本发明属于玻璃材料领域，具体涉及一种超大口径高温集热管专用玻璃及用其制备玻璃管的方法。
背景技术：
大口径高温集热管是槽式光热发电技术中的关键核心器件，其性能将决定光热转换效率。其构造为内管是不锈钢管，不锈钢管两端连接有金属膨胀节，膨胀节材质多为钨、钼、可伐合金材料，金属管外表面需要镀高吸收低发射膜，加强内管的能量吸收作用；外管为透明玻璃管材料，要求其光谱透率好，化学稳定性和抗曝晒性好。将集热管不锈钢内管与玻璃外管通过金属膨胀节连接在一起，使之内外管之间形成真空，可有效阻绝了吸收在内管介质中的热量外溢，因此要求金属管与玻璃管之间具有较好的气密性。
传统玻璃材料为了追求优良的熔化澄清效果，大量使用氧化砷、氧化锑、氧化铈，会导致抗曝晒性能差，容易产生黄变，影响透光率，如果用于集热管，将导致热量收集能力的下降；同时氧化砷、氧化锑也是欧盟明令限制使用的成份，其不符合环保要求。集热管用玻璃管一般都需要进行热加工封接工艺，首先，含有氧化砷、氧化锑的玻璃管因火焰的还原气氛会导致表面发黑；其次使用硫酸盐作为澄清剂的玻璃内由于残留的SO3会生成小气泡，甚至更大，将导致玻璃封接处的机械强度及性能变差，如果使用氟化物作为澄清剂，会对窑炉耐火材料产生较大的侵蚀，并且澄清效率较低，同时对环境产生污染；再者，槽式光热发电用集热器是长期在自然环境下使用，要求其化学稳定性极佳，应避免其玻璃表面产生风化现象，以防对太阳光谱透过率的影响。
因此，超大口径高温集热管所使用的玻璃至少应具备优异的封接性、高防曝晒性、高机械强度和高化学稳定性。
技术实现要素：
本发明的第一目的在于提供一种超大口径高温集热管（直径100~350mm）专用玻璃；本发明的第二目的在于提供一种制备高温集热管用玻璃管的方法。该超大口径高温集热管专用玻璃封接性好、防曝晒性强、机械强度高、化学稳定性高。
本发明的上述目的是通过下面的技术方案得以实现的：
一种高温集热管专用玻璃，通过如下重量份的原料制备而成：石英砂，30~60份；硼砂，10~30份；硼酸，5~10份；氢氧化铝，1~8份；硝酸钾，1~8份；碳酸钾，1~8份；氧化铈，0.5~5份；氧化铍，1~3份；氧化镁，0.6~0.8份；碎玻璃，10~20份；氧化钙和氧化锡共7~9份，所述氧化钙和氧化锡的重量份之比为6~8:1。
进一步地，所述的高温集热管专用玻璃通过如下重量份的原料制备而成：石英砂，45份；硼砂，20份；硼酸，7.5份；氢氧化铝，4.5份；硝酸钾，4.5份；碳酸钾，4.5份；氧化铈，2.5份；氧化铍，2份；氧化镁，0.7份；碎玻璃，15份；氧化钙和氧化锡共8份，所述氧化钙和氧化锡的重量份之比为7:1。
进一步地，所述的高温集热管专用玻璃通过如下重量份的原料制备而成：石英砂，30份；硼砂，10份；硼酸，5份；氢氧化铝，1份；硝酸钾，1份；碳酸钾，1份；氧化铈，0.5份；氧化铍，1份；氧化镁，0.6份；碎玻璃，10份；氧化钙和氧化锡共7份，所述氧化钙和氧化锡的重量份之比为6:1。
进一步地，所述的高温集热管专用玻璃通过如下重量份的原料制备而成：石英砂，60份；硼砂，30份；硼酸，10份；氢氧化铝，8份；硝酸钾，8份；碳酸钾，8份；氧化铈，5份；氧化铍，3份；氧化镁，0.8份；碎玻璃，20份；氧化钙和氧化锡共9份，所述氧化钙和氧化锡的重量份之比为8:1。
一种利用上述高温集热管专用玻璃制备玻璃管的方法，包括如下所述的制备步骤：
步骤S1，原料配制：将各原料混合均匀得到配合料，输送至玻璃熔制工序的熔炉前；
