專利名稱：鋰－鋁－硅系統(tǒng)低膨脹微晶玻璃晶化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微晶玻璃晶化方法，具體是一種經(jīng)改良后的鋰-鋁-硅系統(tǒng)低膨脹微晶玻璃晶化方法及其專用晶化輥道窯。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有用于電磁爐、微波爐、雅樂爐、燃?xì)鉅t等作為加熱板的鋰-鋁-硅系統(tǒng)低膨脹微晶玻璃(以下簡稱為微晶玻璃)，一般在晶化輥道窯進行晶化處理。傳統(tǒng)工藝通常將微晶玻璃裁切成板塊，再將微晶玻璃板塊層疊在一起；為防止其變形，在疊放的微晶玻璃板塊的上面和下面分別放置厚度比微晶玻璃厚得多的碳化硅板，通常將碳化硅稱為夾板；為防止微晶玻璃板塊與微晶玻璃板塊之間，微晶玻璃板塊與碳化硅板之間發(fā)生粘連，在層間設(shè)置隔離層，隔離層通常采用氧化鎂粉；由于疊放的微晶玻璃板塊一般為2-4層，再加上上下兩層的碳化硅板，總共為4-6層，一并置于晶化輥道窯進行晶化處理。由于將微晶玻璃板塊和碳化硅板層疊后置于晶化輥道窯進行晶化處理，因此對輥道窯的輥筒將要求要有足夠的機械強度，現(xiàn)有輥道窯的輥筒的直徑都在50mm以上，由于輥筒的直徑大，輥筒與輥筒的軸距也大，軸距越大，越要求必須采用碳化硅夾板，才能保證被晶化的微晶玻璃不變形。
在以上所述的晶化工藝及其采用的晶化輥道窯中，存在如下缺點1、能源損耗大。由于采用碳化硅夾板及微晶玻璃板疊放形式送入晶化輥道窯中，除了要使微晶玻璃晶化所需的熱能外，還要供給體積與微晶玻璃相差不多的碳化硅夾板所需的熱能。
2、生產(chǎn)效率低。由于采用碳化硅夾板及微晶玻璃板疊放形式送入晶化輥道窯中，窯體溫度與被夾于層中的微晶玻璃的中心溫度偏差大，要使微晶玻璃達(dá)到晶化溫度，要求要有更高的窯體溫度以及更長時間。據(jù)已批準(zhǔn)授權(quán)的CN1161296C的專利說明書介紹，將玻璃板層疊，在900-1200℃的溫度下，使玻璃晶化，晶化周期為16-20小時。
3、產(chǎn)品破損率高。由于將碳化硅夾板及微晶玻璃板疊放形式送入晶化輥道窯中，微晶玻璃在輥道窯中的任何時刻都處于受力狀態(tài)，且輥筒的轉(zhuǎn)動會使微晶玻璃板受振而破碎；撒氧化鎂粉(設(shè)置隔離層)不均勻，也會使微晶玻璃與微晶玻璃，或微晶玻璃與碳化硅板之間發(fā)生粘連，粘連的微晶玻璃就變成廢品；操作工人的操作不當(dāng)，微晶玻璃與碳化硅板發(fā)生碰撞而破碎，也是產(chǎn)品破損的原因之一。傳統(tǒng)晶化工藝的產(chǎn)品破損率≥10％。
4、額外成本高。由于采用碳化硅作為夾板，碳化硅板有一定的使用次數(shù)，受種種因素的影響，碳化硅板經(jīng)過一個晶化周期之后，其破損率≥10％。碳化硅板的破損消耗也構(gòu)成生產(chǎn)成本的主要因素。
總之，現(xiàn)有晶化工藝及其采用的晶化輥道窯中，存在工藝復(fù)雜、綜合成本高、生產(chǎn)周期長等缺點。另外，出爐區(qū)為高溫區(qū)，通常將出爐區(qū)設(shè)計在室外，操作工人的工作環(huán)境惡劣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有晶化工藝及其采用的晶化輥道窯的缺點，提供一種專用于經(jīng)改良后的鋰-鋁-硅系統(tǒng)低膨脹微晶玻璃的晶化方法及其專用的晶化輥道窯，使其工藝簡單、綜合成本低、生產(chǎn)周期短。
