專利名稱：一種使熔融玻璃液澄清均化的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種使熔融玻璃液澄清均化的裝置，所述裝置特別適用于特種鋁硅酸鹽光學(xué)玻璃的生產(chǎn)過程中。
背景技術(shù)：
在特種鋁硅酸鹽光學(xué)玻璃生產(chǎn)過程中，通常將玻璃配合料在池爐中加熱熔融，并進(jìn)行澄清。但在澄清之后，玻璃液中通常仍殘存有大量的氣泡。為消除殘存氣泡，CN102056849A采用的方法是，將熔融玻璃液引入一個(gè)內(nèi)部設(shè)置有使氣泡上浮的構(gòu)件的脫泡槽內(nèi)，當(dāng)熔融玻璃液穿過該脫泡槽時(shí)，其中的氣泡逐漸長大并上浮而排出。但該澄清方法并未公開如何在絕對氣泡個(gè)數(shù)意義上實(shí)現(xiàn)脫泡，而在實(shí)際操作中，由于玻璃液粘度和稠度都很大，被包裹于其中的氣泡不易脫除。

實(shí)用新型內(nèi)容針對上述問題，本實(shí)用新型提供一種在加熱的情況下使熔融玻璃液澄清均化的裝置。所述裝置包含一個(gè)水平放置的中空通道(下文簡稱為“通道”)，該通道的外壁表面設(shè)置有一組或多組加熱裝置，頂部設(shè)置有至少一個(gè)孔，且內(nèi)部設(shè)置有多于一個(gè)的擾動裝置，該擾動裝置插入玻璃液的深度沿玻璃液流動方向依次遞減。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，上述通道的外圍設(shè)置一個(gè)能容納該通道的外殼，該外殼具有一個(gè)進(jìn)口端和一個(gè)出口端。通過上述裝置，能將熔融玻璃液中絕對氣泡的個(gè)數(shù)降至極低的水平，從而對熔融玻璃液進(jìn)行澄清，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)溫度與成分的均勻化，顯著提高了玻璃液的品質(zhì)。

本實(shí)用新型的上述及其他的方面、優(yōu)點(diǎn)和特征將通過附圖進(jìn)一步說明。附圖的各組成部分之間并非嚴(yán)格按比例繪制，各附圖中相同的附圖標(biāo)記代表相同的組成部分。圖I是本實(shí)用新型裝置的一個(gè)實(shí)施方案的示意圖。圖2是本實(shí)用新型裝置的另一個(gè)實(shí)施方案的示意圖。圖3a是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施方案的弧形擾動裝置的示意圖，圖3b是本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施方案的弧形擾動裝置的示意圖。圖4是本實(shí)用新型的折頁形擾動裝置的一個(gè)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提供一種在加熱的情況下使熔融玻璃液澄清均化的裝置，所述裝置包含一個(gè)水平放置的中空通道(下文簡稱為“通道”)，該通道的外壁表面設(shè)置有一組或多組加熱裝置，頂部設(shè)置有至少一個(gè)孔，且內(nèi)部設(shè)置有多于一個(gè)的擾動裝置，該擾動裝置插入玻璃液的深度沿玻璃液流動方向依次遞減。[0012]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，上述通道的外圍設(shè)置一個(gè)能容納該通道的外殼，該外殼具有一個(gè)進(jìn)口端和一個(gè)出口端。下文將參照附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。但應(yīng)理解的是，所述附圖僅為示例性的，不應(yīng)解釋為限制本實(shí)用新型范圍。圖I是本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的一個(gè)示意圖。如圖所示，該裝置包含一個(gè)水平放置的通道1，該通道I的一端為玻璃液的流入口，另一端為玻璃液的流出口。該通道I的外壁表面設(shè)置有加熱裝置2，頂部設(shè)置有孔4，且內(nèi)部設(shè)置有擾動裝置3。對于通道1，其橫截面可為橢圓形、圓形，或?yàn)榫匦巍⒌固菪渭捌渌噙呅沃械囊环N。其中優(yōu)選圓形，更優(yōu)選橢圓形，這樣可使玻璃液在通道內(nèi)獲得較大的自由表面，有利于澄清均化過程中氣泡的逸出。為使通道具有足夠的強(qiáng)度，通常在其外壁表面的周向沿玻璃液流動方向均勻設(shè)置 一個(gè)或多個(gè)加固結(jié)構(gòu)6，如圖I中所示。該加固結(jié)構(gòu)6優(yōu)選為凹凸?fàn)罱Y(jié)構(gòu)。對于加熱裝置2，可以為電極、電磁裝置、或其結(jié)合，優(yōu)選電極。對加熱方式無特別限制，只要其能使通道內(nèi)熔融玻璃液達(dá)到所需溫度即可。使用結(jié)合裝置加熱時(shí)，可以一種加熱方式為主、另一種加熱方式為輔的方式進(jìn)行。