CN117964211A - 一种红外光学玻璃熔融炉及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及红外光学玻璃技术领域，尤其涉及一种红外光学玻璃熔融炉及其应用，红外光学玻璃熔融炉包括：炉体单元、搅拌单元、炉底滑轨升降单元、控制单元。本发明通过设置炉底滑轨升降单元，利用水平滑动横梁和框型支架的相互配合，使得所述炉底可从熔融炉的底部打开和闭合，实现熔融炉通过炉底的下沉带出熔炼坩埚并进行熟料的添加和熔融玻璃液的浇筑，避免了玻璃液的飞溅。同时，采取底部出料实现直接浇筑的结构设计，减少玻璃液在空气中的暴露时间，减少流通环节，提高了工作效率。并且，采用底部出料的方式，可提高炉腔的可用工作容积，使得炉腔的有效使用率达到91.6％以上，单次可加料60Kg以上，实现大规模加料。

Description

一种红外光学玻璃熔融炉及其应用

技术领域

本发明涉及红外光学玻璃技术领域，尤其涉及一种红外光学玻璃熔融炉及其应用。

背景技术

熔炼炉通常是用于金属冶炼领域，进行熔炼金属锭、金属材料提纯等操作，经过熔炼、浇筑等工艺获得所需要的金属材料。光学玻璃的融制过程和金属冶炼过程相似，通过预处理将粉料烧结成碎熟料，加入熔化室进行烧结，烧制成熔融玻璃液进行模板浇筑。

目前现有的熔炼炉熔化室较小，加料、浇筑操作无法调整使用高度；且通常采用电热丝进行加热，电热丝加热结构本身能达到的加热温度较低，且加热不均匀；当需要进行浇筑时，通常会采取外设容器，这些容器尺寸通常较小，无法有效提高生产效率，同时需要将熔炼炉内的熔融玻璃液倾倒或取出进行浇筑，有较大的操作难度，玻璃液发生飞溅，易造成人身伤害和生产安全问题。

同时由于红外光学玻璃的特殊性，使用原料熔融成为玻璃液后，必然会出现高密度、高黏度、强腐蚀的熔融环境；对于熔制的氟镓酸盐原料，在熔制过程中形成的高温熔盐环境也会对设备的长期高温工作产生较大威胁；长期升温工作、降温维护过程会对设备保温层产生较大的热应力积累，导致设备损坏。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种红外光学玻璃熔融炉及其应用，旨在解决现有熔炼炉无法大规模加料，以及倾倒或浇筑时存在玻璃液飞溅等问题。

本发明的技术方案如下：

一种红外光学玻璃熔融炉，包括：

炉体单元，包括炉壁、与所述炉壁围成炉腔的炉盖和炉底；所述炉盖和所述炉底与所述炉壁为活动连接；

搅拌单元，包括与所述炉体单元转动连接的机械臂，与所述机械臂滑动连接的搅拌传动臂，与所述搅拌传动臂可拆卸连接的搅拌器；

炉底滑轨升降单元，包括辅助操作平台、固定于所述辅助操作平台上的升降电机、固定有所述炉底的水平滑动横梁、与所述水平滑动横梁垂直设置的框型支架；所述升降电机与所述水平滑动横梁和所述框型支架分别通过钢索连接；

控制单元，用于控制所述搅拌单元和所述炉底滑轨升降单元。

所述的红外光学玻璃熔融炉，其中，所述炉壁包括壳体、与所述壳体同轴设置的保温刚玉层、设置于所述保温刚玉层背离所述壳体一侧的若干加热棒，以及设置于所述保温刚玉层靠近所述炉盖一端的炉顶。

所述的红外光学玻璃熔融炉，其中，若干所述加热棒间隔设置于所述保温刚玉层靠近所述炉腔的一侧；若干所述加热棒穿过所述炉顶设置，且所述加热棒靠近所述炉盖的一端设有保温刚玉砖。

