專利名稱：一種熔制鑭系光學(xué)玻璃的石英坩堝及熔制鑭系光學(xué)玻璃玻碴熟料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熔制鑭系光學(xué)玻璃的石英坩堝及熔制鑭系光學(xué)玻璃玻碴熟料的方法。
背景技術(shù)：
鑭系光學(xué)玻璃一般也稱高折射率低色散光學(xué)玻璃，包括了國際中的LaK、LaF和ZLaF等玻璃品種。Hoya以折射率高低和引入的氧化物進一步分為LaC、TaC、LaF、TaF、NbFD、TaFD0鑭系光學(xué)玻璃是一種高檔的無色光學(xué)玻璃，為了保證鑭系光學(xué)玻璃的各種光學(xué)性能，要求在熔制過程中嚴禁引入鐵、鎳、錳等著色粒子，所以鑭系光學(xué)玻璃的原料、熔制設(shè)備以及工裝器具的選擇都要求較高。由于鑭系光學(xué)玻璃的熔制溫度普通在1200-1400°C的高溫，業(yè)內(nèi)普遍采用鉬金作為堝體材料，但是由于鉬金坩堝的鉬粒子的微量引入，會影響光學(xué)玻璃的透過率，而且設(shè)備成本昂貴；也有一些廠家使用特定結(jié)構(gòu)、厚度的特制石英坩堝為堝體材料，其設(shè)備制造成本同樣十分昂貴。昂貴的設(shè)備成本已嚴重制約了高檔鑭系光學(xué)玻璃的發(fā)展。雖然專利申請?zhí)?200920082682.X，發(fā)明名稱:一種熔制鑭系光學(xué)玻璃的石英坩堝，公開了一種熔制鑭系光學(xué)玻璃的石英坩堝，包括坩堝體，耐火材料套筒，耐火材料填充層，坩堝體為電熔石英坩堝。其結(jié)構(gòu)簡單，可使用次品電熔石英坩堝作坩堝體，成本只需幾百元，而鉬金坩堝或特制石英坩堝成本需上萬元，使成本大為降低，還消除了鉬金坩堝對產(chǎn)品質(zhì)量的影響，提高了鑭系光學(xué)玻璃的產(chǎn)品性能，但是，該堝體外部的耐火材料套筒減少石英坩堝受熱輻射量，使生產(chǎn)周期增長；該坩堝使用在投料前的升溫階段花費時間較長；在熔制階段，加料時間長，約22小時。整個生產(chǎn)周期較長，約39小時。因此對石英坩堝堝體侵蝕較嚴重，且能源成本較高，而且套筒的使用也增加了生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種熔制鑭系光學(xué)玻璃的石英坩堝。本發(fā)明的另一技術(shù)方案是提供了熔制鑭系光學(xué)玻璃玻碴熟料的方法。本發(fā)明提供了一種熔制鑭系光學(xué)玻璃用坩堝，包括石英坩堝和位于石英坩堝底部的耐火材料底座。優(yōu)選的，所述耐火材料底座上表面開有與石英坩堝底部形狀相適配的凹槽，石英坩堝底部嵌入耐火材料底座內(nèi)，且耐火材料底座頂部的高度低于石英坩堝高度的四分之
一 。優(yōu)選的，所述石英坩堝底部開有出料孔，耐火材料底座內(nèi)部連接出料孔的流通通道。進一步的，所述石英坩堝底面與側(cè)面之間為圓角過渡。本發(fā)明還提供了一種熔制鑭系光學(xué)玻璃玻碴熟料的方法，它是采用所述的石英坩堝進行熔制。具體包括下述步驟:a、升溫:權(quán)利要求1或2所述的石英坩堝從室溫升至750°C 900°C，升溫時間4.0-5.0小時，再從750°C 900°C升溫至1200±50°C，升溫時間2.0-3.0小時，保溫1200±50°C I小時后開始投入粉料；b、熔制:加料后，保持1200±50°C恒溫加料，加料時間12-18小時，粉料加完后保溫，然后放入鼓泡器開始鼓泡，完成鼓泡后將溶制完成的玻璃液放出，完成一批次熟料生產(chǎn)。進一步優(yōu)選地，它包括下述步驟:a、升溫:石英坩堝從室溫升至800°C，升溫時間4.5小時，再從800°C升溫至1200°C，升溫時間2.5小時，保溫1200°C I小時后開始投入粉料；升溫時間共8小時；b、溶制:加料后，保持1200 C恒溫加料，加料時間15小時，粉料加完后保溫半小時，然后放入鼓泡器開始鼓泡，鼓泡時間半小時，完成鼓泡后將熔制完成的玻璃液放出，完成一批次熟料生產(chǎn)。本發(fā)明通過對坩堝結(jié)構(gòu)的改進，同時改變升溫工藝、熔煉工藝，在不影響產(chǎn)品品質(zhì)的情況下大幅縮短升溫及熔制時間，提高生產(chǎn)效率，減少熔制過程中對石英堝的侵蝕，并降低能源成本。