步骤S2，玻璃熔制：将配制好的配合料加入玻璃熔炉，用全电熔的方法将玻璃液加热，完成玻璃的熔化、澄清、均化，再通过流液洞、上升道、料道，将玻璃液冷却流入料碗；
步骤S3，玻璃管成型：料碗玻璃液通过端头后，由牵引机拉制成高温集热管用的玻璃管；
步骤S4，精切圆口：将拉制成型的玻璃管按设计的规格要求，采用玻璃管切割装置进行切割后，再输送到专用圆口机上烧圆；
步骤S5，检验包装：产品经退火炉退火，检验合格后包装入库。
优选地，步骤S2具体为：将配制好的配合料加入玻璃熔炉，用全电熔的方法，将玻璃液加热到1400~1600℃，完成玻璃的熔化、澄清、均化，再通过流液洞、上升道、料道，将玻璃液冷却至1200~1300℃后，流入料碗。
优选地，步骤S3具体为：料碗玻璃液通过端头后，由垂直牵引机拉制成Φ100~350mm的高温集热管用玻璃管。
本发明的优点：
本发明提供的超大口径高温集热管专用玻璃封接性好、防曝晒性强、机械强度高、化学稳定性高，适合用于制备优质高能效的高温集热管用玻璃管，有助于提高光热转换效率。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明保护范围。尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
本发明的碎玻璃可以使用玻璃管制备过程产生的残次品制成，将残次品粉碎即可。
实施例1：高温集热管专用玻璃及玻璃管的制备
原料重量份比：
石英砂，45份；硼砂，20份；硼酸，7.5份；氢氧化铝，4.5份；硝酸钾，4.5份；碳酸钾，4.5份；氧化铈，2.5份；氧化铍，2份；氧化镁，0.7份；碎玻璃，15份；氧化钙和氧化锡共8份，所述氧化钙和氧化锡的重量份之比为7:1。
制备方法：
步骤S1，原料配制：将各原料混合均匀得到配合料，输送至玻璃熔制工序的熔炉前；
步骤S2，玻璃熔制：将配制好的配合料加入玻璃熔炉，用全电熔的方法，将玻璃液加热到1400~1600℃，完成玻璃的熔化、澄清、均化，再通过流液洞、上升道、料道，将玻璃液冷却至1200~1300℃后，流入料碗；
步骤S3，玻璃管成型：料碗玻璃液通过端头后，由垂直牵引机拉制成Φ100~350mm的高温集热管用玻璃管；
步骤S4，精切圆口：将拉制成型的玻璃管按设计的规格要求，采用玻璃管切割装置进行切割后，再输送到专用圆口机上烧圆；
步骤S5，检验包装：产品经退火炉退火，检验合格后包装入库。
实施例2：高温集热管专用玻璃及玻璃管的制备
原料重量份比：
石英砂，30份；硼砂，10份；硼酸，5份；氢氧化铝，1份；硝酸钾，1份；碳酸钾，1份；氧化铈，0.5份；氧化铍，1份；氧化镁，0.6份；碎玻璃，10份；氧化钙和氧化锡共7份，所述氧化钙和氧化锡的重量份之比为6:1。
制备方法：
步骤S1，原料配制：将各原料混合均匀得到配合料，输送至玻璃熔制工序的熔炉前；
步骤S2，玻璃熔制：将配制好的配合料加入玻璃熔炉，用全电熔的方法，将玻璃液加热到1400~1600℃，完成玻璃的熔化、澄清、均化，再通过流液洞、上升道、料道，将玻璃液冷却至1200~1300℃后，流入料碗；
步骤S3，玻璃管成型：料碗玻璃液通过端头后，由垂直牵引机拉制成Φ100~350mm的高温集热管用玻璃管；
步骤S4，精切圆口：将拉制成型的玻璃管按设计的规格要求，采用玻璃管切割装置进行切割后，再输送到专用圆口机上烧圆；
步骤S5，检验包装：产品经退火炉退火，检验合格后包装入库。
