專利名稱：玻璃精密退火裝置及其退火工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種玻璃精密退火裝置及其退火工藝，特別適用直徑600 800mm、厚度160 200mm的大規(guī)格玻璃精密退火裝置及其退火工藝。
背景技術(shù)：
大規(guī)格的光學(xué)玻璃一般運(yùn)用在高精度的測(cè)試儀、大型天文望遠(yuǎn)鏡或空氣動(dòng)力學(xué)研究中所 使用的干涉儀平板等方面，這些應(yīng)用對(duì)玻璃的質(zhì)量提出了特別高的要求，尤其是玻璃的應(yīng)力 和均勻性，大多數(shù)應(yīng)力雙折射要求《2nm/cm，光學(xué)均勻性《5 X 10—6甚至《2 X 10—6，應(yīng)力均 勻性為2類甚至1類。光學(xué)玻璃的應(yīng)力分為三類，即熱應(yīng)力、結(jié)構(gòu)應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力，均勻性指 光學(xué)均勻性和應(yīng)力均勻性，結(jié)構(gòu)應(yīng)力和部分均勻性是由于化學(xué)組分的不一致產(chǎn)生的，可以通 過(guò)特殊的熔煉工藝進(jìn)行消除，而熱應(yīng)力和由熱應(yīng)力產(chǎn)生的光學(xué)不均勻性以及應(yīng)力不均勻性只 能靠精密退火來(lái)消除，而為了達(dá)到以上均勻性和應(yīng)力雙折射指標(biāo)，對(duì)退火爐的控制精度、溫 場(chǎng)均勻性、溫場(chǎng)波動(dòng)性、玻璃的裝爐方式、精密退火工藝的合理性等都有非常高的要求，而 目前最大的問(wèn)題就是工裝設(shè)備無(wú)法滿足這些要求，特別是退火爐本身的溫場(chǎng)均勻性和溫場(chǎng)波 動(dòng)性非常不容易滿足這些要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種大規(guī)格玻璃精密退火的裝置，該裝置可以改善精 密退火爐的溫場(chǎng)不均勻性和減小退火爐的溫度波動(dòng)性，從而提高大規(guī)格玻璃精密退火質(zhì)量。 本發(fā)明還要提供一種上述退火裝置的退火工藝。
本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案玻璃精密退火裝置，包括蓋板和中空柱體，所 述蓋板設(shè)置在所述中空柱體上，玻璃設(shè)置在中空柱體內(nèi)，玻璃與中空柱體之間、玻璃與蓋板 之間設(shè)置有絕熱材料。
進(jìn)一步的，所述中空柱體的底板與中空柱體是分體結(jié)構(gòu)。
進(jìn)一步的，在所述中空柱體外還設(shè)置有支撐架，在所述支撐架上還設(shè)置有一層帶有蓋板 的中空柱體。
進(jìn)一步的，所述帶有蓋板的中空柱體是一層、二層或多層。
進(jìn)一步的，所述蓋板和底板采用不銹鋼制成，所述中空柱體采用鑄鐵制成。
進(jìn)一步的，所述中空柱體是圓柱體，所述蓋板的直徑與中空柱體的內(nèi)徑相等，所述底板的直徑大于或等于中空柱體的外徑。
進(jìn)一步的，所述玻璃與中空柱體之間的絕熱材料采用硅酸鋁纖維棉，所述玻璃與蓋板和 底板之間的絕熱材料采用硅酸鋁纖維紙。
進(jìn)一步的，在所述中空柱體的下部還設(shè)置有腳架。