圖1本發(fā)明石英坩 堝的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中:1_石英坩堝，2-耐火材料底座，3-通道。圖2本發(fā)明工藝與舊工藝升溫對比圖3本發(fā)明工藝與舊工藝熔制數(shù)據(jù)對比圖4本發(fā)明工藝與舊工藝數(shù)據(jù)對比圖5本發(fā)明坩堝和專利申請?zhí)?200920082682.X所述的石英坩堝在本發(fā)明工藝條件下的相關(guān)數(shù)據(jù)對比
具體實施例方式實施例1本發(fā)明石英坩堝如圖1所示，本發(fā)明公開了一種熔制鑭系光學(xué)玻璃用坩堝，包括石英坩堝I和位于石英坩堝I底部的耐火材料底座2。優(yōu)選的，耐火材料底座2上表面開有與石英坩堝I底部形狀相適配的凹槽，石英坩堝I底部嵌入耐火材料底座2內(nèi)，且耐火材料底座2頂部的高度低于石英坩堝I高度的四分之一。優(yōu)選的，耐火材料底座2內(nèi)部有連接石英坩堝I底部的通道3，使受熱更加均勻，減少熱量損失。進一步的，石英坩堝I底面與側(cè)面之間為圓角過渡。實施例2本發(fā)明熔制鑭系光學(xué)玻璃玻碴熟料的方法從室溫升至800°C，升溫時間約4.5小時，再從800°C升溫至加料溫度1200°C，升溫時間約2.5小時，保溫1200°C I小時后開始投入粉料進行熔制。升溫時間共約8小時。開始加料后，保持1200 C恒溫加料，加料時間約15小時，粉料加完后保溫半小時，然后放入鼓泡器開始鼓泡，鼓泡時間半小時，熔制階段總時間約16小時，完成鼓泡后將熔制完成的玻璃液放出，完成生產(chǎn)。單個爐期投入兩批次粉料熔煉，即升溫一次熔煉兩次，單個爐期總時間約40小時。
實施例3本發(fā)明熔制鑭系光學(xué)玻璃玻碴熟料的方法與舊工藝對比舊的升溫及熔煉工藝:采用專利申請?zhí)?200920082682.X所述的石英坩堝，從室溫升至850°C，升溫時間約6小時，保溫850°C 2小時后再次升溫至1200°C，升溫時間約3小時，保溫1200°C 2小時后降溫至起始加料溫度1050°C，降溫時間約I小時，在1050°C保溫I小時后開始投入粉料進行熔制。升溫時間共約15小時。開始加料后，在加料過程中逐漸升溫，加料時間約22小時，粉料加完后保溫I小時，然后放入鼓泡器開始鼓泡，鼓泡時間I小時，熔制階段總時間約24小時，完成鼓泡后將熔制完成的玻璃液放出，完成生產(chǎn)。單個爐期投入兩批次粉料熔煉，即升溫一次熔煉兩次，單個爐期總時間約63小時。新工藝相比舊工藝單個爐期生產(chǎn)時間縮短約23小時，其中升溫時間縮短約7小時，熔制階段時間縮短約16小時。石英坩堝可在1450度以下使用，目前鑭系光學(xué)玻璃熔制溫度均低于1450°C。具體對比如下:1、在舊的技術(shù)方案基礎(chǔ)上，根據(jù)石英坩堝、生產(chǎn)設(shè)備情況，改進升溫工藝。新的升溫工藝(以熔煉溫度曲線圖體現(xiàn))比舊的升溫工藝縮短約7 8小時升溫時間。對生產(chǎn)設(shè)備、石英坩堝無不利影響，石英坩堝物化性能與舊技術(shù)方案下表現(xiàn)一致。通過圖2可以看出，舊的工藝升溫速率慢(以電流控制，15A/小時增加)，升溫階段不必要的保溫時間長，使得整個升溫周期較長，約15個小時。在分析以往統(tǒng)計數(shù)據(jù)及對生產(chǎn)設(shè)備的實際使用情況進行分析后，去除掉不必要的保溫時間，在不損害設(shè)備前提下，大幅度提高升溫速度(以電流控制，40A/小時增加)。使總升溫時間得到縮短，相比舊升溫工藝縮短約7至8小時。2、熔制階段，在舊熔煉工藝基礎(chǔ)上進行改進。根據(jù)不同牌號玻璃的性質(zhì)，改變加料方式、熔煉溫度制定出新的熔煉工藝。新的熔煉工藝下，熔煉時間大幅縮短。因玻璃牌號不同縮短的時間長短不一，每批次熔煉時間縮短7 10小時。時間縮短減少了熔制過程中玻璃液對石英坩堝的侵蝕，提高了石英坩堝使用壽命，并且生產(chǎn)效率提高約80%。(見圖3、圖4)3、采用本發(fā)明石英坩堝直接接觸爐膛內(nèi)的輻射熱量，受熱更加均勻，系統(tǒng)升溫時間及玻璃熔制時間均較有套筒坩堝系統(tǒng)明顯縮短。并且玻璃熔制的工藝溫度也相應(yīng)降低，同一牌號玻璃新工藝熔煉溫度比舊工藝降低約80 100°C。