加熱過程中，玻璃液的動力粘度(簡稱粘度)可控制在150-1580泊，優(yōu)選控制在300-1000泊，為此，相應(yīng)地，玻璃液的溫度可控制在1385-1650°C范圍內(nèi)，優(yōu)選控制在1430-1630°C范圍內(nèi)。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，采用1-3組低壓(例如5-10V)電極對裝置進(jìn)行加熱，所述電極優(yōu)選為帶水冷結(jié)構(gòu)的低碳鎳電極，其中，采用的加熱功率為20-80KW，加熱電流為4000-8000A。加熱過程中，玻璃液的溫度使用溫度傳感器進(jìn)行測量和控制，一種具體的方法可為在通道的外壁焊接至少2根或2根以上的熱電偶絲，將熱電偶測得的溫度值送入控制器，根據(jù)所測溫度值和溫度設(shè)定值之間的差異，調(diào)節(jié)各組加熱電極導(dǎo)入的電流大小，實(shí)現(xiàn)對玻璃液溫度的控制。對于擾動裝置3，其可在該通道上均勻或不均勻地分布。在不均勻分布的情況下，各相鄰擾動裝置沿玻璃液的流動方向由密到疏規(guī)則或不規(guī)則地排列。擾動裝置的間距可在400-1000mm范圍內(nèi)，優(yōu)選在500_800mm范圍內(nèi)。此外，通道內(nèi)設(shè)置的各擾動裝置的大小和形狀可以相同或不同。所述設(shè)置可以通過本領(lǐng)域已知的多種方式進(jìn)行，例如焊接或鉚接，優(yōu)選焊接。特別地，各擾動裝置插入玻璃液的深度沿玻璃液流動方向依次遞減。此外，按優(yōu)選程度依次增強(qiáng)的順序，所述擾動裝置可順流傾斜、垂直或逆流傾斜而插入玻璃液中。傾角可為0-60° (相對于通道I的垂直方向而言)，優(yōu)選為0-50°，更優(yōu)選為0-40。，最優(yōu)選為0-30°。優(yōu)選地，第一個(gè)擾動裝置插入玻璃液中的深度可為大于或等于通道內(nèi)玻璃液高度的1/3，且小于或等于玻璃液的整個(gè)高度。在本實(shí)用新型中，擾動裝置是指能夠?qū)ΣＡб旱牧鲃釉斐捎绊懙臉?gòu)件。擾動裝置插入玻璃液中的部分的形狀可為弧形、折頁形、橢圓形的一部分、矩形或倒梯形等多種形狀，但不限于此。圖3和圖4分別示例性給出了弧形擾動裝置和折頁形擾動裝置的實(shí)例，圖中帶箭頭的線指示玻璃液的流動方向。優(yōu)選地，擾動裝置3插入玻璃液中的部分的形狀與玻璃液面以下部分的通道截面形狀相同或相近，如圖3a和3b所示。當(dāng)然也可以不同，如圖4所示。此外，優(yōu)選地，擾動裝置的下部兩側(cè)邊沿與玻璃液面齊平，如圖3a所示。還優(yōu)選地，擾動裝置3的上部與通道I的頂部內(nèi)壁之間有一定的距離，如圖3a。通過各擾動裝置的擾動，可使玻璃液表層部位流速相對較高的玻璃液的流速逐漸減弱，行程逐漸加長，從而在流經(jīng)最后一個(gè)擾動裝置后，上下層、內(nèi)外層的玻璃液的流速基本一致，玻璃液的溫度及其成分也基本實(shí)現(xiàn)均一。同時(shí)，玻璃液中的氣泡經(jīng)過加熱和擾動而逸出。通道I的頂部設(shè)置有至少一個(gè)孔4，如圖I或2所示。根據(jù)通道的長度，可在整個(gè)通道上均勻或不均勻地分布多于一個(gè)的孔4。在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，如圖2所示，在圖I所示裝置的外圍設(shè)置一個(gè)獨(dú)立于通道I且能容納該通道的外殼5，該外殼5具有一個(gè)進(jìn)口端和一個(gè)出口端?？稍谶M(jìn)口端和出口端安裝壓力、流量和溫度傳感器。所述外殼5優(yōu)選由耐熱不銹鋼制成。此外，優(yōu)選地，在該外殼5和通道I之間填充有多孔性耐火材料。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,在外殼5的進(jìn)口端向裝置中通AH2和至少一種選自N2和稀有氣體的惰性氣體(這是由于在澄清均化過程中，玻璃液中的水分和羥基會發(fā)生熱解和電解，形成H2和O2，其中H2分子直徑很小，可通過裝置材料的壁滲出；02則易導(dǎo)致在通道的內(nèi)壁形成氣泡缺陷，此外O2還可與通道材料發(fā)生反應(yīng)而形成溶出物，附著于內(nèi)壁上，久之，就會析出而進(jìn)入玻璃液中造成缺陷，導(dǎo)致玻璃液品質(zhì)下降，通入N2和惰性氣體可分別用來抑制氫滲透起泡和抑制由O2導(dǎo)致的氣泡缺陷及其與裝置材料的反應(yīng)，從而澄清玻璃液，進(jìn)一步提高玻璃液的品質(zhì))。所通入的H2和惰性氣體的比例可控制在約0. 0001-0. 05范圍內(nèi)，優(yōu)選在約0. 005-0. 04范圍內(nèi)。具體而言，所通入H2的濃度可為100-50000ppm，優(yōu)選為1000-40000ppm ;惰性氣體的濃度可為 950000_999900ppm，優(yōu)選為 960000-990000ppm。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，在外殼5的出口端安裝有一個(gè)真空泵,使裝置內(nèi)的壓力低于常壓。