專利名稱：無機(jī)板材的制造方法、裝置以及無機(jī)板材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種無機(jī)板材的制造方法、制造裝置以及利用該制造方法和制造裝置所制造的無機(jī)板材。
背景技術(shù)：
在目前的生產(chǎn)中，無機(jī)材料熔融制造的板材(如玻璃、微晶和玉晶石)的生產(chǎn)方法主要有格法、壓延法和浮法三種方法，然而，上述三種方法在制造無機(jī)熔融成型板材過程中又各自存在缺陷和不足，具體如下格法是比利時(shí)格拉維伯爾公司1961年發(fā)明的，它是將無槽法和平拉法有機(jī)結(jié)合的一種方法，是利用無槽法成型池和平拉法的轉(zhuǎn)向，使玻璃液從流道口流出后先向上拉引約700mm高，通過轉(zhuǎn)向輥后再進(jìn)行平拉，將玻璃液從自由液面拉直玻璃。在格法工藝中，玻璃在進(jìn)入成型室時(shí)首先要經(jīng)過上拉過程，因此，生產(chǎn)的玻璃化學(xué)成分不均勻，且波筋大(由于向上拉引的成型溫度和析晶溫度相近，容易產(chǎn)生析晶現(xiàn)象而產(chǎn)生波筋)、易變形。此外，格法工藝只能生產(chǎn)2 8mm的平板玻璃，而且，由于受工藝的影響，生產(chǎn)的玻璃中，硅、鋁含量較高。壓延法是將熔窯內(nèi)玻璃液平行通過唇磚溢流到兩根壓延輥之間，通過壓延輥將玻璃液擠壓成一定厚度的玻璃帶。中國專利ZL952M122. 6和ZL 98226174. 8公開了壓延法的生產(chǎn)裝置。利用壓延法生產(chǎn)的產(chǎn)品的表面光潔度和平整度取決于壓延輥表面的平整度和光潔度，因此，通常需要對產(chǎn)品表面進(jìn)行后續(xù)加工處理，如銑平、磨光、拋亮，這不僅增加了生產(chǎn)成本，而且還破壞了產(chǎn)品原有的表面強(qiáng)度。浮法工藝是將原料混合后送入玻璃熔窯，經(jīng)熔化、澄清、均化和冷卻等過程后，形成均勻的玻璃液，玻璃液經(jīng)流道、流槽進(jìn)入充滿氮?dú)浔Ｗo(hù)氣體的錫槽，漂浮在熔融的錫液表面上，完成玻璃液的自然攤平、展薄、拋光、冷卻后，再進(jìn)入退火爐退火。這種方法生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量較高，產(chǎn)品的厚度范圍也較寬。但是，浮法工藝需要增加錫槽和保護(hù)氣體等配套設(shè)備，投資成本較高。此外，由于玻璃液是在錫槽中成型，而且需要氮?dú)浔Ｗo(hù)氣體，因此，原料中不能存在與氮、氫保護(hù)氣體以及錫液發(fā)生反應(yīng)的成分。上述各種方法受其工藝特點(diǎn)的限制，生產(chǎn)的產(chǎn)品要么表面不光滑，需要后續(xù)加工程序；要么產(chǎn)品中波筋較多、應(yīng)力較大；要么設(shè)備成本較高，而且原料選擇還受裝置特性的限制。因此，需要開發(fā)一種工藝簡單，而且制造的產(chǎn)品質(zhì)量較高的工藝方法以及裝置，以突破現(xiàn)有各種方法中的限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的第一個(gè)技術(shù)問題是提供一種無機(jī)板材的制造方法，該方法中熔融液面與成型機(jī)上平面基本在同一水平面，所制造的產(chǎn)品中無波筋，表面光滑，無需后續(xù)加工
處理工序。本發(fā)明第二個(gè)要解決的技術(shù)問題是提供一種無機(jī)板材的制造裝置，該裝置中流液道底板面(流液面)與成型機(jī)上平面基本在同一水平面，從而使熔融時(shí)的熔融液面與成型機(jī)上平面基本在同一水平面，所制造的產(chǎn)品中無波筋，表面光滑，制造成本低。本發(fā)明第三個(gè)要解決的技術(shù)問題是提供一種應(yīng)用上述制造方法或應(yīng)用上述制造裝置制造的玉質(zhì)無機(jī)板材，該玉質(zhì)無機(jī)板材具有無波筋，表面光滑，強(qiáng)度大不易變形的特
點(diǎn)ο解決本發(fā)明第一個(gè)技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種無機(jī)板材的制造方法，包括原料粉碎、混料、熔融、均化、冷卻、成型、退火步驟，經(jīng)熔融、均化、冷卻后的熔液由冷卻部進(jìn)入成型機(jī)時(shí)，熔融液面低于成型機(jī)上平面，其高度差為20 100mm。由于熔融液面與成型機(jī)上平面之間的高度差較小，因此，在成型過程中熔液受到的拉拽力較小，產(chǎn)品中不會(huì)產(chǎn)生波筋。如果熔融液面與成型機(jī)上平面之間的高度差超過100mm，則產(chǎn)品中很容易產(chǎn)生波筋。所述無機(jī)板材制造方法的具體步驟包括1)將原料粉碎、篩分，然后按比例均勻混合制成配合料；2)將所述配合料投入熔窯進(jìn)行熔化、均化和澄清；3)熔液流入冷卻部繼續(xù)均化、冷卻，然后流入流液道，將流液道內(nèi)的溫度控制在成型溫度；4)熔液經(jīng)引爐進(jìn)入或自然流入成型機(jī)上平面，由成型機(jī)向熔液提供向前的拉力， 成型機(jī)是由并排設(shè)置的鋼輥及與鋼輥連接的驅(qū)動(dòng)裝置組成的成型動(dòng)力裝置或是其它能夠向熔液提供成型動(dòng)力的裝置，所述成型動(dòng)力裝置向熔液提供一個(gè)平拉力，使熔液進(jìn)入成型機(jī)后依靠自身重力、流速、表面張力以及成型動(dòng)力和拉引力的共同作用自然凝聚成型為連續(xù)的板材，熔液在成型機(jī)內(nèi)的成型速度可以通過熔液的流速、成型機(jī)內(nèi)的溫度以及成型機(jī)的線速度來控制；5)成型后的板材經(jīng)調(diào)溫裝置迅速冷卻硬化，硬化后的成型板材經(jīng)過渡輥進(jìn)入退火窯內(nèi)退火，以消除板材的內(nèi)應(yīng)力。