一種生產(chǎn)高性能無(wú)堿玻璃的工藝及其窯爐的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種生產(chǎn)高性能無(wú)堿玻璃的工藝及其窯爐，其中一種生產(chǎn)玻璃的工藝，其特征在于，順序包括以下步驟：（1）預(yù)熱玻璃原料至600℃～900℃形成低共熔燒結(jié)物；（2）加熱所述低共熔燒結(jié)物至1650℃以上形成玻璃液；（3）澄清所述玻璃液；（4）玻璃成型。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種生產(chǎn)高性能無(wú)堿玻璃的工藝及其窯爐
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生產(chǎn)高性能無(wú)堿玻璃纖維、玄武巖纖維及特種新型玻璃纖維的工藝，及生產(chǎn)高性能無(wú)堿玻璃的專(zhuān)用窯爐。所述高性能通常是指高強(qiáng)度和高模量等。
【背景技術(shù)】
[0002]玻璃的電性能如電導(dǎo)率等是由玻璃組分中的堿金屬含量決定的。目前，生產(chǎn)玻璃的窯爐主要包括單元窯和電熔窯，電熔窯的特點(diǎn)是熔化率高，實(shí)施簡(jiǎn)單，熔制溫度調(diào)整靈活。高性能無(wú)堿玻璃纖維的生產(chǎn)存在以下問(wèn)題:1)若采用單元窯熔制，窯爐的耐火材料的腐蝕速率相比于鋯剛玉磚高5到10倍，要滿(mǎn)足熔制溫度達(dá)到1650°c的要求，窯爐的大碹會(huì)迅速垮塌，甚至因耐火材料結(jié)石導(dǎo)致無(wú)法正常生產(chǎn)；2)若采用電熔窯熔制，要滿(mǎn)足成品玻璃纖維的堿金屬含量低于0.5%的要求，現(xiàn)有的電熔窯難以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了生產(chǎn)堿金屬含量低于0.2%的玻璃或堿金屬含量低于0.2%的玄武巖纖維,所述堿金屬是指K2O和Na2O等，本發(fā)明提出了一種生產(chǎn)玻璃或玄武巖的工藝及其專(zhuān)用窯爐。本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0004]一種生產(chǎn)玻璃的工藝，順序包括以下步驟:(I)預(yù)熱玻璃原料至600°C~900°C形成低共熔燒結(jié)物；(2)加熱所述低共熔燒結(jié)物至1650°C以上形成玻璃液；(3)澄清所述玻璃液；(4)玻璃成型。
[0005]所述預(yù)熱的方法為燃燒氧氣，所述加熱的方法為電加熱。
[0006]在所述步驟(2)和步驟(3)之間還包括以下步驟:電加熱所述玻璃液保溫在1450°C 以上。`
[0007]用于上述的生產(chǎn)玻璃的工藝的窯爐，包括熔化室、流液洞和澄清通路，所述熔化室、所述流液洞和所述澄清通路順序連通，所述熔化室和所述流液洞形成U形結(jié)構(gòu)，所述澄清通路在所述U形結(jié)構(gòu)的水平面與熔化室側(cè)壁上的加料口的水平面之間。
[0008]窯爐壁由內(nèi)至外的材料依次包括鋯石英、背襯材料、保溫耐火材料。
[0009]所述熔化室有氧氣燃燒裝置和電加熱裝置。
[0010]所述熔化室底部有鼓泡裝置。
[0011]所述電加熱裝置包括在熔化室側(cè)壁的熔料電極和在熔化室底部的保溫電極。
[0012]所述澄清通路底部間隔有漏板，所述澄清通路的側(cè)壁有氧氣噴射裝置。
[0013]拆卸和/或分解權(quán)利要求2至8之一所述窯爐的方法。
[0014]本發(fā)明的技術(shù)效果如下:
[0015]本發(fā)明的所述工藝制得的所述玻璃中，SiO2' A1203、MgO的質(zhì)量之和占所述玻璃的質(zhì)量的百分比大于96%,堿金屬K2O與Na2O的質(zhì)量之和占所述玻璃的質(zhì)量的百分比小于
0.5%，熔制溫度可高于1650°C，析晶上限溫度高于1350°C。
