利用玻璃纤维熔窑排放料制备超薄玻璃的设备和方法与流程

本发明涉及一种利用玻璃纤维熔窑排放料制备超薄柔性玻璃的设备和方法，属于超薄玻璃设备技术领域。

背景技术

随着柔性显示技术和电子技术的迅速发展，对柔性基板的需求也越来越迫切，玻璃在厚度减薄到一定极限时，表现出较好的柔韧性，是理想的柔性基板材料之一。

柔性玻璃是指厚度≤100μm的超薄玻璃，其组成主要是普通钠钙玻璃和无碱玻璃，生产方法主要有浮法、溢流下拉法、狭缝下拉发和二次下拉法等。浮法虽然拉引量大，板宽，其技术比较成熟，不需要二次加工，但是，制作过程中玻璃下表面极易沾锡，难以去除，增加生产工艺流程，导致投资巨大；溢流下拉法虽能够连续生产、玻璃的平整度好、缺陷少，但是成型控制困难，难以有效掌控；狭缝下拉法投资少，能够连续生产，但是平整度差，牵引速度慢时拉制的玻璃板易产生条纹和节瘤；二次下拉法玻璃平整度好，可高效连续生产精度高的薄板玻璃，但是难以生产大尺寸的薄板玻璃。

目前采用池窑拉丝法生产无碱玻璃纤维的生产线，为了保证纤维的稳定拉丝，每天需要通过玻璃通道位置放出一定的玻璃液一般为2-5吨/日，这部分玻璃液就被白白浪费了，不能作为原料重新加入池窑中，不仅增加生产成本，还会对环境产生极大的污染。

因此，一种既能够利用玻璃纤维熔窑排放料，又能够生产超薄柔性玻璃的设备和方法是本领域亟需的。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决上述问题而提供了一种利用玻璃纤维熔窑排放料制备超薄柔性玻璃的设备和方法；通过采用玻璃纤维熔窑排放料作为制备超薄柔性玻璃的原料，提高了玻璃纤维熔窑排放料的综合利用效率，不仅减少了玻璃料的浪费，还能够生产具有高利用价值的超薄玻璃制品；而且，通过对调节器进行调节，使玻璃成型槽的间隙可控，不仅可以根据玻璃的热收缩特性进行调节，还能够配合引下用第一辊、拉薄第二辊调节玻璃一次拉薄成型的厚度，同时，垂直拉边机确定制备玻璃的宽度，还可用以固定向下拉薄玻璃的两侧，减少玻璃向下拉薄时候的收缩；同时，转筒将拉薄玻璃转弯后，由垂直状态变为水平状态，更加便于生产，而且，转筒外侧的玻璃纤维保护层能够有效保护玻璃表面，提高超薄玻璃的品质；另外，该设备结构简单设计合理，不仅对无碱玻璃纤维池窑的改造程度低，投资运行成本低，产效显著，还能够满足柔性玻璃的应用要求，可广泛应用于有机薄膜太阳能电池、柔性显示、电子通讯等领域上，产生更多的经济和社会效益，有益于推广应用。

为了达到上述目的，本发明是通过如下技术手段实现的：

一种利用玻璃纤维熔窑排放料制备超薄柔性玻璃的设备，它由熔窑排放料池、调节器、玻璃液槽、电加热系统、玻璃成型槽、垂直拉边机、引下用第一辊、拉薄第二辊、加热炉、拉薄第三辊、转筒、玻璃纤维保护层、退火窑、缠绕辊部分组成，其特征是：熔窑排放料池下端设置有排料口，熔窑排放料池通过玻璃液槽与玻璃成型槽相连接，玻璃液槽上端一侧设置有调节器，玻璃液槽上两侧设置有电加热系统，玻璃成型槽两侧分别依次设置有垂直拉边机、引下用第一辊、拉薄第二辊，玻璃成型槽另一端穿过加热炉，加热炉内设置有若干个硅碳棒，加热炉下端两侧分别设置有拉薄第三辊，拉薄第三辊下端设置有转筒，转筒外侧设置有玻璃纤维保护层，转筒一侧设置有退火窑，退火窑一侧设置有缠绕辊。

所述的玻璃成型槽的宽度调节范围为350-950μm，玻璃成型槽的间隙为0.3-1mm。

所述的拉薄第二辊的材质为熔石英，直径为φ10-18mm，拉薄第三辊的材质为熔石英，直径为φ8-15mm，转筒13的材质为熔石英的，垂直拉边机的材质为06cr25ni20耐热不锈钢，引下用第一辊的材质为α-βal2o3，α-βal2o3具有良好的耐高温性和稳定性，对玻璃的污染和划伤小，拉薄辊的直径为φ12-20mm。