所述的红外光学玻璃熔融炉，其中，所述炉盖包括设置有开口的保温刚玉壁、以及沿所述开口背离所述炉底方向设置的刚玉防护壁；所述开口与所述炉腔对应设置。

所述的红外光学玻璃熔融炉，其中，所述炉底包括托盘以及固定于所述托盘上的坩埚固定件；所述坩埚固定件用于固定坩埚。

所述的红外光学玻璃熔融炉，其中，所述坩埚的底部和所述坩埚固定件设有偏心出料口。

所述的红外光学玻璃熔融炉，其中，所述搅拌单元还包括用于控制所述搅拌传动臂沿所述机械臂的Z轴方向运动的第一电机，以及用于实现所述搅拌器转动的第二电机；所述第一电机固定于所述机械臂背离所述炉体单元的一端，所述第二电机固定于所述搅拌传动臂靠近所述机械臂的一端。

所述的红外光学玻璃熔融炉，其中，所述辅助操作平台包括水平滑轨、竖直滑轨，以及与所述竖直滑轨垂直设置的支撑架；所述竖直滑轨与所述支撑架通过第一支撑梁和第二支撑梁连接；所述水平滑轨与所述水平滑动横梁形成滑动连接；所述竖直滑轨与所述框型支架形成滑动连接。

所述的红外光学玻璃熔融炉，其中，所述竖直滑轨上设有滑动器，用于限制所述框型支架的运动范围。

一种红外光学玻璃熔融炉在氟镓酸盐红外光学玻璃熔融中的应用。

有益效果：本发明提供一种红外光学玻璃熔融炉及其应用，红外光学玻璃熔融炉包括：炉体单元，包括炉壁、与所述炉壁围成炉腔的炉盖和炉底；所述炉盖和所述炉底与所述炉壁为活动连接；搅拌单元，包括与所述炉体单元转动连接的机械臂，与所述机械臂滑动连接的搅拌传动臂，与所述搅拌传动臂可拆卸连接的搅拌器；炉底滑轨升降单元，包括辅助操作平台、固定于所述辅助操作平台上的升降电机、固定有所述炉底的水平滑动横梁、与所述水平滑动横梁垂直设置的框型支架；所述升降电机与所述水平滑动横梁和所述框型支架分别通过钢索连接；控制单元，用于控制所述搅拌单元和所述炉底滑轨升降单元。本发明通过设置炉底滑轨升降单元，利用水平滑动横梁和框型支架的相互配合，使得所述炉底可从熔融炉的底部打开和闭合，实现熔融炉通过炉底的下沉带出熔炼坩埚并进行熟料的添加和熔融玻璃液的浇筑，避免了玻璃液的飞溅。同时，采取底部出料实现直接浇筑的结构设计，减少玻璃液在空气中的暴露时间，减少流通环节，提高了工作效率。并且，采用底部出料的方式，可提高炉腔的可用工作容积，使得炉腔的有效使用率达到91.6％以上，单次可加料60Kg以上，实现大规模加料。

附图说明

图1为本发明一种红外光学玻璃熔融炉的俯视图；

图2为本发明一种红外光学玻璃熔融炉的立体结构示意图；

图3为本发明一种红外光学玻璃熔融炉的炉体单元结构示意图；

图4为本发明一种红外光学玻璃熔融炉的工作状态示意图；

附图标记说明：炉体单元10、炉壁11、壳体111、保温刚玉层112、加热棒113、炉顶114、保温刚玉砖115、炉腔12、炉盖13、保温刚玉壁131、刚玉防护壁132、固定拱顶133、炉底14、托盘141、坩埚固定件142、炉底保温层143、搅拌单元20、机械臂21、搅拌传动臂22、搅拌器23、搅拌桨叶连接器231、搅拌桨叶232、第一电机24、第二电机25、炉底滑轨升降单元30、辅助操作平台31、竖直滑轨311、支撑架312、第一支撑梁313、第二支撑梁314、升降电机32、水平滑动横梁33、框型支架34、滑动器35、控制单元40、坩埚50、坩埚盖51、出料口导管52、偏心出料口60、配重70、辅助单元80。

