CN116022997A - 一种低介电玻璃纤维生产设备及其工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低介电玻璃纤维生产设备及其工艺，提高玻璃纤维的生产质量，降低成本，包括熔炉，熔炉内设有主熔化区、上升道、澄清区、均化区与出料口，主熔化区与上升道之间设有流液洞，所述流液洞连通主熔化区与上升道，所述熔炉顶部设有保温层，主熔化区从上到下依次包括上层、中层与下层，上层、中层与下层上分别设有一层加热电极、二层加热电极与三层加热电极，流液洞内设有流液洞加热电极，上升道内设有若干上升道加热电极，澄清区设有澄清区加热电极，均化区设有均化区加热电极；所述主熔化区底部设有池底排料器，流液洞内设有流液洞排料器，澄清区设有澄清区排料器，均化区设有均化区排料器。

Description

一种低介电玻璃纤维生产设备及其工艺

技术领域

本发明涉及一种低介电玻璃纤维生产设备及其工艺技术领域，尤其涉及一种低介电玻璃纤维生产设备及其工艺。

背景技术

介电常数是衡量印刷线路板性能优异的一个重要参数，介电常数是指物质保持电荷的能力，损耗因数是指由于物质的分散程度使能量损失的大小。理想的物质的这两项参数值较小。玻璃纤维的介电常数和损耗因数越低，传输过程中的能量损失就越小，相应电路板中信号的传输速度就越快，而玻璃液的熔化质量和熔化后期的气泡排出则是影响玻璃纤维介电常数的两个至关重要的因素。

现有技术中，玻璃纤维窑炉大多采用矩形窑炉或小规模铂金坩埚进行熔化和拉丝作业生产，矩形窑炉因其火焰燃烧结构导致挥发量过大等弊端无法满足高质量低介电玻璃纤维生产要求。而铂金坩埚由于结构大小的限制，导致在生产过程中，只能进行小批量间歇生产，无法做到连续生产，成本过高，而且存在批次质量不均匀等问题。以上所述两种生产方式，针对低介电玻璃纤维熔化也均存在熔化质量不高和玻璃液成型过程中气泡过多的现象。

因此，迫切需要一种结构合理，且能够更好的生产低介电玻璃液的窑炉生产工艺。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种低介电玻璃纤维生产设备，提高玻璃纤维的生产质量，降低成本。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种低介电玻璃纤维生产设备，包括熔炉，熔炉内设有主熔化区、上升道、澄清区、均化区与出料口，主熔化区与上升道之间设有流液洞，所述流液洞连通主熔化区与上升道，所述熔炉顶部设有保温层，主熔化区从上到下依次包括上层、中层与下层，上层、中层与下层上分别设有一层加热电极、二层加热电极与三层加热电极，流液洞内设有流液洞加热电极，上升道内设有若干上升道加热电极，澄清区设有澄清区加热电极，均化区设有均化区加热电极；

所述主熔化区底部设有池底排料器，流液洞内设有流液洞排料器，澄清区设有澄清区排料器，均化区设有均化区排料器。

进一步的，所述池底排料器与流液洞排料器之间设有排料辅助电极，所述排料辅助电极靠近池底排料器设置。

进一步的，所述上升道与澄清区之间、及均化区与出料口之间分别设有上升道爬坡坎与均化区爬坡坎；

所述上升道爬坡坎与均化区爬坡坎的水平高度高于澄清区与均化区的底部，且上升道爬坡坎与均化区爬坡坎的侧面均设有倾斜面。

进一步的，所述池底排料器、流液洞排料器、澄清区排料器与均化区排料器均包括排料主体，各排料主体均包括冷却管道与位于冷却管道内的铂金温控结构，冷却管道的顶部为排料口，排料口下方嵌设有冷却套，冷却套与排料口之间设有绝缘隔热层。

进一步的，所述冷却套为中空结构，冷却套的外侧设有进液口与出液口。

进一步的，所述均化区的流通面积小于澄清区的流通面积。

本发明的目的之一在于提供一种低介电玻璃纤维生产工艺，包括如下工序：

步骤S100：混合好的粉状原料投入熔炉；

步骤S200：粉状原料在三层电极的加热作用下从上层开始向下逐步熔化；

步骤S300：将一部分熔化好、且位于熔炉底部的玻璃熔液排出，一部分熔液通过流液洞进入上升道；

步骤S400：进入上升道的熔液越过上升道爬坡坎进入澄清区，析出熔液内的残余气泡；

步骤S500：熔液离开澄清区进入均化区，再通过均化区加热电极加热，形成环流让玻璃熔液充分均化，然后流入下一道拉丝工序。

进一步的，当熔液流经流液洞与澄清区时，可将部分底层熔液排出。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