優(yōu)選的是在所述步驟1)中，將原料粉碎成8目以下，其中16目以下的超細(xì)粉不超過 20%。在步驟幻中，在配合料投入熔窯之前，用加料機(jī)將著色劑均勻地加入配合料中， 然后將添加有著色劑的配合料投入熔窯。在步驟2)中，配合料在1650°C 1350°C溫度范圍內(nèi)熔化后保溫2 3小時(shí)以使熔液均化和澄清。此時(shí)，熔液的粘度為IO3 106 5 · S。優(yōu)選的是在步驟3)中，將冷卻部內(nèi)的熔液溫度控制在1350°C 1250°C范圍內(nèi)并保溫2 3小時(shí)繼續(xù)均化，然后流入流液道內(nèi)，并將流液道內(nèi)的溫度控制在1300°C 1000°C。優(yōu)選的是在步驟4)中，引爐時(shí)成型機(jī)上平面低于冷卻部的熔融液面40 140mm， 優(yōu)選70 110mm，且成型機(jī)、過渡輥以及主傳動(dòng)裝置的上平面位于同一水平面；在之后的連續(xù)生產(chǎn)過程中，成型機(jī)上平面高于冷卻部的熔融液面20 100mm，每根過渡輥高度可以上下調(diào)節(jié)，通過過渡輥將成型機(jī)的上平面與主傳動(dòng)裝置的上平面平滑連接。優(yōu)選的是在步驟4)中，將成型機(jī)內(nèi)的溫度控制在1250°C 1000°C溫度范圍內(nèi)，成型機(jī)的線速度控制在25 95m/h，熔液的流速控制在25 95m/h。成型室的溫度可以通過以下方法進(jìn)行有效地調(diào)節(jié)(1)調(diào)節(jié)熔窯內(nèi)熔制溫度；(2)通過成型機(jī)上部的稀釋風(fēng)和/或流液道內(nèi)的調(diào)溫裝置；C3)通過熔窯、冷卻部和流液道的保溫層來調(diào)節(jié)。優(yōu)選的是在步驟5)中，調(diào)溫裝置的溫度控制在750°C 850°C，退火窯內(nèi)的溫度控制在700°C至100°C，固化后的成型板材需退火30 100分鐘，退火時(shí)主傳動(dòng)裝置的線速度為 48 96m/h。更優(yōu)選的是所述連續(xù)退火過程經(jīng)過四個(gè)區(qū)段，具體為700°C 500°C的降溫時(shí)間為20 7min，500°C 350°C的降溫時(shí)間為50 i;3min，350°C 200°C的降溫時(shí)間為20 6min降溫，200°C 110°C的降溫時(shí)間為10 4min。優(yōu)選的是步驟5)后，還需要將退火后的連續(xù)板材進(jìn)行切割、檢驗(yàn)和包裝步驟。解決本發(fā)明第二個(gè)技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種無機(jī)板材制造裝置，包括順序設(shè)置的熔化部、冷卻部、成型機(jī)和退火窯，所述冷卻部與所述成型機(jī)通過流液道銜接，所述流液道水平設(shè)置，所述成型機(jī)的上平面高于所述流液道的熔融液面20 100mm。由于冷卻部與流液道直接連通，因此，流液道內(nèi)的熔融液面與冷卻部內(nèi)的熔融液面相同。成型機(jī)的上平面可以通過高度調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)，在引爐時(shí)，調(diào)節(jié)成型機(jī)的上平面使其低于流液道熔融液面，在以后的連續(xù)生產(chǎn)過程中，調(diào)節(jié)成型機(jī)的上平面使其略高于流液道熔融液面，這樣能夠使熔液順利地從冷卻部進(jìn)入成型機(jī)成型。所述流液道內(nèi)設(shè)有用于調(diào)節(jié)熔液溫度的調(diào)溫裝置，所述調(diào)溫裝置包括加熱裝置和冷卻水包，所述加熱裝置設(shè)置在所述流液道底部的兩側(cè)和中間位置并由功率調(diào)節(jié)裝置控制，所述冷卻水包設(shè)置在流液道的頂部和底部并由控制裝置控制。優(yōu)選的是所述冷卻水包為用鋼板做成的圓弧形水包或用水管做成的蛇形水包，采用這種異型冷卻水包可以使流液道內(nèi)的溫度更加均勻。所述加熱裝置為硅鉬棒電加熱裝置。所述成型機(jī)由多根直徑不同的水平并排設(shè)置的輥軸組成，且直徑最大的鋼輥靠近流液道一側(cè)，直徑較小的鋼輥遠(yuǎn)離流液道一側(cè)，所述鋼輥的端部設(shè)有齒輪，且所有的鋼輥通過齒輪傳動(dòng)連接，直徑最大的鋼輥與驅(qū)動(dòng)裝置連接，在所述驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)下所述輥軸向同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)。所述成型機(jī)的末端設(shè)有調(diào)溫裝置，所述調(diào)溫裝置為第二冷卻水包，通過調(diào)節(jié)第二冷卻水包內(nèi)的冷卻水流量來調(diào)節(jié)塑性板材的硬化速度。所述退火窯內(nèi)設(shè)有主傳動(dòng)裝置，所述主傳動(dòng)裝置由多根水平并排設(shè)置的輥軸組成并與驅(qū)動(dòng)裝置連接，其上平面通過所述過渡輥與所述成型機(jī)的上平面平滑連接。