具体实施方式

本发明提供一种红外光学玻璃熔融炉及其应用，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

当前的玻璃熔炼炉通常采取封闭式设计，在熔化室通过使用铂金坩埚作为反应釜进行熔融，在浇筑过程中需要整体倾倒熔化室或者取出铂金坩埚进行浇筑。倾倒熔化室极易造成玻璃液污染，并且由于熔化室质量大，易造成内部熔融玻璃液飞溅伤人，造成人身伤害或者生产安全问题；取出铂金坩埚进行浇筑，通常由于客观因素，铂金坩埚和融熔料质量不能过大，且由于铂金在高温下易于其他金属发生反应、粘结，导致生产设备产生金属残留污染玻璃液，或造成生产设备无法使用。

基于此，如图1-2所示，本发明提供一种红外光学玻璃熔融炉，包括：

炉体单元10，包括炉壁11、与所述炉壁11围成炉腔12的炉盖13和炉底14；所述炉盖13和所述炉底14与所述炉壁11为活动连接；

搅拌单元20，包括与所述炉体单元10转动连接的机械臂21，与所述机械臂21滑动连接的搅拌传动臂22，与所述搅拌传动臂22可拆卸连接的搅拌器23；

炉底滑轨升降单元30，包括辅助操作平台31、固定于所述辅助操作平台31上的升降电机32、固定有所述炉底14的水平滑动横梁33、与所述水平滑动横梁33垂直设置的框型支架34；所述升降电机32与所述水平滑动横梁33和所述框型支架34分别通过钢索连接；

控制单元40，用于控制所述搅拌单元20和所述炉底滑轨升降单元30。

本实施方式中，所述红外光学玻璃熔融炉采取立式结构设计，同时利用所述炉底滑轨升降单元实现底部出料进行直接浇筑的效果，可减少玻璃液在空气中的暴露时间，减少流通环节，还可提高工作效率。即利用所述炉底滑轨升降单元30承托所述炉底14，形成一个L型承托结构，支撑从熔融炉的下方打开炉腔下沉出熔炼坩埚并进行熟料的添加与熔融玻璃液的浇注；并且，利用所述控制单元40完成对所述搅拌单元20和所述炉底滑轨升降单元30的控制，使得同一平台可同时操作炉体单元、搅拌单元和炉底滑轨升降单元，方便工业规模化生产。

具体地，所述炉体单元采用圆柱形设计，所述炉腔为圆柱形，有效容积达到71.4L，加载坩埚后的可用工作容积为65.4L，有效使用率达到91.6％，单次可加料60kg以上，是目前最大的立式红外光学玻璃熔融炉；当需要需要进行加料、浇筑时，可通过所述控制单元40使得所述炉底14下降，降低坩埚高度，使熔融玻璃液不飞溅，可以完全进行收集、浇筑，有效减小生产安全隐患；在融制过程中，可通过所述控制单元40加载坩埚盖、搅拌器的搅拌桨叶以及控制搅拌桨叶的搅拌高度等；同时，所述红外光学玻璃熔融炉可以大规模、商业化、长期、稳定在高密度、高黏度、强腐蚀性的熔融盐条件下进行光学玻璃的熔制生产，其具有大容量、高温加热、温度均匀性好的特点。

在一些实施方式中，如图3所示，所述炉壁11包括壳体111、与所述壳体111同轴设置的保温刚玉层112、设置于所述保温刚玉层112背离所述壳体111一侧的若干加热棒113，以及设置于所述保温刚玉层112靠近所述炉盖13一端的炉顶114。使用刚玉进行保温设计，且所述保温刚玉层的厚度至少为350mm，所述炉顶为厚度至少300mm的刚玉，该结构设计简单、造价较低，同时具备较好的保温隔热性，能有效保证生产工作温度稳定，使实际温度较小偏离理论生产温度。

具体地，所述保温刚玉层112可采用多层保温刚玉组合而成，便于设备的组装，例如图中所示的即采用两层刚玉组成所述保温刚玉层，包括靠近炉腔设置的内保温刚玉层以及位于所述壳体111和所述内保温刚玉层之间的外保温刚玉层(图中为未填充状态)。刚玉具有极强的耐热性能，同时造价降低，可适当地降低生产成本。

在一种优选地实施方式中，所述加热棒使用U形硅钼棒，其极限温度大约可达到1700℃，同时能量转换效率较高、发热均匀，可精准控制发热量进行控温，在1400℃工作温度下不会发生软化脆断，长时间加热工作几乎不产生热应力积累，稳定性强。

