專(zhuān)利名稱：垂直冷頂熔制硼硅浮法玻璃雙拼式全電熔窯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬玻璃制品和其它無(wú)機(jī)材料的高溫電熔技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種垂直冷頂熔制硼硅浮法玻璃雙拼式全電熔窯。
背景技術(shù)：
全電熔玻璃熔制技術(shù)具有熔制技術(shù)具有如下超越傳統(tǒng)火焰玻璃熔窯的許多優(yōu)點(diǎn)1、環(huán)境友好，沒(méi)有煙塵污染；2、能源使用效率高；3、自動(dòng)化水平高；4、冷頂熔化，降低配合料組分的揮發(fā)，如硼硅酸鹽玻璃配合料中的硼酸和硼砂的揮發(fā)；5、熔制溫度高，可以輕松熔制難熔玻璃，如硼硅酸鹽玻璃。與傳統(tǒng)火焰玻璃熔窯相比，全電熔窯的不足之處在于1、熔窯規(guī)模小，不能適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)；2、一次性投資較大；3、受制約于供電環(huán)境和供電價(jià)格。因而，對(duì)于大型全電熔窯，比較適合建在有豐富廉價(jià)水電資源(偏遠(yuǎn)的水電站)或豐富廉價(jià)煤電資源(偏遠(yuǎn)的坑口電站)附近。
硼硅酸鹽玻璃是一種性能極其優(yōu)良的玻璃，具有很好的機(jī)械強(qiáng)度，耐化學(xué)侵蝕能力好，熱膨脹系數(shù)低，耐急熱急冷性能好，軟化溫度高，適合在600度以上的溫度的蝕刻、物理化學(xué)反應(yīng)等等材料的深加工處理。因而，硼硅酸鹽玻璃在高技術(shù)領(lǐng)域正在獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用如精密儀器基板，平面顯示器基板，薄膜光伏電池基板，生物芯片基板，化工過(guò)程裝置，單片防火玻璃等等。使用傳統(tǒng)的火焰熔窯，由于揮發(fā)嚴(yán)重，熔制溫度低，很難適應(yīng)硼硅酸鹽玻璃的熔制工藝。至今還只有用小型全電熔玻璃窯生產(chǎn)的壓制和拉管的產(chǎn)品。近幾年，世界已經(jīng)誕生了唯一的一條浮法工藝制作硼硅酸鹽平板玻璃生產(chǎn)線，我國(guó)目前在這方面還是空白。
利用全電熔技術(shù)熔制浮法工藝所需要的硼酸硅酸鹽玻璃，可以得到必須的高熔制溫度，冷頂熔制工藝又可以極大降低硼揮發(fā)。在中小型全電熔窯熔制硼硅酸鹽玻璃方面，我國(guó)在近十年的太陽(yáng)能熱水器硼硅玻璃管制造中已經(jīng)獲得了很豐富的經(jīng)驗(yàn)。問(wèn)題是，利用浮法工藝生產(chǎn)硼硅酸鹽平板玻璃必須有一定的規(guī)模，才能成型出有市場(chǎng)價(jià)值的板寬和厚度，而目前比較成熟的垂直冷頂熔化工藝全電熔玻璃窯的規(guī)模對(duì)于浮法成型工藝就顯得太小了。如果簡(jiǎn)單地?cái)U(kuò)大熔制面積和體積，電極熱區(qū)與中部冷區(qū)之間的溫差變大，溫差對(duì)流很大，玻璃液停留時(shí)間縮短，無(wú)法實(shí)現(xiàn)合理的熔制工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提出一種垂直冷頂熔制硼硅浮法玻璃雙拼式全電熔窯，以較小的優(yōu)化的熔窯單體，經(jīng)過(guò)雙拼獲得雙倍的玻璃液供料量。