設(shè)置在所述熔窯進(jìn)料口的投料池為密封投料池，所述密封投料池包括砌筑在所述熔窯進(jìn)料口的池壁、投料機(jī)以及透明防火玻璃，所述投料機(jī)設(shè)置在所述池壁的敞口處，用所述透明防火玻璃將所述投料機(jī)和所述池壁之間的空間密封，以使整個(gè)投料池封閉。優(yōu)選的是所述透明防火玻璃采用透明防火的微晶玻璃。解決本發(fā)明第三個(gè)技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種應(yīng)用上述無機(jī)板材制造方法或應(yīng)用上述無機(jī)板材制造裝置所制造的無機(jī)板材，該無機(jī)板材可以為玉質(zhì)無機(jī)板材或平板玻璃或微晶玻璃。所述玉質(zhì)板材的化學(xué)成分及含量(按％重量計(jì))為SiO2 70 75 ；Al2O3 :2 6 ；
CaO :2 6 ；MgO 0. 1 ~ 0. 5 ；Fii2O3 :0. 1 0. 5 ；Κ20+Νει20 10 18 ；B2O3 :0. 1 0. 5 ；F:1 6。優(yōu)選的是制造上述玉質(zhì)無機(jī)板材的原料組分組成(按％重量計(jì))為硅砂或砂巖40% 55%長石25% 35%硝酸鈉:0·5% 2. 0%白云石2· 5% 5. 0%螢石2% 8%純堿8% 15%硼砂0.5% 2.5%冰晶石2 6%。上述原料配方在高溫熔融過程中發(fā)生反應(yīng)，能制造出具有透光而不透視特性的玉質(zhì)板材。優(yōu)選的是所述無機(jī)板材具有以下物化特性吸水率為零，無波筋，表面光潔度在 90%以上。優(yōu)選的是所述玉質(zhì)無機(jī)板材中還含有占無機(jī)板材總重量0. 001 6% (重量)的著色劑成分，當(dāng)在配合料中加入著色劑后，制造的無機(jī)板材內(nèi)部會(huì)形成立體花紋，成為彩玉板材。優(yōu)選的是所述著色劑成分為CoO2，所述( 由鈷粉引入，板材中( 含量為板材總重量的0. 001 0. 01 %，成為天藍(lán)彩玉板材。鈷粉的加入量為配合料總重量的0. 2
2 % ο本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明提供的無機(jī)板材制造方法中，熔液由冷卻部的熔融液面基本水平地流入成型機(jī)的上平面，因此，采用該方法制造的產(chǎn)品無波筋、成分厚度均勻、不易變形，而且產(chǎn)品表面光滑，無需后續(xù)加工處理。此外，該方法中，熔液在成型機(jī)上自然凝聚成型，制造的無機(jī)板材表面光滑度與浮法工藝的相同，不需后續(xù)加工，因此板材的制造成本低，而且，產(chǎn)品厚度范圍寬，可以制造厚度為6 20mm的無機(jī)板材。該方法制造的無機(jī)板材還可根據(jù)不同的配方和熔融溫度、成型溫度制造出平板玻璃(其化學(xué)成分和配方與現(xiàn)有的同類產(chǎn)品相類似)、 微晶玻璃(其化學(xué)成分和配方與現(xiàn)有的同類產(chǎn)品相類似)，其制造方法中，板材成型前的工藝基本與這些產(chǎn)品生產(chǎn)方法中這部分的現(xiàn)有技術(shù)相同，只是從成型步驟開始以后的方法步驟與本發(fā)明中的步驟相同。本發(fā)明提供的無機(jī)板材制造裝置中，成型機(jī)的上平面與流液道的流液面基本在同一水平面，使流液道內(nèi)的熔液能夠基本水平地進(jìn)入(或流入)成型機(jī)內(nèi)，該裝置不需要上引裝置或錫槽等附加裝置，因此，裝置投資費(fèi)用低，而且，原料選擇范圍不受錫槽、保護(hù)氣體等裝置自身特性的限制。
應(yīng)用上述無機(jī)板材制造方法或應(yīng)用上述無機(jī)板材制造裝置制造的無機(jī)板材為玉質(zhì)無機(jī)板材或平板玻璃或微晶玻璃，所制造的玉質(zhì)無機(jī)板材吸水率為零、無波筋、不易變形，且表面光潔度在90%以上。


圖1為本發(fā)明無機(jī)板材制造裝置引爐時(shí)的示意圖；圖2為本發(fā)明無機(jī)板材制造裝置正常生產(chǎn)時(shí)的示意圖；圖3為本發(fā)明無機(jī)板材在退火窯內(nèi)退火的曲線圖。圖中1-熔化部2-流液洞3-冷卻部4-流液道5-流道口 6_成型機(jī)7_調(diào)溫裝置 8-過渡輥9-退火窯10-主傳動(dòng)裝置11-熔融液面12-成型后板材13-螺桿14-螺母15-手輪16-支撐架
具體實(shí)施例方式為使本領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合一實(shí)施例附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明的無機(jī)板材的制造裝置、制造方法以及采用該裝置或方法制造的無機(jī)板材作進(jìn)一步詳細(xì)說明。需要指出的是，以下實(shí)施例為本發(fā)明的非限定實(shí)施例。請參見圖1和圖2，是本發(fā)明無機(jī)板材成型裝置示意圖。如圖1所示，該裝置主要由熔化部1、冷卻部3、成型機(jī)6、退火窯9組成。其中，熔化部1、冷卻部3、成型機(jī)6、退火窯9 依照無機(jī)板材的制造工藝順序設(shè)置。其中，熔化部1與冷卻部3之間用耐腐蝕、耐沖刷的耐火材料過橋磚隔開，以將窯爐火焰分隔，同時(shí)在熔化部1靠下位置設(shè)有截面面積為0. 