一种基板玻璃熔窑投料口结构和设计方法与流程

1.本发明属于玻璃制造技术领域，具体属于一种基板玻璃熔窑投料口结构和设计方法。


背景技术：

2.玻璃制品在显示领域一直有着广泛的应用，没有玻璃工业的支撑，显示器件行业的发展是无法想象的，尽管现在有了其它材料可以在部分使用场合替代玻璃材料，但仍然无法替代玻璃的卓越性能，从传统的彩色显象管工业到现在的平板显示行业，玻璃一直作为关键元器件在显示器件中起着关键作用，实际上是整个器件的框架和载体，也是光学元件，作为平板显示器件的上、下两个基板，都需要精细的微观半导体工艺加工制程，要满足高世代、超精细基板玻璃稳定生产工艺，必然要设计出一种稳定投料、稳定来料无结焦、工艺稳定的基板玻璃熔窑投料口结构。
3.基板玻璃在制造过程中要先将玻璃配合料经投料系统稳定顺畅的投入熔窑投料口内，在窑炉内熔融、澄清、均化，为下道工序提供合格均质的玻璃液。熔窑熔融的玻璃液为无碱高铝硼硅酸盐玻璃，此玻璃制品主要为平板显示用基板玻璃。
4.然而现有技术中的基板玻璃熔窑在投料口容易产生结焦物聚集，影响生产熔化效率。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种基板玻璃熔窑投料口结构和设计方法，用于解决大投料量带来的投料口结焦物聚集问题，为熔窑料山状态的稳定及熔化工艺稳定提供强有力的保障。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.一种基板玻璃熔窑投料口结构，其特征在于，包括投料口垫砖；
8.所述投料口垫砖设置在投料口的下方，所述投料口垫砖的底部设置有投料口水冷板；投料口垫砖放置在池壁砖上；所述投料口垫砖的两侧设置有倾斜的凸台，投料口垫砖的端部设置有斜角，形成引流结构；
9.投料口上设置有投料口挡砖；投料口挡砖的底部设置有投料口挡砖垫砖；投料口挡砖垫砖的底部设置有投料口托铁；投料口内部设置有投料口螺旋轴。
10.优选的，所述投料口底部托铁上放置两层绝缘板，两层绝缘板分别设置在投料口水冷板的上下两侧。
11.优选的，所述投料口垫砖采用无缩孔电熔α-β氧化铝制成。
12.优选的，所述投料口的数量为两个，两个投料口的间距范围为1360～1375mm。
13.优选的，所述投料口大小为290～300
×
300～319mm。
14.优选的，所述投料口垫砖端部的斜角形成的下料倾角β角度范围为110～112
°
，投料口垫砖的总长度范围为360～368mm,下料斜坡的长度为投料口垫砖总长度的28％～
30％。
15.优选的，投料口螺旋轴的中心距离熔窑玻璃液面线的距离为280～285mm。
16.优选的，所述投料口水冷板上设置有进水机构和回水机构；投料口水冷板内部有错位设置的挡板；所述投料口水冷板采用316不锈钢材质制成。
17.优选的，所述投料口水冷板处的温度为300～310℃。
18.一种基板玻璃熔窑投料口结构的设计方法，包括以下过程，
19.对线体投料口的运行状态进行分析，明确结焦物的来源、位置、离线实验明确配合料结焦转变为硅酸复盐的温度及对熔窑料山熔化工艺的影响；
20.依据确定的影响因素设计投料口高度、下料倾角及投料口垫砖结构，结合设计投料口下方水冷板冷却结构，通过投料口底部水冷系统将投料口垫砖角部温度控制在结焦温度以下。
21.与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
22.本发明提供一种基板玻璃熔窑投料口结构，通过在投料口位置设置投料口垫砖，投料口垫砖上设置有来料倾角及角部耐火材料结构，结合投料口底部水冷系统，将投料口垫砖角部温度控制在结焦温度以下，将投料口两侧螺旋轴以外易于结焦的死角位置采用无缩孔电熔α-β氧化铝砖材替代，且进行了粉料分流结构设计，垫砖角部与投料口垫砖做成整体，可有效降低配合料在此死角形成玻璃复盐而粘结结焦带来的来料不畅及料山偏移造成预熔前区工艺波动问题，保障了玻璃配合料的高质高效熔化。
附图说明
23.图1为基板玻璃熔窑投料口结构示意图；
24.图2为熔窑投料口结构剖面结构示意图；
25.图3为熔窑投料口垫砖结构正视图；
26.图4为熔窑投料口垫砖结构侧视图；
27.图5为熔窑投料口垫砖结构俯视图；
28.图6熔窑投料口底部水冷板位置结构示意图；
