用于硼硅酸盐玻璃的熔窑的制作方法

本发明涉及玻璃生产技术领域，特别是涉及一种用于硼硅酸盐玻璃的熔窑。

背景技术：

通常高硼硅玻璃指玻璃成分中氧化硼含量大于10％的硅酸盐玻璃，高硼硅玻璃由于熔制温度和成型温度均很高，熔制时硼挥发以及容易产生分相、分层及熔窑耐火材料侵蚀速度快等问题。高硼硅玻璃的熔制温度都在1650℃以上，比普通钠钙硅玻璃熔制温度高150℃以上，采用常规火焰加热与电辅助加热结合的方式来生产高硼硅玻璃时硼的挥发率高达10～20％。熔窑中硼的挥发不仅使生产成本大增，而且熔窑中密度较轻的二氧化硅易在表层富集，密度较大的氧化铝下沉，使得高硼硅玻璃在池深上各层玻璃液的化学成分出现明显不同，随着温度的降低，玻璃的粘度加大，玻璃的分层、分相现象加剧严重，玻璃的化学均匀性进一步降低，在生产浮法玻璃时板面条纹重，玻璃板面的斑马角低，严重影响了浮法玻璃的产品质量。同时，由于高硼硅玻璃高温粘度大，不利于玻璃中气泡的排除。目前高硼硅玻璃的澄清普遍采用氯化钠作为澄清剂，其主要用于消除玻璃中的大气泡，对于较小气泡澄清效果并不明显。

高硼硅玻璃中硼的挥发主要发生在1000℃以前，即玻璃液形成阶段之前。因此，对于熔化量不太大、玻璃质量要求没有浮法玻璃严的日用高硼硅器皿玻璃，大部分生产商就摒弃了上述传统的火焰加热或火焰与电辅助相结合的熔化方式，而是采用冷顶式全电熔熔化技术的电熔窑来生产。中国实用新型专利《垂直冷顶熔制硼硅浮法玻璃双拼式全电熔窑》，授权公告号cn2878376，该专利中，玻璃熔窑的内部包括熔化区和澄清区，玻璃熔窑长边一侧的熔窑壁上部开有进料口；熔化区位于澄清区的上方；澄清区池壁一侧的下部设有流液洞，玻璃熔窑的流液洞分别连接上升道的一端进料口，上升道的另一端连接供料道。

由于电熔窑为垂直熔化方式，挥发的氧化硼能在冷顶式电熔窑的顶部冷凝下来，这样就大大地减少了熔窑中硼的挥发，其挥发率一般仅为1～2％。但是全电熔窑也有其自身的缺陷：(1)电熔窑的垂直熔化方式不利于玻璃液中的微气泡的排除；(2)生产高硼硅全电熔窑最大规模一般不超过35吨/天，否则窑内温度均匀性受到影响，也会产生条纹等缺陷；(3)当窑内电极布置或温度制度稍有不当时，产品的均匀性就受到较大影响，产品合格率低。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于硼硅酸盐玻璃的熔窑，用于解决现有技术中存在的上述问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种用于硼硅酸盐玻璃的熔窑，包括：依次设置的冷顶全电熔窑和澄清池；所述冷顶全电熔窑的底部设置有流液洞，所述流液洞的出口端与一竖直设置的上升道的下端连通，所述上升道的上端与所述澄清池的进料口连通；所述冷顶全电熔窑的上部设有供硼硅酸盐配合料加入的加料口，所述冷顶全电熔窑的内部设有多根窑部电极；所述澄清池的内部设有多根池内电极和多个火焰加热喷枪，所述澄清池上设有供烟气排出的排烟口。

优选地，所述冷顶全电熔窑的窑体底砖和窑体侧壁为平面结构，或者所述冷顶全电熔窑的窑体底砖和窑体侧壁为台阶式结构。

优选地，所有的所述窑部电极插设于所述熔窑的窑体底砖上，或者所有的所述窑部电极插设于所述熔窑的窑体侧壁上。

优选地，所有的所述池内电极插设于所述澄清池的池体底砖上，或者所有的所述池内电极插设于所述澄清池的池体侧壁上，或者所有的所述池内电极分为插设于所述澄清池的池体底砖上的底部电极和插设于所述澄清池的池体侧壁上的侧部电极。

优选地，所有的所述火焰加热喷枪设置于所述澄清池的上部，所有的所述火焰加热喷枪的喷嘴设置于所述澄清池的池体侧壁上，或者所有的所述火焰加热喷枪的喷嘴设置于所述澄清池的池体碹顶上。