本發(fā)明，是將由壓延法生產(chǎn)的微晶玻璃板裁切成塊，單層直接置于微晶玻璃晶化輥道窯中進行晶化，其晶化工藝條件包括A、預(yù)熱，在18-23分鐘內(nèi)，將微晶玻璃板從室溫加熱升溫至720℃；B、升溫晶核，在35-45分鐘內(nèi)，將微晶玻璃板從720℃升溫至870℃；C、恒溫晶化，將微晶玻璃板控制在870±5℃，維持50-65分鐘；D、急速降溫，在10-15分鐘內(nèi)，將微晶玻璃板從870℃降至370℃；E、緩速降溫，在22-30分鐘，或時間長些，將微晶玻璃板從370℃降至室溫，或比室溫略高些，然后出窯。
本發(fā)明所采用的微晶玻璃晶化輥道窯，其結(jié)構(gòu)將在實施例中描述。
本發(fā)明，與傳統(tǒng)晶化工藝比較，具有如下積極效果1、節(jié)約能源。由于將裁切成塊的微晶玻璃板，單層直接置于微晶玻璃晶化輥道窯中進行晶化，只給微晶玻璃提供晶化所需的熱能，不必為微晶玻璃以外的碳化硅夾板提供熱能。單位面積微晶玻璃的消耗燃?xì)獗葌鹘y(tǒng)工藝可降低50％。
2、生產(chǎn)效率高。由于將微晶玻璃板單層直接置于微晶玻璃晶化輥道窯中進行晶化，微晶玻璃的溫度接近于窯體溫度，不僅晶化過程便于控制，而且可采用快速加熱和急速冷卻工藝，以縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率。最高僅需870℃的溫度及135-176分鐘，便能完成整個晶化工藝過程。
3、產(chǎn)品合格率高。由于將微晶玻璃板單層直接置于微晶玻璃晶化輥道窯中進行晶化，晶化過程微晶玻璃快速受熱不破裂，冷卻降溫不變形，大大地減少微晶玻璃熱變形的可能性，也減少產(chǎn)品的破損率，產(chǎn)品合格率在98％以上。
4、綜合生產(chǎn)成本低。本發(fā)明，不僅因能耗降低、效率提高、合格率提高而降低單位成本，同時也省去碳化硅夾板的費用，省去氧化鎂粉的耗用費用。
總之，本發(fā)明，不僅具有節(jié)約能源、生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品合格率高和綜合生產(chǎn)成本低等優(yōu)點，而且也改善工人的生產(chǎn)環(huán)境，出爐產(chǎn)品的溫度接近室溫，為非高溫作業(yè)，可將出爐區(qū)設(shè)計在室內(nèi)，改善操作工人的工作環(huán)境，同時，由于免用氧化鎂粉，為無塵操作，也有利于環(huán)保。


圖1為實施例的晶化工藝時間-溫度曲線示意圖；圖2-圖5為實施例采用的晶化輥道窯的結(jié)構(gòu)原理圖，其中圖2為預(yù)熱區(qū)部分結(jié)構(gòu)原理圖；圖3為燃?xì)饧訜岜貐^(qū)和急冷降溫區(qū)部分結(jié)構(gòu)原理圖；圖4和圖5為緩冷區(qū)抽余熱風(fēng)區(qū)和出爐區(qū)部分結(jié)構(gòu)原理圖。
圖中，1、輥筒 2、微晶玻璃板 3、窯體 4、煙囪 5、排煙電機 6、燃?xì)馊紵? 7、助燃空氣調(diào)節(jié)閥 8、燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥 9、燃?xì)怆姶耪{(diào)節(jié)閥 10、燃?xì)夤艿? 11、助燃空氣管道 12、急冷風(fēng)調(diào)節(jié)閥 13、熱交換器 14、急冷風(fēng)機 15、助燃送風(fēng)機 16、抽余熱風(fēng)機 17、風(fēng)扇 18、觀察窗 19、冷卻風(fēng)輸送管 20、冷卻風(fēng)輸送支管 21、助燃空氣輸送支管 22、排余熱煙囪 23、余熱收取管道 24、排熱氣煙囪 A、入口 B、出口 C、燃?xì)鉄釟饬? D、冷卻風(fēng) E、助燃空氣 F、余熱風(fēng)。