本實(shí)用新型提出的垂直冷頂熔制硼硅浮法玻璃雙拼式全電熔窯，由兩個(gè)相同玻璃熔窯、一個(gè)上升道和一個(gè)供料道組成(其結(jié)構(gòu)如圖1所示)，玻璃熔窯由爐蓋9、熔窯壁19、熔窯底座圍成，呈柱形，其橫截面為長(zhǎng)短邊間隔排列的六角形，內(nèi)部包括熔化區(qū)13和澄清區(qū)14，玻璃熔窯長(zhǎng)邊一側(cè)的熔窯壁19上部開(kāi)有進(jìn)料口12；其中，澄清區(qū)底座20固定于熔窯底座內(nèi)側(cè)，澄清區(qū)池壁7固定于熔窯壁19內(nèi)側(cè)；熔化區(qū)13位于澄清區(qū)14的上方，熔化區(qū)池壁8固定于熔窯壁19內(nèi)側(cè)；澄清區(qū)池壁7一側(cè)的下部設(shè)有流液洞15，流液洞15位于玻璃熔窯的熔窯壁19短邊處；兩個(gè)玻璃熔窯的流液洞15分別連接上升道16的一端進(jìn)料口，上升道16的另一端連接供料道17，兩個(gè)玻璃熔窯之間的夾角為150度，玻璃熔窯與供料道中心斷面夾角為105度；供料道17的上方設(shè)有硅碳棒加熱裝置18，以控制料道溫度；與熔化區(qū)13相連的熔窯壁19的每個(gè)長(zhǎng)邊處設(shè)有7-8根主電極11，主電極11的一端位于熔化區(qū)13內(nèi)，另一端連接供電部件；與澄清區(qū)14相連的熔窯壁19的每個(gè)長(zhǎng)邊處設(shè)有4根輔助電極21，輔助電極21的一端位于澄清區(qū)14內(nèi)，另一端連接供電部件。
本實(shí)用新型中，每個(gè)玻璃熔窯的進(jìn)料口12與流液洞15垂直平面之間的夾角為150度。
本實(shí)用新型中，位于熔化區(qū)13的主電極11可以在垂直方向方向采用分層排列，一般分為2-3層，每層之間的間距大于400mm即可，主電極11伸入熔化區(qū)長(zhǎng)度為400-500mm。
本實(shí)用新型中，熔化區(qū)池壁8采用熔鑄鋯剛玉耐火材料磚。
本實(shí)用新型中，澄清區(qū)池壁7采用熔鑄鋯剛玉耐火材料磚。
本實(shí)用新型采用兩個(gè)熔制工藝合理的全電熔玻璃窯，通過(guò)流液洞拼接到共用的一個(gè)上升道和共用的一個(gè)供料道，可以達(dá)到提供日產(chǎn)36噸的玻璃液熔化能力，滿足浮法成型工藝最基本板寬和板厚的需要。
本實(shí)用新型的工作過(guò)程如下玻璃配合料從投料口進(jìn)入熔化區(qū)13，由于熔化區(qū)13下部玻璃液的溫度高，當(dāng)電力通過(guò)電極送到玻璃液時(shí)，玻璃液因?qū)щ娛蛊渥陨戆l(fā)熱，熔化投入的玻璃配合料，玻璃配合料熔化呈玻璃液，玻璃液經(jīng)澄清后，進(jìn)入流液洞15，在上升道16處，兩個(gè)玻璃熔窯的玻璃液匯合，玻璃混合液流過(guò)上升道16，到達(dá)供料道17，以供給成型設(shè)備使用。
本實(shí)用新型特別適合熔制用于浮法工藝生產(chǎn)的硼硅酸鹽平板玻璃，1、使用冷頂電熔工藝，配合料層溫度低，限制了硼酸和硼砂的揮發(fā)；2、玻璃全電熔工藝的熔制溫度高，適合熔制難熔的硼硅酸鹽玻璃。3、采用雙拼式結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)部置上，沒(méi)有操作空間的沖突，雙倍增加的化料量可以滿足采用浮法工藝生產(chǎn)硼硅酸鹽平板玻璃基本規(guī)模的需要。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖示。
圖2為圖1中A-D、D-B斷面的縱剖面圖。
圖中標(biāo)號(hào)1為混凝土柱墩，2為鋼結(jié)構(gòu)大梁，3為鋼結(jié)構(gòu)次梁，4為池壁鋼結(jié)構(gòu)圍柱，5為普通耐火粘土磚層，6為耐火粘土澆注大磚，7為澄清池池壁，8為熔化池池壁，9為爐蓋，10為供料道封閉式#33AZS蓋板磚，11為主電極，12為進(jìn)料口，13為熔化區(qū)，14為澄清區(qū)，15為流液洞，16為上升道，17為供料道，18為料道加熱硅碳棒，19為熔窯壁，20為澄清區(qū)底座，21為輔助鉬電極。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步描述本實(shí)用新型。