玻璃精密退火工藝，該工藝包括以下步驟
1) 在底板上鋪一層硅酸鋁纖維紙，用吊具將準(zhǔn)備好的玻璃放在硅酸鋁纖維紙上，再在 玻璃的上表面上鋪一層硅酸鋁纖維紙，在玻璃周圍包裹上硅酸鋁纖維棉，再用吊具將中空柱 體套在包裹好的玻璃外面，蓋上蓋板；
2) 用鏟車將其送入退火爐內(nèi)，以3 6。C/h升溫，在Tg士20。C保溫150 800h，再以O(shè). 05 0. 5"C/h降溫，降溫80 20(TC后，再以l l(TC/h降溫，降到20(TC后斷電并關(guān)閉風(fēng)扇，自 然降溫至室溫。
進(jìn)一步的，在所述步驟l)之前還有步驟將腳架置于工作場(chǎng)內(nèi)，將底板置于腳架上。 進(jìn)一步的，在所述步驟l)后還有步驟將支撐架放在腳架上，設(shè)置在中空柱體外，再 按照步驟l)的方式在支撐架上裝好上層玻璃。
進(jìn)一步的，所述Tg士2(TC優(yōu)選Tg士l(TC，所述O. 05 0. 5"C/h優(yōu)選0. 05 0. 2°C/h。 本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明采用一定厚度的導(dǎo)熱系數(shù)大和熱容較大的不銹鋼和鑄鐵材 料，并采用絕熱材料硅酸鋁纖維棉和硅酸鋁纖維紙，使大塊玻璃處于一個(gè)等溫體內(nèi)，從而減 少退火爐溫度不均勻引起的徑向溫差和軸向溫差；由于玻璃邊緣采用絕熱材料絕熱，上下表 面通過(guò)導(dǎo)熱系數(shù)大的不銹鋼板進(jìn)行熱交換，從而達(dá)到徑向溫差小、大面溫度均勻的目的，還 可以抵抗?fàn)t溫波動(dòng)對(duì)玻璃的退火質(zhì)量的影響，從而提高大規(guī)格玻璃精密退火質(zhì)量。利用本發(fā) 明裝置并配以精密退火工藝，退火后的大塊玻璃的應(yīng)力均勻性《2nm/cm，光學(xué)均勻性《2X 10—6，應(yīng)力均勻性達(dá)到2類。


圖l是本發(fā)明的主視圖的剖視圖。
圖2是圖1的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1和圖2所示，本發(fā)明的精密退火裝置包括蓋板1和中空柱體2，所述蓋板l設(shè)置在所 述中空柱體2上，需要退火的玻璃9設(shè)置在中空柱體2內(nèi)，玻璃9與中空柱體2之間、玻璃9與蓋 板l之間設(shè)置有絕熱材料。
上述中空柱體2的底板3與中空柱體2是分體結(jié)構(gòu)，在中空柱體2外還設(shè)置有采用槽形鋼制成的支撐架8，在所述支撐架8上還設(shè)置有一層帶有蓋板1的中空柱體2，在實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù) 退火爐的大小和需要退火的玻璃的厚度來(lái)決定設(shè)置幾層帶有蓋板1的中空柱體2，可以是一層 、二層，也可以是多層，也就是說(shuō)，根據(jù)退火爐的大小和需要退火的玻璃的厚度來(lái)決定一次 放置幾塊玻璃，圖l表示的是二層。