具體實施例方式本實施例提供一種用于電磁爐、微波爐、雅樂爐、燃?xì)鉅t等作為加熱板的經(jīng)改良后的鋰-鋁-硅系統(tǒng)低膨脹微晶玻璃的晶化方法。本方法是將由壓延法生產(chǎn)的微晶玻璃板裁切成塊，單層直接置于微晶玻璃晶化輥道窯中進行晶化，其工藝時間-溫度曲線如圖1所示，其晶化工藝條件包括A、預(yù)熱，在18-23分鐘內(nèi)，將微晶玻璃板從室溫加熱升溫至720℃；B、升溫晶核，在35-45分鐘內(nèi)，將微晶玻璃板從720℃升溫至870℃；C、恒溫晶化，將微晶玻璃板控制在870±5℃，維持50-65分鐘；D、急速降溫，在10-15分鐘內(nèi)，將微晶玻璃板從870℃降至370℃；E、緩速降溫，在22-30分鐘，或時間長些，將微晶玻璃板從370℃降至室溫，或比室溫略高些，然后出窯。
參照圖2-圖5，本實施例所采用的微晶玻璃晶化輥道窯，其結(jié)構(gòu)包括隧道式窯體、傳動裝置、加熱裝置、控制裝置和冷卻裝置。窯體沿窯長方向自入口A端至出口B端分為預(yù)熱升溫區(qū)，加熱升溫晶核區(qū)、加熱恒溫晶化區(qū)、急冷降溫區(qū)、緩冷降溫區(qū)，至少在加熱恒溫晶化區(qū)與急冷降溫區(qū)之間設(shè)置分隔閘板；在每個區(qū)上，至少設(shè)置一個溫度監(jiān)測器。傳動裝置由架設(shè)于機架上的輥筒1及其驅(qū)動機構(gòu)構(gòu)成，輥筒1為氧化鋁陶瓷輥筒，其直徑為27mm，輥筒間距為10mm。加熱裝置包括交錯排列設(shè)置于窯體兩側(cè)輥道上、下部的燃?xì)馊紵?、與燃?xì)馊紵鬟B接的燃?xì)夤┙o裝置和助燃空氣供給裝置，燃?xì)夤┙o裝置為設(shè)有調(diào)節(jié)閥8的燃?xì)廨斔凸艿?0；僅在升溫晶核區(qū)和恒溫晶化區(qū)設(shè)置燃?xì)馊紵?；燃?xì)馀艧煙焽?設(shè)置于窯體入口A的預(yù)熱升溫區(qū)上；控制裝置包括控制箱以及與其連接的溫度監(jiān)測器和燃?xì)怆姶耪{(diào)節(jié)閥9，溫度監(jiān)測器的探頭設(shè)置于窯體內(nèi)部，燃?xì)怆姶耪{(diào)節(jié)閥9設(shè)置于燃?xì)廨斔凸艿郎?；?-4個燃?xì)馊紵?設(shè)置一個燃?xì)怆姶耪{(diào)節(jié)閥9，以簡化控制系統(tǒng)；助燃空氣供給裝置包括設(shè)有調(diào)節(jié)閥7的助燃空氣輸送支管21，助燃空氣輸送支管21與助燃空氣輸送管道11連接；助燃空氣E由助燃送風(fēng)機15提供，助燃送風(fēng)機送風(fēng)管通過熱交換器13與助燃空氣輸送管道11連接，熱交換器13置于急冷區(qū)中。在急冷降溫區(qū)設(shè)置急冷風(fēng)冷卻裝置，冷風(fēng)冷卻裝置由急冷風(fēng)機14及冷卻風(fēng)輸送管道19構(gòu)成，冷卻風(fēng)輸送管道分設(shè)若干冷卻風(fēng)輸送支管20，冷卻風(fēng)輸送支管20連通至急冷區(qū)的窯體內(nèi)，在冷卻風(fēng)輸送支管20上，設(shè)置急冷風(fēng)調(diào)節(jié)閥12。在緩冷降溫區(qū)設(shè)置排余熱裝置，排余熱裝置由抽余熱風(fēng)機16、余熱收取管道23和排余熱煙囪22構(gòu)成，余熱收取管道23與窯體內(nèi)部相連。在出爐區(qū)，設(shè)置排余煙煙囪24及風(fēng)扇17，以進一步降低微晶玻璃的溫度，使出爐時的溫度接近室溫。
