加工无机非金属材料的设备和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无机非金属材料领域，特别涉及一种加工无机非金属材料的设备和方法。
【背景技术】
[0002]无机非金属材料的成型工艺包括诸如浇注成型、塑性成型、压制成型、喷涂法成型、缠绕法成型、抄取法成型、层压法成型、薄片挤压成型、纺织工艺法成型、造粒成型、吹制成型、压延成型、拉制成型、浮法成型的各种成型工艺。例如，诸如玻璃液的熔融无机非金属材料的成型工艺包括压制法、吹制法、浇注法、压延法、拉制法和浮法等。
[0003]通常，由熔融态无机非金属材料通过浇注、压制、压延、拉制、浮法等成型方法得到热态的软化材料，将该材料冷却之后或经过热处理继而冷却之后，将冷态(例如，常温状态)的该材料切割成规定的尺寸。
[0004]例如，一种传统的玻璃制造工艺包括:将原料粉碎、称量并混合以得到配合料，将配合料熔化、澄清和均化以得到玻璃液，将玻璃液浮法成型、退火并切割，以得到制品。
[0005]例如，中国专利公布CN102531339A公开了一种微晶玻璃的连续成形方法以及微晶玻璃的连续成形设备，该方法包括:熔解步骤，将玻璃原料熔解而得到熔融玻璃；成形步骤，将熔融玻璃压延成形为带状而得到带状板玻璃；结晶化步骤，令带状板玻璃保持于晶核形成与结晶成长进行的温度，令晶核形成，同时结晶化为带状微晶玻璃板，之后，缓慢冷却带状微晶玻璃板而得到带状微晶玻璃板；以及切断步骤，切断带状微晶玻璃板。
[0006]例如，中国专利公布CN103553557A公开了一种高炉熔渣生产铸石的连铸压延工艺方法及其设备，该方法包括:高炉熔渣转移至成分调质搅拌池中，加入改质剂和着色剂，搅拌均匀；熔渣通过渣口进入一次降温区初步成型得到坯壳，然后进入二次降温区辊道；二次降温区保证初步成型的坯壳顺利进入保温箱辊道中进行下一步的冷却最终成型；在保温箱中冷却，喷涂釉质材料进行表面着色处理，冷却得到成型产品；成型产品进行定尺寸切割处理，并进行表面打磨抛光得到成品铸石。
[0007]在上述传统的玻璃制造工艺、中国专利公布CN102531339A和中国专利公布CN103553557A中，均是将冷态的中间产品切割成规定的尺寸。
[0008]在现有技术中切割已成型的冷态无机非金属材料而不切割热态软化无机非金属材料的原因在于，不存在合适的设备来将热态软化的无机非金属材料切割成小尺寸。具体地讲，热态软化的无机非金属材料的芯部可通常具有熔融状态，在使用现有的切刀切割该材料时，熔融状态的芯部会流出，使得切割失败或者切割后的制品不具有合格的尺寸或形状。在使用诸如压延或浮法的成型方法使熔融态材料成型的情况下，可以降低压延机或锡槽的出料速度，以使得成型的无机非金属材料在行进至切刀时温度已降至适合于切刀切割的规定的温度以下；然而，降低的出料速度不利于连续化生产。因此，在现有技术中，为了保证连续化生产，不得不切割已成型的冷态无机非金属材料，而不切割热态软化无机非金属材料。这导致用于对大尺寸的热态中间产品进行输送和/或热处理的设备(例如，辊道窑)的尺寸和建造成本巨大。例如，用于玻璃、微晶玻璃或微晶石材的热处理设备通常具有几十米甚至大约700米的长度。
【发明内容】
[0009]本发明的一个目的在于提供一种加工无机非金属材料的设备和方法。
[0010]本发明的另一目的在于提供一种能够解决上述技术问题中的至少一个技术问题的加工无机非金属材料的设备和方法。
[0011]本发明的又一目的在于提供一种能够使软化的无机非金属材料容易地断开的加工无机非金属材料的设备和方法。
[0012]本发明的再一目的在于提供一种能够保证连续化生产的加工无机非金属材料的设备和方法。
[0013]本发明的再一目的在于提供一种能够使软化的无机非金属材料容易地断开且保证连续化生产的加工无机非金属材料的设备和方法。
[0014]根据本发明的加工无机非金属材料的设备包括:第一上压延辊；与第一上压延辊平行地布置的第一下压延辊，其中，第一上压延辊和第一下压延辊用于将熔融态无机非金属材料压延成软化的无机非金属材料；第二下压延辊；与第二下压延辊平行地布置的第二上压延辊；以及支撑装置，设置在第一上压延辊和第一下压延辊与第二上压延辊和第二下压延辊之间，用于支撑软化的无机非金属材料并将软化的无机非金属材料从第一上压延辊和第一下压延辊引导至第二上压延辊和第二下压延辊，其中，第二上压延辊和第二下压延辊被构造为能够沿相反的方向旋转，使得软化的无机非金属材料经过第二上压延辊与第二下压延辊之间的间隙，在第二上压延辊和第二下压延辊沿相反的方向旋转时，第二上压延辊与第二下压延辊之间的间隙具有最大值和最小值，第二上压延辊与第二下压延辊之间的间隙的最小值能够使得处于第二上压延辊与第二下压延辊之间的软化的无机非金属材料断开。