本文中，所述壓力一般是指_5Pa至-10Pa，更優(yōu)選是指-8至_10Pa。上文所述的通道I、擾動裝置3、孔4和加固結(jié)構(gòu)6均可由以鉬為基體的貴金屬材料制成。優(yōu)選由鉬、鉬合金、彌散強(qiáng)化型鉬和彌散強(qiáng)化型鉬合金中的一種、或它們的任意結(jié)合制成，更優(yōu)選彌散強(qiáng)化型鉬，尤其優(yōu)選彌散強(qiáng)化型鉬合金。在彌散強(qiáng)化型鉬合金中優(yōu)選DPH型(其是以Zr02、Y2O3> Sc2O3中的至少兩種為強(qiáng)化相的彌散強(qiáng)化鉬材料，該材料與其它鉬材料相比，具有極優(yōu)的高溫強(qiáng)度、抗腐蝕性能和加工性能)。對上文所述的通道I、擾動裝置3、孔4、外殼5以及加固結(jié)構(gòu)6的厚度無特別限定，只要其能滿足所需即可，對鉬族金屬而言，通常均在0. 8-1. 6_范圍內(nèi)。使用上述裝置能能將熔融玻璃液中絕對氣泡的個(gè)數(shù)降至極低的水平，從而對熔融玻璃液進(jìn)行澄清，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)溫度與成分的均勻化，大大提高了玻璃液的品質(zhì)，有利于工業(yè)應(yīng)用。實(shí)施例[0041]下文將參照具體實(shí)施例和比較例對本實(shí)用新型進(jìn)行更詳細(xì)描述，但本實(shí)用新型不限于這些實(shí)施例。對試驗(yàn)中所用儀器說明如下
權(quán)利要求1.ー種使熔融玻璃液澄清均化的裝置，所述裝置包含ー個(gè)水平放置的通道(1)，該通道(I)的外壁表面設(shè)置有一組或多組加熱裝置(2)，頂部設(shè)置有至少ー個(gè)孔(4)，其特征在于，所述通道(I)的內(nèi)部設(shè)置有多于ー個(gè)的擾動裝置(3)，其插入玻璃液的深度沿玻璃液流動方向依次遞減。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述通道(I)的外圍設(shè)置有ー個(gè)能容納該通道的外殼(5),該外殼具有一個(gè)進(jìn)ロ端和一個(gè)出ロ端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述外殼(5)的出口端安裝有ー個(gè)真空栗。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述通道(I)和外殼(5)之間填充有多孔性耐火材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述擾動裝置(3)的間距在400-1000mm范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述擾動裝置(3)的下端垂直插入或逆流傾斜插入玻璃液中，且傾角為0-60°。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述擾動裝置(3)插入液面中的部分的形狀與玻璃液面以下部分的通道(I)的截面形狀相同或相近。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、5、6或7之一所述的裝置，其特征在于，所述擾動裝置(3)插入玻璃液中的部分的形狀為弧形、折頁形、橢圓形的一部分、矩形或倒梯形。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、5、6或7之一所述的裝置，其特征在于，所述擾動裝置(3)由鉬、鉬合金、彌散強(qiáng)化型鉬和彌散強(qiáng)化型鉬合金中的ー種制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的裝置，其特征在于，所述通道(I)的外壁表面的周向沿玻璃液流動方向設(shè)置有ー個(gè)或多個(gè)加固結(jié)構(gòu)(6)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種使熔融玻璃液澄清均化的裝置。所述裝置包含一個(gè)水平放置的中空通道(1)，該通道(1)的外壁表面設(shè)置有一組或多組加熱裝置(2)，頂部設(shè)置有至少一個(gè)孔(4)，且內(nèi)部設(shè)置有多于一個(gè)的擾動裝置(3)，該擾動裝置(3)插入玻璃液的深度沿玻璃液流動方向依次遞減，且其間距在400-1000mm范圍內(nèi)。所述通道(1)的外圍設(shè)置有一個(gè)容納該通道的外殼(5)，該外殼(5)具有一個(gè)進(jìn)口端和一個(gè)出口端，并且在所述出口端安裝有一個(gè)真空泵。
文檔編號C03B5/225GK202415351SQ20112042681
公開日2012年9月5日 申請日期2011年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月1日
發(fā)明者張偉, 張利鋒, 張希亮, 王增玉, 王建斌, 郜衛(wèi)生, 陳磊 申請人:河南國控宇飛電子玻璃有限公司