通过多窑炉的重新设计与加热电极与排料器的布局，从熔化、澄清、均化各个工艺过程中都对空间结构和加热方式等做了全面优化，尤其是针对低介电玻璃物料的特性将电极放电方式、放电间距及每层熔化功率、相应空间结构的设置都做了科学细致的设计。

极大的提高了玻璃液的熔化质量，已经完全能满足低介电玻璃纤维的生产要求。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为本实施例的结构示意图；

图2为本实施例中的排料器的结构示意图；

图3为本实施例中的冷却套的结构示意图。

图中：1、主熔化区；11、一层加热电极；12、二层加热电极；13、三层加热电极；14、池底排料器；15、排料辅助电极；2、流液洞；21、流液洞加热电极；22、流液洞排料器；3、上升道；31、上升道爬坡坎；33、上升道加热电极；4、澄清区；41、澄清区加热电极；42、澄清区排料器；5、均化区；51、均化区加热电极；52、均化区排料器；53、均化区爬坡坎；6、出料口；71、铂金温控结构；72、排料口；73、冷却套；74、冷却管道；75、进液口；76、出液口；77、绝缘隔热层；78、测温电偶。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

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发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明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，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参照图1至3，一种低介电玻璃纤维生产设备，包括熔炉，熔炉内设有主熔化区1、上升道3、澄清区4、均化区5与出料口6，主熔化区1与上升道3之间设有流液洞2，流液洞2连通主熔化区1与上升道3，熔炉顶部设有保温层，采用顶部吊挂碹砖的方式制作，用于窑炉保温。

主熔化区1从上到下依次包括上层、中层与下层，上层、中层与下层上分别设有一层加热电极11、二层加热电极12与三层加热电极13，将主熔化区1分为上、中、下三层，使混合好的粉状原料从上层开始向下逐步熔化。流液洞2内设有流液洞加热电极21，用于主熔化区1内玻璃液向澄清区4内流动的通道，起联通器的作用，从底部取料能保证玻璃液的熔化质量。上升道3内设有若干上升道加热电极33，与流液洞2功能相近。澄清区4设有澄清区加热电极41，玻璃流经高温澄清区4时，玻璃液内的残余气泡会充分析出，均化区5设有均化区加热电极51，且均化区5的流通面积小于澄清区4的流通面积，使玻璃液从澄清区4流向均化区5时通道变窄，流速加快，再通过均化区加热电极51加热形成环流让玻璃充分均化，避免出现料性条纹。

本实施例在主熔化区1底部设有池底排料器14，流液洞2内设有流液洞排料器22，澄清区4设有澄清区排料器42，均化区5设有均化区排料器52。通过这几个排料器的设置，用于排出玻璃熔液底部沉淀物料，提高玻璃液质量。

同时，本实施例还在池底排料器14与流液洞排料器22之间设有排料辅助电极15，排料辅助电极15靠近池底排料器14设置，避免该处熔液的温度降低，影响流动性。

此外，上升道3与澄清区4之间、及均化区5与出料口6之间分别设有上升道爬坡坎31与均化区爬坡坎53，且上升道爬坡坎31与均化区爬坡坎53的水平高度高于澄清区4与均化区5的底部，且上升道爬坡坎31与均化区爬坡坎53的侧面均设有倾斜面，用来使表层高质量熔液通过，层层阻挡底部质量稍低的熔液，倾斜面则为了较少阻力，使上层熔液顺利通过，保证熔液流动性。

池底排料器、流液洞排料器22、澄清区排料器42与均化区排料器52均包括排料主体，各排料主体均包括冷却管道74与位于冷却管道74内的铂金温控结构71，铂金温控结构71通过控制排料器中的温度，实现排料器的通断，如高温能使玻璃熔化、流动，不需要排料时，让玻璃冷凝即可，因此铂金温控结构71具有温度监测与加热功能，需要有温度传感器与铂金加热棒及电路控制结构，本实施例不再赘述。冷却管道74的顶部为排料口72，排料口72下方嵌设有冷却套73，冷却套73为中空结构(可通压缩空气或制冷液，本实施暂定为制冷液)，冷却套73的外侧设有进液口75与出液口76，内部设有测温电偶78用于监控温度，与外部水泵等水冷循环结构对接，为冷却管道74提供冷却功能。冷却套73与排料口72之间设有绝缘隔热层77，可由特种高温合金或铂铑合金构成，使用寿命长、耐高温冲刷。