[0015]根据本发明的一方面，将第一上压延辊的中心和第一下压延辊的中心连接的虚拟线具有相对于竖直方向的+2°至+10°的角度。
[0016]根据本发明的一方面，第二上压延辊与第二下压延辊之间的间隙的最大值与断开的软化的无机非金属材料的主体的厚度相同。
[0017]根据本发明的一方面，第二上压延辊与第二下压延辊之间的间隙的最小值是零，或能够使经过第二上压延辊与第二下压延辊之间的间隙的无机非金属材料自然地断开。
[0018]根据本发明的一方面，第二下压延辊具有圆柱形的主体，第二上压延辊包括圆柱形的主体和从其圆柱形的主体向外突出的突起部。
[0019]根据本发明的一方面，突起部具有正态分布曲线形、圆形、半圆形、弧形、椭圆形、正弦曲线形、抛物线形或多边形的轮廓。
[0020]根据本发明的一方面，所述突起部为多个突起部。
[0021]根据本发明的一方面，第一上压延辊、第一下压延辊、第二下压延辊和第二上压延辊中的至少一个包括设置在其中的冷却部件。
[0022]根据本发明的一方面，第二上压延辊的突起部从主体突出的高度与主体的外径之比在0.01-0.5的范围内。
[0023]根据本发明的一方面，第一上压延辊和第一下压延辊之间的间隙的中心比第二下压延辊和第二上压延辊之间的间隙的中心高。
[0024]根据本发明的一方面，将第一上压延辊和第一下压延辊之间的间隙的中心与第二下压延辊和第二上压延辊之间的间隙的中心连接的虚拟线相对于水平方向倾斜+5°至+12°的角度。
[0025]根据本发明的一方面，将第一上压延辊和第一下压延辊之间的间隙的中心与第二下压延辊和第二上压延辊的主体之间的间隙的中心连接的虚拟线相对于水平方向倾斜+5。至+12。的角度。
[0026]根据本发明的一方面，第一上压延辊和第一下压延辊中每个的外径与第二下压延辊和第二上压延辊的主体中的每个的外径之比在1.1-3的范围内。
[0027]根据本发明的一方面，第一上压延辊与第一下压延辊之间的间隙与第二上压延辊和第二下压延辊之间的间隙的最大值之间的比值在1.05-10的范围内。
[0028]根据本发明的一方面，第二下压延辊具有圆柱形的主体，第二上压延辊是偏心辊。
[0029]根据本发明的一方面，第二下压延辊和第二上压延辊均具有圆柱形的主体，所述设备还包括连接到第二上压延辊以用于使第二上压延辊相对于第二下压延辊升降的升降
目.ο
[0030]根据本发明的一方面，支撑装置是托板水箱或者包括多个辊的辊单元。
[0031]根据本发明的一方面，所述设备还包括设置在第二上压延辊和第二下压延辊的下游以用于传送已经经过第二上压延辊和第二下压延辊之间的间隙的无机非金属材料的传送装置。
[0032]根据本发明的利用上述设备加工无机非金属材料的方法包括:使用第一上压延辊和第一下压延辊将熔融态无机非金属材料压延成软化的无机非金属材料；通过支撑装置将软化的无机非金属材料从第一上压延辊和第一下压延辊引导至第二上压延辊和第二下压延辊之间的间隙；使第二上压延辊和第二下压延辊沿相反的方向旋转，使得软化的无机非金属材料经过第二上压延辊与第二下压延辊之间的间隙，同时被第二上压延辊与第二下压延辊挤压；以及当第二上压延辊与第二下压延辊之间的间隙具有最小值时，第二上压延辊与第二下压延辊对软化的无机非金属材料的挤压将软化的无机非金属材料断开。
[0033]根据本发明的加工无机非金属材料的设备和通过该设备执行的方法可以顺利地使软化的无机非金属材料断开。
[0034]此外，根据本发明的加工无机非金属材料的设备和通过该设备执行的方法可以顺利地使热态软化的无机非金属材料断开，而不必使热态成型的无机非金属材料充分冷却之后执行切断，因此，能够保证连续化生产。
【附图说明】
[0035]图1是根据本发明一个示例性实施例的加工无机非金属材料的设备的示意性剖视图。
【具体实施方式】
[0036]现在将在下文中详细地描述根据本发明示例性实施例的加工无机非金属材料的设备和方法。
[0037]本说明书中使用的术语“