所述的电加热系统采用钼电极进行加热，电加热功率10-20kw，钼电极的配置是成型槽两侧对称分布。

所述的退火窑电加热功率5-15kw，退火窑的加热方式是电阻丝进行加热。

一种利用玻璃纤维熔窑排放料制备超薄柔性玻璃的方法，其特征是，包括以下步骤：

第一步，启动设备开关，将玻璃纤维熔窑排放料进行澄清均化均一，制成熔融玻璃液，流入熔窑排放料池中，熔融玻璃液内的氧化钙含量高，在13.6％-26.8％范围内；

第二步，熔窑排放料池内的熔融玻璃液经排料口进入玻璃液槽中，熔融玻璃液面在电加热系统上方的30-50cm处，电加热系统对熔融玻璃液进行加热，保证熔融玻璃液温度为1250-1430℃，玻璃液槽两侧的电加热系统采用钼电极进行加热，电加热功率10-20kw，钼电极的配置是玻璃液槽两侧对称分布；

第三步，玻璃液槽内的熔融玻璃液流入玻璃成型槽内，制得玻璃板，通过调节器进行调节，使玻璃成型槽的间隙为0.3-1mm；

第四步，玻璃板经过垂直拉边机控制成型玻璃的最大宽度；

第五步，玻璃板通过引下用第一辊、拉薄第二辊来调节厚度，制得一次拉薄玻璃，使玻璃成型槽内的一次拉薄玻璃的厚度在350-950μm范围内，引下用第一辊、拉薄第二辊的拉引速度为700-1100m/h；

第六步，一次拉薄玻璃进入加热炉，通过加热炉内的硅碳棒进行加热，加热功率8-16kw，温度为1060-1370℃，使一次拉薄玻璃加热到软化点后，经拉薄第三辊对一次拉薄玻璃进行二次拉薄，拉引速度为1200-1800m/h，实现柔性玻璃成型，制得二次拉薄玻璃，二次拉薄玻璃的厚度为50-100μm；

第七步，二次拉薄玻璃通过包有玻璃纤维保护层的转筒进行90°转弯后水平进入退火窑，退火窑对二次拉薄玻璃进行退火，退火窑电加热功率5-15kw，退火窑的加热方式是电阻丝进行加热；

第八步，经过退火的二次拉薄玻璃，通过缠绕辊缠绕成卷筒状，进入应用玻璃后期加工程序。

本发明主要具有以下有益效果：

1、采用玻璃纤维熔窑排放料作为制备超薄柔性玻璃的原料，提高了玻璃纤维熔窑排放料的综合利用效率，不仅减少了玻璃料的浪费，还能够生产具有高利用价值的超薄玻璃制品。

2、通过对调节器进行调节，使玻璃成型槽的间隙可控，不仅可以根据玻璃的热收缩特性进行调节，还能够配合引下用第一辊、拉薄第二辊调节玻璃一次拉薄成型的厚度，同时，垂直拉边机确定制备玻璃的宽度，还可用以固定向下拉薄玻璃的两侧，减少玻璃向下拉薄时候的收缩。

3、转筒将拉薄玻璃转弯后，由垂直状态变为水平状态，更加便于生产，而且，转筒外侧的玻璃纤维保护层能够有效保护玻璃表面，提高超薄玻璃的品质。

4、该设备结构简单设计合理，不仅对无碱玻璃纤维池窑的改造程度低，投资运行成本低，产效显著，还能够满足柔性玻璃的应用要求，可广泛应用于有机薄膜太阳能电池、柔性显示、电子通讯等领域上，产生更多的经济和社会效益，有益于推广应用。

附图说明

附图说明

附图1是本发明利用玻璃纤维熔窑排放料制备超薄柔性玻璃的设备和方法的侧视结构示意图；

附图2是本发明利用玻璃纤维熔窑排放料制备超薄柔性玻璃的设备和方法的俯视结构示意图；

如图1-2所示，上述利用玻璃纤维熔窑排放料制备超薄柔性玻璃的设备和方法的各组成部分由下列阿拉伯数字表示：

熔窑排放料池-1、调节器-2、排料口-3、玻璃液槽-4、电加热系统-5、成型槽-6、垂直拉边机-7、引下用第一辊-8、拉薄第二辊-9、加热炉-10、硅碳棒-11、拉薄第三辊-12、转筒-13、玻璃纤维保护层-14、退火窑-15、缠绕辊-16。

下面结合实施例和说明书附图对本发明作进一步的详细说明：

具体实施方式

实施例

如图1-2所示，一种利用玻璃纤维熔窑排放料制备超薄柔性玻璃的设备，它由熔窑排放料池1、调节器2、玻璃液槽4、电加热系统5、玻璃成型槽6、垂直拉边机7、引下用第一辊8、拉薄第二辊9、加热炉10、拉薄第三辊12、转筒13、玻璃纤维保护层14、退火窑15、缠绕辊16部分组成。

