專利名稱：兩槽式玻璃池爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于玻璃制造的熱工設(shè)備，具體涉及一種兩槽式玻璃池爐。
背景技術(shù)：
玻璃池爐是玻璃工廠中的重要熱工設(shè)備，被譽(yù)為玻璃工廠的“心臟”。配合料加進(jìn)高溫玻璃池爐后，會(huì)發(fā)生一系列物理的、化學(xué)的和物理化學(xué)的變化，經(jīng)過硅酸鹽的形成、玻璃的形成、玻璃的澄清、均化、冷卻，最終形成幾乎無氣泡的、無異物的、成分均一的、適合成型的玻璃液。
玻璃池爐是高能耗熱工設(shè)備，其能耗在玻璃工廠中占比高達(dá)50%以上，有的甚至高達(dá)80% ；玻璃池爐的熱效率在30% 70%，池爐熱效率的高低除了與能源供給方式和所生產(chǎn)的玻璃種類、池爐噸位、池爐保溫、池爐工藝有關(guān)外，還與池爐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、新技術(shù)采用、 設(shè)計(jì)理念息息相關(guān)，最終決定了玻璃的品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益，意義重大。
近幾年來，TFT液晶玻璃基板、觸摸屏蓋板玻璃需求量迅速增加，它們所采用的無堿高硼硅玻璃、有堿高鋁硅玻璃均為高粘度玻璃(當(dāng)粘度為1000泊時(shí)，對(duì)應(yīng)的溫度至少在 1350°C以上)，而高粘度、高應(yīng)變點(diǎn)玻璃的熔制是一個(gè)難題，首先，它需要高達(dá)1600°C以上的熔化溫度，對(duì)池爐耐火材料的配置、池爐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提出了新的要求；其次，這種玻璃屬高檔精密玻璃，其用途決定了需要一流的玻璃質(zhì)量，不能有0. Imm以上的玻璃缺陷存在。對(duì)于采用氧化砷、氧化銻做為澄清劑的玻璃池爐中，氣泡問題可以得到有效的解決，但是，含砷和銻的化合物一般都是有毒物質(zhì)，熔制過程中的揮發(fā)和廢氣排放會(huì)損害人類的健康，并且殘留在玻璃制品中的砷和銻在玻璃板報(bào)廢后的處理也是個(gè)難題，會(huì)產(chǎn)生很高的處理成本， 美國和歐盟已經(jīng)限制了這種玻璃的使用(見歐盟環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)R0HS)，中國境內(nèi)面板廠商也逐漸擯棄了這種含砷和銻的玻璃原片，所以，把砷和銻做為澄清劑的后時(shí)代即將過去，除了尋找替換的澄清劑外，玻璃池爐的優(yōu)化設(shè)計(jì)也擺在了玻璃工作者面前
實(shí)用新型內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有池爐技術(shù)上的缺陷，提供一種在不采用砷和銻做為澄清劑的料方中，能對(duì)高粘度、高應(yīng)變點(diǎn)玻璃有良好熔制效果的兩槽式玻璃池爐。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的玻璃池爐為兩槽式玻璃池爐，即包括熔化池和工作池， 兩者之間為隔離墻，隔離墻設(shè)置流液洞，熔化池和工作池之間通過流液洞(暗橋)連通。熔化池的后端墻設(shè)置加料口，在熔化池的兩側(cè)胸墻設(shè)置純氧燒槍，燃燒廢氣從設(shè)在熔化池頂上的煙道排出，在熔化池的池底池壁還設(shè)置加熱電極。
