光学玻璃熔炉及利用该熔炉进行玻璃性能对比的方法
【专利摘要】本发明名称为一种光学玻璃熔炉。属于光学玻璃制造【技术领域】。它主要是解决现有熔炉存在严重干扰实验数据准确性的问题。它的主要特征是：坩埚包括呈轴对称设置的A坩埚和B坩埚；A搅拌棒、B搅拌棒分别设置在与A坩埚、B坩埚配合的位置上，A搅拌棒、B搅拌棒的启动控制端并联；炉体底部设有由刻度盘、锁定销子、CCD、显示器、手动摇臂装置、电动旋转机构等构成的平台定位机构；刻度盘与可旋转炉底平台同轴，锁定销子设置在刻度盘上，可旋转炉底平台轴上设有锁孔；刻度盘圆周柱面按360度刻画标线及刻度数，CCD位于刻度盘的刻画线外侧。本发明特别适用于进行光学玻璃新产品的开发及光学玻璃产品性能比较实验。
【专利说明】光学玻璃熔炉及利用该熔炉进行玻璃性能对比的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于光学玻璃制造【技术领域】。具体涉及一种光学玻璃熔炉和利用该设备进 行玻璃性能对比的实验方法。
【背景技术】
[0002] 进行光学玻璃新牌号配方研发时，需要根据新品开发设定的主要指标进行配方设 计，选择各种合格的原材料按配方组成比例进行配制并充分混合形成所需配合料，将此配 合料投入到高温实验炉的坩埚内，设定各个熔炼阶段的熔制工艺温度，通过化料、澄清、均 化、成型等工艺过程进行熔解，制成内部品质优良的块状玻璃样品。通常情况下，该过程在 单一熔炉内单次进行，由于实际执行工艺温度与设定工艺温度的偏差及波动，操作人员熟 练程度不同对加料时间的控制也不同，此外人员间操作方式的差异等因素会造成实验条件 发生偏差，各种条件的偏差综合积累后，导致相同的配方、相同工艺下，熔制获得的玻璃样 品性能偏差会放大或波动，严重干扰了对实验数据准确性判断。
[0003] 同样，研究单一组分增减，对光学玻璃性能影响所进行的实验，传统的单一熔炉坩 埚内依次进行熔制，由于在非相同环境下进行的熔炼，存在多种干扰因素的影响，实验数据 不准确、偏差大。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的就是针对上述情况提出的一种适用于进行光学玻璃新产品开发及 光学玻璃产品性能比较实验的光学玻璃熔炉及利用该熔炉进行玻璃性能对比的方法。
[0005] 本发明光学玻璃熔炉的技术解决方案是：一种光学玻璃熔炉，包括带炉门的耐火 材料炉体，炉腔内呈圆柱形空腔，沿炉体内腔均匀分布的加热棒，位于炉底中央的可旋转炉 底平台，设置于可旋转炉底平台上的坩埚及搅拌棒，其特征在于：所述坩埚包括A坩埚和B 坩埚，A坩埚、B坩埚呈轴对称设置在可旋转炉底平台上；所述搅拌棒包括A搅拌棒和B搅 拌棒，A搅拌棒、B搅拌棒分别设置在与A坩埚、B坩埚配合的位置上，A搅拌棒、B搅拌棒的 启动控制端并联；在炉体底部设有由刻度盘、锁定销子、CCD、显示器、手动摇臂装置、电动旋 转机构等构成的平台定位机构；刻度盘与可旋转炉底平台同轴，锁定销子设置在刻度盘上， 可旋转炉底平台轴上设有与锁定销子配合的锁孔，通过锁定销子升降可锁定或解开刻度盘 的旋转，解开锁定销子后，可进行手动摇臂装置或电动装置操作转动可旋转平台；刻度盘圆 周柱面按360度刻画标线，并标注刻度数，C⑶位于刻度盘的刻画线外侧，用于读取刻度盘 旋转的角度位置，显示器可直观读取刻度盘旋转角度位置。
