本发明属于封接玻璃生产领域，具体涉及一种低温封接玻璃熔炼装置及低温封接玻璃的制备方法。
背景技术：
封接玻璃是把玻璃、陶瓷、金属及复合材料等相互间封接起来的中间层玻璃，其可分为低温封接玻璃和高温封接玻璃。低温封接玻璃是指熔点显著低于普通玻璃的封接玻璃，它广泛应用在真空技术和电子技术中，实现玻璃-玻璃、玻璃-金属、金属-金属等之间的封接。低温封接玻璃由于其良好耐热性、化学稳定性及较高的机械强度，广泛应用于电子浆料、电真空和微电子技术、能源、宇航、汽车等众多领域。
目前，用于熔炼低温封接玻璃的装置为单炉膛化料，在装置炉体的化料炉膛中设置有化料池，通过化料池进行化料。由于化料炉膛为一个单独的空间，炉膛对化料池内腔中各个部分的加热效果基本一致，在化料温度下，化料池内的玻璃液上表面温度往往较高，导致高温玻璃液中的氧化磷、氟化物等易挥发组分挥发严重，因而使得最终制得的低温封接玻璃粉批量的一致性较差。
技术实现要素：
本发明提供了一种低温封接玻璃熔炼装置，旨在解决现有装置在熔炼过程中导致高温玻璃液中的易挥发组分挥发严重的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：低温封接玻璃熔炼装置，包括炉体、加热元件和化料池，所述炉体内设有化料炉膛，所述化料池设置在化料炉膛中；所述化料炉膛中还设置有横隔墙，所述横隔墙将化料炉膛分隔为上化料炉膛和下化料炉膛，所述化料池内腔的上部和下部分别位于上化料炉膛和下化料炉膛中；所述上化料炉膛和下化料炉膛中均设置有加热元件，且工作时设置在上化料炉膛中的加热元件对化料池内腔的上部的加热温度低于设置在下化料炉膛中的加热元件对化料池内腔的下部的加热温度。
进一步的是，所述炉体上设置有加料斗，所述加料斗的出料端位于上化料炉膛中并与化料池的池口相对应。
进一步的是，该低温封接玻璃熔炼装置还包括连接管和均化池；所述炉体内还设有均化炉膛，所述化料炉膛和均化炉膛由设置在炉体内的竖隔墙分隔开，所述均化炉膛中设置有加热元件，所述均化池设置在均化炉膛中；所述连接管的两端分别与化料池上的出液口和均化池上的进液口相连。
进一步的是，所述均化池的内腔中设置有搅拌器。
进一步的是，所述炉体上还设置有第一保护气管和第二保护气管；所述第一保护气管的进气端位于上化料炉膛中，第一保护气管的出气端位于炉体外；所述第二保护气管的进气端位于均化炉膛中，第二保护气管的出气端位于炉体外。
进一步的是，所述下化料炉膛的底部设置有化料池底座，所述化料池底座支撑在化料池的底部；所述均化炉膛的底部设置有均化池底座，所述均化池底座支撑在均化池的底部。
进一步的是，所述上化料炉膛、下化料炉膛和均化炉膛中均设置有温度传感器。
进一步的是，该低温封接玻璃熔炼装置还包括滚压机构；所述均化池的出液口上设置有漏料管，所述漏料管的出料端竖直朝下并位于炉体外；所述滚压机构包括对称设置的第一辊轮和第二辊轮，所述第一辊轮和第二辊轮之间存在间隙，且该间隙位于漏料管的出料端的正下方。
本发明还提供了一种可减少玻璃液挥发的低温封接玻璃的制备方法，其包括采用任意一种上述的低温封接玻璃熔炼装置进行原料熔炼的步骤；
原料熔炼步骤中，将下化料炉膛中的加热元件对化料池内腔的下部的加热温度控制为玻璃化料温度，同时控制上化料炉膛中的加热元件对化料池内腔的上部的加热温度使其比下化料炉膛中的加热元件对化料池内腔的下部的加热温度低100～300℃。
进一步的是，原料熔炼步骤中，玻璃原料按15～25kg/h的加料速率投到化料池中，将下化料炉膛中的加热元件对化料池内腔的下部的加热温度控制在600℃～1100℃。