在一些实施方式中，所述炉顶114设有开口，所述开口使用刚玉材质的固定拱顶133进行封闭，从而起到封闭所述炉腔的目的；所述拱顶的厚度至少300mm。所述固定拱顶采用95％刚玉材质，厚度达到300mm。

在一种优选地实施方式中，所述炉顶114为设有提手的双洞锅盖形，使得炉腔内的坩埚盖可以与外部保护气道进行连接。所述保护气道为单向独立气道，可以向坩埚内通入单独干燥纯净的保护气体。

在一些实施方式中，所述红外光学玻璃熔融炉的壳体采取不锈钢材质，且所述壳体111背离所述炉腔的一面设有多个固定栓，通过外置的高架对所述红外光学玻璃熔融炉进行腾空固定，保证了整炉具有足够的刚性强度，且配合所述炉底滑轨升降单元30，可实现从熔融炉的下方打开炉腔下沉出熔炼坩埚的目的。

在一些实施方式中，若干所述加热棒113间隔设置于所述保温刚玉层112靠近所述炉腔12的一侧；若干所述加热棒113穿过所述炉顶114设置，且所述加热棒113靠近所述炉盖13的一端设有保温刚玉砖115；利用所述保温刚玉砖115可对所述加热棒113进行固定，且通过加热棒可提供一个温度均匀的炉腔。

具体地，所述保温刚玉砖115上设有75mm*46mm的十字形加载口，用于加载500mmU形硅钼加热棒，共10组，保证加热均匀；同时，硅钼加热棒大约可达到1700℃的极限温度，同时能量转换效率高、发热均匀，在1400℃工作温度下不会发生软化脆断。同时，所述加热棒113从所述炉顶114嵌入到所述炉腔12中，和熔制坩埚保证在整个工作过程中熔制玻璃液传热反应均匀，产生较小的温度梯度。

在一种优选地实施方式中，所述加热棒113嵌设于厚度为9-11mm的95％刚玉壁中，对所述炉腔进行间接加热；在所述炉腔内加载铂金坩埚，且使得铂金坩埚外壁和所述炉腔的内壁保持2-5mm的间距，保证不会在长时间的工作过程中发生黏结导致使用炉底滑轨升降单元进行加料或浇筑时产生严重的生产安全问题，铂金坩埚口和所述固定拱顶133保持5-8mm的间距，在工作过程中，需要炉盖开孔固定加载铂金材质的坩埚盖。

在一些实施方式中，所述炉盖13包括设置有开口的保温刚玉壁131、以及沿所述开口背离所述炉底14方向设置的刚玉防护壁132；所述开口与所述炉腔12对应设置。所述保温刚玉壁131可以进一步提高所述熔融炉的保温效果，而所述刚玉防护壁132可防护所述搅拌单元20将所述搅拌器23从所述炉盖13位置放入炉腔时，以及融制过程中通入保护气体和除水气体时发生意外导致玻璃液飞溅，造成操作人员受伤。

在一些实施方式中，所述炉底14包括托盘141以及固定于所述托盘141上的坩埚固定件142；所述坩埚固定件142用于固定坩埚50。所述坩埚固定件142固定在所述托盘141上，可通过所述框型支架34实现打开和闭合，并且可通过所述水平滑动横梁实现所述炉底14的水平移动，便于熟料的添加以及玻璃液的浇筑。

具体地，所述炉底14在工作状态下对所述炉腔12进行密封和支撑，处于所述炉腔12底部的熔制位，熔制开始或者结束时进行加料或浇筑操作，可控制所述炉底滑轨升降单元30将整个炉底通过托盘支撑打开并下降，打开炉腔后完成加料操作，可以有效地提高加料效率，同时在操作过程中有效减小工人发生操作失误造成烫伤风险；浇筑时缩短出料口和浇筑模具的距离，去除头料后进行浇筑，可有效减小熔液与空气的接触时间，避免因快速降温导致的浇筑玻璃内部出现气泡、析晶，产生裂纹的情况，同时将浇筑过程中玻璃熔液飞溅的几率降至零，有效降低生产安全隐患，防止在操作过程中出现严重的生产操作事故。