[0016]所述窯爐采用燃燒氧氣預(yù)熱和電加熱兩種供熱方式。電加熱裝置包括熔料電極和保溫電極。所述熔料電極為三相均衡布置，在其周?chē)鷺?gòu)成玻璃高溫區(qū)，以降低熔料電極附近的玻璃液的電阻，確保電極運(yùn)作正常。熔料電極采用高純度鑰材料制成，熔料電極的電流密度達(dá)1.5A/cm2。在窯爐底部的保溫電極向上釋放熱量，玻璃液向下流動(dòng)，提高了熱利用效率。所述保溫電極還向流液洞內(nèi)的玻璃液放熱使玻璃液不會(huì)析晶。
[0017]鋯石英的電導(dǎo)率低，在玻璃液溫度為1650°C左右時(shí)，窯爐的鋯石英內(nèi)壁的腐蝕速率低于0.3_/天。背襯材料用于鋯石英的固定和保護(hù)。保溫耐火材料可以防止窯爐熱量大量散失以提高熱利用效率。
[0018]窯爐熔化室熔化率達(dá)3T/d.m2。熔化室頂部穹頂結(jié)構(gòu)具體為由周邊六邊形向穹頂收縮結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)為窯爐穹頂?shù)难鯕鈬娚溲b置提供火焰空間。
[0019]鼓泡裝置包括鼓泡管，通過(guò)鼓泡管將氮?dú)馑腿敫G爐底部，使向下流動(dòng)的玻璃液向上回流，從而對(duì)玻璃液進(jìn)行強(qiáng)制均化。
[0020]澄清通路是玻璃液澄清和玻璃纖維成型的作業(yè)區(qū)域。漏板是玻璃纖維的成型裝置，采用鉬金材料制成。澄清通路采用燃燒氧氣供熱，能夠提升玻璃質(zhì)量，例如降低玻璃氣泡數(shù)量。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為生產(chǎn)玻璃的窯爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]附圖標(biāo)記列示如下:1_加料口 ；2_鋯石英磚；3_背襯材料；4_保溫耐火磚；5-電極磚；6_熔料電極；7_鼓泡裝置；8_保溫電極；9_水平流液洞；10_豎直流液洞；11_鉬金漏板；12_澄清通路；13_熔化室頂部的氧氣噴射裝置；14_穹頂結(jié)構(gòu)；15_熔化室；16_澄清通路的氧氣噴射裝置；17-蓋板。 具體實(shí)施例:
[0023]為了便于讀者更好地理解本發(fā)明，便于使用者對(duì)本發(fā)明的產(chǎn)品進(jìn)行保養(yǎng)和維修，便于為保養(yǎng)維修的研究人員提供參考，以下結(jié)合【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】成熟的實(shí)施例。
[0024]—種生產(chǎn)堿金屬含量低于0.5%的玻璃的工藝,順序包括以下步驟:(1)燃燒氧氣預(yù)熱玻璃原料至600°C~900°C形成低共熔燒結(jié)物；(2)電加熱所述低共熔燒結(jié)物至1650°C以上形成玻璃液；(3)電加熱保持玻璃液溫度在1450°C以上；(4)澄清玻璃液；(5)澄清后的玻璃液通過(guò)鉬金漏板成型，制得玻璃纖維原絲。以上步驟(3)可酌情省略。
[0025]本發(fā)明涉及的高性能無(wú)堿玻璃窯爐包括順序連通的熔化室15、水平流液洞9、豎直流液洞10和澄清通路12。所述窯爐壁由內(nèi)至外的材料順序?yàn)殇喪⒋u2、背襯材料3、保溫耐火磚4。所述熔化室15包括加料口 1、頂部穹頂結(jié)構(gòu)14、熔化室頂部的氧氣噴射裝置
13、電極磚5、熔料電極6、鼓泡孔7和保溫電極8，熔化室15的頂部設(shè)置有氧氣噴射裝置，所述熔化室15的上部設(shè)置有所述加料口 I，所述加料口 I的水平位置高于所述澄清通路12的水平位置，所述熔化室15的下部設(shè)置有熔料電極6，所述熔化室15的底部設(shè)置有保溫電極8，所述熔化室15的所述氧氣噴射裝置、熔料電極6和保溫電極8的能量投入比例為3:5:2。所述澄清通路12底部間隔設(shè)置有鉬金漏板11，所述鉬金漏板11連通所述澄清通路12內(nèi)部和外部。所述澄清通路12側(cè)壁的上部設(shè)置有澄清通路的氧氣噴射裝置16，所述澄清通路的氧氣噴射裝置16為所述澄清通路12下部的玻璃液提供熱量。所述澄清通路12的頂部為蓋板17。
