专利名称：锂－铝－硅系统低膨胀微晶玻璃晶化方法
技术领域：
本发明涉及一种微晶玻璃晶化方法，具体是一种经改良后的锂-铝-硅系统低膨胀微晶玻璃晶化方法及其专用晶化辊道窑。
背景技术：
现有用于电磁炉、微波炉、雅乐炉、燃气炉等作为加热板的锂-铝-硅系统低膨胀微晶玻璃(以下简称为微晶玻璃)，一般在晶化辊道窑进行晶化处理。传统工艺通常将微晶玻璃裁切成板块，再将微晶玻璃板块层叠在一起；为防止其变形，在叠放的微晶玻璃板块的上面和下面分别放置厚度比微晶玻璃厚得多的碳化硅板，通常将碳化硅称为夹板；为防止微晶玻璃板块与微晶玻璃板块之间，微晶玻璃板块与碳化硅板之间发生粘连，在层间设置隔离层，隔离层通常采用氧化镁粉；由于叠放的微晶玻璃板块一般为2-4层，再加上上下两层的碳化硅板，总共为4-6层，一并置于晶化辊道窑进行晶化处理。由于将微晶玻璃板块和碳化硅板层叠后置于晶化辊道窑进行晶化处理，因此对辊道窑的辊筒将要求要有足够的机械强度，现有辊道窑的辊筒的直径都在50mm以上，由于辊筒的直径大，辊筒与辊筒的轴距也大，轴距越大，越要求必须采用碳化硅夹板，才能保证被晶化的微晶玻璃不变形。
在以上所述的晶化工艺及其采用的晶化辊道窑中，存在如下缺点1、能源损耗大。由于采用碳化硅夹板及微晶玻璃板叠放形式送入晶化辊道窑中，除了要使微晶玻璃晶化所需的热能外，还要供给体积与微晶玻璃相差不多的碳化硅夹板所需的热能。
2、生产效率低。由于采用碳化硅夹板及微晶玻璃板叠放形式送入晶化辊道窑中，窑体温度与被夹于层中的微晶玻璃的中心温度偏差大，要使微晶玻璃达到晶化温度，要求要有更高的窑体温度以及更长时间。据已批准授权的CN1161296C的专利说明书介绍，将玻璃板层叠，在900-1200℃的温度下，使玻璃晶化，晶化周期为16-20小时。
3、产品破损率高。由于将碳化硅夹板及微晶玻璃板叠放形式送入晶化辊道窑中，微晶玻璃在辊道窑中的任何时刻都处于受力状态，且辊筒的转动会使微晶玻璃板受振而破碎；撒氧化镁粉(设置隔离层)不均匀，也会使微晶玻璃与微晶玻璃，或微晶玻璃与碳化硅板之间发生粘连，粘连的微晶玻璃就变成废品；操作工人的操作不当，微晶玻璃与碳化硅板发生碰撞而破碎，也是产品破损的原因之一。传统晶化工艺的产品破损率≥10％。
4、额外成本高。由于采用碳化硅作为夹板，碳化硅板有一定的使用次数，受种种因素的影响，碳化硅板经过一个晶化周期之后，其破损率≥10％。碳化硅板的破损消耗也构成生产成本的主要因素。
总之，现有晶化工艺及其采用的晶化辊道窑中，存在工艺复杂、综合成本高、生产周期长等缺点。另外，出炉区为高温区，通常将出炉区设计在室外，操作工人的工作环境恶劣。
发明内容
本发明的目的在于克服现有晶化工艺及其采用的晶化辊道窑的缺点，提供一种专用于经改良后的锂-铝-硅系统低膨胀微晶玻璃的晶化方法及其专用的晶化辊道窑，使其工艺简单、综合成本低、生产周期短。
本发明，是将由压延法生产的微晶玻璃板裁切成块，单层直接置于微晶玻璃晶化辊道窑中进行晶化，其晶化工艺条件包括A、预热，在18-23分钟内，将微晶玻璃板从室温加热升温至720℃；B、升温晶核，在35-45分钟内，将微晶玻璃板从720℃升温至870℃；C、恒温晶化，将微晶玻璃板控制在870±5℃，维持50-65分钟；D、急速降温，在10-15分钟内，将微晶玻璃板从870℃降至370℃；E、缓速降温，在22-30分钟，或时间长些，将微晶玻璃板从370℃降至室温，或比室温略高些，然后出窑。