上述蓋板1和底板3可采用不銹鋼制成，中空柱體2可采用鑄鐵制成，中空柱體2可以是圓 柱體，如圖2所示，蓋板1的直徑與中空柱體2的內(nèi)徑相等，底板3的直徑大于或等于中空柱體 2的外徑。中空柱體2還可以是長(zhǎng)方體、正方體等形狀。上述玻璃9與中空柱體2之間的絕熱材 料可采用硅酸鋁纖維棉4，玻璃9與蓋板1和底板3之間的絕熱材料可采用硅酸鋁纖維紙5。硅 酸鋁纖維棉4和硅酸鋁纖維紙5分別與中空柱體2、蓋板1和底板3緊密接觸。硅酸鋁纖維紙5大 約l 3mm厚，硅酸鋁纖維棉4大約50 75mm厚，硅酸鋁纖維紙5可以避免玻璃9和不銹鋼蓋板1 和底板3直接接觸，因?yàn)椴ＡШ筒讳P鋼的膨脹系數(shù)不同，直接接觸會(huì)導(dǎo)致玻璃炸裂。硅酸鋁 纖維棉4主要起隔熱的作用。
為了方便鏟車進(jìn)鏟，在上述裝置的下部還設(shè)置有采用槽形鋼制成的腳架6，如圖2所示， 腳架6還可以起到將需要退火的玻璃與退火爐隔離的作用，使玻璃的溫場(chǎng)更均勻。在蓋板l上 設(shè)置有圓環(huán)7，方便起吊。
本發(fā)明配合大型氣流式光學(xué)玻璃精密退火爐使用，其爐膛溫場(chǎng)均勻性《士3'C，控制精 度±0. rC，功率45 60KW，氣密性較好。
以下以一次放置2塊玻璃來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的退火工藝，該工藝包括以下步驟
1) 先將已經(jīng)粗退火的大塊玻璃進(jìn)行大面加工和側(cè)面研磨，要求大面要平整和光滑，側(cè) 面無(wú)硬物，再根據(jù)玻璃的規(guī)格選擇合適的不銹鋼底板3，不銹鋼蓋板1和鑄鐵中空柱體2，同 時(shí)準(zhǔn)備好硅酸鋁纖維棉4和硅酸鋁纖維紙5;
2) 將腳架6置于工作場(chǎng)內(nèi)，再將底板3置于腳架6上，并在底板3上鋪一層至少和玻璃直 徑大小相同的硅酸鋁纖維紙5，用吊具將準(zhǔn)備好的玻璃9放在硅酸鋁纖維紙5上，再在玻璃9的 上表面上鋪一層硅酸鋁纖維紙5，在玻璃9周圍均勻包裹上硅酸鋁纖維棉4，用鐵絲將硅酸鋁 纖維棉4固定，防止硅酸鋁纖維棉4下垂，導(dǎo)致玻璃9裸露在空氣中，影響退火質(zhì)量，再用吊 具將中空柱體2套在包裹好的玻璃9外面，蓋上蓋板l;
3) 將支撐架8放在腳架6上，設(shè)置在中空柱體2外，再按照步驟2的方式在支撐架8上裝好 上層玻璃，用鏟車將其送入退火爐內(nèi)，置于退火爐內(nèi)中央位置，以3 6。C/h升溫，在Tg士20 。C保溫150 800h，再以O(shè). 05 0. 5。C/h降溫，降溫80 200。C后，再以l 10。C/h降溫，降到 20(TC后斷電并關(guān)閉風(fēng)扇，自然降溫至室溫。上述Tg士20。C優(yōu)選Tg士10。C，上述O. 05 0. 5。C/h優(yōu)選0. 05 0. 2°C/h。
權(quán)利要求
1.玻璃精密退火裝置，其特征在于包括蓋板(1)和中空柱體(2)，所述蓋板(1)設(shè)置在所述中空柱體(2)上，玻璃(9)設(shè)置在中空柱體(2)內(nèi)，玻璃(9)與中空柱體(2)之間、玻璃(9)與蓋板(1)之間設(shè)置有絕熱材料。
2.如權(quán)利要求l所述的玻璃精密退火裝置，其特征在于所述中空柱 體(2)的底板(3)與中空柱體(2)是分體結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的玻璃精密退火裝置，其特征在于在所述 中空柱體(2)外還設(shè)置有支撐架(8)，在所述支撐架(8)上還設(shè)置有一層帶有蓋板(1) 的中空柱體(2)。
4.4如權(quán)利要求1或2所述的玻璃精密退火裝置，其特征在于所述帶 有蓋板(1)的中空柱體(2)是一層、二層或多層。