29.图7熔窑投料口底部水冷板结构示意图；
30.附图中：1为投料口挡砖垫砖，2为绝缘板，3为投料口托铁，4为投料口水冷板，5为投料口挡砖，6为投料口螺旋轴，7为保温砖，8为池壁砖，9为液面线，10为投料口垫砖，11为进水机构，12为回水机构。
具体实施方式
31.下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
32.实施例
33.本发明涉及一种大投料量、高质量基板玻璃熔窑投料口结构，此结构为了满足大投料量带来的投料口结焦物聚集问题，为熔窑料山状态的稳定及熔化工艺稳定提供强有力的保障。
34.如图1至图2所示，本发明的一种基板玻璃熔窑投料口结构，包括投料口挡砖垫砖
1、绝缘板2、投料口托铁3、投料口水冷板4、投料口挡砖5、投料口螺旋轴6、保温砖7、池壁砖8、液面线9和投料口垫砖10。
35.投料口垫砖10设置在投料口的下方，所述投料口垫砖10的底部设置有投料口水冷板4；投料口垫砖10放置在池壁砖8上；所述投料口垫砖10的两侧设置有倾斜的凸台，投料口垫砖10的端部设置有斜角，形成引流结构；
36.投料口上设置有投料口挡砖5；投料口挡砖5的底部设置有投料口挡砖垫砖1；投料口挡砖垫砖1的底部设置有投料口托铁3；投料口内部设置有投料口螺旋轴6。
37.投料口底部托铁3上放置两层绝缘板2，两层绝缘板2分别设置在投料口水冷板4的上下两侧。
38.投料口的数量为两个，两个投料口的间距范围为1360～1375mm。投料口大小为290～300
×
300～319mm。投料口螺旋轴6的中心距离熔窑玻璃液面线9的距离为280～285mm。
39.为了投料口在长期高温及需耐玻璃液气氛侵蚀的条件下，本发明所选用的投料口垫砖10均为耐高温抗玻璃液侵蚀的无缩孔电熔α-β氧化铝。
40.如图3至图5所示，投料口垫砖10端部的斜角形成的下料倾角β角度范围为110～112
°
，投料口垫砖10的总长度范围为360～368mm,下料斜坡的长度为投料口垫砖10总长度的28％～30％。为了解决投料口在高世代大投料量的情况下，本发明将投料口垫砖的下料倾角β设计为110～112
°
，引导粉料分流的斜角结构，保证了投料系统的来料顺畅及粉料向池壁两侧分流。
41.为了解决投料口结焦问题，本发明对产线投料口所投配合料进行离线实验，设计了如下表所示的实验方案，实验结果发现配合料在1100℃/10min，投料机螺旋轴以外的配合料会转化为复盐粘附在投料口周围，两侧形成阻拦坝，影响来料顺畅，造成料山的偏移影响熔窑熔化工艺状态的稳定。
[0042][0043]
结合上述结焦物来源、结焦位置及结焦温度，本发明通过稳态单层平壁导热计算公式如图6所示，计算出t3温度为300℃左右，t2温度为1320℃左右，因此设计了新的投料口垫砖结构，如图3所示，再结合水冷板冷却结构，冷却水为18兆纯水，通过控制水冷量计算得出t2可降低至1130℃以下，此辅合结构可以有效的降低玻璃配合料在投料过程中螺旋轴以外的配合料转化为复盐结焦物粘附于投料口两侧，形成来料阻拦坝。
[0044]
如图7所示，投料口水冷板4上设置有进水机构11和回水机构12；投料口水冷板4内部有错位设置的挡板；所述投料口水冷板4采用316不锈钢材质制成。投料口水冷板4处的温
度为300～310℃。
[0045]
投料口底部水冷板系统所设计的水冷板上下均设计的绝缘板结构，保障了熔窑电熔系统电极加电后水冷板与投料口托铁之间的绝缘安全问题。
[0046]
本发明的一种基板玻璃熔窑投料口结构的设计方法，包括以下过程，首先对目前线体投料口的运行状态进行跟踪分析，明确结焦物的来源、位置、离线实验明确配合料结焦转变为硅酸复盐的温度及对熔窑料山熔化工艺的影响，然后依据此设计合理的投料口高度、下料倾角及投料口垫砖结构，结合设计投料口水冷板冷却结构，通过优化投料口结构及增加底部水冷系统，将投料口两侧螺旋轴以外易于结焦的死角位置采用无缩孔电熔α-β氧化铝砖材替代，且进行了粉料分流结构设计，与投料口垫砖做成整体，垫砖角部与投料口垫砖做成整体，同时通过投料口底部水冷系统将投料口垫砖角部温度控制在结焦温度以下，安全高效无风险，有效降低配合料在此死角形成玻璃复盐而粘结结焦带来的来料不畅及料山偏移造成预熔前区工艺波动问题，保障了玻璃配合料的高质高效熔化。