實(shí)施例1，以日熔化36噸玻璃液以例，將下列各部件按圖1和圖2所示方式連接，本領(lǐng)域技術(shù)人員均能順利實(shí)施。
兩個(gè)玻璃熔窯的面積橫截面面積為9平方米，呈非對(duì)稱六邊形，玻璃熔窯的總高度為2.8米流液洞的橫斷面面積為0.12平方米，上升道橫斷面面積為0.18平方米。兩個(gè)玻璃熔窯之間的夾角為150度，這樣就為上升道一側(cè)留出了操作空間。
單個(gè)玻璃熔窯的結(jié)構(gòu)如圖2所示，熔窯底座從下至上依次由鋼結(jié)構(gòu)大梁2、鋼結(jié)構(gòu)次梁3、普通耐火粘土磚層5、粘土澆筑耐火大磚層6組成，即混凝土柱子1上放置鋼結(jié)構(gòu)大梁2，大梁2上放置次梁3，次梁3上可以鋪薄鋼板，薄鋼板上砌筑400-500mm粘土耐火磚層5(可以嵌入保溫磚)；再砌筑300mm的粘土澆筑耐火大磚6，粘土大磚上做一層5mm左右的AZS搗打料，搗打料上鋪底磚作為澄清池底座20，澄清池的池壁可以采用350mm厚的#33AZS池壁磚，熔化池池壁采用250mm厚的#41AZS池壁磚，熔窯壁19采用保溫磚，玻璃熔窯的上方的爐蓋9呈碹狀結(jié)構(gòu)，可以采用用普通粘土耐火材料砌筑而成。最后采用鋼柱4在所有池壁周?chē)黾庸?。按照?qǐng)D1所示的方式，將兩個(gè)玻璃熔窯以150度角度通過(guò)流液洞15在共用上升道16處拼接，使用同一個(gè)供料道17向浮法成型設(shè)備輸送玻璃液。供料道17采用封閉式料道，蓋板磚10上方有硅炭棒加熱裝置18，以控制料道溫度。在六角形長(zhǎng)短邊中的每個(gè)長(zhǎng)邊部分布置7-8根Moφ60-70×1200主電極，4根Moφ55-60×900輔助電極。主電極布置在熔化區(qū)13，輔助電極布置在澄清區(qū)14。
將本實(shí)用新型安裝于工業(yè)廠房中。具體實(shí)施過(guò)程如下1、按照上述步驟把玻璃窯建造成功；2、用煤氣點(diǎn)火烤窯5-10天，把溫度升到900度以上；3、用輕柴油油槍加熱1-2天，把爐溫提高到1200度左右；4、在爐內(nèi)加入碎玻璃，同時(shí)用油槍熔融碎玻璃；5、在碎玻璃熔融體中插入電極11和21；6、在電極上供電，用電力熔化玻璃；7、所有電極安裝好后，可以正常生產(chǎn)投入配合料；8、配合料在電力的熔化下，經(jīng)過(guò)熔化區(qū)13，澄清區(qū)14，進(jìn)入流液洞15和上升道16，通過(guò)供料道17，進(jìn)入成型設(shè)備。
權(quán)利要求1.一種垂直冷頂熔制硼硅浮法玻璃雙拼式全電熔窯，由兩個(gè)相同玻璃熔窯、一個(gè)上升道和一個(gè)供料道組成，玻璃熔窯由爐蓋(9)、熔窯壁(19)、熔窯底座圍成，呈柱形，其橫截面為長(zhǎng)短邊間隔排列的六角形，內(nèi)部包括熔化區(qū)(13)和澄清區(qū)(14)，玻璃熔窯長(zhǎng)邊一側(cè)的熔窯壁(19)上部開(kāi)有進(jìn)料口(12)；其特征在于，澄清區(qū)底座(20)固定于熔窯底座內(nèi)側(cè)，澄清區(qū)池壁(7)固定于熔窯壁(19)內(nèi)側(cè)；熔化區(qū)(13)位于澄清區(qū)(14)的上方，熔化區(qū)池壁(8)固定于熔窯壁(19)內(nèi)側(cè)；澄清區(qū)池壁(7)一側(cè)的下部設(shè)有流液洞(15)，流液洞(15)位于玻璃熔窯的熔窯壁(19)短邊處；兩個(gè)玻璃熔窯的流液洞(15)分別連接上升道(16)的一端進(jìn)料口，上升道(16