本實施例，由于采用將裁切成塊的微晶玻璃板，單層直接置于微晶玻璃晶化輥道窯中進行晶化的方法，因而對輥道窯的輥筒的壓力小，對機械強度的要求不很高，可從現(xiàn)有輥道窯的輥筒的直徑52mm降至直徑為27mm，輥筒間距可降至10mm，變輥道傳送為“鏈”傳送，有效地防止微晶玻璃板的熱變形，省去碳化硅夾板已成為可能。
本實施例，在急冷區(qū)設(shè)置助燃空氣熱交換器，其意義在于1、助燃空氣通過熱交換器之后，吸收急冷區(qū)的熱能，有利于提高急冷區(qū)的降溫速度；2、助燃空氣吸收熱能之后，將熱能帶入燃燒室，利用能源，節(jié)約能源；3、助燃空氣吸收熱能之后，成為熱風(fēng)，更進一步提高助燃效果。
本實施例，由于在升溫晶核區(qū)和恒溫晶化區(qū)設(shè)置燃?xì)馊紵?，且燃?xì)馀艧煙焽?設(shè)置于窯體入口A的預(yù)熱升溫區(qū)的前端，晶核區(qū)及晶化區(qū)燃燒的熱氣流經(jīng)過預(yù)熱區(qū)的時候也對預(yù)熱區(qū)爐體和微晶玻璃加熱，預(yù)熱區(qū)爐體不必安裝燃?xì)馊紵?，也可到達(dá)工藝要求的溫度條件，因此，本實施例僅在升溫晶核區(qū)和恒溫晶化區(qū)設(shè)置燃?xì)馊紵?，從某種意義上也利用能源，節(jié)約能源。
權(quán)利要求
1.一種經(jīng)改良后的鋰-鋁-硅系統(tǒng)低膨脹微晶玻璃晶化方法，其特征為將由壓延法生產(chǎn)的微晶玻璃板裁切成塊，單層直接置于微晶玻璃晶化輥道窯中進行晶化，其晶化工藝條件包括A、預(yù)熱，在18-23分鐘內(nèi)，將微晶玻璃板從室溫加熱升溫至720℃；B、升溫晶核，在35-45分鐘內(nèi)，將微晶玻璃板從720℃升溫至870℃；C、恒溫晶化，將微晶玻璃板控制在870±5℃，維持50-65分鐘；D、急速降溫，在10-15分鐘內(nèi)，將微晶玻璃板從870℃降至370℃；E、緩速降溫，在22-30分鐘，將微晶玻璃板從370℃降至室溫，然后出窯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰-鋁-硅系統(tǒng)低膨脹微晶玻璃晶化方法，其特征為所述微晶玻璃晶化輥道窯包括隧道式窯體(3)、傳動裝置、加熱裝置、控制裝置和冷卻裝置，傳動裝置由架設(shè)于機架上的輥筒(1)及其驅(qū)動機構(gòu)構(gòu)成；加熱裝置包括交錯排列設(shè)置于窯體兩側(cè)輥道上、下部的燃?xì)馊紵?6)、與燃?xì)馊紵鬟B接的燃?xì)夤┙o裝置和助燃空氣供給裝置，燃?xì)夤┙o裝置為設(shè)有調(diào)節(jié)閥(8)的燃?xì)廨斔凸艿?10)；助燃空氣供給裝置包括設(shè)有調(diào)節(jié)閥(7)的助燃空氣輸送支管(21)，助燃空氣輸送支管(21)與助燃空氣輸送管道(11)連接；控制裝置包括控制箱以及與其連接的溫度監(jiān)測器和燃?xì)怆姶耪{(diào)節(jié)閥(9)，溫度監(jiān)測器的探頭設(shè)置于窯體內(nèi)部，燃?xì)怆姶耪{(diào)節(jié)閥(9)設(shè)置于燃?xì)廨斔凸艿郎?