本发明所采用的微晶玻璃晶化辊道窑，其结构将在实施例中描述。
本发明，与传统晶化工艺比较，具有如下积极效果1、节约能源。由于将裁切成块的微晶玻璃板，单层直接置于微晶玻璃晶化辊道窑中进行晶化，只给微晶玻璃提供晶化所需的热能，不必为微晶玻璃以外的碳化硅夹板提供热能。单位面积微晶玻璃的消耗燃气比传统工艺可降低50％。
2、生产效率高。由于将微晶玻璃板单层直接置于微晶玻璃晶化辊道窑中进行晶化，微晶玻璃的温度接近于窑体温度，不仅晶化过程便于控制，而且可采用快速加热和急速冷却工艺，以缩短生产周期，提高生产效率。最高仅需870℃的温度及135-176分钟，便能完成整个晶化工艺过程。
3、产品合格率高。由于将微晶玻璃板单层直接置于微晶玻璃晶化辊道窑中进行晶化，晶化过程微晶玻璃快速受热不破裂，冷却降温不变形，大大地减少微晶玻璃热变形的可能性，也减少产品的破损率，产品合格率在98％以上。
4、综合生产成本低。本发明，不仅因能耗降低、效率提高、合格率提高而降低单位成本，同时也省去碳化硅夹板的费用，省去氧化镁粉的耗用费用。
总之，本发明，不仅具有节约能源、生产效率高、产品合格率高和综合生产成本低等优点，而且也改善工人的生产环境，出炉产品的温度接近室温，为非高温作业，可将出炉区设计在室内，改善操作工人的工作环境，同时，由于免用氧化镁粉，为无尘操作，也有利于环保。
图1为实施例的晶化工艺时间-温度曲线示意图；图2-图5为实施例采用的晶化辊道窑的结构原理图，其中图2为预热区部分结构原理图；图3为燃气加热保温区和急冷降温区部分结构原理图；图4和图5为缓冷区抽余热风区和出炉区部分结构原理图。
图中，1、辊筒 2、微晶玻璃板 3、窑体 4、烟囱 5、排烟电机 6、燃气燃烧器 7、助燃空气调节阀 8、燃气调节阀 9、燃气电磁调节阀 10、燃气管道 11、助燃空气管道 12、急冷风调节阀 13、热交换器 14、急冷风机 15、助燃送风机 16、抽余热风机 17、风扇 18、观察窗 19、冷却风输送管 20、冷却风输送支管 21、助燃空气输送支管 22、排余热烟囱 23、余热收取管道 24、排热气烟囱 A、入口 B、出口 C、燃气热气流 D、冷却风 E、助燃空气 F、余热风。
具体实施例方式本实施例提供一种用于电磁炉、微波炉、雅乐炉、燃气炉等作为加热板的经改良后的锂-铝-硅系统低膨胀微晶玻璃的晶化方法。本方法是将由压延法生产的微晶玻璃板裁切成块，单层直接置于微晶玻璃晶化辊道窑中进行晶化，其工艺时间-温度曲线如图1所示，其晶化工艺条件包括A、预热，在18-23分钟内，将微晶玻璃板从室温加热升温至720℃；B、升温晶核，在35-45分钟内，将微晶玻璃板从720℃升温至870℃；C、恒温晶化，将微晶玻璃板控制在870±5℃，维持50-65分钟；D、急速降温，在10-15分钟内，将微晶玻璃板从870℃降至370℃；E、缓速降温，在22-30分钟，或时间长些，将微晶玻璃板从370℃降至室温，或比室温略高些，然后出窑。