每個(gè)池底電極分別與相鄰的兩側(cè)池壁電極各形成一個(gè)加熱回路，每兩個(gè)加熱回路構(gòu)成一組并聯(lián)電極，即熔化池的每個(gè)池底電極分別與相鄰的兩側(cè)池壁電極形成左加熱回路和右加熱回路，每對(duì)左加熱回路和右加熱回路構(gòu)成一組并聯(lián)電極，熔化池內(nèi)有多組這樣的并聯(lián)電極。這樣做的好處在于，在最大范圍的保證熔化池內(nèi)的玻璃得到均勻加熱的同時(shí)， 還降低了對(duì)加熱電壓的要求，而不必采用較高的電壓，這意味著，在不降低使用電壓的情況下，可以加大熔化池的寬度，提高熔化池的容量，提高熔化率，也即提高了產(chǎn)能。
在工作池的兩側(cè)胸墻設(shè)置純氧燒槍，燃燒廢氣從設(shè)在工作池頂上的煙道排出，工作池的池底還設(shè)置有鼓泡器和窯坎，窯坎的上游端和下游段池底設(shè)置卸料孔，在工作池的下游兩側(cè)池壁還設(shè)置溢流孔，工作池的下游末端池壁設(shè)有與下一工序連接的喉道。
鼓泡器鼓入的氣體為氧氣、空氣、稀有氣體中的一種或它們的組合，在一些優(yōu)選的實(shí)施方式中，優(yōu)選純氧氣，更優(yōu)選氧氣和氦氣的混合氣，其適宜的比例是4:1，鼓泡鼓入的氣體不但能起攪拌作用，提高玻璃的均勻性，更重要的一個(gè)方面是，氧氣不但能參與玻璃液的澄清，還能被多價(jià)金屬氧化物澄清劑捕獲，在后續(xù)的澄清過程中得到有效的氧釋放，徹底消除可見氣泡，而氦氣在玻璃中具有優(yōu)異的擴(kuò)散能力，能加速玻璃液中氣泡的排出。鼓泡器可采用連續(xù)鼓泡或脈沖鼓泡的方式，為了能夠發(fā)揮鼓泡的作用，鼓泡器可沿與玻璃液垂直流向上并排設(shè)置2 10個(gè)，并且工作池中玻璃液的粘度要小于1000泊。
在工作池設(shè)置窯坎的目的在于，它不但能改善玻璃液的對(duì)流，還能對(duì)玻璃液流有一個(gè)優(yōu)選作用，保證流過窯坎的玻璃液是優(yōu)質(zhì)的。窯坎前后的池底卸料孔可以對(duì)池底的臟玻璃(如富鋯、富鋁玻璃)進(jìn)行定期卸料，對(duì)于易揮發(fā)的高硼硅玻璃，可通過溢流孔對(duì)表層富硅的玻璃進(jìn)行溢料，避免流入下一工序。
流液洞做為暗橋連接著熔化池和工作池，流液洞的底部也設(shè)置卸料孔，這個(gè)卸料孔在正常生產(chǎn)期間不使用，做為冷修時(shí)啟用。在一些優(yōu)選的實(shí)施方式中，流液洞池底的上游端池底設(shè)置一對(duì)電極，可實(shí)現(xiàn)對(duì)流液洞玻璃液溫度的加熱，在這對(duì)電極和流液洞之間設(shè)置一個(gè)接地電極，避免從流液洞流入工作池的玻璃液由于電位差而產(chǎn)生新的氣泡。
熔化池、工作池與玻璃液接觸的部分、流液洞、窯坎均采用電熔高鋯磚，在一些優(yōu)選的實(shí)施方式在中，流液洞磚、窯坎均采用包難熔金屬的形式，來抵抗高溫高速玻璃液的侵蝕，改善玻璃液質(zhì)量。難熔金屬包含鉬，比如鉬銠合金。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理，能解決難熔玻璃的澄清和均化問題，尤其適用于高鋁硅玻璃、高硼硅玻璃的熔制。


圖1為本發(fā)明的玻璃池爐一種實(shí)施方式的部分結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。
圖2為該實(shí)施方式的玻璃池爐的平剖示意圖。
圖3為該實(shí)施方式的玻璃池爐的縱剖示意圖。
符號(hào)說明1、玻璃池爐；2、熔化池；3、工作池；4、流液洞；5、池底電極；6、池壁電極；7、鼓泡器；8、窯坎；9、卸料孔；10、溢流孔；11、熔化池池壁；12、熔化池池底；13、工作池池壁；14、工作池池底；15、熔化池?zé)欤?6、工作池?zé)欤?7、加料口 ； 18、喉道；19、熔化池胸墻；20、工作池胸墻；21、熔化池后墻；22、熔化池池頂煙道出口 ；23、流液洞冷卻孔；24、流液洞卸料孔。