[0006] 本发明光学玻璃熔炉的技术解决方案中所述的可旋转炉底平台侧周边以外的炉 底上及可旋转炉底平台与炉底中央通孔壁之间设有耐高温陶瓷纤维毯。
[0007] 本发明光学玻璃熔炉的技术解决方案中所述的可旋转炉底平台底面与炉底之间 设有一组实心耐火材料球及配合的滚道。
[0008] 本发明利用光学玻璃熔炉进行玻璃性能对比的技术解决方案是：一种利用光学玻 璃熔炉进行玻璃性能对比的方法，其特征在于包括以下步骤： ⑴在同一光学玻璃配方中调整某一种或几种组分，形成与该光学玻璃配方有区别的试 验配方，按光学玻璃配方、试验配方获得光学玻璃配方配合料、试验配方配合料； ⑵采用一种光学玻璃熔炉，其包括带炉门的耐火材料炉体，炉腔内呈圆柱形空腔，沿炉 体内腔均匀分布有加热棒，炉底中央有可旋转炉底平台，A坩埚、B坩埚呈轴对称设置在可 旋转炉底平台上，A搅拌棒、B搅拌棒分别与A坩埚、B坩埚配合，A搅拌棒、B搅拌棒的启动 控制端并联，在炉体外设有手动平台定位机构； ⑶操作手动平台定位机构，将光学玻璃配方配合料、试验配方配合料分别投入A坩埚、 B坩埚，在相同的操作方法下进行熔化、澄清、均匀和成型工艺，获块状光学玻璃样品，供性 能测试。
[0009] 本发明利用光学玻璃熔炉进行玻璃性能对比的技术解决方案第⑴步骤中所述的 光学玻璃配方配合料、试验配方配合料投入坩埚前要造粒成丸状或片状，防止粉料飞扬引 起的成分损失。
[0010] 本发明可旋转平台的旋转角度可通过安装于炉体外部的旋转手柄实现手动控制 且角度位置正确读取，由外部读取位置可准确知悉熔炉内坩埚的位置，同时该旋转平台可 切换为自动旋转，实现低速旋转。放置于旋转平台上的A、B两个坩埚呈以旋转平台轴心为 轴对称分布。对应的搅拌棒为两支，单支搅拌棒的轴心与单个相祸的轴心相重合。且一支 搅拌棒与一个坩埚配合使用，不能混用。耐温陶瓷纤维毯覆盖于炉腔底部及填充于旋转平 台转轴与炉墙底之间的间隙，用于隔绝内外热量交换，保证熔炉内温场分布均匀。两支搅拌 棒由同一控制系统控制搅拌速率，两支搅拌棒形状一致且下沿安装高度相同。
[0011] 光学玻璃熔制过程中，熔炉的温度会产生波动，不同温度下，原料中易挥发成分的 挥发量不同，由于挥发不同，造成玻璃中组分发生变化，产品性能也随之发生变化。基于上 述原因，将A坩埚、B坩埚玻璃的熔制同时放入相同的熔炉，在相同的工艺下进行熔制，其组 分挥发会一致。通过该方法可减少工艺因素的影响。为了尽可能创造相同工艺环境，采用 本发明所示的熔炉装置熔制光学玻璃时，可旋转炉底平台必要时处于低速旋转状态，保证 两个坩埚熔制玻璃时工艺环境相同。可旋转炉底平台的角度位置与外部的位置标识一一对 应，可通过外部标识读取坩埚的位置，通过人工或自动操作可准确定位坩埚位置，当向A坩 埚加料时，操作转动可旋转炉底平台，将A坩埚转动至炉门位置，加入甲种光学玻璃粉料， 反向转动可旋转炉底平台，将B坩埚转动至炉门位置，加入乙种光学玻璃粉料，如此交替加 入两个坩埚内各自的光学玻璃粉料，完成加料过程。为保持炉内两坩埚内玻璃熔制环境相 同，在非加料及搅拌工艺时间段，可旋转炉底平台处于低速旋转状态。搅拌工艺时间段，转 动可旋转炉底平台，使A坩埚、B坩埚分别定位于A搅拌棒、B搅拌棒正下方并固定，确保搅 拌两个坩埚内的玻璃液能充分搅拌均匀。
