CN115806379A - 一种含硼玻璃的单坩埚熔制工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及玻璃熔制技术领域，尤其涉及一种含硼玻璃的单坩埚熔制工艺。包括：熔制步骤：加热原材料直至原材料熔化以获取玻璃液；搅拌步骤：降低玻璃液温度至指定温度，搅拌玻璃液至指定时长；出炉步骤：降低玻璃液温度至出炉温度，浇注玻璃液或将玻璃液送入退火炉。现有技术中，含硼玻璃的熔制工艺难以将玻璃液中的气体充分排出，导致最终的玻璃成品含有大量的条纹状气泡，影响到玻璃成品的物理、化学特性。相较于现有技术，本发明的工艺可有效将生成的气体从玻璃液中排出，从而减少玻璃成品中的条纹状气泡，减轻了对玻璃成品物理、化学特性的不良影响。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃熔制技术领域，尤其涉及一种含硼玻璃的单坩埚熔制工艺。
背景技术
随着玻璃制造技术的不断发展，玻璃作为一种高透光、耐高温、化学性质稳定的材料被广泛应用于各行各业中。当向玻璃的原材料中增添不同的辅助材料时，玻璃会呈现出不同的物理、化学特性。其中，增添硼元素可有效增强玻璃制品的耐火性能、物理强度。这就使得含硼玻璃被广泛应用于化工、航天、军事、家庭、医院等各个领域。但是硼元素的加入导致混合的原材料在熔制过程中产生大量的气体，现有的熔制工艺难以将这些气体从熔化的玻璃液中充分排出，导致最终制成的玻璃成品中存在大量的条纹状气泡，影响到了玻璃的物理、化学性能。
发明内容
针对现有技术的技术问题，本发明提供了一种含硼玻璃的单坩埚熔制工艺。
为解决上述技术问题，本发明提供了以下的技术方案：
一种含硼玻璃的单坩埚熔制工艺，包括：熔制步骤：加热原材料直至原材料熔化以获取玻璃液；搅拌步骤：降低玻璃液温度至指定温度，搅拌玻璃液至指定时长；出炉步骤：降低玻璃液温度至出炉温度，浇注玻璃液或将玻璃液送入退火炉。
在实际执行时，对原材料进行持续加热直至指定的温度，以将原材料熔化获取玻璃液。降低玻璃液的温度至指定温度并对玻璃液进行搅拌。在降温过程中玻璃液对生成气体的溶解度逐渐变小，并在不断的搅拌下，气体持续的从玻璃液中析出。当搅拌至指定时长后，因前述的加热过程所生成的气体将从玻璃液中充分排出。此时，继续对玻璃液进行降温，使得玻璃液能够进行浇注或送入退火炉。由此，本发明能够有效排出玻璃液中的气体，从而有效的降低了玻璃成品中的条纹状气泡，减轻了气体残留对玻璃成品物理、化学特性的不良影响。
进一步的，“熔制步骤”还包括以下步骤：烘干原材料；混合原材料并将原材料置入坩埚中；加热原材料直至熔化温度，以熔化原材料获取玻璃液；维持熔化温度直至维持时长达到熔化时长。
进一步的，熔化温度为1300℃至1500℃。
进一步的，熔化时长为1.5小时至2.5小时。
进一步的，降温幅度为50℃至150℃。
进一步的，指定时长为大于或等于4小时。
进一步的，“出炉步骤”还包括以下步骤：采取部分玻璃液观察，当观察结果为不达标时，延长搅拌时长；当观察结果达标时，降低玻璃液温度至出炉温度；浇注玻璃液或将玻璃液送入退火炉。
进一步的，玻璃液包括SiO2：63份至73份、B2O3：1份至5份、CaO：3份至9份、ZnO：1份至7份、Na2O：8份至14份、K2O：3份至13份。
相较于现有技术，本发明具有以下优点：
本发明可有效的将气体从含硼玻璃液中排出，从而有效减少玻璃成品中的条纹气泡，进而减轻气体残留对玻璃成品的物理、化学特性的不良影响。
附图说明
图1：工艺流程图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例一：
一种含硼玻璃的单坩埚熔制工艺，包括：
熔制步骤：
将含硼玻璃的原材料烘干后，将原材料混合置入坩埚中。原材料的选择应与后续玻璃液中的成分相对应。玻璃液的成分包括：SiO2：68份、B2O3：3份、CaO：6份、ZnO：4份、Na2O：11份、K2O：8份。其中，1份为设定的单位重量。由此，原材料的选择应符合相应的化学反应过程，例如：为引入K20，原材料选择K2CO3，K2CO3经高温分解后，分解为CO2与K2O。为引入CaO，原材料选择CaCO3，CaCO3经高温分解后，分解为CaO与CO2。以此类推，使得玻璃液具备前述的全部化学成分。持续加热混合好的原材料，直至温度达设定的熔化温度，熔化温度为1450℃。在当前温度下，原材料进行高温反应过程，最终生成如前所述的玻璃液，并生成大量的CO2。同时，在当前温度下，并基于前述的玻璃液组成，玻璃液对CO2的溶解度较高，大量的CO2溶解进玻璃液中，仅少量CO2以气泡形式存在于玻璃液内。当温度达到1450℃后，维持当前的熔化温度，直至维持时长达到熔化时长，熔化时长为2小时，以使原材料充分反应。
搅拌步骤：
