專利名稱：光學玻璃熔煉裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種光學玻璃熔煉裝置，特別是涉及一種光學玻璃間歇式鉑金熔煉裝置。
背景技術：
隨著光電產(chǎn)品市場的激烈競爭和發(fā)展，低成本地制造光學元件是每一個光學材料和光學元件制造商的目標。目前制造光學玻璃的方式主要有兩種池爐連續(xù)熔煉和單坩堝間歇生產(chǎn)。池爐連續(xù)熔煉具有玻璃產(chǎn)量大、良品率高和生產(chǎn)成本較低的優(yōu)點；單坩堝間歇生產(chǎn)良品率相對較低，生產(chǎn)成本較池爐生產(chǎn)高，但它具有光學一致性好、更換牌號周期短等優(yōu)點，適合小批量多品種生產(chǎn)。
通常的單坩堝熔煉裝置由攪拌器5、坩堝1和出料管8組成，如圖1所示，這種生產(chǎn)裝置有四個缺點一是由于攪拌器5的工作位置距離鉑金坩堝底部通常有15-30毫米，當出料時玻璃液7降至攪拌器5以下時，下部玻璃液沒有被攪拌從而導致條紋報廢，影響玻璃的良品率；二是鉑金坩堝在使用一段時間后，由于鉑金與耐火材料膨脹率不同導致鉑金坩堝底部變形出現(xiàn)較深的皺折，坩堝底部不平通常會使玻璃液不易攪拌均勻，造成玻璃條紋不好；三是該裝置在生產(chǎn)高溫粘度較大的玻璃時，由于攪拌器的攪拌能力有限，通常不能消除條紋，因而不能用于生產(chǎn)粘度大的光學玻璃；四是該類熔煉裝置在生產(chǎn)低粘度、易析晶的鑭系光學玻璃和無鉛重火石玻璃時，易在出料管析晶從而導致玻璃出現(xiàn)析晶條紋報廢。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種光學玻璃熔煉裝置，該裝置既能生產(chǎn)高溫粘度大的光學玻璃，又能生產(chǎn)高溫粘度極小的鑭系、無鉛重火石類光學玻璃，并能有效地消除條紋且良品率高。
本實用新型解決技術問題所采用的技術方案是光學玻璃熔煉裝置，由坩堝、攪拌器和出料管組成，所述坩堝是異形坩堝，異形坩堝下端橫截面的面積小于上端橫截面的面積。
所述出料管是垂直出料管或傾斜出料管。
本實用新型的有益效果是采用本實用新型的熔煉裝置，當熔融玻璃液成型到最后時，都流到坩堝下部，由于下端橫截面的面積小于上端橫截面的面積，從而使不能被攪拌器所均化的玻璃液比傳統(tǒng)坩堝少，使條紋的廢品率減少，從而良品率高，能生產(chǎn)傳統(tǒng)單坩堝不能生產(chǎn)的粘度特別大的光學玻璃；當生產(chǎn)低粘度、易析晶的鑭系光學玻璃和無鉛的重火石玻璃時，采用傾斜出料管方式出料，可增大出料管直徑，增加玻璃出料穩(wěn)定性，減少因玻璃析晶造成的條紋報廢。


圖1是現(xiàn)有的單坩堝熔煉裝置的示意圖。
圖2是本實用新型的實施例1的示意圖。
圖3是本實用新型的實施例1采用鼓泡器的示意圖。
圖4是本實用新型的實施例1的出料管采用傾斜出料管的示意圖。
圖5是本實用新型的實施例2的示意圖。
圖6是本實用新型的實施例3的示意圖。
圖7是本實用新型的實施例3的示意圖。
圖中1.坩堝、2.階梯形坩堝、3.大堝、4.小堝、5.攪拌器、6.鼓泡管、7.玻璃液、8.出料管、9.梯形坩堝、10.五邊形坩堝。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的描述。
本實用新型采用異形熔煉裝置，由異形坩堝、攪拌器5和出料管8組成。本實用新型的異形坩堝不同于現(xiàn)有的園桶形坩堝1，園桶形坩堝1的縱截面是矩形，如圖1所示，其橫截面是面積相等的園。而異形坩堝的縱截面的形狀不是矩形，其下端橫截面的面積小于上端橫截面的面積。