[0012] 本发明能够制造相同工艺条件下获得的由配方调整引起的真实特性的光学玻璃 样品，特别适用于进行光学玻璃新产品的开发，及光学玻璃产品性能比较实验。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 图1是本发明光学玻璃熔炉的结构示意图。
[0014] 图2是平台定位机构示意图。
[0015] 图中：1.炉体；2.加热棒；3. A搅拌棒；4. A坩埚；5. B搅拌棒；6. B坩埚；7. 炉门；8.陶瓷纤维毯；9.实心耐火球；10.可旋转炉底平台；11.刻度盘；12.刻度线； 13. CXD ;14.手动摇臂装置；15.电动旋转机构；16.显示器；17.锁定销子；18.锁孔。
【具体实施方式】
[0016] 如图1所示。本发明光学玻璃熔炉结构包括耐火材料制成的、带炉门7的炉体1， 炉腔内呈圆柱形，沿炉体内腔均匀分布于有加热棒2,位于炉底中央的可旋转炉底平台10， 可旋转炉底平台10由耐高温的耐火材料制成，通过下部的轴与外界相通，通过外部配置的 机电控制系统实现低速旋转，以上结构与现有技术相同。A坩埚4、B坩埚6为光学玻璃熔制 的容器，呈轴对称分布，置于可旋转炉底平台10上。A搅拌棒3、B搅拌棒5分别设置在与 A坩埚4、B坩埚6配合的位置上，A搅拌棒3、B搅拌棒5的启动控制端并联，由同一电机及 控制系统驱动，可同时进行提升、下降，其旋转方向和转速同步，A搅拌棒3、B搅拌棒5形状 与结构完全一致。单支搅拌棒的轴心与单个坩埚的轴心相重合，且一支搅拌棒与一个坩埚 配合使用，不能混用。平台定位机构由刻度盘11、锁定销子17、(XD13、显示器16、手动摇臂 装置14、电动旋转机构15等构成，刻度盘11圆周柱面按360度刻画刻度线12,并标注刻度 数。刻度盘11与可旋转炉底平台同轴并固定，锁定销子17设置在刻度盘11上，可旋转炉 底平台轴上设有锁孔18,通过锁定销子17升降可锁定或解开刻度盘11的旋转。CCD13位 于刻度盘11的刻度线12外侧，用于读取刻度盘11旋转的角度位置，显示器16可直观读取 刻度盘11旋转角度位置。解开锁定销子17后，可进行手动摇臂装置14或电动装置操作转 动可旋转平台。通过手动摇臂装置14的外部手柄精确控制旋转角度，通过旋转角度的标识 来确认炉内A坩埚4、B坩埚6的位置。通过可旋转炉底平台10旋转，顺、逆时针90度至炉 门7位置，完成加料。可旋转炉底平台10底面与炉底之间设有配合的滚道，实心耐火材料 球9沿旋转轴心呈圆周的滚道凹槽内均匀分布，支承可旋转炉底平台10,减少可旋转炉底 平台10转动时的摩擦阻力，增加平台10的稳定性。可旋转炉底平台10侧周边以外的炉底 上及可旋转炉底平台10转轴与炉底中央通孔壁之间间隙设有耐高温陶瓷纤维毯8,用于隔 绝内外热量交换，保证熔炉内温场分布均匀。
[0017] 性能对比实验方法： 下面对本发明的性能对比实验方法进行说明。
[0018] 本发明的性能对比实验方法可适用于光学玻璃开发过程中配方组分确认及组分 调整对产品性能影响的研究。具体而言，在配方开发时可显著提高开发效率，快速确认成玻 璃范围。在产品性能研究时，可减少外部干扰因素影响，增加数据的可靠性。