使得石英坩堝使用壽命得到提高，能耗降低，生產(chǎn)總成本降低；生產(chǎn)效率得到提高。本發(fā)明坩堝和專利申請?zhí)?200920082682.X所述的石英坩堝在本發(fā)明工藝條件下的相關(guān)數(shù)據(jù)對比，對比結(jié)果見圖5 ;試驗結(jié)果表明，本發(fā)明工藝熔煉時間短、熔煉溫度低、每小時產(chǎn)量高31%，每公斤熟料耗材成本降低21.9%。綜上所述，本發(fā)明生產(chǎn)工藝大幅縮短生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。無套筒石英坩堝系統(tǒng)生產(chǎn)周期短，能耗低，生產(chǎn)效率高且生產(chǎn)成本低于有套筒石英坩堝系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種熔制鑭系光學(xué)玻璃用坩堝，其特征在于:包括石英坩堝(I)和位于石英坩堝(I)底部的耐火材料底座(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔制鑭系光學(xué)玻璃用坩堝，其特征在于:所述耐火材料底座(2)上表面開有與石英坩堝(I)底部形狀相適配的凹槽，石英坩堝(I)底部嵌入耐火材料底座(2)內(nèi)，且耐火材料底座(2)頂部的高度低于石英坩堝(I)高度的四分之一。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔制鑭系光學(xué)玻璃用坩堝，其特征在于:所述耐火材料底座(2)內(nèi)部有連接石英坩堝(I)底部的通道(3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項權(quán)利要求所述的一種熔制鑭系光學(xué)玻璃用坩堝，其特征在于:所述石英坩堝(I)底面與側(cè)面之間為圓角過渡。
5.—種熔制鑭系光學(xué)玻璃玻碴熟料的方法,它是米用權(quán)利要求1-4任意一項所述的石英坩堝進行熔制。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熔制鑭系光學(xué)玻璃玻碴熟料的方法,其特征在于:它包括下述步驟: a、升溫:權(quán)利要求1或2所述的石英坩堝從室溫升至750°C 900°C，升溫時間4.0-5.0小時，再從750°C 900°C升溫至1200±50°C，升溫時間2.0-3.0小時，保溫1200±50°C I小時后開始投入粉料； b、熔制:加料后，保持1200±50°C恒溫加料，加料時間12-18小時，粉料加完后保溫，然后放入鼓泡器開始鼓泡，完成鼓泡后將溶制完成的玻璃液放出，完成一批次熟料生廣。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的熔制鑭系光學(xué)玻璃玻碴熟料的方法，其特征在于:它包括下述步驟: a、升溫:石英坩堝從室溫升至800°C，升溫時間4.5小時，再從800°C升溫至1200°C，升溫時間2.5小時，保溫1200°C I小時后開始投入粉料； b、熔制:加料后，保持1200°C恒溫加料，加料時間15小時，粉料加完后保溫半小時，然后放入鼓泡器開始鼓泡，鼓泡時間半小時，完成鼓泡后將熔制完成的玻璃液放出，完成一批次熟料生產(chǎn)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種熔制鑭系光學(xué)玻璃的石英坩堝，包括石英坩堝和位于石英坩堝底部的耐火材料底座。本發(fā)明還提供了一種熔制鑭系光學(xué)玻璃玻碴熟料的方法。本發(fā)明通過對坩堝結(jié)構(gòu)的改進，同時改變升溫工藝、熔煉工藝，在不影響產(chǎn)品品質(zhì)的情況下大幅縮短升溫及熔制時間，提高生產(chǎn)效率，減少熔制過程中對石英堝的侵蝕，并降低能源成本。
文檔編號C03B5/06GK103113016SQ201310039308
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月31日
發(fā)明者王自力, 周兵 申請人:成都尤利特光電科技有限公司