；窯體沿窯長方向自入口(A)端至出口(B)端分為預(yù)熱升溫區(qū)，加熱升溫晶核區(qū)、加熱恒溫晶化區(qū)、急冷降溫區(qū)、緩冷降溫區(qū)，至少在加熱恒溫晶化區(qū)與急冷降溫區(qū)之間設(shè)置分隔閘板；在每個區(qū)上，至少設(shè)置一個溫度監(jiān)測器；排煙煙囪(4)設(shè)置于窯體入口(A)的預(yù)熱升溫區(qū)的前端；每2-4個燃?xì)馊紵?6)設(shè)置一個燃?xì)怆姶耪{(diào)節(jié)閥(9)；僅在升溫晶核區(qū)和恒溫晶化區(qū)設(shè)置燃?xì)馊紵?6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰-鋁-硅系統(tǒng)低膨脹微晶玻璃晶化方法，其特征為所述微晶玻璃晶化輥道窯之助燃空氣(E)由助燃送風(fēng)機(15)提供，助燃送風(fēng)機送風(fēng)管通過熱交換器(13)與助燃空氣輸送管道(11)連接，熱交換器(13)置于急冷區(qū)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰-鋁-硅系統(tǒng)低膨脹微晶玻璃晶化方法，其特征為在所述微晶玻璃晶化輥道窯之急冷降溫區(qū)設(shè)置急冷風(fēng)冷卻裝置，冷風(fēng)冷卻裝置由急冷風(fēng)機(14)及冷卻風(fēng)輸送管道(19)構(gòu)成，冷卻風(fēng)輸送管道分設(shè)若干冷卻風(fēng)輸送支管(20)，冷卻風(fēng)輸送支管(20)連通至急冷區(qū)的窯體內(nèi)，在冷卻風(fēng)輸送支管(20)上，設(shè)置急冷風(fēng)調(diào)節(jié)閥(12)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰-鋁-硅系統(tǒng)低膨脹微晶玻璃晶化方法，其特征為在所述微晶玻璃晶化輥道窯之緩冷降溫區(qū)，設(shè)置排余熱裝置，排余熱裝置由抽余熱風(fēng)機(16)、余熱收取管道(23)和排余熱煙囪(22)構(gòu)成，余熱收取管道(23)與窯體內(nèi)部相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰-鋁-硅系統(tǒng)低膨脹微晶玻璃晶化方法，其特征為所述微晶玻璃晶化輥道窯之輥筒(1)為氧化鋁陶瓷輥筒，其直徑為25-30mm，輥筒間距為10-15mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種微晶玻璃晶化方法，具體是一種鋰－鋁－硅系統(tǒng)低膨脹微晶玻璃晶化方法及其專用晶化輥道窯。其特征是將由壓延法生產(chǎn)的微晶玻璃板裁切成塊，單層直接置于微晶玻璃晶化輥道窯中進行晶化，其晶化工藝條件包括預(yù)熱、升溫晶核、恒溫晶化、急速降溫、緩速降溫，晶化周期為135－176分鐘，晶化溫度為870±5℃。本發(fā)明不僅具有節(jié)約能源、生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品合格率高和綜合生產(chǎn)成本低等優(yōu)點，同時，由于免用碳化硅夾板和隔離氧化鎂粉，為無塵操作，既改善操作工人的工作環(huán)境，也有利于環(huán)保。
文檔編號C03B32/02GK1919760SQ20061012207
公開日2007年2月28日 申請日期2006年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月9日
發(fā)明者趙天佑, 莊堆業(yè), 蔡來吉, 莊偉興 申請人:廣東科迪微晶玻璃實業(yè)有限公司