在一种优选地实施方式中，所述炉腔12的底部设有炉底保温层143，所述炉底14通过与所述炉底保温层143抵接，实现炉腔更好的保温效果。

在一些实施方式中，所述搅拌器23包括用于与所述搅拌传动臂22连接的搅拌桨叶连接器231，以及用于搅拌的搅拌桨叶232。

具体地，所述坩埚50还包括设有开口的坩埚盖51；所述炉腔12中，所述搅拌桨叶232穿过所述坩埚盖51、所述炉盖13的中心圆形开口通过所述搅拌桨叶连接器231与搅拌传动臂22相连接，从而实现熔制玻璃液的搅拌工作。所述搅拌桨叶232的搅拌轴需和所述坩埚盖保持2mm以上的间距，防止在高温环境下铂金发生粘连导致设备损坏，产生安全问题。

在一些实施方式中，所述坩埚盖设有两个气道，包括进气道和排气道；进气道在工作过程中持续通入氮气和少量氧气，保持保护气氛和低氧环境对氟镓酸盐溶液进行熔制；排气道接入外部冷却设备，冷却后可通过处理再生循环使用。

在一些实施方式中，所述坩埚50的底部和所述坩埚固定件142设有偏心出料口60；所述出料口离地高度为1.4m，保证可以进行平板模具浇筑。所述坩埚50下端连接出料口导管52，从偏心出料口连出。

具体地，所述坩埚的底部和所述坩埚固定件采取1/3偏心开口，作为出料口，其目的是在浇筑过程中会使得玻璃液实现更加均匀和稳定的出料流动，使浇筑时密度、温度保持均匀、相同，破坏因科里奥利力产生涡旋导致先流出熔液密度、温度由高降低再升高的不均匀浇筑及浇筑玻璃析晶，排出气泡和杂质，使得浇筑料不析晶不飞溅，提高玻璃产品的质量。

在一些实施方式中，所述坩埚50为铂金坩埚。炉腔内使用可拆卸的铂金坩埚进行熔制，其底部设有出料口，浇筑后可使用尾料进行封闭，保证玻璃熔液的纯净性。

在一些实施方式中，为保证铂金坩埚稳定，在升降过程以及浇筑过程中不发生晃动，所述坩埚固定件设有若干第一坩埚爪、若干第二坩埚爪和若干第三坩埚爪进行抓取固定，可以将坩埚及其出料口稳定固定在所述坩埚固定件142上；所述第一坩埚爪的长度小于所述第二坩埚爪的长度，所述第二坩埚爪的长度小于所述第三坩埚爪的长度。

在一些实施方式中，所述搅拌单元20还包括用于控制所述搅拌传动臂22沿所述机械臂21的Z轴方向运动的第一电机24，以及用于实现所述搅拌器23转动的第二电机25；所述第一电机24固定于所述机械臂21背离所述炉体单元10的一端，所述第二电机25固定于所述搅拌传动臂22靠近所述机械臂21的一端。所述第二电机25通过所述搅拌传动臂22进行传动，驱动所述搅拌桨叶连接器231带动所述搅拌桨叶232进行搅拌工作。而所述第一电机24作为辅助装置，使用时可将所述搅拌传动臂22完全升高，方便工人进行桨叶的安装与拆卸；工作时，可调节所述搅拌桨叶232的高度，在搅拌过程中可实时调整搅拌桨叶的工作深度控制桨叶的搅拌强度，防止保护气在搅拌过程中进入熔液或坩埚底部产生高密度高黏度成分聚集造成产品质量问题。所述机械臂21与所述炉体单元10的连接处为可旋转结构，在不使用的工艺环节可转动至外侧，不干扰正常的工艺操作。

