CN216639278U - 一种特种玻璃实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及的玻璃生产技术领域，特别是涉及一种特种玻璃实验装置，其可以满足硼硅体系玻璃、钠钙硅体系玻璃及含有特殊金属成分的玻璃样品浮法成型制作及工艺技术实验、验证、开发使用，为规模化生产提供理论、工艺依据和操作指导，包括通过连接管道连接的玻璃熔化炉和玻璃成型槽，所述玻璃成型槽内部分为低温区、中温区和高温区三个区，三个区的上部相邻的两个区之间设置隔热板，三个区的下部相连通；三个区温度能够独立控制，三个区内分别通入保护气体，并且三个区槽腔内填充浮托介质；玻璃成型槽底端位于相邻的两个区之间设置挡坎。

Description

一种特种玻璃实验装置

技术领域

本实用新型涉及的玻璃生产技术领域，特别是涉及一种特种玻璃实验装置。

背景技术

玻璃生产历史悠久，浮法玻璃工艺自上世纪五十年代问世以来，已成为平板玻璃生产的主流工艺。日熔化量根据玻璃种类不同从十几吨到上千吨，产品也是涵盖众多领域，例如建筑玻璃、汽车玻璃、光伏玻璃、颜色玻璃、硼硅玻璃等等。浮法与其它成型方法比较，其优点是：适合于高效率制造优质平板玻璃，例如没有波筋、厚度均匀、上下表面平整、互相平行、生产线的规模不受成形方法的限制，单位产品的能耗低、成品利用率高、易于科学化管理和实现全线机械化、自动化，劳动生产率高、连续作业周期可长达几年到十几年，有利于稳定生产。

但是对于开发一种新的玻璃品种，我们需要摸索新的配方及其工艺制度，研究能否使用浮法工艺以及如何控制生产工艺等，同时还需要产品在投入正式生产之前制作样品，并根据样品考察市场，征求客户反馈意见等。这些工作都不能直接在浮法生产线上实现，需要一种小型实验装置来完成工艺验证及玻璃样品制作等，在这种需求下，设计一种特种玻璃实验装置。

目前制作玻璃样品的方法是将生产玻璃的原料放入坩埚里面，使用高温炉将玻璃原料熔化，然后浇筑到不锈钢板（或石墨板）上，经过降温退火，形成玻璃块，再通过切割、研磨、抛光制成玻璃样品，玻璃样品尺寸一般在50*50mm左右，厚度2-6mm，最大的也不过80*80mm，做尺寸更大的样品几乎是不可能的。但是我们需要的展示样品，一般最小规格要求也是100*100mm以上，最好是300*300mm的样品，这么大的样品使用高温炉坩埚熔化是做不出来的。

同时对于含有特殊金属成分的玻璃，需要验证浮法成型工艺是否适合以及如何调整生产工艺等因素，使用上述高温炉及坩埚制作样品的方法也是不能验证这一点。例如光致变色玻璃，防辐射玻璃，加入特殊金属离子的靓丽颜色玻璃等。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种可以轻松制作300*300mm以内各种厚度玻璃样品的特种玻璃实验装置，可以满足硼硅体系玻璃、钠钙硅体系玻璃及含有特殊金属成分的玻璃样品浮法成型制作及工艺技术实验、验证、开发使用，为规模化生产提供理论、工艺依据和操作指导。

为实现上述目的，本实用新型是采用下述技术方案实现的：

本实用新型的一种特种玻璃实验装置，包括通过连接管道连接的玻璃熔化炉和玻璃成型槽，所述玻璃成型槽内部分为低温区、中温区和高温区三个区，三个区的上部相邻的两个区之间设置隔热板，三个区的下部相连通；三个区温度能够独立控制，三个区内分别通入保护气体，并且三个区槽腔内填充浮托介质；玻璃成型槽底端位于相邻的两个区之间设置挡坎。

一种可能的技术方案中，所述三个区内分别采用硅碳棒加热，硅碳棒到玻璃板距离在250mm以上。

一种可能的技术方案中，所述玻璃成型槽主体分为上下两个分体，其中上分体和下分体为可拆卸密封连接，所述隔热板和所述硅碳棒分别安装在所述上分体上，所述槽腔和所述挡坎分别设置在所述下分体上。