优选地，所述澄清池的池体底砖上设有鼓泡装置。

进一步地，沿着所述硼硅酸盐玻璃液的流动方向，在所述澄清池的后端的池体侧壁上设有出料口，所述出料口连接供料通道。

更进一步地，所述澄清池上还设有非均质玻璃液表面溢流装置，所述非均质玻璃液表面溢流装置与所述澄清池的出料口的前端两侧的池体侧壁连接。

再进一步地，所述澄清池的出料口的取料高度低于所述澄清池中硼硅酸盐玻璃液的液面的水平高度。

更进一步地，在所述澄清池的出料口的前方的池体底砖上还设有底部卸料装置。

如上所述，本发明所述的用于硼硅酸盐玻璃的熔窑，具有以下有益效果：

本发明的熔窑，将熔化和高温澄清、均化的过程分开，既可有效降低硼硅酸盐配合料熔化时硼的高挥发及其所产生的缺陷，又可起到硼硅酸盐配合料高效澄清及均化作用，从而避免产品中条纹等缺陷的出现，显著提高产品质量；现有的冷顶全电熔窑的规模受到硼硅酸盐配合料的料性、高温电阻率及产品质量的限制，一般最大规模不超过35t/d，而本发明熔窑的规模能够大于35t/d。

附图说明

图1显示为本实施例的用于硼硅酸盐玻璃的熔窑的纵向剖面结构示意图。

图2显示为本实施例的用于硼硅酸盐玻璃的熔窑的俯视结构示意图。

附图标号说明

100冷顶全电熔窑

110窑部进液口

120窑部电极

200澄清池

201排烟口

210池内电极

220火焰加热喷枪

230非均质玻璃液表面溢流装置

240底部卸料装置

300流液洞

310防堵电极

400上升道

410侧插电极

420中间泄料装置

500鼓泡装置

600出料口

700供料通道

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1至图2所示，本实施例的用于硼硅酸盐玻璃的熔窑，包括：依次设置的冷顶全电熔窑100和澄清池200；冷顶全电熔窑100的底部设置有流液洞300，流液洞300的出口端与一竖直设置的上升道400的下端连通，上升道400的上端与澄清池200的进料口连通；冷顶全电熔窑100的上部设有供硼硅酸盐配合料加入的加料口110，冷顶全电熔窑100的内部设有多根窑部电极120；澄清池200的内部设有多根池内电极210和多个火焰加热喷枪220，澄清池200上设有供烟气排出的排烟口201。

本发明中，冷顶全电熔窑100采用的是垂直熔化机理，冷顶全电熔窑100形成冷顶后，由于顶部温度较低，因此冷顶全电熔窑100散热大大降低，热效率明显提高，同时低温也抑制了挥发物的挥发，也就是说能够有效减少硼的挥发；

现有的冷顶全电熔窑100中，硼硅酸盐配合料是自上垂直流向下方，而硼硅酸盐配合料中的气泡排除过程是自下而上的浮升过程，即气泡的逸出过程与成型玻璃液流的流向相反，增加了玻璃液中气泡上浮的行程和阻力，不利于气泡的排出；而且现有的冷顶全电熔窑100的冷顶结构由于顶部硼硅酸盐配合料的温度低、粘度大，也不利于气泡的逸出，因此现有的冷顶全电熔窑100熔化工艺实际上也限制了硼硅酸盐配合料中微气泡的澄清作用。

本发明的熔窑是将硼硅酸盐配合料的熔化过程与澄清、均化过程分开，硼硅酸盐配合料的熔化过程主要在冷顶全电熔窑100中完成，不要求冷顶全电熔窑100中熔化出的硼硅酸盐玻璃液的澄清质量，因此本发明的冷顶全电熔窑100的熔化温度可比现有的单个全电熔窑的熔化温度低，目的是不想将冷顶全电熔窑100熔化的硼硅酸盐配合料中的气泡过早全部释放掉，而尽可能多的保留在硼硅酸盐配合料中；熔化的硼硅酸盐配合料经流液洞300和上升道400进入澄清池200中再进行高温澄清和均化，澄清池200的温度要比冷顶全电熔窑100的硼硅酸盐配合料的熔化温度高50～150℃，因此澄清池200的内部能够设有多个池内电极210和多个火焰加热喷枪220，即在澄清池200中的加热采用火电混合加热的方式。

排烟口201可布置在澄清池200入口端处的池体侧壁上。澄清池200中，不仅池内电极210对硼硅酸盐玻璃液加热，而且在澄清池200的上部空间中还设有火焰加热喷枪220来加热硼硅酸盐玻璃液。

冷顶全电熔窑100的窑体底砖和窑体侧壁为平面结构，或者冷顶全电熔窑100的窑体底砖和窑体侧壁为台阶式结构。当冷顶全电熔窑100的内壁为台阶式结构时，冷顶全电熔窑100的规模大，冷顶全电熔窑100的深度可达到1.8-3m；当冷顶全电熔窑100的内壁为平面结构时，冷顶全电熔窑100的规模小，冷顶全电熔窑100为非台阶式结构，冷顶全电熔窑100的深度小于1.8m。

