15）顶面开设有T形槽（23），所述T形槽（23）内滑动配合有与所述第二伸缩杆（22）连通固定的输送块（24），所述T形槽（23）内还转动配合有弧形挡板（25），所述弧形挡板（25）两端与所述输送块（24）两侧抵压配合，所述外齿环（15）底部呈圆形矩阵排列开设有多个与所述T形槽（23）连通的喷洒孔（26）。
3.根据权利要求2所述的一种低膨胀全电熔颜色硼硅浮法玻璃的制备设备，其特征在于：所述窑体（1）包括料毯，料毯材质与低膨胀全电熔颜色硼硅浮法玻璃的制备原料的成分一致，所述窑体（1）顶部为保温材质的材料制成，且所述窑体（1）两侧均开设有投料口，所述窑体（1）内壁和底部由盛装熔融液状物的锆质耐火材料制成，所述窑体（1）外壁设有保温层。
4.根据权利要求2-3任一项所述的一种低膨胀全电熔颜色硼硅浮法玻璃的制备设备的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、投入玻璃配合料，通过投料口注入玻璃配合料，玻璃配合料与其他熔液反应，形成熔融液状物，所述浮板（19）随熔融液状物液面移动，所述第一伸缩杆（17）和所述第二伸缩杆（22）随之移动，所述电极棒（2）插入熔融液状物中，通过可调电压交流变压器，使所述电极棒（2）加热熔融液状物；
S2、加热处理，当电极棒（2）四周的熔融液状物出现沸腾情况时，启动所述伺服电机（13），且打开外接输送管，自转的所述外齿环（15）使消泡液沿着所述电极棒（2）四周旋转喷洒，同时位于熔融液状物液面的套环（8）自转，配合所述滑动槽（9）作用，搅拌进入熔融液状物液面的消泡液，从而消除沸腾的熔融液状物产生的气泡；
S3、通过所述流通管（3），使熔融液状物流出并进行一定的冷却，为后续玻璃成型做准备。
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