具体地，所述第一电机24驱动所述搅拌传动臂22沿所述机械臂21上的垂直滑动轨道做Z轴方向的运动，实现所述搅拌器的升降；且所述搅拌单元20整体可负重15Kg以上，同时支撑所述搅拌桨叶232保持稳定。所述搅拌单元20使用双电机滑轨结构，通过所述搅拌传动臂22可控制所述搅拌桨叶232处于所述炉腔12的中线位置，与所述坩埚的内壁保持2cm距离、与所述坩埚的底部保持1cm距离，甩动误差不超过5mm，可以有效防止在搅拌过程中与坩埚壁发生接触导致粘连；所述第二电机25具有大扭矩的特点，带动所述搅拌桨叶232在黏度为10^8-10^14Pa·s范围内的红外光学玻璃液(本实施方式中为氟镓酸盐溶液)误差正常工况50r/min的目标。同时，可通过所述控制单元40控制所述搅拌器，使搅拌器可以沿所述机械臂21上的垂直滑动轨道上升，提出铂金搅拌桨叶，方便拆卸与调节搅拌深度。

在一些实施方式中，所述辅助操作平台31包括水平滑轨、竖直滑轨311，以及与所述竖直滑轨垂直设置的支撑架312；所述竖直滑轨311与所述支撑架312通过第一支撑梁313和第二支撑梁314连接；所述水平滑轨与所述水平滑动横梁33形成滑动连接；所述竖直滑轨311与所述框型支架34形成滑动连接。所述水平滑动横梁背离所述炉底的一端设有配重70，在加载炉底、坩埚过程中有更好的稳定性。

具体地，如图4所示，通过所述升降电机32驱动所述框型支架34和所述水平滑动横梁33，实现所述框型支架34的垂直升降运动以及所述水平滑动横梁33的水平运动，完成通过所述炉底滑轨升降单元带动炉底升降，达成更多添加熟料、降低浇筑难度、提高浇筑质量等目的。同时，利用所述第一支撑梁313和所述第二支撑梁314将所述竖直滑轨311和所述支撑架312形成三角结构，加强所述炉底滑轨升降单元的稳固性。并且，利用所述竖直滑轨311可以保证所述框型支架34的升降稳定性，使用单电机即可控制所述框型支架34的升降。

在一些实施方式中，所述竖直滑轨311上设有滑动器35，用于限制所述框型支架34的运动范围。通过利用所述滑动器，可限制所述框型支架34的运动范围，使得所述框型支架34可沿z轴进行升降1.3m，答辩进行加料操作，也便于进行浇筑操作。

在一些实施方式中，所述控制单元40主要控制所述加热棒113的加热温度、所述搅拌器23的转速以及所述炉底滑轨升降单元30的升降。

在一些实施方式中，所述红外光学玻璃熔融炉还包括辅助单元80，所述辅助单元包括钢制高架、扶手、步梯等；主要便于操作人员通过步梯上到所述钢制高架使用所述控制单元完成对整个玻璃熔融炉的操作控制，实现维护等操作。

需要说明的是，本实施方式中所涉及的刚玉均为95％刚玉，其具有绝好的保温隔热效果，有效保证生产工作温度稳定，使实际温度较小偏离理论生产温度；由于隔热性能好，可有效减少全过程的热量损耗，减小加热结构的硅钼棒发热量，做到即减少设备使用损耗，又降低能源使用，达到绿色环保生产、节能减排的要求；结构刚玉的纯度较高，造价便宜也是其作为炉体主要的保温材料的重要原因。

除此之外，本发明还提供一种红外光学玻璃熔融炉在氟镓酸盐红外光学玻璃熔融中的应用。

在本实施方式中，将所述红外光学玻璃熔融炉用于高密度、高黏度的氟镓酸盐红外玻璃熔融中，具有大容量、高温加热和温度均匀性好的效果；且当需要进行加料或浇筑时，可以通过所述控制单元控制所述炉底滑轨升降单元下降炉底降低坩埚高度，使得熔融玻璃液不飞溅，可完全进行收集、浇筑，有效减小生产安全隐患；且在融制过程中可通过所述控制单元加载坩埚盖、搅拌桨叶、控制搅拌桨叶的搅拌高度等。