参照图2-图5，本实施例所采用的微晶玻璃晶化辊道窑，其结构包括隧道式窑体、传动装置、加热装置、控制装置和冷却装置。窑体沿窑长方向自入口A端至出口B端分为预热升温区，加热升温晶核区、加热恒温晶化区、急冷降温区、缓冷降温区，至少在加热恒温晶化区与急冷降温区之间设置分隔闸板；在每个区上，至少设置一个温度监测器。传动装置由架设于机架上的辊筒1及其驱动机构构成，辊筒1为氧化铝陶瓷辊筒，其直径为27mm，辊筒间距为10mm。加热装置包括交错排列设置于窑体两侧辊道上、下部的燃气燃烧器6、与燃气燃烧器连接的燃气供给装置和助燃空气供给装置，燃气供给装置为设有调节阀8的燃气输送管道10；仅在升温晶核区和恒温晶化区设置燃气燃烧器6；燃气排烟烟囱4设置于窑体入口A的预热升温区上；控制装置包括控制箱以及与其连接的温度监测器和燃气电磁调节阀9，温度监测器的探头设置于窑体内部，燃气电磁调节阀9设置于燃气输送管道上；每2-4个燃气燃烧器6设置一个燃气电磁调节阀9，以简化控制系统；助燃空气供给装置包括设有调节阀7的助燃空气输送支管21，助燃空气输送支管21与助燃空气输送管道11连接；助燃空气E由助燃送风机15提供，助燃送风机送风管通过热交换器13与助燃空气输送管道11连接，热交换器13置于急冷区中。在急冷降温区设置急冷风冷却装置，冷风冷却装置由急冷风机14及冷却风输送管道19构成，冷却风输送管道分设若干冷却风输送支管20，冷却风输送支管20连通至急冷区的窑体内，在冷却风输送支管20上，设置急冷风调节阀12。在缓冷降温区设置排余热装置，排余热装置由抽余热风机16、余热收取管道23和排余热烟囱22构成，余热收取管道23与窑体内部相连。在出炉区，设置排余烟烟囱24及风扇17，以进一步降低微晶玻璃的温度，使出炉时的温度接近室温。
本实施例，由于采用将裁切成块的微晶玻璃板，单层直接置于微晶玻璃晶化辊道窑中进行晶化的方法，因而对辊道窑的辊筒的压力小，对机械强度的要求不很高，可从现有辊道窑的辊筒的直径52mm降至直径为27mm，辊筒间距可降至10mm，变辊道传送为“链”传送，有效地防止微晶玻璃板的热变形，省去碳化硅夹板已成为可能。
本实施例，在急冷区设置助燃空气热交换器，其意义在于1、助燃空气通过热交换器之后，吸收急冷区的热能，有利于提高急冷区的降温速度；2、助燃空气吸收热能之后，将热能带入燃烧室，利用能源，节约能源；3、助燃空气吸收热能之后，成为热风，更进一步提高助燃效果。
本实施例，由于在升温晶核区和恒温晶化区设置燃气燃烧器6，且燃气排烟烟囱4设置于窑体入口A的预热升温区的前端，晶核区及晶化区燃烧的热气流经过预热区的时候也对预热区炉体和微晶玻璃加热，预热区炉体不必安装燃气燃烧器，也可到达工艺要求的温度条件，因此，本实施例仅在升温晶核区和恒温晶化区设置燃气燃烧器6，从某种意义上也利用能源，节约能源。
权利要求
1.一种经改良后的锂-铝-硅系统低膨胀微晶玻璃晶化方法，其特征为将由压延法生产的微晶玻璃板裁切成块，单层直接置于微晶玻璃晶化辊道窑中进行晶化，其晶化工艺条件包括A、预热，在18-23分钟内，将微晶玻璃板从室温加热升温至720℃；B、升温晶核，在35-45分钟内，将微晶玻璃板从720℃升温至870℃；C、恒温晶化，将微晶玻璃板控制在870±5℃，维持50-65分钟；D、急速降温，在10-15分钟内，将微晶玻璃板从870℃降至370℃；E、缓速降温，在22-30分钟，将微晶玻璃板从370℃降至室温，然后出窑。
