专利名称：垂直冷顶熔制硼硅浮法玻璃双拼式全电熔窑的制作方法
技术领域：
本实用新型属玻璃制品和其它无机材料的高温电熔技术领域，具体涉及一种垂直冷顶熔制硼硅浮法玻璃双拼式全电熔窑。
背景技术：
全电熔玻璃熔制技术具有熔制技术具有如下超越传统火焰玻璃熔窑的许多优点1、环境友好，没有烟尘污染；2、能源使用效率高；3、自动化水平高；4、冷顶熔化，降低配合料组分的挥发，如硼硅酸盐玻璃配合料中的硼酸和硼砂的挥发；5、熔制温度高，可以轻松熔制难熔玻璃，如硼硅酸盐玻璃。与传统火焰玻璃熔窑相比，全电熔窑的不足之处在于1、熔窑规模小，不能适应大规模生产；2、一次性投资较大；3、受制约于供电环境和供电价格。因而，对于大型全电熔窑，比较适合建在有丰富廉价水电资源(偏远的水电站)或丰富廉价煤电资源(偏远的坑口电站)附近。
硼硅酸盐玻璃是一种性能极其优良的玻璃，具有很好的机械强度，耐化学侵蚀能力好，热膨胀系数低，耐急热急冷性能好，软化温度高，适合在600度以上的温度的蚀刻、物理化学反应等等材料的深加工处理。因而，硼硅酸盐玻璃在高技术领域正在获得越来越广泛的应用如精密仪器基板，平面显示器基板，薄膜光伏电池基板，生物芯片基板，化工过程装置，单片防火玻璃等等。使用传统的火焰熔窑，由于挥发严重，熔制温度低，很难适应硼硅酸盐玻璃的熔制工艺。至今还只有用小型全电熔玻璃窑生产的压制和拉管的产品。近几年，世界已经诞生了唯一的一条浮法工艺制作硼硅酸盐平板玻璃生产线，我国目前在这方面还是空白。
利用全电熔技术熔制浮法工艺所需要的硼酸硅酸盐玻璃，可以得到必须的高熔制温度，冷顶熔制工艺又可以极大降低硼挥发。在中小型全电熔窑熔制硼硅酸盐玻璃方面，我国在近十年的太阳能热水器硼硅玻璃管制造中已经获得了很丰富的经验。问题是，利用浮法工艺生产硼硅酸盐平板玻璃必须有一定的规模，才能成型出有市场价值的板宽和厚度，而目前比较成熟的垂直冷顶熔化工艺全电熔玻璃窑的规模对于浮法成型工艺就显得太小了。如果简单地扩大熔制面积和体积，电极热区与中部冷区之间的温差变大，温差对流很大，玻璃液停留时间缩短，无法实现合理的熔制工艺。
发明内容
本实用新型的目的在于提出一种垂直冷顶熔制硼硅浮法玻璃双拼式全电熔窑，以较小的优化的熔窑单体，经过双拼获得双倍的玻璃液供料量。
本实用新型提出的垂直冷顶熔制硼硅浮法玻璃双拼式全电熔窑，由两个相同玻璃熔窑、一个上升道和一个供料道组成(其结构如图1所示)，玻璃熔窑由炉盖9、熔窑壁19、熔窑底座围成，呈柱形，其横截面为长短边间隔排列的六角形，内部包括熔化区13和澄清区14，玻璃熔窑长边一侧的熔窑壁19上部开有进料口12；其中，澄清区底座20固定于熔窑底座内侧，澄清区池壁7固定于熔窑壁19内侧；熔化区13位于澄清区14的上方，熔化区池壁8固定于熔窑壁19内侧；澄清区池壁7一侧的下部设有流液洞15，流液洞15位于玻璃熔窑的熔窑壁19短边处；两个玻璃熔窑的流液洞15分别连接上升道16的一端进料口，上升道16的另一端连接供料道17，两个玻璃熔窑之间的夹角为150度，玻璃熔窑与供料道中心断面夹角为105度；供料道17的上方设有硅碳棒加热装置18，以控制料道温度；与熔化区13相连的熔窑壁19的每个长边处设有7-8根主电极11，主电极11的一端位于熔化区13内，另一端连接供电部件；与澄清区14相连的熔窑壁19的每个长边处设有4根辅助电极21，辅助电极21的一端位于澄清区14内，另一端连接供电部件。
本实用新型中，每个玻璃熔窑的进料口12与流液洞15垂直平面之间的夹角为150度。