下面进一步举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。

实施例1

为了更好地说明所述红外光学玻璃熔融炉的应用，本实施例通过加工流程进行进一步地说明，具体如下：

1.需要进行工作时，首先加载铂金坩埚，在蛋糕顶端偏心1/3出料口处分别加载第一坩埚爪、第二坩埚爪、第三坩埚爪，固定好后加载坩埚，坩埚下端连接出料口导管，从偏心出料口连出，夹紧坩埚爪固定坩埚，确保坩埚稳定后，关闭炉腔。通过加热棒将炉腔温度升至1430℃后进行保温均热3-5h，消除炉内热梯度。通过红外测温校正炉温与干燥室室温，消除因散热产生的热差距，使实际工作温度等于理论工作温度。校温完成后进行加料操作，通过控制器单元，控制炉底滑轨升降单元带动托盘及坩埚固定件沿z轴下降大约1.3m，完全将炉腔打开，工人通过特殊加料系统加入熟料(熟料为经过预烧结粉料的块状碎料)，至坩埚满后上升炉底，关闭炉腔，进行熔融。在适当时间坩埚内第一批熟料熔融后，再次下降炉底进行第二次加料，至坩埚满后加载进行融化。第二次加料后大约1h，熟料大致完全熔化，开始正式的融制工艺。

2.熟料完全融化后，打开固定拱顶加载坩埚盖，坩埚盖上两气道通过炉盖中心的开口穿出连接外部干燥气体装置，通入氮气进行保护融制，内部完全封闭坩埚。炉温保持1430℃融制36h。

3.融制开始后加载桨叶，确定浆叶及传动杆未发生形变，发生形变进行校正后，取出坩埚盖，换顶部开口的坩埚盖，将桨叶从新坩埚盖顶部开口穿出，沿中心线中线位置，大致与坩埚壁保持2cm距离，尾部连接搅拌传动臂上的搅拌桨叶连接器，固定好位置，工人通过控制单元操作第一电机和第二电机，下降上述桨叶-开口坩埚盖-固定拱顶到工作位置。桨叶进入坩埚底后，操作第一电机上升桨叶到与坩埚底保持1cm距离的工作位置。设置第二电机保持65r/min的转速，同时通入氮气构建保护气氛。

4.出炉前调整加热棒的电流，减少发热量，将炉温降至1300℃；通过控制单元降低第二电机转速匀速降低到45r/min，同时减小氮气流量，增加氧气的通入，构建低氧燃烧环境。

5.浇筑前5min停止桨叶搅拌。浇筑时通过控制单元控制炉底滑轨升降单元带动炉底沿z轴下降大约1.3m，完全将炉腔打开，打开底部出料口进行加热，流出头料后，推进模板进行浇筑，模板大面积覆盖，浇筑和出料口保持较小间距，防止熔液飞溅，同时减少熔液在空气中的暴露时间，降低浇筑玻璃的裂纹等缺陷。

6.浇筑完成后，将尾料全部收集，在坩埚中通过加料装置进行再次加料，取出搅拌桨叶和顶部开口的坩埚盖，关闭保护气体，重复上述示例进行再次生产，在第一次及第二次熟料融化过程，将炉温恢复至1430℃。

7.停止生产进行检修，关闭保护气体通入，并拆卸进出气道后连接的气体装置，通过控制单元关闭加热棒电源，打开炉盖，操作搅拌单元将搅拌桨叶和顶部开口的坩埚盖取出，转动搅拌器至非工作位置进行自然冷却，完全降至室温后拆卸取下进行保养维护。将炉底滑轨升降单元下降至最底部，等待自然降温至室温后，使用铂金夹取下铂金坩埚，并拆卸炉底及坩埚固定件，包括坩埚爪、坩埚托、隔热圆转、1050℃硅酸铝纤维毡，拆卸完成后。穿戴隔热装备取出硅钼棒加热装置，打开炉顶，使腔室上下完全开放，加速降温过程。待熔化室内部平均温度达到室温后，可穿戴隔热设备对内部进行保养维护。