15 1. 2m2流液洞2，該流液洞2將熔窯1與冷卻部3連通，由此，熔化部1、流液洞2和冷卻部3 就形成一個(gè)類似于連通器的結(jié)構(gòu)。當(dāng)原料熔化后，冷卻部3內(nèi)的熔融液面與熔化部1內(nèi)的熔融液面高度相同，即，熔化部1和冷卻部3內(nèi)的熔融液面在同一高度。在冷卻部3進(jìn)口端設(shè)有水杠(冷卻水管)，在冷卻部3的頂部設(shè)有風(fēng)機(jī)，借助于水杠和風(fēng)機(jī)使冷卻部3的熔液均勻冷卻。冷卻部3與成型機(jī)6通過流液道4銜接，流液道4水平設(shè)置，其一端連接冷卻部3， 另一端為流道口 5，該流道口 5與成型機(jī)6搭接，冷卻部3內(nèi)的熔液可通過流液道4從流道口 5進(jìn)入成型機(jī)6。在流液道4與成型機(jī)6之間設(shè)置有活動(dòng)間板。在流液道4底部的兩側(cè)和中間位置設(shè)有硅鉬棒電加熱裝置，硅鉬棒電加熱裝置由功率控制器控制其功率。在流液道4的上部和下部設(shè)有第一冷卻水包，該第一冷卻水包由控制器控制冷卻水流量。通過調(diào)節(jié)電加熱裝置和第一冷卻水包可使位于流液道4兩側(cè)和中部的熔液溫度保持一致，并使熔液的溫度維持在成型所需的溫度。成型機(jī)6采用平拉冷卻成型機(jī)，利用該平拉冷卻成型機(jī)可以使熔液從流液道4近似于水平地進(jìn)入成型機(jī)6，然后在成型機(jī)6的上平面在拉引成型的過程中逐漸冷卻形成連續(xù)板材。平拉冷卻成型機(jī)與現(xiàn)有的格法工藝采用的成型機(jī)的不同之處在于成型時(shí)熔液的冷卻位置不同。格法工藝中熔液的冷卻位置在冷卻部至轉(zhuǎn)向輥之間，也就是說，熔液由冷卻部被上拉至轉(zhuǎn)向輥的過程中被冷卻，在經(jīng)轉(zhuǎn)向輥轉(zhuǎn)向后即被硬化；而本實(shí)施例的平拉冷卻成型機(jī)中，熔液是在進(jìn)入成型機(jī)后在上平面的成型過程中被逐漸冷卻硬化，而從流液道進(jìn)入成型機(jī)的過程中僅存在自然冷卻過程。具體地，本實(shí)施例中的成型機(jī)6是由多根直徑不同的鋼輥組成，輥徑大小為100 1000mm，這些鋼輥由大到小并排平行設(shè)置，其中，直徑最大的鋼輥位于靠近流液道4 一側(cè) (即成型機(jī)初始端)，而直徑較小的鋼輥位于遠(yuǎn)離流液道4 一側(cè)(即成型機(jī)末端)。鋼輥由支架支撐，所有鋼輥的上平面位于同一水平面。在鋼輥伸出支架外側(cè)的一端設(shè)有齒輪，而且相鄰鋼輥上的齒輪由一中間齒輪連接，這些鋼輥中靠近流液道一側(cè)的直徑最大的鋼輥?zhàn)鳛閯?dòng)力鋼輥通過變速箱與電機(jī)連接(變速箱與電機(jī)構(gòu)成驅(qū)動(dòng)裝置)。在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，動(dòng)力鋼輥帶動(dòng)其它鋼輥向同一方向(即退火窯方向)轉(zhuǎn)動(dòng)，以向熔液提供向前的平拉力。在鋼輥轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，由于鋼輥直徑大小不同，鋼輥的線速度基本相同，因此，直徑較大的鋼輥的轉(zhuǎn)速較慢，而直徑較小的鋼輥的轉(zhuǎn)速較快。因此，在成型過程中，位于成型機(jī)末端的直徑較小的鋼輥可以向熔液提供比位于成型機(jī)初始端的直徑較大的鋼輥更大的成型動(dòng)力，這樣有利于成型厚度均勻的較薄的板材。在成型機(jī)支架的底部設(shè)置有高度調(diào)節(jié)裝置，該高度調(diào)節(jié)裝置包括螺桿13以及套在螺桿13上的螺母14，螺母14由固定在地面上的支撐架16支承，螺母14的外周緣設(shè)有手輪15，借助于手輪15轉(zhuǎn)動(dòng)螺母14使其帶動(dòng)螺桿13上下移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)鋼輥在高度方向的調(diào)節(jié)，即，實(shí)現(xiàn)成型機(jī)6在高度方向的調(diào)節(jié)。在支架端部的兩側(cè)設(shè)置有滑塊，固定支架的基座上設(shè)置有與滑塊相對應(yīng)的燕尾槽，滑塊并從燕尾槽中伸出。使用時(shí)，撥動(dòng)支架上的滑塊使其在基座上的燕尾槽內(nèi)滑動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)成型機(jī)在前后方向的調(diào)節(jié)。在成型機(jī)6的末端設(shè)有調(diào)溫裝置7，該調(diào)溫裝置7為第二冷卻水包，在生產(chǎn)過程中， 可以調(diào)節(jié)第二冷卻水包內(nèi)的冷卻水流量來調(diào)節(jié)調(diào)溫裝置7內(nèi)的溫度，以此來調(diào)節(jié)板材的固化速度。在本實(shí)施例中，為提高第一冷卻水包和第二冷卻水包的冷卻效率，可以采用鋼板做成的圓弧形水包或用水管做成的蛇形水包。與調(diào)溫裝置7相連接的過渡輥8由直徑為100 200mm的鋼輥組成，鋼輥并排水平設(shè)置在支架上，其伸出支架外側(cè)的端部同樣設(shè)有齒輪，所有的鋼輥通過齒輪傳動(dòng)連接，這些鋼輥與另外一套變速箱和電機(jī)相連，并在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下向同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)。