一种可能的技术方案中，所述三个区槽腔的深度不同。

一种可能的技术方案中，所述玻璃成型槽的一侧设有观察孔。

一种可能的技术方案中，所述浮托介质为锡液或其他金属液体或合金液体。

一种可能的技术方案中，所述玻璃熔化炉内坩埚的下料口处设置可调塞体，熔化玻璃原料时使用可调塞体将下料口封堵住，在玻璃液下料时通过可调塞体调节玻璃液流动速度。

一种可能的技术方案中，所述连接管道设有伴热装置，所述伴热装置设有温度监控和调节组件。

一种可能的技术方案中，所述下分体的外侧设置冷却装置。

一种可能的技术方案中，所述玻璃成型槽的出口设置软档帘。

与现有技术相比本实用新型的有益效果为：本实用新型可以满足硼硅体系玻璃、钠钙硅体系玻璃及含有特殊金属成分的玻璃样品浮法成型制作及工艺技术实验、验证、开发使用，可以轻松制作300*300mm以内各种厚度玻璃样品，为规模化生产提供理论、工艺依据和操作指导；可以对光致变色玻璃和防辐射玻璃进行实验和模拟中试，为研发光学玻璃新产品提供实验装置方案，为新产品投入市场提供工艺技术理论依据和投放市场前的市场信息反馈。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的另一个视角的结构示意图；

图3是玻璃成型槽的剖视结构示意图；

图4是玻璃熔化炉的剖视结构示意图；

附图标记：100-玻璃熔化炉；200-连接管道；210-伴热装置；300-玻璃成型槽；301-上分体；302-下分体；310-高温区；320-中温区；330-低温区；340-隔热板；350-挡坎；400-硅碳棒；500-可调塞体；600-保护气管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

如图1至图2所示，本实用新型实施例的特种玻璃实验装置，包括通过连接管道200连接的玻璃熔化炉100和玻璃成型槽300，玻璃熔化炉100上部开口，可以在玻璃原料熔化的过程中，持续通过上部开口向坩埚内部加入玻璃原料，形成连续生产模式；玻璃熔化炉100内熔化可以采用电加热辐射熔化或电加热辐射加热+电助熔，辐射加热可以使用硅钼棒加热，电助熔可以采用钼电极、氧化锡电极或白金电极，方式可以采用顶插式或底插式，温度可以通过程序自主控制，例如可以使用硅钼棒辐射加热，最高熔化温度1700℃，可以分段式控制温度升降；实验装置熔化部分应该具有5-100L的容积，一次性可装玻璃液10-200公斤，同时可以在高温状态下持续向熔化装置内部添加玻璃原料；优选地，玻璃熔化炉100内部放置20-100L坩埚，可以是耐火材料坩埚，也可以是铂金坩埚，可以轻松制作300*300mm以内各种厚度玻璃样品；或者可以连续生产24小时以上；玻璃成型槽300内部分为低温区310、中温区320和高温区330三个区，三个区的上部相邻的两个区之间设置隔热板340，三个区的下部相连通；每个区有热电偶和加热器件，三个区温度能够独立控制，优选地，高温区温度控制在800-1200℃，中温区温度控制在650-900℃，低温区温度控制在500-700℃，三个区内分别通过各自区上方设置的保护气管600分别通入保护气体，密封的加热器件接头也需要通入气体，保护气体优选使用惰性气体或还原性气体进行保护，防止浮托金属介质氧化；应该说明的是，玻璃成型槽具有很好的气密性，正常操作下成型槽内部压力不低于80Pa；实际使用时，可以在玻璃成型槽内设置压力检测器件，例如，压力检测器件压力检测范围为-100-500Pa，安装在中温段；三个区槽腔内填充浮托介质，浮托介质可以使用金属锡液，也可以使用其他金属液体或合金液体；玻璃成型槽300底端位于相邻的两个区之间设置挡坎350，防止金属液热对流；浮托介质的液面高于挡坎350的高度。

本实用新型实验装置玻璃原料在玻璃熔化炉100的坩埚内熔化，熔化好的玻璃液经过连接管道200流入玻璃成型槽300的高温区330区域，连接管道200具有输送高温玻璃液和降温双重作用，材质可以是耐火材料也可以是铂金管道；预先根据实验玻璃类别、成分等，向玻璃成型槽300内通入保护气体，控制低温区310、中温区320和高温区330三个区的温度，高温玻璃液通过连接管道200依次流入玻璃成型槽300的高温区330、中温区320和低温区310，并在浮托介质液面上摊开、抛光，形成玻璃板，从玻璃成型槽300出口处，将玻璃板以设定速度向成型槽出口拉动，完成对玻璃带的降温操作，玻璃板从出口拉出进入退火窑或单独的退火装置进行退火操作。