實施例1如圖2所示，本實用新型的異形坩堝采用階梯形坩堝2，階梯形坩堝2的縱截面呈倒L形，橫截面為園形、矩形或其它形狀。階梯形坩堝2由一個大堝3和一個小堝4組成，大堝3和小堝4是相通的。小堝4底部的面積一般為大堝3底部面積的17-30％，小堝4的容積一般為大堝3容積的5一15％，當熔融玻璃液7成型到最后時，都流到小堝4中，從而使不能被攪拌器所均化的玻璃液僅為傳統(tǒng)坩堝的17-30％，使條紋的廢品率減少60％以上。同時由于小堝4的底部面積大大小于具有相同容積的傳統(tǒng)單坩堝底部面積，這樣因鉑金與耐火材料膨脹率不同導致的鉑金坩堝底部變形問題得到了很好的解決，從而避免了坩堝底部不平造成玻璃條紋報廢。
攪拌器可使用1-2支，其中位于小堝4內的攪拌器5是必須設備，其作用是幫助消除氣泡和均化玻璃液，即通過攪拌器5的回轉運動，可將坩堝下部的玻璃液向上提升，有利于坩堝下部的玻璃液中的氣泡消除，同時通過其一定速率的回轉運動，均化流入小堝內的玻璃液，從而制造出沒有條紋的產(chǎn)品。位于大堝3內的攪拌器5的作用依然是均化玻璃液和幫助氣泡澄清，但該攪拌器5通?？梢圆皇褂茫捎媒Y構更簡單的鼓泡器6來代替，如圖3所示。
鼓泡器6的作用是在熔融玻璃進入澄清階段時向玻璃液內通入一定壓力和流量的氣體，氣體進入玻璃液后受熱急劇膨脹，向上逸出，帶動玻璃液翻滾從而起到了攪拌器的作用。此外，鼓入玻璃液中的氣體可結合玻璃液中的小氣泡，使小氣泡變成大氣泡從堝內逸出，從而起到消除小氣泡的作用，攪拌器則沒有這個功能。用于鼓泡的氣體可以是空氣，也可以是按一定比例混合的氣體，可根據(jù)所生產(chǎn)的玻璃選用，以達到控制氣氛，改進玻璃性能指標的目的。
出料管8由小堝4底部引出，出料管8可使用垂直于地面的方式，如圖2和3所示；也可以采用傾斜于地面的方式，如圖4所示。當采用垂直出料管時，玻璃液的落差大，使用的出料管8直徑通常較小，適于生產(chǎn)比重小、高溫粘度大的玻璃。傾斜出料管的出料方式可減小玻璃液的落差，相同出料量情況下出料管8直徑增大，適于生產(chǎn)比重大、高溫粘度小，容易出現(xiàn)析晶的光學玻璃，如鑭系光學玻璃和無鉛重火石玻璃等。出料管的傾斜角度(與水平線的夾角)通常為5-45度，可根據(jù)玻璃的粘度、比重及液相溫度進行選擇。
玻璃出料時，通常采用直接對出料管通電的加熱方法升溫，也可以使用輔助加熱方法，如使用金屬加熱元件、硅碳棒等發(fā)熱體加熱。出料管的長度、內部直徑、壁厚以及選用材料根據(jù)生產(chǎn)的不同光學玻璃牌號進行選擇，以達到最佳效果。
實施例2
如圖5所示，本實用新型的異形坩堝采用梯形坩堝9，梯形坩堝9的縱截面是梯形，橫截面為園形、矩形或其它形狀。其攪拌器5和出料管8的設置方式同實施例1。
實施例3本實用新型的異形坩堝采用五邊形坩堝10，五邊形坩堝10的縱截面是五邊形，五邊形由一個矩形和一個梯形組成，如圖6所示；或五邊形由一個矩形和一個三角形組成，其中三角形可以是等腰三角形，如圖7所示。五邊形坩堝10的橫截面為園形、矩形或其它形狀。其攪拌器5和出料管8的設置方式同實施例1。
本實用新型的熔煉裝置與玻璃液接觸的部分最好由鉑、鉑的強化材料或鉑的合金制成。
本實用新型的攪拌器5可使用各種形狀的攪拌器，如螺旋式攪拌器、框式攪拌器、螺帶式攪拌器以及渦輪葉片式攪拌器等，但通常使用框式攪拌器。
本實用新型能生產(chǎn)傳統(tǒng)單坩堝不能生產(chǎn)的粘度特別大的部分K類、QF類光學玻璃。
下面例舉兩個用本實用新型的裝置生產(chǎn)光學玻璃的實例。
實例1采用圖2所示有效容積為60升的鉑金熔煉裝置，用于熔煉高溫粘度較大的環(huán)境友好光學玻璃(不含鉛、砷、鎘等對環(huán)境有害成分的玻璃)，如K、ZK、QF、F、ZF、ZBaF類光學玻璃。