本实用新型中，位于熔化区13的主电极11可以在垂直方向方向采用分层排列，一般分为2-3层，每层之间的间距大于400mm即可，主电极11伸入熔化区长度为400-500mm。
本实用新型中，熔化区池壁8采用熔铸锆刚玉耐火材料砖。
本实用新型中，澄清区池壁7采用熔铸锆刚玉耐火材料砖。
本实用新型采用两个熔制工艺合理的全电熔玻璃窑，通过流液洞拼接到共用的一个上升道和共用的一个供料道，可以达到提供日产36吨的玻璃液熔化能力，满足浮法成型工艺最基本板宽和板厚的需要。
本实用新型的工作过程如下玻璃配合料从投料口进入熔化区13，由于熔化区13下部玻璃液的温度高，当电力通过电极送到玻璃液时，玻璃液因导电使其自身发热，熔化投入的玻璃配合料，玻璃配合料熔化呈玻璃液，玻璃液经澄清后，进入流液洞15，在上升道16处，两个玻璃熔窑的玻璃液汇合，玻璃混合液流过上升道16，到达供料道17，以供给成型设备使用。
本实用新型特别适合熔制用于浮法工艺生产的硼硅酸盐平板玻璃，1、使用冷顶电熔工艺，配合料层温度低，限制了硼酸和硼砂的挥发；2、玻璃全电熔工艺的熔制温度高，适合熔制难熔的硼硅酸盐玻璃。3、采用双拼式结构，在结构部置上，没有操作空间的冲突，双倍增加的化料量可以满足采用浮法工艺生产硼硅酸盐平板玻璃基本规模的需要。
图1为本实用新型的结构图示。
图2为图1中A-D、D-B断面的纵剖面图。
图中标号1为混凝土柱墩，2为钢结构大梁，3为钢结构次梁，4为池壁钢结构围柱，5为普通耐火粘土砖层，6为耐火粘土浇注大砖，7为澄清池池壁，8为熔化池池壁，9为炉盖，10为供料道封闭式#33AZS盖板砖，11为主电极，12为进料口，13为熔化区，14为澄清区，15为流液洞，16为上升道，17为供料道，18为料道加热硅碳棒，19为熔窑壁，20为澄清区底座，21为辅助钼电极。
具体实施方式
下面通过实施例进一步描述本实用新型。
实施例1，以日熔化36吨玻璃液以例，将下列各部件按图1和图2所示方式连接，本领域技术人员均能顺利实施。
两个玻璃熔窑的面积横截面面积为9平方米，呈非对称六边形，玻璃熔窑的总高度为2.8米流液洞的横断面面积为0.12平方米，上升道横断面面积为0.18平方米。两个玻璃熔窑之间的夹角为150度，这样就为上升道一侧留出了操作空间。
单个玻璃熔窑的结构如图2所示，熔窑底座从下至上依次由钢结构大梁2、钢结构次梁3、普通耐火粘土砖层5、粘土浇筑耐火大砖层6组成，即混凝土柱子1上放置钢结构大梁2，大梁2上放置次梁3，次梁3上可以铺薄钢板，薄钢板上砌筑400-500mm粘土耐火砖层5(可以嵌入保温砖)；再砌筑300mm的粘土浇筑耐火大砖6，粘土大砖上做一层5mm左右的AZS捣打料，捣打料上铺底砖作为澄清池底座20，澄清池的池壁可以采用350mm厚的#33AZS池壁砖，熔化池池壁采用250mm厚的#41AZS池壁砖，熔窑壁19采用保温砖，玻璃熔窑的上方的炉盖9呈碹状结构，可以采用用普通粘土耐火材料砌筑而成。最后采用钢柱4在所有池壁周围做加固。按照图1所示的方式，将两个玻璃熔窑以150度角度通过流液洞15在共用上升道16处拼接，使用同一个供料道17向浮法成型设备输送玻璃液。供料道17采用封闭式料道，盖板砖10上方有硅炭棒加热装置18，以控制料道温度。在六角形长短边中的每个长边部分布置7-8根Moφ60-70×1200主电极，4根Moφ55-60×900辅助电极。主电极布置在熔化区13，辅助电极布置在澄清区14。