本实用新型可以满足硼硅体系玻璃、钠钙硅体系玻璃及含有特殊金属成分的玻璃样品浮法成型制作及工艺技术实验、验证、开发使用，可以轻松制作300*300mm以内各种厚度玻璃样品，为规模化生产提供理论、工艺依据和操作指导；可以对光致变色玻璃和防辐射玻璃进行实验和模拟中试，为研发光学玻璃新产品提供实验装置方案，为新产品投入市场提供工艺技术理论依据和投放市场前的市场信息反馈。

如图3所示，在一些实施例中，三个区内分别采用硅碳棒400加热，硅碳棒400与其上侧的接电箱连接，硅碳棒400到玻璃板距离在250mm以上。

为了方便维修，玻璃成型槽300主体分为上下两个分体，其中上分体301和下分体302为可拆卸密封连接，隔热板340和硅碳棒400分别安装在上分体301上，槽腔和挡坎350分别设置在下分体302上；例如，玻璃成型槽300内部浮托介质区域宽度400-500mm，长度2.6米，高温区330长1000mm，中温区长800mm，低温区长800mm，这些尺寸都是指浮托介质液面尺寸；隔热板340优选为石墨材质，隔热板340宽度不超过40mm；为了进一步减缓浮托介质的对流作用，三个区槽腔的深度不同；为了便于观察玻璃成型状态，本实施例中，玻璃成型槽300的一侧设有四个观察孔。

在一些实施例中，如图4所示，玻璃熔化炉100内坩埚的下料口处设置可调塞体500，熔化玻璃原料时使用可调塞体500将下料口封堵住，在玻璃液下料时通过可调塞体500调节玻璃液流动速度。

优选地，连接管道200设有伴热装置210，伴热装置210设有温度监控和调节组件，熔化好的玻璃液经过伴热的连接管道流入玻璃成型槽热端区域。

在一些实施例中，下分体302的外侧设置冷却装置，冷却装置可以设置为任意适合形式的冷却机器、设备、装置或机构以及上述两种以上方式的组合，例如冷却装置可以选用风冷却形式。

在一些实施例中，玻璃成型槽300的出口设置软档帘（图中未示出），有助于保证出口密封。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种特种玻璃实验装置，其特征在于，包括通过连接管道(200)连接的玻璃熔化炉(100)和玻璃成型槽(300)，所述玻璃成型槽(300)内部分为低温区(310)、中温区(320)和高温区(330)三个区，三个区的上部相邻的两个区之间设置隔热板(340)，三个区的下部相连通；三个区温度能够独立控制，三个区内分别通入保护气体，并且三个区槽腔内填充浮托介质；玻璃成型槽(300)底端位于相邻的两个区之间设置挡坎(350)。

2.如权利要求1所述的特种玻璃实验装置，其特征在于，所述三个区内分别采用硅碳棒(400)加热，硅碳棒(400)到玻璃板距离在250mm以上。

3.如权利要求2所述的特种玻璃实验装置，其特征在于，所述玻璃成型槽(300)主体分为上下两个分体，其中上分体(301)和下分体(302)为可拆卸密封连接，所述隔热板(340)和所述硅碳棒(400)分别安装在所述上分体(301)上，所述槽腔和所述挡坎(350)分别设置在所述下分体(302)上。

4.如权利要求3所述的特种玻璃实验装置，其特征在于，所述三个区槽腔的深度不同。

5.如权利要求4所述的特种玻璃实验装置，其特征在于，所述玻璃成型槽(300)的一侧设有观察孔。

6.如权利要求5所述的特种玻璃实验装置，其特征在于，所述浮托介质为锡液。

7.如权利要求1所述的特种玻璃实验装置，其特征在于，所述玻璃熔化炉(100)内坩埚的下料口处设置可调塞体(500)，熔化玻璃原料时使用可调塞体(500)将下料口封堵住，在玻璃液下料时通过可调塞体(500)调节玻璃液流动速度。

8.如权利要求1所述的特种玻璃实验装置，其特征在于，所述连接管道(200)设有伴热装置(210)，所述伴热装置(210)设有温度监控和调节组件。

9.如权利要求3所述的特种玻璃实验装置，其特征在于，所述下分体(302)的外侧设置冷却装置。

10.如权利要求1所述的特种玻璃实验装置，其特征在于，所述玻璃成型槽(300)的出口设置软档帘。

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