本发明的有益效果是：通过设置横隔墙将化料炉膛分隔为上化料炉膛和下化料炉膛，并通过上化料炉膛和下化料炉膛分别对化料池内腔的上部和下部进行加热，下化料炉膛采用玻璃化料温度加热使玻璃原料充分熔融成玻璃液，上化料炉膛采用较低的温度对玻璃原料预热、初熔，实现通过化料池内腔上部的低温原料及其初熔物将化料池内腔下部的高温玻璃液完全覆盖，有效抑制了化料池内腔下部的高温玻璃液中的易挥发组分挥发。
附图说明
图1是本发明中低温封接玻璃熔炼装置的实施结构示意图；
图中标记为：炉体100、横隔墙101、加料斗102、第一保护气管103、化料池底座104、竖隔墙105、第二保护气管106、均化池底座107、上化料炉膛111、下化料炉膛112、均化炉膛120、加热元件200、化料池300、连接管400、均化池500、漏料管510、搅拌器600、滚压机构700、第一辊轮710、第二辊轮720、温度传感器800。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1所示，低温封接玻璃熔炼装置，包括炉体100、加热元件200和化料池300，炉体100内设有化料炉膛，化料池300设置在化料炉膛中；化料炉膛中还设置有横隔墙101，横隔墙101将化料炉膛分隔为上化料炉膛111和下化料炉膛112，化料池300内腔的上部和下部分别位于上化料炉膛111和下化料炉膛112中；上化料炉膛111和下化料炉膛112中均设置有加热元件200，且工作时设置在上化料炉膛111中的加热元件200对化料池300内腔的上部的加热温度低于设置在下化料炉膛112中的加热元件200对化料池300内腔的下部的加热温度。
其中，炉体100为该熔炼装置的主体，其一般包括钢架、设置在钢架内的保温砖和砌筑保温砖所用的耐火材料；炉体100上通常设置有用于向化料池300中进行投料的加料斗102，加料斗102的出料端位于上化料炉膛111中并与化料池300的池口相对应。横隔墙101用于将化料炉膛分隔为上、下两个部分，以进行不同温度的加热；通常横隔墙101与化料炉膛的底部平行设置，当然其也可相对于化料炉膛的底部倾斜设置；横隔墙101通常采用隔热材料制作，其可以是与炉体100一体的一体式结构，也可以是与炉体100密封连接的独立结构；横隔墙101的中央部位设有可供化料池300穿过的安装孔，通常横隔墙101与化料池300之间通过耐火材料密封。加热元件200是用以加热化料炉膛的部件，优选采用硅碳棒或加热电阻作为本装置的加热元件200；通常在上化料炉膛111和下化料炉膛112内均匀布置多个加热元件200进行充分加热。化料池300用以化料，其通常由石英或陶瓷制成；优选的，化料池300的内腔为圆柱形，且该内腔的高度与其直径比值大于1.2。
使用该低温封接玻璃熔炼装置进行熔炼的过程，玻璃原料由加料斗102投入到化料池300中，下化料炉膛112采用原料的玻璃化料温度进行加热使玻璃原料充分熔融成玻璃液，上化料炉膛111采用较低的温度对玻璃原料预热、初熔，实现了化料池300内腔上部的低温原料及其初熔物将化料池300内腔下部的高温玻璃液完全覆盖，有效抑制了化料池内腔下部的高温玻璃液中的易挥发组分挥发，最终制得的低温封接玻璃粉批量的一致性较好。
为了使得充分熔融的玻璃液均化，再如图1所示，该低温封接玻璃熔炼装置还包括连接管400和均化池500；炉体100内还设有均化炉膛120，化料炉膛和均化炉膛120由设置在炉体100内的竖隔墙105分隔开，均化炉膛120中设置有加热元件200，均化池500设置在均化炉膛120中；连接管400的两端分别与化料池300上的出液口和均化池500上的进液口相连。竖隔墙105通常采用隔热材料制作，其可以是与炉体100一体的一体式结构，也可以是与炉体100密封连接的独立结构。通常在均化炉膛120中均匀分布设置有多个加热元件200。