上述设备的具体生产工艺如下：

步骤S100：混合好的粉状原料投入熔炉；

步骤S200：粉状原料在三层电极的加热作用下从上层开始向下逐步熔化；

步骤S300：将一部分熔化好、且位于熔炉底部的玻璃熔液排出，一部分熔液通过流液洞2进入上升道3；

步骤S400：进入上升道3的熔液越过上升道爬坡坎31进入澄清区4，析出熔液内的残余气泡；

步骤S500：熔液离开澄清区4进入均化区5，再通过均化区加热电极51加热，形成环流让玻璃熔液充分均化，然后流入下一道拉丝工序。

当熔液流经流液洞2与澄清区4时，可将部分底层熔液排出，通过实际生产情况选择间歇或连续排料，确保流至作业通路的玻璃液内无沉淀物。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种低介电玻璃纤维生产设备，包括熔炉，熔炉内设有主熔化区(1)、上升道(3)、澄清区(4)、均化区(5)与出料口(6)，主熔化区(1)与上升道(3)之间设有流液洞(2)，所述流液洞(2)连通主熔化区(1)与上升道(3)，其特征在于：所述熔炉顶部设有保温层，主熔化区(1)从上到下依次包括上层、中层与下层，上层、中层与下层上分别设有一层加热电极(11)、二层加热电极(12)与三层加热电极(13)，流液洞(2)内设有流液洞加热电极(21)，上升道(3)内设有若干上升道加热电极(33)，澄清区(4)设有澄清区加热电极(41)，均化区(5)设有均化区加热电极(51)；

所述主熔化区(1)底部设有池底排料器(14)，流液洞(2)内设有流液洞排料器(22)，澄清区(4)设有澄清区排料器(42)，均化区(5)设有均化区排料器(52)。

2.如权利要求1所述的一种低介电玻璃纤维生产设备，其特征在于：所述池底排料器(14)与流液洞排料器(22)之间设有排料辅助电极(15)，所述排料辅助电极(15)靠近池底排料器(14)设置。

3.如权利要求1所述的一种低介电玻璃纤维生产设备，其特征在于：所述上升道(3)与澄清区(4)之间、及均化区(5)与出料口(6)之间分别设有上升道爬坡坎(31)与均化区爬坡坎(53)；

所述上升道爬坡坎(31)与均化区爬坡坎(53)的水平高度高于澄清区(4)与均化区(5)的底部，且上升道爬坡坎(31)与均化区爬坡坎(53)的侧面均设有倾斜面。

4.如权利要求1所述的一种低介电玻璃纤维生产设备，其特征在于：所述池底排料器、流液洞排料器(22)、澄清区排料器(42)与均化区排料器(52)均包括排料主体，各排料主体均包括冷却管道(74)与位于冷却管道(74)内的铂金温控结构(71)，冷却管道(74)的顶部为排料口(72)，排料口(72)下方嵌设有冷却套(73)，冷却套(73)与排料口(72)之间设有绝缘隔热层(77)。

5.如权利要求4所述的一种低介电玻璃纤维生产设备，其特征在于：所述冷却套(73)为中空结构，冷却套(73)的外侧设有进液口(75)与出液口(76)。

6.如权利要求1所述的一种低介电玻璃纤维生产设备，其特征在于：所述均化区(5)的流通面积小于澄清区(4)的流通面积。

7.如权利要求1-5任一所述的一种低介电玻璃纤维生产工艺，其特征在于：包括如下工序：

步骤S100：混合好的粉状原料投入熔炉；

步骤S200：粉状原料在三层电极的加热作用下从上层开始向下逐步熔化；

步骤S300：将一部分熔化好、且位于熔炉底部的玻璃熔液排出，一部分熔液通过流液洞(2)进入上升道(3)；

步骤S400：进入上升道(3)的熔液越过上升道爬坡坎(31)进入澄清区(4)，析出熔液内的残余气泡；

步骤S500：熔液离开澄清区(4)进入均化区(5)，再通过均化区加热电极(51)加热，形成环流让玻璃熔液充分均化，然后流入下一道拉丝工序。

8.如权利要求7所述的一种低介电玻璃纤维生产工艺，其特征在于：当熔液流经流液洞(2)与澄清区(4)时，可将部分底层熔液排出。

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