過渡輥8的支架底部設(shè)有與成型機(jī)6底部相同的調(diào)節(jié)裝置，以在生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)對過渡輥8在高度方向的調(diào)節(jié)。退火窯9內(nèi)設(shè)有與過渡輥8相銜接的主傳動(dòng)裝置10，在引爐時(shí)主傳動(dòng)裝置10、過渡輥8以及成型機(jī)6的上平面位于同一水平面；正常生產(chǎn)時(shí)，成型機(jī)6上平面高于主傳動(dòng)裝置10上平面，此時(shí)由過渡輥8使成型機(jī)6和主傳動(dòng)裝置10的上平面平滑連接。主傳動(dòng)裝置10和過渡輥8均由平行并排水平設(shè)置的鋼輥構(gòu)成，同時(shí)與另外一套變速箱和電機(jī)連接， 在所述電機(jī)和變速箱的共同作用下，主傳動(dòng)裝置10和過渡輥8向同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)，將成型后的板材輸送到退火窯7進(jìn)行退火，并將退火后的板材送出退火窯9以進(jìn)行其它步驟。在本實(shí)施例中，熔窯的熔化部1的進(jìn)料口用磚砌筑一個(gè)長方形的投料池，在投料池的頂部安裝調(diào)頻喂料機(jī)(投料機(jī))，投料池的敞口面積比投料機(jī)截面面積大，因此，在投料池磚墻和調(diào)頻喂料機(jī)之間還存在較大的空間。本實(shí)施例中，用透明防火微晶玻璃將此空間密封，制成一個(gè)可視密封的投料池。這樣，操作人員既可以觀察熔爐內(nèi)原料熔化的情況， 又可以防止飛料現(xiàn)象和避免熱量損失，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果。該生產(chǎn)過程的具體步驟如下
1)首先將硅砂(或砂巖)、長石、白云石、螢石、純堿、硼砂、冰晶石、硝酸鈉粉碎成 8目以下，再進(jìn)行篩分，使原料中16目以下的超細(xì)粉不超過20%;然后在密封混合機(jī)中按一定配比均勻混合制成配合料，再通過密封的傳動(dòng)裝置將配合料輸送到密封的窯頭料倉內(nèi)。2)將窯頭料倉內(nèi)的配合料通過密封投料機(jī)投放到熔化部1內(nèi)，熔化部1內(nèi)的加熱裝置使原料在1650°C 1350°C溫度下熔化，然后使熔液在1650°C 1350°C溫度范圍內(nèi)保溫2 3小時(shí)以進(jìn)行均化和澄清，使整個(gè)熔液的化學(xué)成分達(dá)到均勻，此時(shí)，熔液的粘度為 IO3 IO6 5Pa · S。3)在熔化部內(nèi)澄清、均化后的熔液通過流液洞2進(jìn)入冷卻部3，然后打開冷卻部3 內(nèi)的風(fēng)機(jī)和水杠(冷卻水管)使冷卻部3內(nèi)的熔液溫度保持在1350°C 1250°C溫度范圍繼續(xù)均化2 3小時(shí)，之后，熔液流入流液道4內(nèi)繼續(xù)冷卻，調(diào)節(jié)流液道4內(nèi)的調(diào)溫裝置使熔液從流道口 5流出時(shí)的溫度降至1300°C 1000°C，優(yōu)選控制在1250 1050°C。4)調(diào)整成型機(jī)6的高度使成型機(jī)6上平面低于流液道底板面20 100mm，調(diào)節(jié)過渡輥8的上平面使其與成型機(jī)6上平面相銜接，如圖1所示。為了便于熔液流入成型機(jī)，當(dāng)冷卻部3內(nèi)的熔融液面高出40 140mm時(shí)才將閘板打開，使熔液依靠自身的重力和粘度順利地從冷卻部自然流入成型機(jī)，再在成型機(jī)鋼輥轉(zhuǎn)動(dòng)對熔液所產(chǎn)生的向前平拉力的作用下向前運(yùn)動(dòng)，形成板形，從而完成引爐過程；引爐之后再調(diào)節(jié)成型機(jī)的高度使其上平面高于冷卻部熔融液面(或流液道熔融液面)20 100mm，調(diào)節(jié)過渡輥8的高度，使其將成型機(jī)6的上平面與主傳動(dòng)裝置(10)的上平面平滑過渡，通常過渡輥8需調(diào)節(jié)10 50mm以使成型機(jī)和主傳動(dòng)裝置的上平面平滑過渡，如圖2所示，同時(shí)將成型機(jī)6內(nèi)的溫度控制在1250°C 1000°C，線速度控制在25m/h 95m/h，熔液的流速控制在25m/h 95m/h。本實(shí)施例中， 由于成型機(jī)上平面是由并排設(shè)置的鋼輥組成，且在驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下向遠(yuǎn)離冷卻部方向轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，鋼輥不僅起到支撐熔液的作用，而且還向熔液提供一定的平拉力(即成型動(dòng)力)， 該拉力隨鋼輥線速度的增加而增大。因此，熔液從冷卻部經(jīng)流液道流入成型機(jī)鋼輥的上平面后，在自身重力、流速和表面張力的作用下向前(即向退火窯方向)流動(dòng)的同時(shí)，還受到成型機(jī)鋼輥的平拉力以及拉引力(由退火窯內(nèi)的主傳動(dòng)裝置提供)的作用，使熔液在拉力和拉引力作用下向前移動(dòng)的同時(shí)被拉薄，在這個(gè)過程中自然凝聚成型為所需厚度的連續(xù)的板材。