[0026]玻璃配合料經(jīng)所述窯爐制得玻璃原絲的工作原理如下:
[0027]玻璃配合料由加料口 I進(jìn)入窯爐頂部，熔化室頂部的氧氣噴射裝置13將所述玻璃配合料預(yù)熱到600°C~900°C形成低共熔燒結(jié)物，所述低共熔燒結(jié)物(即粉料與玻璃的混合物)燒結(jié)粉料在窯爐熔化室15和澄清通路12的玻璃液液位重力差作用下由熔化室15上部向下流至熔化室15底部，所述熔化室15底部的熔料電極6將所述低共熔燒結(jié)物加熱至1650°C以上形成玻璃液，所述玻璃液在熔化室15底部由池底鼓泡裝置7的鼓泡作用向上回流進(jìn)行強(qiáng)制均化，均化后的玻璃液再流經(jīng)水平流液洞9和豎直流液洞10，由豎直流液洞10流出的玻璃液進(jìn)入澄清通路12進(jìn)行澄清，進(jìn)行澄清的玻璃液由保溫電極8的加熱使自身溫度保持在1450°C以上以確保不會(huì)析晶，最后，澄清過(guò)的高質(zhì)量玻璃液通過(guò)鉬金漏板11成型從而制得玻璃纖維原絲。
【權(quán)利要求】
1.一種生產(chǎn)玻璃的工藝，其特征在于，順序包括以下步驟:(1)預(yù)熱玻璃原料至600°C~900°C形成低共熔燒結(jié)物；(2)加熱所述低共熔燒結(jié)物至1650°C以上形成玻璃液；(3)澄清所述玻璃液；(4)玻璃成型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)玻璃的工藝，其特征在于，所述預(yù)熱的方法為燃燒氧氣，所述加熱的方法為電加熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)玻璃的工藝，其特征在于，在所述步驟(2)和步驟(3)之間還包括以下步驟:電加熱所述玻璃液保溫在1450°C以上。
4.用于權(quán)利要求1-3之一所述的生產(chǎn)玻璃的工藝的窯爐，其特征在于，包括熔化室、流液洞和澄清通路，所述熔化室、所述流液洞和所述澄清通路順序連通，所述熔化室和所述流液洞形成U形結(jié)構(gòu)，所述澄清通路在所述U形結(jié)構(gòu)的水平面與熔化室側(cè)壁上的加料口的水平面之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生產(chǎn)玻璃的工藝的窯爐，其特征在于，窯爐壁由內(nèi)至外的材料依次包括鋯石英、背襯材料、保溫耐火材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生產(chǎn)玻璃的工藝的窯爐，其特征在于，所述熔化室有氧氣燃燒裝置和電加熱裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生產(chǎn)玻璃的工藝的窯爐，其特征在于，所述熔化室底部有鼓泡裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生產(chǎn)玻璃的工藝的窯爐，其特征在于，所述電加熱裝置包括在熔化室側(cè)壁的熔料電極和在熔化室底部的保溫電極。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)玻璃的工藝的窯爐，其特征在于，所述澄清通路底部間隔有漏板，所述澄清通路的側(cè)壁有氧氣噴射裝置。
10.拆卸和/或分解權(quán)利要求2至9之一所述的窯爐的方法。
【文檔編號(hào)】C03B5/235GK103588383SQ201310507427
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月24日
【發(fā)明者】張聰, 楊平原, 李奉云, 熊勇全 申請(qǐng)人:重慶國(guó)際復(fù)合材料有限公司