[0019] 本发明具体的实验方法：将混合均匀后的两种配合料进行造粒(压制成小丸或片 状块料)，规定一定时间间隔一定加入重量，通过旋转炉底平台10将A坩埚4、B坩埚6交替 移动至加料炉门7位置，分别交替加入各自的A坩埚4、B坩埚6内，采用相同的熔制工艺， 同时在本发明的装置中进行光学玻璃熔炼，通过熔化、澄清、均化，分别获得所需的光学玻 璃制品对比样，经退火并取样，测定所需性能。
[0020] 根据实施例对本发明进行更详细的说明，但是本发明不限于这些实施例。
[0021] 实施例1 : 选取折射率为1. 62,阿贝数36的光学玻璃为对比实验对象，采用本发明所用设备及性 能对比实验方法，进行光学玻璃熔制实验。确认Fe2O3杂质含量对光学玻璃着色度的影响。 实验结果如下。
【权利要求】
1. 一种光学玻璃熔炉，包括带炉门的耐火材料炉体，炉腔内呈圆柱形空腔，沿炉体内腔 均匀分布的加热棒，位于炉底中央的可旋转炉底平台，设置于可旋转炉底平台上的坩埚及 搅拌棒，其特征在于：所述坩埚包括A坩埚和B坩埚，A坩埚、B坩埚呈轴对称设置在可旋转 炉底平台上；所述搅拌棒包括A搅拌棒和B搅拌棒，A搅拌棒、B搅拌棒分别设置在与A坩 埚、B坩埚配合的位置上，A搅拌棒、B搅拌棒的启动控制端并联；在炉体底部设有由刻度盘、 锁定销子、CCD、显示器、手动摇臂装置、电动旋转机构等构成的平台定位机构；刻度盘与可 旋转炉底平台同轴，锁定销子设置在刻度盘上，可旋转炉底平台轴上设有与锁定销子配合 的锁孔；刻度盘圆周柱面按360度刻画标线，并标注刻度数，CCD位于刻度盘的刻画线外侧。
2. 根据权利要求1所述的一种光学玻璃熔炉，其特征在于：所述的可旋转炉底平台侧 周边以外的炉底上及可旋转炉底平台与炉底中央通孔壁之间设有耐高温陶瓷纤维毯。
3. 根据权利要求1或2所述的一种光学玻璃熔炉，其特征在于：所述的可旋转炉底平 台底面与炉底之间设有一组实心耐火材料球及配合的滚道。
4. 一种利用权利要求1所述一种光学玻璃熔炉进行玻璃性能对比的方法，其特征在于 包括以下步骤： ⑴在同一光学玻璃配方中调整某一种或几种组分，形成与该光学玻璃配方有区别的试 验配方，按光学玻璃配方、试验配方获得光学玻璃配方配合料、试验配方配合料； ⑵采用一种光学玻璃熔炉，其包括带炉门的耐火材料炉体，炉腔内呈圆柱形，沿炉体内 腔均匀分布有加热棒，炉底中央有可旋转炉底平台，A坩埚、B坩埚呈轴对称设置在可旋转 炉底平台上，A搅拌棒、B搅拌棒分别与A坩埚、B坩埚配合，A搅拌棒、B搅拌棒的启动控制 端并联，在炉体外设有手动平台定位机构； ⑶操作手动平台定位机构，将光学玻璃配方配合料、试验配方配合料分别投入A坩埚、 B坩埚，在相同的操作方法下进行熔化、澄清、均匀和成型工艺，获块状光学玻璃样品，供性 能测试。
5. 根据权利要求4所述的利用学玻璃熔炉进行玻璃性能对比的方法，其特征在于所述 的第⑴步骤中所述的光学玻璃配方配合料、试验配方配合料投入坩埚前要造粒成丸状或片 状。
【文档编号】C03B5/08GK104445866SQ201410704258
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月28日 优先权日:2014年11月28日
【发明者】姜敬陆, 徐华峰, 徐光以, 王晓琳, 霍金龙 申请人:湖北新华光信息材料有限公司