5)成型后的板材經(jīng)過調(diào)溫裝置7，控制調(diào)溫裝置內(nèi)的冷卻水流量，使調(diào)溫裝置7的溫度控制在750°C 850°C，板材在調(diào)溫裝置內(nèi)迅速冷卻固化。固化后無機(jī)板材由過渡輥8 送入退火窯9退火，以消除因溫度不均勻產(chǎn)生的永久性和暫時(shí)性內(nèi)應(yīng)力，提高板材的強(qiáng)度。 退火時(shí)，主傳動(dòng)裝置10的線速度控制在48 96m/h，以向板材提供拉引速度。無機(jī)板材在退火窯內(nèi)的退火過程為連續(xù)退火過程，共分為四個(gè)階段，其中A區(qū)、B區(qū)、C區(qū)和R區(qū)的長度依次為20 10m、40 25m、20 IOm和10 3m，四個(gè)區(qū)段的退火時(shí)間分別是20 7min、 50 13min、20 6min和10 ％iin，換句話說，A區(qū)溫度從700°C降到500°C，降溫速度為 10 20°C /min ；B區(qū)溫度從500°C降至350°C，降溫速度為2 10°C /min ；C區(qū)溫度從350°C 降至200°C，降溫速度為15 25°C /min, R區(qū)溫度從200°C 110°C，降溫速度為25°C /min, 具體的退火曲線(過程)如圖3所示。6)無機(jī)板材退火后，由主傳動(dòng)裝置10將其輸出退火窯9，再將連續(xù)板材切割斷板， 然后經(jīng)檢驗(yàn)合格后包裝入庫。
需要指出的是，在上述步驟幻中，配合料的投放過程是一個(gè)連續(xù)投放的過程，調(diào)頻喂料機(jī)在液面自控裝置信號(hào)控制下，將配合料薄層連續(xù)投入熔化部1，通常，調(diào)頻喂料機(jī)的變頻器調(diào)速范圍為10 30Hz。薄層投料可使配合料上方依靠對流、輻射得到熱量，而下方由熔化部1內(nèi)的熔液通過熱傳導(dǎo)得到熱量，從而使熔液表層獲得較高溫度，降低粘度，有利于排出氣泡，提高澄清的速度。另外，如果要制造諸如彩玉板材(晶玉板材)等玉質(zhì)無機(jī)板材，還需要在配合料混合后投入熔窯之前，用投料機(jī)將一定量的著色劑均勻地加入配合料中，由此可以使制造的無機(jī)板材具有類似于天然形成的立體圖案，因此，添加著色劑后制造的無機(jī)板材更像天然形成的彩玉板材。此外，在實(shí)際生產(chǎn)中，如果成型機(jī)上平面與冷卻部熔融液面的高度差相差越大、成型機(jī)線速度越大、主傳動(dòng)裝置線速度越大(即與成型機(jī)線速度越大)，則制造的板材越?。?反之，制造的板材越厚。另外，退火時(shí)的降溫速度與退火窯入口板材溫度、速度、厚度以及粘度等因素有關(guān)，因此，各區(qū)段的降溫速度不同，但退火的總時(shí)間仍在上述范圍之內(nèi)。上述工藝步驟中，配合料熔化后，熔融液基本在同一水平面上從冷卻部流入成型室，因此，制造的板材無波筋。在成型過程中，不經(jīng)過壓延輥的擠壓，因此表面光潔度可達(dá) 90% 97%。采用上述配方并結(jié)合上述工藝制造的無機(jī)板材的吸水率為零，產(chǎn)品質(zhì)量好。需要說明的是，熔融液由冷卻部的熔融液面基本水平地流入成型機(jī)的上平面是相對于壓延法和浮法工藝而言的，因?yàn)閴貉臃üに囍?，冷卻部熔融液面低于成型機(jī)上平面，其高度差超過200mm，浮法工藝中，冷卻部熔融液面高于錫槽上平面，其高度差超過100mm，而本發(fā)明中，冷卻部熔融液面低于成型機(jī)上平面，其高度差20 100mm。如果本發(fā)明也選用如浮法或壓延法工藝中采用的高度差，那么熔液從冷卻部進(jìn)入成型機(jī)時(shí)就會(huì)受到較大的拉拽力，這樣制造的板材中易產(chǎn)生波筋，這就脫離了本發(fā)明的目的。利用上述無機(jī)板材成型方法和裝置可以制造玉質(zhì)無機(jī)板材、平板玻璃以及微晶玻璃等無機(jī)板材，其中玉質(zhì)無機(jī)板材包括晶玉板材。下面詳細(xì)介紹玉質(zhì)無機(jī)板材的制造過程以及通過該成型方法和裝置所獲得的玉質(zhì)無機(jī)板材。下面以制造厚度為IOmm彩玉板材為例，來說明彩玉板材的制造過程及所制造的彩玉板材的性能。實(shí)施例1將硅砂(或砂巖)、長石、硝酸鈉(或鎂石)、白云石、螢石、純堿、硼砂、冰晶石以及鈷粉粉碎并篩分，選取8目以下的原料，同時(shí)保證16目以下的超細(xì)粉不超過20%，然后按照表1中實(shí)施例1一欄的配比均勻混合后送入密封料倉。表 權(quán)利要求
1.一種無機(jī)板材的制造方法，包括原料粉碎、混料、熔融、均化、冷卻、成型、退火步驟， 其特征在于經(jīng)熔融、均化后的熔液由冷卻部進(jìn)入成型機(jī)時(shí)，熔融液面低于成型機(jī)上平面，其高度差為20 100mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述無機(jī)板材的制造方法，其特征在于具體包括以下步驟1)將原料粉碎、篩分，然后按比例均勻混合制成配合料；2)將所述配合料投入熔窯(1)進(jìn)行熔化、均化和澄清；3)熔液流入冷卻部C3)繼續(xù)均化，然后流入流液道G)，將流液道內(nèi)的溫度控制在成型溫度；4)熔液經(jīng)引爐進(jìn)入成型機(jī)(6)上平面，控制熔液的流速、成型機(jī)內(nèi)的溫度以及成型機(jī)的轉(zhuǎn)速，使熔液進(jìn)入成型機(jī)(6)后依靠自身重力、流速、表面張力以及成型動(dòng)力和拉引力的共同作用自然凝聚成型為連續(xù)的板材；5)成型后的板材經(jīng)調(diào)溫裝置(7)冷卻硬化，硬化后的成型板材經(jīng)過渡輥進(jìn)入退火窯內(nèi)退火，以消除板材的內(nèi)應(yīng)力。