所有的窑部电极120插设于熔窑的窑体底砖上，或者所有的窑部电极120插设于熔窑的窑体侧壁上。窑部电极120对冷顶全电熔窑100中的硼硅酸盐玻璃液进行加热。本实施例中，所有的窑部电极120插设于熔窑的窑体底砖上。

本实施例中，冷顶全电熔窑100的结构根据生产规模确定，冷顶全电熔窑100的横截面为六边形、矩形或者圆形；冷顶全电熔窑100的深度能够为1.5～2.8m。

所有的池内电极210插设于澄清池200的池体底砖上，或者所有的池内电极210插设于澄清池200的池体侧壁上，或者所有的池内电极210分为插设于澄清池200的池体底砖上的底部电极和插设于澄清池200的池体侧壁上的侧部电极。池内电极210对澄清池200中的硼硅酸盐玻璃液进行加热。本实施例中，所有的池内电极210插设于澄清池200的池体底砖上。

所有的火焰加热喷枪220设置于澄清池200的上部；所有的火焰加热喷枪220的喷嘴设置于澄清池200的池体侧壁上，以对硼硅酸盐玻璃液进行加热；或者所有的火焰加热喷枪220的喷嘴设置于澄清池200的池体碹顶上，以对硼硅酸盐玻璃液进行加热。火焰加热喷枪220的加热方式采用全氧或富氧助燃加热。所有的喷嘴为交错或者对称布置。本实施中，所有的火焰加热喷枪220的喷嘴设置于澄清池200的上部空间的池体侧壁上。

澄清池200的池体底砖上设有鼓泡装置500。鼓泡装置500所使用的鼓泡介质为压缩空气、氮气、二氧化碳或氧气等气体。在澄清池200内设鼓泡装置500，鼓泡介质可以是压缩空气、氧气或氮气等，通过鼓泡装置500的鼓泡喷嘴鼓入气体介质，在澄清池200内的硼硅酸盐玻璃液中形成气泡，随着硼硅酸盐玻璃液温度的不断提高，气泡也在不断地胀大上浮，在上浮的过程中，由于表面张力的作用不断地将周围小气泡吸附在其表面，形成了硼硅酸盐配合料中析出气泡的“泡核”和动力，从而促进了硼硅酸盐玻璃液的高效澄清，由于在冷顶全电熔窑100中抑制了硼硅酸盐玻璃液中的气泡过早地释放，因此在澄清池200的硼硅酸盐玻璃液中的气泡经高温和鼓泡作用更容易释放，比传统澄清与均化效果更好，玻璃质量更优。

沿着硼硅酸盐玻璃液的流动方向，在澄清池200的后端的池体侧壁上设有出料口600，出料口600连接供料通道700。根据硼硅酸盐玻璃液的质量要求，出料口600能够直接连接常规的供料通道700。

澄清池200上还设有非均质玻璃液表面溢流装置230，非均质玻璃液表面溢流装置230与澄清池200的出料口600的前端两侧的池体侧壁连接。设置非均质玻璃液表面溢流装置230的目的是将硼硅酸盐玻璃液中表层残存的富硅不均质玻璃液排放掉。本实施例中，非均质玻璃液表面溢流装置230设置于远离进料口的池体侧壁的两侧。

澄清池200的出料口600的取料高度低于澄清池200中硼硅酸盐玻璃液的液面的水平高度。结构能够使硼硅酸盐玻璃液中表层残存的富硅质玻璃液不直接进入到供料通道700中，而是通过，非均质玻璃液表面溢流装置230排放掉后，使质量较好的硼硅酸盐配合料通过出料口600进入到供料通道700中。本实施例中，澄清池200的出料口600的取料高度比澄清池200中硼硅酸盐玻璃液的液面的水平高度低20-100mm。

为了获得满意的玻璃质量，在澄清池200的出料口600的前方的池体底砖上还设有底部卸料装置240。在本发明使用时，根据产品质量的要求，打开底部卸料装置240，以排放硼硅酸盐配合料的底部的杂质。本实施例中，在上升道400的底部还设有中间泄料装置420，以排放硼硅酸盐配合料的底部的杂质。

为了防止流液洞300在投产时或停止引板时出现冻料，在流液洞300的进口端和出口端上分别设置有防堵电极310；防堵电极310对硼硅酸盐配合料进行加热。

为了减缓玻璃液在上升道400中的温降，在上升道400的侧墙上设置侧插电极410，侧插电极410对硼硅酸盐玻璃液进行加热。

本发明的熔窑，将熔化和高温澄清、均化的过程分开，既可有效降低硼硅酸盐配合料熔化时硼的高挥发及其所产生的缺陷，又可起到硼硅酸盐玻璃液高效澄清及均化作用，从而避免产品中条纹等缺陷的出现，显著提高产品质量；现有的冷顶全电熔窑100的规模受到硼硅酸盐玻璃液的料性、高温电阻率及产品质量的限制，一般最大规模不超过35t/d，而本发明熔窑的规模可达到40～80t/d，甚至更高。

综上，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。