如图1-2所示，熔窑排放料池1下端设置有排料口3，熔窑排放料池1通过玻璃液槽4与玻璃成型槽6相连接，玻璃液槽4上端一侧设置有调节器2，玻璃液槽4上两侧设置有电加热系统5，玻璃成型槽6两侧分别依次设置有垂直拉边机7、引下用第一辊8、拉薄第二辊9，玻璃成型槽6另一端穿过加热炉10，加热炉10内设置有若干个硅碳棒11，加热炉10下端两侧分别设置有拉薄第三辊12，拉薄第三辊12下端设置有转筒13，转筒13外侧设置有玻璃纤维保护层14，转筒13一侧设置有退火窑15，退火窑15一侧设置有缠绕辊16。

所述的玻璃成型槽6的宽度调节范围为350-950μm，玻璃成型槽6的间隙为0.3-1mm。

所述的拉薄第二辊9的材质为熔石英，直径为φ10-18mm，拉薄第三辊12的材质为熔石英，直径为φ8-15mm，转筒13的材质为熔石英的，垂直拉边机7的材质为06cr25ni20耐热不锈钢，引下用第一辊8的材质为α-βal2o3，α-βal2o3具有良好的耐高温性和稳定性，对玻璃的污染和划伤小，拉薄辊的直径为φ12-20mm。

所述的电加热系统5采用钼电极进行加热，电加热功率10-20kw，钼电极的配置是成型槽两侧对称分布，退火窑15电加热功率5-15kw，退火窑15的加热方式是电阻丝进行加热。

一种利用玻璃纤维熔窑排放料制备超薄柔性玻璃的方法，其特征是，包括以下步骤：

第一步，启动设备开关，将玻璃纤维熔窑排放料进行澄清均化均一，制成熔融玻璃液，流入熔窑排放料池1中，熔融玻璃液内的氧化钙含量高，在13.6％-26.8％范围内；

第二步，熔窑排放料池1内的熔融玻璃液经排料口3进入玻璃液槽4中，熔融玻璃液面在电加热系统5上方的30-50cm处，电加热系统5对熔融玻璃液进行加热，保证熔融玻璃液温度为1250-1430℃，玻璃液槽4两侧的电加热系统5采用钼电极进行加热，电加热功率10-20kw，钼电极的配置是玻璃液槽4两侧对称分布；

第三步，玻璃液槽4内的熔融玻璃液流入玻璃成型槽6内，制得玻璃板，通过调节器2进行调节，使玻璃成型槽6的间隙为0.3-1mm；

第四步，玻璃板经过垂直拉边机7控制成型玻璃的最大宽度；

第五步，玻璃板通过引下用第一辊8、拉薄第二辊9来调节厚度，制得一次拉薄玻璃，使玻璃成型槽6内的一次拉薄玻璃的厚度在350-950μm范围内，引下用第一辊8、拉薄第二辊9的拉引速度为700-1100m/h；

第六步，一次拉薄玻璃进入加热炉10，通过加热炉10内的硅碳棒11进行加热，加热功率8-16kw，温度为1060-1370℃，使一次拉薄玻璃加热到软化点后，经拉薄第三辊12对一次拉薄玻璃进行二次拉薄，拉引速度为1200-1800m/h，实现柔性玻璃成型，制得二次拉薄玻璃，二次拉薄玻璃的厚度为50-100μm；

第七步，二次拉薄玻璃通过包有玻璃纤维保护层14的转筒13进行90°转弯后水平进入退火窑15，退火窑15对二次拉薄玻璃进行退火，退火窑15电加热功率5-15kw，退火窑15的加热方式是电阻丝进行加热；

第八步，经过退火的二次拉薄玻璃，通过缠绕辊16缠绕成卷筒状，进入应用玻璃后期加工程序。

一般无碱玻璃纤维的组成范围：sio2：50-62％、al2o3：11-17％、cao：19-26％、mgo：0.3-2.2％、fe2o3：0.05-0.2％、b2o3：4-9％、bao：0.4-1.9％。而这种玻璃组成也能够广泛应用于有机薄膜太阳能电池、柔性显示、电子通讯等领域上。以年产8万吨的无碱玻璃纤维池窑为例，每天每个通道放料量在2-5吨，主要目的是将熔融玻璃液中可能存在的缺陷，如结石、气泡、条纹等缺陷影响玻璃的拉丝，同时熔融玻璃液中含有的铁氧化物也会沉在玻璃液的底部，通过放料将这部分料全部放出，这部分料对资源和环境都是负担，应该提高对其的应用，本发明能够将这部分排放料转化成具有高利用价值的柔性玻璃板。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。