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述無機(jī)板材的制造方法，其特征在于在所述步驟1)中，將原料粉碎成8目以下，其中16目以下的超細(xì)粉不超過20%。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述無機(jī)板材的制造方法，其特征在于在步驟幻中，在配合料投入熔窯(1)之前，用加料機(jī)將著色劑均勻地加入配合料中，然后將添加有著色劑的配合料投入熔窯(1)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述無機(jī)板材的制造方法，其特征在于在步驟幻中，配合料在 1650°C 1350°C溫度范圍內(nèi)熔化后保溫2 3小時(shí)進(jìn)行均化和澄清。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述無機(jī)板材的制造方法，其特征在于在步驟幻中，將冷卻部(3) 內(nèi)的熔液溫度控制在1350°C 1250°C范圍內(nèi)并保溫2 3小時(shí)繼續(xù)均化，然后流入流液道 (4)內(nèi)，流液道(4)內(nèi)的溫度控制在1300IOOO0C0
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述無機(jī)板材的制造方法，其特征在于在步驟4)中，引爐時(shí)成型機(jī) (6)上平面低于冷卻部(3)的熔融液面40 140mm，且成型機(jī)(6)、過渡輥(8)以及主傳動(dòng)裝置(10)的上平面位于同一水平面；在之后的連續(xù)生產(chǎn)過程中，成型機(jī)(6)上平面高于冷卻部(3)的熔融液面20 100mm，過渡輥(8)將成型機(jī)(6)的上平面與主傳動(dòng)裝置(10)的上平面平滑連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述無機(jī)板材的制造方法，其特征在于在步驟4)中，將成型機(jī)內(nèi)的成型溫度控制在1250°C 1000°C溫度范圍內(nèi)，成型機(jī)的線速度控制在25 95m/h，熔液的流速控制在25 95m/h。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述無機(jī)板材的制造方法，其特征在于在步驟幻中，調(diào)溫裝置(7) 處的溫度控制在750°C 850°C，退火窯(9)內(nèi)的溫度控制在700°C至100°C，固化后的成型板材需退火30 100分鐘，退火時(shí)主傳動(dòng)裝置的線速度為48 96m/h。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述無機(jī)板材的制造方法，其特征在于所述連續(xù)退火過程經(jīng)過四個(gè)區(qū)段，具體為700°C 500°C的降溫時(shí)間為20 7min，500°C 350°C的降溫時(shí)間為50 13min，;35(rC 200°C的降溫時(shí)間為20 6min降溫，200°C 110°C的降溫時(shí)間為10 4min。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法，其特征在于在步驟幻后，將退火后的連續(xù)板材進(jìn)行切割、檢驗(yàn)和包裝步驟。
12.一種無機(jī)板材制造裝置，包括順序設(shè)置的熔化部(1)、冷卻部(3)、成型機(jī)(6)和退火窯(9)，所述冷卻部C3)與所述成型機(jī)(6)通過流液道(4)銜接，其特征在于所述流液道 (4)水平設(shè)置，所述成型機(jī)的上平面高于所述流液道的熔融液面20 100mm。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述無機(jī)板材制造裝置，其特征在于成型機(jī)(6)的上平面可以通過高度調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)，在引爐時(shí)，調(diào)節(jié)成型機(jī)(6)的上平面使其低于流液道(4)熔融液面；在之后的連續(xù)生產(chǎn)過程中，調(diào)節(jié)成型機(jī)(6)的上平面使其略高于流液道(4)熔融液面。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述無機(jī)板材制造裝置，其特征在于所述流液道內(nèi)設(shè)有加熱裝置和冷卻水包，以調(diào)節(jié)流液道內(nèi)的熔液溫度，所述加熱裝置設(shè)置在所述流液道(4)底部的兩側(cè)和中間位置并由功率調(diào)節(jié)裝置控制，所述冷卻水包設(shè)置在流液道的頂部或底部并由控制單元控制。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述無機(jī)板材制造裝置，其特征在于所述冷卻水包為用鋼板制作的圓弧形水包或用水管制作的蛇形水包。