实施例3：高温集热管专用玻璃及玻璃管的制备
原料重量份比：
石英砂，60份；硼砂，30份；硼酸，10份；氢氧化铝，8份；硝酸钾，8份；碳酸钾，8份；氧化铈，5份；氧化铍，3份；氧化镁，0.8份；碎玻璃，20份；氧化钙和氧化锡共9份，所述氧化钙和氧化锡的重量份之比为8:1。
制备方法：
步骤S1，原料配制：将各原料混合均匀得到配合料，输送至玻璃熔制工序的熔炉前；
步骤S2，玻璃熔制：将配制好的配合料加入玻璃熔炉，用全电熔的方法，将玻璃液加热到1400~1600℃，完成玻璃的熔化、澄清、均化，再通过流液洞、上升道、料道，将玻璃液冷却至1200~1300℃后，流入料碗；
步骤S3，玻璃管成型：料碗玻璃液通过端头后，由垂直牵引机拉制成Φ100~350mm的高温集热管用玻璃管；
步骤S4，精切圆口：将拉制成型的玻璃管按设计的规格要求，采用玻璃管切割装置进行切割后，再输送到专用圆口机上烧圆；
步骤S5，检验包装：产品经退火炉退火，检验合格后包装入库。
实施例4：高温集热管专用玻璃及玻璃管的制备
原料重量份比：
石英砂，45份；硼砂，20份；硼酸，7.5份；氢氧化铝，4.5份；硝酸钾，4.5份；碳酸钾，4.5份；氧化铈，2.5份；氧化铍，2份；氧化镁，0.7份；碎玻璃，15份；氧化钙和氧化锡共8份，所述氧化钙和氧化锡的重量份之比为6:1。
制备方法：
步骤S1，原料配制：将各原料混合均匀得到配合料，输送至玻璃熔制工序的熔炉前；
步骤S2，玻璃熔制：将配制好的配合料加入玻璃熔炉，用全电熔的方法，将玻璃液加热到1400~1600℃，完成玻璃的熔化、澄清、均化，再通过流液洞、上升道、料道，将玻璃液冷却至1200~1300℃后，流入料碗；
步骤S3，玻璃管成型：料碗玻璃液通过端头后，由垂直牵引机拉制成Φ100~350mm的高温集热管用玻璃管；
步骤S4，精切圆口：将拉制成型的玻璃管按设计的规格要求，采用玻璃管切割装置进行切割后，再输送到专用圆口机上烧圆；
步骤S5，检验包装：产品经退火炉退火，检验合格后包装入库。
实施例5：高温集热管专用玻璃及玻璃管的制备
原料重量份比：
石英砂，45份；硼砂，20份；硼酸，7.5份；氢氧化铝，4.5份；硝酸钾，4.5份；碳酸钾，4.5份；氧化铈，2.5份；氧化铍，2份；氧化镁，0.7份；碎玻璃，15份；氧化钙和氧化锡共8份，所述氧化钙和氧化锡的重量份之比为8:1。
制备方法：
步骤S1，原料配制：将各原料混合均匀得到配合料，输送至玻璃熔制工序的熔炉前；
步骤S2，玻璃熔制：将配制好的配合料加入玻璃熔炉，用全电熔的方法，将玻璃液加热到1400~1600℃，完成玻璃的熔化、澄清、均化，再通过流液洞、上升道、料道，将玻璃液冷却至1200~1300℃后，流入料碗；
步骤S3，玻璃管成型：料碗玻璃液通过端头后，由垂直牵引机拉制成Φ100~350mm的高温集热管用玻璃管；
步骤S4，精切圆口：将拉制成型的玻璃管按设计的规格要求，采用玻璃管切割装置进行切割后，再输送到专用圆口机上烧圆；
步骤S5，检验包装：产品经退火炉退火，检验合格后包装入库。
实施例6：对比实施例
原料重量份比：
石英砂，45份；硼砂，20份；硼酸，7.5份；氢氧化铝，4.5份；硝酸钾，4.5份；碳酸钾，4.5份；氧化铈，2.5份；氧化铍，2份；氧化镁，0.7份；碎玻璃，15份；氧化钙和氧化锡共8份，所述氧化钙和氧化锡的重量份之比为5:1。
制备方法：