在上述基础上，为了提高均化的效果，在均化池500的内腔中设置有搅拌器600。搅拌器600一般包括搅拌电机、搅拌轴和搅拌桨；搅拌电机设置在炉体100上，搅拌轴与搅拌电机相连并伸入至均化池500的内腔中，搅拌桨设置在搅拌轴位于均化池500内腔中的轴段上。通过搅拌器600搅拌，可以加速传质过程，强制玻璃液对流，使玻璃液充分均化，从而改善玻璃品质。
为了避免挥发的玻璃液组分使得化料炉膛和均化炉膛120内的压力过大，在炉体100上还设置有第一保护气管103和第二保护气管106；第一保护气管103的进气端位于上化料炉膛111中，第一保护气管103的出气端位于炉体100外；第二保护气管106的进气端位于均化炉膛120中，第二保护气管106的出气端位于炉体100外。第一保护气管103和第二保护气管106分别使化料炉膛和均化炉膛120与外界空气连通，用以排压。
具体的，再如图1所示，下化料炉膛112的底部设置有化料池底座104，化料池底座104支撑在化料池300的底部；均化炉膛120的底部设置有均化池底座107，均化池底座107支撑在均化池500的底部。
作为本发明的一种优选方案，再如图1所示，上化料炉膛111、下化料炉膛112和均化炉膛120中均设置有温度传感器800。温度传感器800用于实时监测各炉膛内的温度变化，优选采用热电偶作为温度传感器800；该低温封接玻璃熔炼装置通常还包括控制器，各加热元件200和各温度传感器800分别与控制器电连接，各温度传感器800实时监测上化料炉膛111、下化料炉膛112和均化炉膛120内的加热温度并反馈给控制器，控制器根据反馈温度与预设温度进行比对，若差异超过调控范围则控制器分别控制设置在上化料炉膛111、下化料炉膛112和均化炉膛120中的加热元件200输出功率增大或减小，以控制各炉膛中的加热温度。
为了提高生产效率，该低温封接玻璃熔炼装置还包括滚压机构700；均化池500的出液口上设置有漏料管510，漏料管510的出料端竖直朝下并位于炉体100外；滚压机构700包括对称设置的第一辊轮710和第二辊轮720，第一辊轮710和第二辊轮720之间存在间隙，且该间隙位于漏料管510的出料端的正下方。滚压机构700可将漏料管510输出的玻璃滚压呈薄玻璃碎片，以便玻璃快速冷却和后续的研磨。滚压机构700还对漏料管510输出的玻璃具有牵引作用。
低温封接玻璃的制备方法，该方法包括采用任意一种上述的低温封接玻璃熔炼装置进行原料熔炼的步骤；具体为，将混合均匀的玻璃原料按15～25kg/h的加料速率投到化料池300中，将化料池300内腔的上部覆盖，经上化料炉膛111低温预热、初熔后，流至化料池300内腔的下部，被下化料炉膛112的加热高温充分熔融成玻璃液；化料池300底部的玻璃液经连接管400流至均化池500通过搅拌器600均化后，由漏料管510排出；
接着，漏料管510排出的玻璃经滚压机构700的第一辊轮710和第二辊轮720滚压呈薄玻璃碎片；
最后，玻璃碎片经球磨机研磨制得低温封接玻璃粉；
原料熔炼步骤中，将下化料炉膛112中的加热元件200对化料池300内腔的下部的加热温度控制为玻璃化料温度(根据玻璃组分不同，化料温度不同)，同时控制上化料炉膛111中的加热元件200对化料池300内腔的上部的加热温度使其比下化料炉膛112中的加热元件200对化料池300内腔的下部的加热温度低100～300℃。
优选的，将下化料炉膛112中的加热元件200对化料池300内腔的下部的加热温度控制在600℃～1100℃，为玻璃粘度10帕·秒时的温度。通常，将均化炉膛120中的加热元件200对均化池500内腔的加热温度控制为玻璃搅拌均化温度，为封接玻璃粘度4～20帕·秒时的温度。