5.如權(quán)利要求1或2所述的玻璃精密退火裝置，其特征在于所述蓋 板(1)和底板(3)采用不銹鋼制成，所述中空柱體(2)采用鑄鐵制成。
6.如權(quán)利要求1或2所述的玻璃精密退火裝置，其特征在于所述中 空柱體(2)是圓柱體，所述蓋板(1)的直徑與中空柱體(2)的內(nèi)徑相等，所述底板(3) 的直徑大于或等于中空柱體(2)的外徑。
7.如權(quán)利要求1或2所述的玻璃精密退火裝置，其特征在于所述玻 璃(9)與中空柱體(2)之間的絕熱材料采用硅酸鋁纖維棉(4)，所述玻璃(9)與蓋板( 1)和底板(3)之間的絕熱材料采用硅酸鋁纖維紙(5)。
8.如權(quán)利要求1或2所述的玻璃精密退火裝置，其特征在于在所述 中空柱體(2)的下部還設(shè)置有腳架(6)。
9.玻璃精密退火工藝，其特征在于該工藝包括以下步驟 1)在底板(3)上鋪一層硅酸鋁纖維紙(5)，用吊具將準(zhǔn)備好的玻璃(9)放在硅酸 鋁纖維紙(5)上，再在玻璃(9)的上表面上鋪一層硅酸鋁纖維紙(5)，在玻璃(9)周圍 包裹上硅酸鋁纖維棉(4)，再用吊具將中空柱體(2)套在包裹好的玻璃(9)外面，蓋上蓋板(1);2)用鏟車將其送入退火爐內(nèi)，以3 6。C/h升溫，在Tg士2(TC保溫150 800h，再以 0. 05 0. 5"C/h降溫，降溫80 20(TC后，再以l l(TC/h降溫，降到20(TC后斷電并關(guān)閉風(fēng)扇 ，自然降溫至室溫。
10.如權(quán)利要求9所述的玻璃精密退火工藝，其特征在于在所述步 驟l)之前還有步驟將腳架(6)置于工作場(chǎng)內(nèi)，將底板(3)置于腳架(6)上。
11.如權(quán)利要求9或10所述的玻璃精密退火工藝，其特征在于在所 述步驟l)后還有步驟將支撐架(8)放在腳架(6)上，設(shè)置在中空柱體(2)夕卜，再按照 步驟l)的方式在支撐架(8)上裝好上層玻璃。
12.如權(quán)利要求ll所述的玻璃精密退火工藝，其特征在于所述Tg士 20。C優(yōu)選Tg士 10°C ，所述O. 05 0. 5。C/h優(yōu)選0. 05 0. 2。C/h。
全文摘要
本發(fā)明提供一種大規(guī)格玻璃精密退火的裝置，該裝置可以改善精密退火爐的溫場(chǎng)不均勻性和減小退火爐的溫度波動(dòng)性，從而提高大規(guī)格玻璃精密退火質(zhì)量。玻璃精密退火裝置，包括蓋板和中空柱體，所述蓋板設(shè)置在所述中空柱體上，玻璃設(shè)置在中空柱體內(nèi)，玻璃與中空柱體之間、玻璃與蓋板之間設(shè)置有絕熱材料。本發(fā)明采用絕熱材料使大塊玻璃處于一個(gè)等溫體內(nèi)，從而減少退火爐溫度不均勻引起的徑向溫差和軸向溫差，還可以抵抗?fàn)t溫波動(dòng)對(duì)玻璃的退火質(zhì)量的影響，從而提高大規(guī)格玻璃精密退火質(zhì)量，退火后的大塊玻璃的應(yīng)力均勻性≤2nm/cm，光學(xué)均勻性≤2×10^-6，應(yīng)力均勻性達(dá)到2類。
文檔編號(hào)C03B25/00GK101597134SQ200910304940
公開(kāi)日2009年12月9日 申請(qǐng)日期2009年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月29日
發(fā)明者陳雪梅, 項(xiàng)中科 申請(qǐng)人:成都光明光電股份有限公司