具體實(shí)施例方式參見圖1 圖3，這是一個(gè)純氧電助熔兩槽式玻璃池爐1，在熔化池2的胸墻19設(shè)置有左右對(duì)稱的5對(duì)兒純氧燒嘴15，在熔化池后墻21的下部設(shè)置有3個(gè)加料口 17，在熔化池碹頂靠近碹腳的位置設(shè)置有一個(gè)煙道出口 22，在熔化池的池壁11設(shè)有左右對(duì)稱的3對(duì)兒池壁電極6，在熔化池池底12的中心線位置設(shè)置有與池壁電極相對(duì)應(yīng)的3個(gè)池底電極5，池底電極5分別與相對(duì)應(yīng)的左右池壁電極6構(gòu)成一個(gè)回路，構(gòu)成的兩個(gè)回路采用并聯(lián)的形式，這樣形成3組并聯(lián)電極，這3組并聯(lián)電極可采用相同的電壓供電(一個(gè)變壓器)，也可采用不同的電壓供電，采用相同電壓供電時(shí)，各組電極之間的電流隨玻璃液電阻的增大而減小，隨玻璃液電阻的減小而增大，而玻璃液電阻的大小和玻璃液溫度的高低成反比，根據(jù)功率公式 P=UI=U2/R,那么，玻璃液溫度越高，電加熱功率也越高，在實(shí)際的操作中，可以采用給定總電流不變的形式，利用微調(diào)燒槍的燃?xì)獗壤?，?shí)現(xiàn)電流和加熱能量分布的同步跟進(jìn)；采用不同的電壓供電時(shí)，可以根據(jù)工藝的需要單獨(dú)調(diào)整各組電極之間的電壓，實(shí)現(xiàn)能量分布的調(diào)整，而此時(shí)不必調(diào)節(jié)燒槍的燃?xì)獗壤?。電極的材質(zhì)可隨玻璃的種類和成分不同而選用鉬電極、鉬金電極或者氧化錫電極，電極適用的電壓根據(jù)具體的玻璃成分、熔化池大小和控制理念的不同，可在200 700V之間選擇。
該純氧電助熔玻璃池爐還包括一個(gè)工作池3，工作3的下游末端池壁13設(shè)有與下一工序連接的喉道18，在工作池3的兩側(cè)胸墻20設(shè)置左右對(duì)稱的5對(duì)兒純氧燒嘴16，燃燒廢氣從設(shè)在工作池頂上的煙道出口排出(未示出)，工作池的池底14還設(shè)置有7個(gè)鼓泡器7 和窯坎8，窯坎8的上游端和下游端池底分別設(shè)置一個(gè)卸料孔9，在工作池3的下游兩側(cè)池壁13還左右對(duì)稱各設(shè)置一個(gè)溢流孔10。
鼓泡器7鼓入的氣體為氧氣、空氣、稀有氣體中的一種或它們的組合，優(yōu)選氧氣， 更優(yōu)選氧氣和氦氣的混合氣，其適宜的比例是4:1，鼓泡鼓入的氣體不但能起攪拌作用，提高玻璃的均勻性，更重要的一個(gè)方面是，氧氣不但能參與玻璃液的澄清，還能被多價(jià)金屬氧化物澄清劑捕獲，在后續(xù)的澄清過程中得到有效的氧釋放，徹底消除可見氣泡，而氦氣在玻璃中具有優(yōu)異的擴(kuò)散能力，能加速玻璃液中氣泡的排出。鼓泡器可采用連續(xù)鼓泡或脈沖鼓泡的方式，為了能夠發(fā)揮鼓泡的作用，工作池中玻璃液的粘度要小于1000泊。
在工作池設(shè)置窯坎8的目的在于，它不但能改善玻璃液的對(duì)流，還能對(duì)玻璃液流有一個(gè)優(yōu)選作用，保證流過窯坎的玻璃液是優(yōu)質(zhì)的，其高度為所在位置液深的2/3 4/5。 窯坎前后的池底卸料孔可以對(duì)池底的臟玻璃進(jìn)行定期卸料，對(duì)于易揮發(fā)的高硼硅玻璃，可通過溢流孔對(duì)表層富硅的玻璃進(jìn)行溢料，避免流入下一工序。
熔化池2和工作池3通過流液洞4連接，流液洞上設(shè)置有冷卻孔23，冷卻孔23可采用水冷管冷卻，也可采用風(fēng)冷，還可采用霧化空氣冷卻，或者采用混合冷卻方式。在流液洞的池底還設(shè)置卸料孔24，該卸料孔正常生產(chǎn)期間不啟用，只在停爐冷修時(shí)打開，以徹底清除熔化池底的玻璃。