对玻璃液进行降温，降温幅度为50℃。当玻璃液降温后，基于前述组成的玻璃液对CO2的溶解度将降低，从而使得CO2以气泡的形式从玻璃液中分离出来。同时，在当前温度下，玻璃液能够维持熔化状态。此时，对玻璃液进行搅拌，直至搅拌时长达到指定时长，指定时长至少为4小时。由此，通过搅拌的方式，使得CO2气体从玻璃液中充分排出。
出炉步骤：
当搅拌时长达4小时后，采取部分玻璃液进行观察，若观察结果达标，则进一步降低玻璃液的温度，使得当前温度为出炉温度。当温度降低至出炉温度后，浇注玻璃液或将玻璃液送入退火炉。由此，输出成品玻璃液。若观察结果不达标，则延长搅拌时长。期间，间断的对玻璃液进行观察，直至观察结果达标。
综上，本发明能够充分的将熔制过程中生成的气体从玻璃液中排出，从而有效的减少了玻璃成品中的条纹气泡，进而降低了气体残留对玻璃成品物理、化学特性的不良影响。
实施例二：
一种含硼玻璃的单坩埚熔制工艺，包括：
熔制步骤：
将含硼玻璃的原材料烘干后，将原材料混合置入坩埚中。原材料的选择应与后续玻璃液中的成分相对应。玻璃液的成分包括：SiO2：63份、B2O3：1份、CaO：3份、ZnO：1份、Na2O：8份、K2O：3份。持续加热混合好的原材料，直至温度达设定的熔化温度，熔化温度为1300℃。当温度达到1300℃后，维持当前的熔化温度，直至维持时长达到熔化时长，熔化时长为1.5小时，以使原材料充分反应。
搅拌步骤：
对玻璃液进行降温，降温幅度为50℃。当玻璃液降温后，对玻璃液进行搅拌，直至搅拌时长达到指定时长，指定时长至少为4小时。由此，通过搅拌的方式，使得CO2气体从玻璃液中充分排出。
出炉步骤：
当搅拌时长达4小时后，采取部分玻璃液进行观察，若观察结果达标，则进一步降低玻璃液的温度，使得当前温度为出炉温度。当温度降低至出炉温度后，浇注玻璃液或将玻璃液送入退火炉。由此，输出成品玻璃液。若观察结果不达标，则延长搅拌时长。期间，间断的对玻璃液进行观察，直至观察结果达标。
实施例三：
一种含硼玻璃的单坩埚熔制工艺，包括：
熔制步骤：
将含硼玻璃的原材料烘干后，将原材料混合置入坩埚中。原材料的选择应与后续玻璃液中的成分相对应。玻璃液的成分包括：SiO2：73份、B2O3：5份、CaO：9份、ZnO：7份、Na2O：14份、K2O：13份。持续加热混合好的原材料，直至温度达设定的熔化温度，熔化温度为1500℃。当温度达到1500℃后，维持当前的熔化温度，直至维持时长达到熔化时长，熔化时长为2.5小时，以使原材料充分反应。
搅拌步骤：
对玻璃液进行降温，降温幅度为150℃。当玻璃液降温后，对玻璃液进行搅拌，直至搅拌时长达到指定时长，指定时长至少为4小时。由此，通过搅拌的方式，使得CO2气体从玻璃液中充分排出。
出炉步骤：
当搅拌时长达4小时后，采取部分玻璃液进行观察，若观察结果达标，则进一步降低玻璃液的温度，使得当前温度为出炉温度。当温度降低至出炉温度后，浇注玻璃液或将玻璃液送入退火炉。由此，输出成品玻璃液。若观察结果不达标，则延长搅拌时长。期间，间断的对玻璃液进行观察，直至观察结果达标。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (8)
1.一种含硼玻璃的单坩埚熔制工艺，其特征在于：包括：熔制步骤：加热原材料直至所述原材料熔化以获取玻璃液；
搅拌步骤：依据设定的降温幅度降低所述玻璃液的温度，搅拌所述玻璃液至搅拌时长达到指定时长；
出炉步骤：降低所述玻璃液温度至出炉温度，浇注所述玻璃液或将所述玻璃液送入退火炉。
2.根据权利要求1所述的一种含硼玻璃的单坩埚熔制工艺，其特征在于：所述“熔制步骤”还包括以下步骤：
烘干所述原材料；
混合所述原材料并将所述原材料置入坩埚中；
加热所述原材料直至熔化温度，以熔化所述原材料获取所述玻璃液；
维持所述熔化温度直至维持时长达到熔化时长。
3.根据权利要求2所述的一种含硼玻璃的单坩埚熔制工艺，其特征在于：所述熔化温度为1300℃至1500℃。
4.根据权利要求2所述的一种含硼玻璃的单坩埚熔制工艺，其特征在于：所述熔化时长为1.5小时至2.5小时。
5.根据权利要求1所述的一种含硼玻璃的单坩埚熔制工艺，其特征在于：所述降温幅度为50℃至150℃。
6.根据权利要求1所述的一种含硼玻璃的单坩埚熔制工艺，其特征在于：所述指定时长为大于或等于4小时。
7.根据权利要求1所述的一种含硼玻璃的单坩埚熔制工艺，其特征在于：所述“出炉步骤”还包括以下步骤：
采取部分所述玻璃液观察，当观察结果为不达标时，延长所述搅拌时长；
当观察结果达标时，降低所述玻璃液温度至出炉温度；
浇注所述玻璃液或将所述玻璃液送入退火炉。
8.根据权利要求1至权利要求7任意一项权利要求所述的一种含硼玻璃的单坩埚熔制工艺，其特征在于：所述玻璃液包括SiO2：63份至73份、B2O3：1份至5份、CaO：3份至9份、ZnO：1份至7份、Na2O：8份至14份、K2O：3份至13份。
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