步骤S1，原料配制：将各原料混合均匀得到配合料，输送至玻璃熔制工序的熔炉前；
步骤S2，玻璃熔制：将配制好的配合料加入玻璃熔炉，用全电熔的方法，将玻璃液加热到1400~1600℃，完成玻璃的熔化、澄清、均化，再通过流液洞、上升道、料道，将玻璃液冷却至1200~1300℃后，流入料碗；
步骤S3，玻璃管成型：料碗玻璃液通过端头后，由垂直牵引机拉制成Φ100~350mm的高温集热管用玻璃管；
步骤S4，精切圆口：将拉制成型的玻璃管按设计的规格要求，采用玻璃管切割装置进行切割后，再输送到专用圆口机上烧圆；
步骤S5，检验包装：产品经退火炉退火，检验合格后包装入库。
实施例7：对比实施例
原料重量份比：
石英砂，45份；硼砂，20份；硼酸，7.5份；氢氧化铝，4.5份；硝酸钾，4.5份；碳酸钾，4.5份；氧化铈，2.5份；氧化铍，2份；氧化镁，0.7份；碎玻璃，15份；氧化钙和氧化锡共8份，所述氧化钙和氧化锡的重量份之比为9:1。
制备方法：
步骤S1，原料配制：将各原料混合均匀得到配合料，输送至玻璃熔制工序的熔炉前；
步骤S2，玻璃熔制：将配制好的配合料加入玻璃熔炉，用全电熔的方法，将玻璃液加热到1400~1600℃，完成玻璃的熔化、澄清、均化，再通过流液洞、上升道、料道，将玻璃液冷却至1200~1300℃后，流入料碗；
步骤S3，玻璃管成型：料碗玻璃液通过端头后，由垂直牵引机拉制成Φ100~350mm的高温集热管用玻璃管；
步骤S4，精切圆口：将拉制成型的玻璃管按设计的规格要求，采用玻璃管切割装置进行切割后，再输送到专用圆口机上烧圆；
步骤S5，检验包装：产品经退火炉退火，检验合格后包装入库。
实施例8：效果实施例
分别测试实施例1~7高温集热管专用玻璃的封接性、防曝晒性、机械强度和化学稳定性。
封接性能评价：润湿角测量是将玻璃研磨成粉末压制Φ4×6mm柱放于金属材料（钨、钼、可伐合金等）上进行加热过程，在烧结过程中观察和度量润湿角度，用于评价玻璃与金属的封接性能，若润湿角度小于21°，则表明润湿性能优良。
防曝晒性评价：制作1mm厚度玻璃双面镜面抛光，紫外线照射前，测试光谱透光率为80％时的波长，然后放置于功率40W，主波长254nm紫外灯的正下方200mm处，照射120min，然后在测试前的波长位置再次测量其透过率，ΔT越小，即玻璃抗曝晒性越好。
机械强度评价：机械强度主要以考察玻璃的抗折强度来评价其抗受自然环境的外界冲击的影响，抗折强度大证明其韧性较好，不易破损。抗折强度评价参考GB/T3810.3-2006标准，玻璃样品制备断面尺寸大于10×10mm，样品长度大于80mm，样品需要严格退火，去除应力，玻璃表面不予任何加工。
结果实施例1~7制备的高温集热管专用玻璃均具有良好的防曝晒性、机械强度和化学稳定性，但是，实施例6、7的封接性能相对较差，各实施例润湿角度如下：
实施例1，15°；实施例2，18°；实施例3，17°；实施例4，18°；实施例5，17°；实施例6，24°；实施例7，25°。
结果表明，本发明提供的超大口径高温集热管专用玻璃封接性好、防曝晒性强、机械强度高、化学稳定性高，适合用于制备优质的高温集热管用玻璃管，有助于提高光热转换效率。
上述实施例的作用在于说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明的保护范围。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和保护范围。