2.根据权利要求1所述的锂-铝-硅系统低膨胀微晶玻璃晶化方法，其特征为所述微晶玻璃晶化辊道窑包括隧道式窑体(3)、传动装置、加热装置、控制装置和冷却装置，传动装置由架设于机架上的辊筒(1)及其驱动机构构成；加热装置包括交错排列设置于窑体两侧辊道上、下部的燃气燃烧器(6)、与燃气燃烧器连接的燃气供给装置和助燃空气供给装置，燃气供给装置为设有调节阀(8)的燃气输送管道(10)；助燃空气供给装置包括设有调节阀(7)的助燃空气输送支管(21)，助燃空气输送支管(21)与助燃空气输送管道(11)连接；控制装置包括控制箱以及与其连接的温度监测器和燃气电磁调节阀(9)，温度监测器的探头设置于窑体内部，燃气电磁调节阀(9)设置于燃气输送管道上；窑体沿窑长方向自入口(A)端至出口(B)端分为预热升温区，加热升温晶核区、加热恒温晶化区、急冷降温区、缓冷降温区，至少在加热恒温晶化区与急冷降温区之间设置分隔闸板；在每个区上，至少设置一个温度监测器；排烟烟囱(4)设置于窑体入口(A)的预热升温区的前端；每2-4个燃气燃烧器(6)设置一个燃气电磁调节阀(9)；仅在升温晶核区和恒温晶化区设置燃气燃烧器(6)。
3.根据权利要求2所述的锂-铝-硅系统低膨胀微晶玻璃晶化方法，其特征为所述微晶玻璃晶化辊道窑之助燃空气(E)由助燃送风机(15)提供，助燃送风机送风管通过热交换器(13)与助燃空气输送管道(11)连接，热交换器(13)置于急冷区中。
4.根据权利要求2所述的锂-铝-硅系统低膨胀微晶玻璃晶化方法，其特征为在所述微晶玻璃晶化辊道窑之急冷降温区设置急冷风冷却装置，冷风冷却装置由急冷风机(14)及冷却风输送管道(19)构成，冷却风输送管道分设若干冷却风输送支管(20)，冷却风输送支管(20)连通至急冷区的窑体内，在冷却风输送支管(20)上，设置急冷风调节阀(12)。
5.根据权利要求2所述的锂-铝-硅系统低膨胀微晶玻璃晶化方法，其特征为在所述微晶玻璃晶化辊道窑之缓冷降温区，设置排余热装置，排余热装置由抽余热风机(16)、余热收取管道(23)和排余热烟囱(22)构成，余热收取管道(23)与窑体内部相连。
6.根据权利要求2所述的锂-铝-硅系统低膨胀微晶玻璃晶化方法，其特征为所述微晶玻璃晶化辊道窑之辊筒(1)为氧化铝陶瓷辊筒，其直径为25-30mm，辊筒间距为10-15mm。
全文摘要
本发明涉及一种微晶玻璃晶化方法，具体是一种锂－铝－硅系统低膨胀微晶玻璃晶化方法及其专用晶化辊道窑。其特征是将由压延法生产的微晶玻璃板裁切成块，单层直接置于微晶玻璃晶化辊道窑中进行晶化，其晶化工艺条件包括预热、升温晶核、恒温晶化、急速降温、缓速降温，晶化周期为135－176分钟，晶化温度为870±5℃。本发明不仅具有节约能源、生产效率高、产品合格率高和综合生产成本低等优点，同时，由于免用碳化硅夹板和隔离氧化镁粉，为无尘操作，既改善操作工人的工作环境，也有利于环保。
文档编号C03B32/02GK1919760SQ20061012207
公开日2007年2月28日 申请日期2006年9月9日 优先权日2006年9月9日
发明者赵天佑, 庄堆业, 蔡来吉, 庄伟兴 申请人:广东科迪微晶玻璃实业有限公司