综上所述，本发明提供的一种红外光学玻璃熔融炉及其应用，红外光学玻璃熔融炉包括：炉体单元，包括炉壁、与所述炉壁围成炉腔的炉盖和炉底；所述炉盖和所述炉底与所述炉壁为活动连接；搅拌单元，包括与所述炉体单元转动连接的机械臂，与所述机械臂滑动连接的搅拌传动臂，与所述搅拌传动臂可拆卸连接的搅拌器；炉底滑轨升降单元，包括辅助操作平台、固定于所述辅助操作平台上的升降电机、固定有所述炉底的水平滑动横梁、与所述水平滑动横梁垂直设置的框型支架；所述升降电机与所述水平滑动横梁和所述框型支架分别通过钢索连接；控制单元，用于控制所述搅拌单元和所述炉底滑轨升降单元。本发明通过设置炉底滑轨升降单元，利用水平滑动横梁和框型支架的相互配合，使得所述炉底可从熔融炉的底部打开和闭合，实现熔融炉通过炉底的下沉带出熔炼坩埚并进行熟料的添加和熔融玻璃液的浇筑，避免了玻璃液的飞溅。同时，采取底部出料实现直接浇筑的结构设计，减少玻璃液在空气中的暴露时间，减少流通环节，提高了工作效率。并且，采用底部出料的方式，可提高炉腔的可用工作容积，使得炉腔的有效使用率达到91.6％以上，单次可加料60Kg以上，实现大规模加料。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种红外光学玻璃熔融炉，其特征在于，包括：

炉体单元，包括炉壁、与所述炉壁围成炉腔的炉盖和炉底；所述炉盖和所述炉底与所述炉壁为活动连接；

搅拌单元，包括与所述炉体单元转动连接的机械臂，与所述机械臂滑动连接的搅拌传动臂，与所述搅拌传动臂可拆卸连接的搅拌器；

炉底滑轨升降单元，包括辅助操作平台、固定于所述辅助操作平台上的升降电机、固定有所述炉底的水平滑动横梁、与所述水平滑动横梁垂直设置的框型支架；所述升降电机与所述水平滑动横梁和所述框型支架分别通过钢索连接；

控制单元，用于控制所述搅拌单元和所述炉底滑轨升降单元。

2.根据权利要求1所述的红外光学玻璃熔融炉，其特征在于，所述炉壁包括壳体、与所述壳体同轴设置的保温刚玉层、设置于所述保温刚玉层背离所述壳体一侧的若干加热棒，以及设置于所述保温刚玉层靠近所述炉盖一端的炉顶。

3.根据权利要求2所述的红外光学玻璃熔融炉，其特征在于，若干所述加热棒间隔设置于所述保温刚玉层靠近所述炉腔的一侧；若干所述加热棒穿过所述炉顶设置，且所述加热棒靠近所述炉盖的一端设有保温刚玉砖。

4.根据权利要求1所述的红外光学玻璃熔融炉，其特征在于，所述炉盖包括设置有开口的保温刚玉壁、以及沿所述开口背离所述炉底方向设置的刚玉防护壁；所述开口与所述炉腔对应设置。

5.根据权利要求1所述的红外光学玻璃熔融炉，其特征在于，所述炉底包括托盘以及固定于所述托盘上的坩埚固定件；所述坩埚固定件用于固定坩埚。

6.根据权利要求5所述的红外光学玻璃熔融炉，其特征在于，所述坩埚的底部和所述坩埚固定件设有偏心出料口。

7.根据权利要求1所述的红外光学玻璃熔融炉，其特征在于，所述搅拌单元还包括用于控制所述搅拌传动臂沿所述机械臂的Z轴方向运动的第一电机，以及用于实现所述搅拌器转动的第二电机；所述第一电机固定于所述机械臂背离所述炉体单元的一端，所述第二电机固定于所述搅拌传动臂靠近所述机械臂的一端。

8.根据权利要求1所述的红外光学玻璃熔融炉，其特征在于，所述辅助操作平台包括水平滑轨、竖直滑轨，以及与所述竖直滑轨垂直设置的支撑架；所述竖直滑轨与所述支撑架通过第一支撑梁和第二支撑梁连接；所述水平滑轨与所述水平滑动横梁形成滑动连接；所述竖直滑轨与所述框型支架形成滑动连接。

9.根据权利要求8所述的红外光学玻璃熔融炉，其特征在于，所述竖直滑轨上设有滑动器，用于限制所述框型支架的运动范围。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的红外光学玻璃熔融炉在氟镓酸盐红外光学玻璃熔融中的应用。