工作池3的玻璃液深度淺于熔化池2的玻璃液深度150 500mm，優(yōu)選200 400mm,更優(yōu)選 250 350mm。
熔化池、工作池與玻璃液接觸的部分選用電熔高鋯磚，窯坎、流液洞選用電熔高鋯磚或者電熔高鋯磚外包難熔金屬的形式，燒嘴和煙道選用燒結(jié)材料，比如燒結(jié)AZS、燒結(jié)剛玉磚，其它部位選用電熔剛玉磚。
難熔金屬包含鉬，比如鉬銠合金。
權(quán)利要求
1.一種兩槽式玻璃池爐，它包含熔化池和工作池，兩者之間為隔離墻，隔離墻設(shè)置流液洞，熔化池和工作池之間通過流液洞(暗橋)連通，熔化池的后端墻設(shè)置加料口，在熔化池的兩側(cè)胸墻設(shè)置純氧燒槍，燃燒廢氣從設(shè)在熔化池頂上的煙道排出，在熔化池的池底、池壁還設(shè)置加熱電極，工作池的下游末端池壁設(shè)有與下一工序連接的喉道，在工作池的兩側(cè)胸墻設(shè)置純氧燒槍，燃燒廢氣從設(shè)在工作池頂上的煙道排出，其特征在于熔化池的每個(gè)池底電極分別與相鄰的兩側(cè)池壁電極形成左加熱回路和右加熱回路，每對(duì)左加熱回路和右加熱回路構(gòu)成一組并聯(lián)電極。
2.如權(quán)利要求1所述的一種兩槽式玻璃池爐，其特征在于工作池的池底還設(shè)置有鼓泡器和窯坎，窯坎的上游端和下游端池底設(shè)置卸料孔，在工作池的下游兩側(cè)池壁還設(shè)置溢流孔。
3.如權(quán)利要求2所述的一種兩槽式玻璃池爐，其特征在于流液洞的底部也設(shè)置卸料孔。
4.如權(quán)利要求2所述的一種兩槽式玻璃池爐，其特征在于鼓泡器鼓入的氣體為氧氣、 空氣、稀有氣體中的一種或它們的組合。
5.如權(quán)利要求1所述的一種兩槽式玻璃池爐，其特征在于工作池的液面深度小于熔化池的液面深度；工作池中玻璃液的粘度小于1000泊。
6.如權(quán)利要求1所述的一種兩槽式玻璃池爐，其特征在于熔化池和工作池與玻璃液接觸的部分均采用電熔高鋯磚。
7.如權(quán)利要求1或2所述的一種兩槽式玻璃池爐，其特征在于流液洞采用電熔高鋯磚或者電熔高鋯磚外包難熔金屬的結(jié)構(gòu)；窯坎采用電熔高鋯磚或者電熔高鋯磚外包難熔金屬的結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求7所述的一種兩槽式玻璃池爐，其特征在于所述難熔金屬包含鉬。
9.如權(quán)利要求1所述的一種兩槽式玻璃池爐，其特征在于熔化池池底電極和池壁電極選自氧化錫電極、鉬金電極或鉬電極中的一種。
10.如權(quán)利要求2所述的一種兩槽式玻璃池爐，其特征在于流液洞池底的上游端池底設(shè)置一對(duì)電極，并在該對(duì)電極和流液洞之間設(shè)置一個(gè)接地電極。
全文摘要
本發(fā)明公開一種玻璃池爐是一個(gè)兩槽式池爐，在熔化池的池底、池壁設(shè)置加熱電極，每個(gè)池底電極分別與相鄰的兩側(cè)池壁電極各形成一個(gè)加熱回路，每兩個(gè)加熱回路構(gòu)成一組并聯(lián)電極；在工作池的池底設(shè)置鼓泡器和窯坎，窯坎的上游端和下游端池底設(shè)置卸料孔，在工作池的下游兩側(cè)池壁還設(shè)置溢流孔；熔化池和工作池采用流液洞(暗橋)連接，流液洞的底部也設(shè)置卸料孔。本發(fā)明能解決難熔玻璃的澄清和均化問題，尤其適用于高鋁硅玻璃、高硼硅玻璃的熔制。
文檔編號(hào)C03B5/04GK102503078SQ20111033907
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月1日
發(fā)明者張偉, 張宏偉, 張希亮, 敬正躍, 王建斌, 郜衛(wèi)生, 陳新富 申請(qǐng)人:河南國控宇飛電子玻璃有限公司