)的另一端連接供料道(17)，兩個(gè)玻璃熔窯之間的夾角為150度，玻璃熔窯與供料道中心斷面夾角為105度；供料道(17)的上方設(shè)有硅碳棒加熱裝置(18)；與熔化區(qū)(13)相連的熔窯壁(19)的每個(gè)長(zhǎng)邊處設(shè)有7-8根主電極(11)，主電極(11)的一端位于熔化區(qū)(13)內(nèi)，另一端連接供電部件；與澄清區(qū)(14)相連的熔窯壁(19)的每個(gè)長(zhǎng)邊處設(shè)有4根輔助電極(21)，輔助電極(21)的一端位于澄清區(qū)(14)內(nèi)，另一端連接供電部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直冷頂熔制硼硅浮法玻璃雙拼式全電熔窯，其特征在于每個(gè)玻璃熔窯的進(jìn)料口(12)與流液洞(15)垂直平面之間的夾角為150度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直冷頂熔制硼硅浮法玻璃雙拼式全電熔窯，其特征在于位于熔化區(qū)(13)的主電極(11)在垂直方向方向采用分層排列，分為2-3層，每層之間的間距大于400mm，主電極(11)伸入熔化區(qū)長(zhǎng)度為400-500mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直冷頂熔制硼硅浮法玻璃雙拼式全電熔窯，其特征在于熔化區(qū)池壁(8)采用熔鑄鋯剛玉耐火材料磚。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直冷頂熔制硼硅浮法玻璃雙拼式全電熔窯，其特征在于澄清區(qū)池壁(7)采用熔鑄鋯剛玉耐火材料磚。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垂直冷頂熔制硼硅浮法玻璃雙拼式全電熔窯，其特征在于熔窯底座從下至上依次由鋼結(jié)構(gòu)大梁(2)、鋼結(jié)構(gòu)次梁(3)、普通耐火粘土磚層(5)、粘土澆筑耐火大磚層(6)組成。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型屬玻璃制品和其它無(wú)機(jī)材料的高溫電熔技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種垂直冷頂熔制硼硅浮法玻璃雙拼式全電熔窯。由兩個(gè)相同的六角形玻璃熔窯、一個(gè)上升道和一個(gè)供料道組成，玻璃熔窯包括熔化區(qū)和澄清區(qū)，熔化區(qū)位于澄清區(qū)上方，澄清區(qū)池壁一側(cè)下部設(shè)有流液洞，兩個(gè)玻璃熔窯的流液洞分別連接上升道的進(jìn)料口，上升道的頂端連接供料道，兩個(gè)六角形筒式玻璃熔窯中心斷面之間夾角為150度，與供料道中心斷面夾角為105度；在熔化區(qū)和澄清區(qū)分布有電極。本實(shí)用新型使用冷頂電熔工藝，硼揮發(fā)低，熔制溫度高；采用雙拼式結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)部置上，沒(méi)有操作空間的沖突，雙倍增加的化料量可以滿足采用浮法工藝生產(chǎn)硼硅酸鹽平板玻璃基本規(guī)模的需要。
文檔編號(hào)C03B5/02GK2878376SQ200620041200
公開(kāi)日2007年3月14日 申請(qǐng)日期2006年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月20日
發(fā)明者楊志強(qiáng) 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)