將原料混合均勻后，分次加入熔煉裝置內，在1250-1500℃熔化，在1250-1520℃攪拌，澄清4-8小時，最后降溫至1050-1350℃出料，出料時攪拌速率30-60轉/分鐘，出料時間2-5小時。
生產(chǎn)出來的光學玻璃，玻璃質量按GB903-87，單堝玻璃光學一致性達到A級，光學均勻性達到1-2類，氣泡度達到A-A00級，條紋度達到1-00類。良品率比傳統(tǒng)單坩堝高10％-20％。
實例2采用圖4所示有效容積為30升的鉑金熔煉裝置，用于熔煉高溫粘度小的鑭系、環(huán)保無鉛光學玻璃，如LaK、LaF、ZLaF類以及無鉛ZF類光學玻璃。
將原料充分混合后，分次加入熔煉裝置內，在1250-1420℃熔化，在1250-1450℃攪拌，鼓泡3-4.5小時，然后在1250-1450℃澄清4-5小時，最后降溫至1000-1320℃出料，出料時攪拌速率40-70轉/分鐘，出料時間2-5小時。
生產(chǎn)出來的光學玻璃，玻璃質量按GB903-87，單堝玻璃光學一致性達到A級，光學均勻性達到1-2類，氣泡度達到A-A00級，條紋度達到1-00類，幾乎沒有玻璃析晶導致的成型條紋，良品率比傳統(tǒng)單坩堝高5％-15％。
權利要求1.光學玻璃熔煉裝置，由坩堝、攪拌器(5)和出料管(8)組成，其特征在于所述坩堝是異形坩堝，異形坩堝下端橫截面的面積小于上端橫截面的面積。
2.如權利要求1所述的光學玻璃熔煉裝置，其特征在于所述異形坩堝是階梯形坩堝(2)，階梯形坩堝(2)的縱截面呈倒L形。
3.如權利要求2所述的光學玻璃熔煉裝置，其特征在于所述階梯形坩堝(2)由大堝(3)和小堝(4)組成，大堝(3)和小堝(4)是相通的，出料管(8)由小堝(4)底部引出。
4.如權利要求2所述的光學玻璃熔煉裝置，其特征在于所述階梯形坩堝(2)的大堝(3)和小堝(4)內分別有一個攪拌器(5)。
5.如權利要求2所述的光學玻璃熔煉裝置，其特征在于所述階梯形坩堝(2)的大堝(3)內有一個鼓泡管(6)，小堝(4)內有一個攪拌器(5)。
6.如權利要求1所述的光學玻璃熔煉裝置，其特征在于所述異形坩堝是梯形坩堝(9)，所述梯形坩堝(9)的縱截面是梯形。
7.如權利要求1所述的光學玻璃熔煉裝置，其特征在于所述異形坩堝是五邊形坩堝(10)，五邊形坩堝(10)的縱截面是五邊形。
8.如權利要求7所述的光學玻璃熔煉裝置，其特征在于所述五邊形由矩形和梯形組成。
9.如權利要求7所述的光學玻璃熔煉裝置，其特征在于所述五邊形由矩形和三角形組成。
10.如權利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的光學玻璃熔煉裝置，其特征在于所述出料管(8)是垂直出料管或傾斜出料管。
專利摘要本實用新型提供了一種光學玻璃熔煉裝置，由坩堝、攪拌器和出料管組成，所述坩堝是異形坩堝，異形坩堝下端橫截面的面積小于上端橫截面的面積。所述出料管是垂直出料管或傾斜出料管。采用本實用新型的熔煉裝置，當熔融玻璃液成型到最后時，都流到坩堝下部，由于下端橫截面的面積小于上端橫截面的面積，從而使不能被攪拌器所均化的玻璃液比傳統(tǒng)坩堝少，使條紋的廢品率減少，從而良品率高，能生產(chǎn)傳統(tǒng)單坩堝不能生產(chǎn)的粘度特別大的光學玻璃。在生產(chǎn)低粘度、易析晶的鑭系光學玻璃和無鉛重火石玻璃時，采用傾斜出料管，可增大出料管直徑，增加玻璃出料穩(wěn)定性，減少因玻璃析晶造成的條紋報廢，提高玻璃良品率。
文檔編號C03B5/16GK2871526SQ20062003272
公開日2007年2月21日 申請日期2006年1月6日 優(yōu)先權日2006年1月6日
發(fā)明者易里, 匡波, 孫偉 申請人:成都光明光電股份有限公司