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述無機(jī)板材制造裝置，其特征在于所述成型機(jī)(6)由多根直徑不同的水平并排設(shè)置的輥軸組成，且直徑最大的鋼輥靠近流液道一側(cè)，直徑較小的鋼輥遠(yuǎn)離流液道一側(cè)，所述鋼輥的端部設(shè)有齒輪，且所有鋼輥通過齒輪傳動(dòng)連接，直徑最大的鋼輥與驅(qū)動(dòng)裝置連接，在所述驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)下所述輥軸向同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述無機(jī)板材制造裝置，其特征在于所述成型機(jī)(6)的末端設(shè)有調(diào)溫裝置(7)，所述調(diào)溫裝置(7)為第二冷卻水包，用以將塑性板材冷卻硬化。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述無機(jī)板材制造裝置，其特征在于所述退火窯(9)內(nèi)設(shè)有主傳動(dòng)裝置(10)，所述主傳動(dòng)裝置(10)由多根水平并排設(shè)置的輥軸組成并與驅(qū)動(dòng)裝置連接，其上平面通過所述過渡輥(8)與所述成型機(jī)(6)的上平面平滑連接。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述無機(jī)板材制造裝置，其特征在于設(shè)置在所述熔窯(1)進(jìn)料口的投料池為密封投料池，所述密封投料池包括砌筑在所述熔窯(1)進(jìn)料口的池壁、投料機(jī)以及透明防火玻璃，所述投料機(jī)設(shè)置在所述池壁的敞口處，用所述透明防火玻璃將所述投料機(jī)和所述池壁之間的空間密封，使整個(gè)投料池封閉。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述無機(jī)板材制造裝置，其特征在于在所述透明防火玻璃采用透明防火的微晶玻璃。
21.應(yīng)用權(quán)利要求1-11之一所述無機(jī)板材制造方法或應(yīng)用權(quán)利要求12-20之一所述無機(jī)板材制造裝置所制造的無機(jī)板材可以為玉質(zhì)無機(jī)板材或平板玻璃或微晶玻璃。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述無機(jī)板材，其特征在于所述玉質(zhì)無機(jī)板材的化學(xué)成分及含量 (按％重量計(jì))為SiO2 70 75 ；Al2O3 :2 6 ；CaO :2 6 ；MgO 0. 1 ~ 0. 5 ；Fe2O3 :0. 1 0. 5 ；K20+Na20 :10 18 ；B2O3 :0. 1 0. 5 ；F :1 6。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述無機(jī)板材，其特征在于所述玉質(zhì)無機(jī)板材的原料組分組成 (按％重量計(jì))為硅砂或砂巖40% 55% ； 長石25 ； 硝酸鈉0. 5% 2.0% ； 白云石2. 5% 5. 0% ； 螢石2% 8% ； 純堿8% 15% ； 硼砂0. 5%~ 2. 5% ； 冰晶石2 6%。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述無機(jī)板材，其特征在于所述玉質(zhì)無機(jī)板材具有以下物化特性吸水率為零，無波筋，表面光潔度在90%以上。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述無機(jī)板材，其特征在于所述玉質(zhì)無機(jī)板材中還含有占無機(jī)板材總重量0. 001 6% (重量)的著色劑成分，含有著色劑的所述玉質(zhì)無機(jī)板材內(nèi)部可形成立體花紋，使玉質(zhì)無機(jī)板材成為彩玉無機(jī)板材。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述無機(jī)板材，其特征在于所述著色劑成分為CoO2，所述( 由鈷粉引入，所述玉質(zhì)無機(jī)板材中( 含量為板材總重量的0. 001 0. 01%。
27.根據(jù)權(quán)利要求沈所述無機(jī)板材，其特征在于鈷粉的加入量為配合料總重量的 0. 2 2%。
全文摘要
本發(fā)明提供一種無機(jī)板材制造方法、裝置以及用該方法制造的無機(jī)板材，該方法包括原料粉碎、混料、熔融、均化、冷卻、成型、退火步驟，將熔融、均化后的熔液由冷卻部進(jìn)入成型機(jī)時(shí)，熔融液面低于成型機(jī)上平面，其高度差為20～100mm。該方法制造的無機(jī)板材無波筋，表面光滑，無需后續(xù)加工程序，制造成本低。用該裝置制造無機(jī)板材時(shí)，原料配方不受裝置自身特性的限制。該方法和裝置可以制造玉質(zhì)無機(jī)板材、平板玻璃以及微晶玻璃等無機(jī)板材，其中，制造的玉質(zhì)無機(jī)板材具有類似于天然形成的立體圖案。
文檔編號(hào)B28B1/00GK102190424SQ20101011859
公開日2011年9月21日 申請日期2010年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月5日
發(fā)明者王長興, 王長林, 祁建濱, 耿森本 申請人:晶牛微晶集團(tuán)股份有限公司