将本实用新型安装于工业厂房中。具体实施过程如下1、按照上述步骤把玻璃窑建造成功；2、用煤气点火烤窑5-10天，把温度升到900度以上；3、用轻柴油油枪加热1-2天，把炉温提高到1200度左右；4、在炉内加入碎玻璃，同时用油枪熔融碎玻璃；5、在碎玻璃熔融体中插入电极11和21；6、在电极上供电，用电力熔化玻璃；7、所有电极安装好后，可以正常生产投入配合料；8、配合料在电力的熔化下，经过熔化区13，澄清区14，进入流液洞15和上升道16，通过供料道17，进入成型设备。
权利要求1.一种垂直冷顶熔制硼硅浮法玻璃双拼式全电熔窑，由两个相同玻璃熔窑、一个上升道和一个供料道组成，玻璃熔窑由炉盖(9)、熔窑壁(19)、熔窑底座围成，呈柱形，其横截面为长短边间隔排列的六角形，内部包括熔化区(13)和澄清区(14)，玻璃熔窑长边一侧的熔窑壁(19)上部开有进料口(12)；其特征在于，澄清区底座(20)固定于熔窑底座内侧，澄清区池壁(7)固定于熔窑壁(19)内侧；熔化区(13)位于澄清区(14)的上方，熔化区池壁(8)固定于熔窑壁(19)内侧；澄清区池壁(7)一侧的下部设有流液洞(15)，流液洞(15)位于玻璃熔窑的熔窑壁(19)短边处；两个玻璃熔窑的流液洞(15)分别连接上升道(16)的一端进料口，上升道(16)的另一端连接供料道(17)，两个玻璃熔窑之间的夹角为150度，玻璃熔窑与供料道中心断面夹角为105度；供料道(17)的上方设有硅碳棒加热装置(18)；与熔化区(13)相连的熔窑壁(19)的每个长边处设有7-8根主电极(11)，主电极(11)的一端位于熔化区(13)内，另一端连接供电部件；与澄清区(14)相连的熔窑壁(19)的每个长边处设有4根辅助电极(21)，辅助电极(21)的一端位于澄清区(14)内，另一端连接供电部件。
2.根据权利要求1所述的垂直冷顶熔制硼硅浮法玻璃双拼式全电熔窑，其特征在于每个玻璃熔窑的进料口(12)与流液洞(15)垂直平面之间的夹角为150度。
3.根据权利要求1所述的垂直冷顶熔制硼硅浮法玻璃双拼式全电熔窑，其特征在于位于熔化区(13)的主电极(11)在垂直方向方向采用分层排列，分为2-3层，每层之间的间距大于400mm，主电极(11)伸入熔化区长度为400-500mm。
4.根据权利要求1所述的垂直冷顶熔制硼硅浮法玻璃双拼式全电熔窑，其特征在于熔化区池壁(8)采用熔铸锆刚玉耐火材料砖。
5.根据权利要求1所述的垂直冷顶熔制硼硅浮法玻璃双拼式全电熔窑，其特征在于澄清区池壁(7)采用熔铸锆刚玉耐火材料砖。
6.根据权利要求1所述的垂直冷顶熔制硼硅浮法玻璃双拼式全电熔窑，其特征在于熔窑底座从下至上依次由钢结构大梁(2)、钢结构次梁(3)、普通耐火粘土砖层(5)、粘土浇筑耐火大砖层(6)组成。
专利摘要本实用新型属玻璃制品和其它无机材料的高温电熔技术领域，具体涉及一种垂直冷顶熔制硼硅浮法玻璃双拼式全电熔窑。由两个相同的六角形玻璃熔窑、一个上升道和一个供料道组成，玻璃熔窑包括熔化区和澄清区，熔化区位于澄清区上方，澄清区池壁一侧下部设有流液洞，两个玻璃熔窑的流液洞分别连接上升道的进料口，上升道的顶端连接供料道，两个六角形筒式玻璃熔窑中心断面之间夹角为150度，与供料道中心断面夹角为105度；在熔化区和澄清区分布有电极。本实用新型使用冷顶电熔工艺，硼挥发低，熔制温度高；采用双拼式结构，在结构部置上，没有操作空间的冲突，双倍增加的化料量可以满足采用浮法工艺生产硼硅酸盐平板玻璃基本规模的需要。
文档编号C03B5/02GK2878376SQ200620041200
公开日2007年3月14日 申请日期2006年4月20日 优先权日2006年4月20日
发明者杨志强 申请人:同济大学