用于熔化中性硼硅玻璃原料的窑炉

文档序号:220344 发布日期:2021-11-09 浏览:35次 >En<

阅读说明:本技术 用于熔化中性硼硅玻璃原料的窑炉 (Kiln for melting neutral borosilicate glass raw material ) 是由 张顶 张增强 王艳辉 李�远 任士芳 田鹏 刘彬 韩军 赫勃兴 于 2021-08-13 设计创作,主要内容包括:本公开涉及一种用于熔化中性硼硅玻璃原料的窑炉,该窑炉的内部沿窑炉的长度方向依次包括预熔区、熔化区以及澄清区;预熔区设置有第一电加热装置,以将位于预熔区的中性硼硅玻璃原料加热为玻璃液;预熔区和熔化区之间设置有挡墙,且挡墙的下端形成有连通预熔区和熔化区并用于供玻璃液流动的流道;熔化区设置有第一火焰加热装置和第二电加热装置,以用于对通过流道的玻璃液进行加热;熔化区和澄清区之间设置有窑坎,以用于抬升熔化区的玻璃液高度;澄清区设置有第二火焰加热装置,以用于对越过窑坎进入至澄清区的玻璃液进行加热。该窑炉能够有效减少硼氧化物的挥发,玻璃液澄清、均化效果好,提高硼硅玻璃的产量及质量。(The present disclosure relates to a furnace for melting a neutral borosilicate glass raw material, the interior of the furnace comprising, in order along the length direction of the furnace, a pre-melting zone, a melting zone and a fining zone; the pre-melting zone is provided with a first electric heating device to heat the neutral borosilicate glass raw material positioned in the pre-melting zone into glass liquid; a retaining wall is arranged between the pre-melting zone and the melting zone, and a flow channel which is communicated with the pre-melting zone and the melting zone and used for flowing the molten glass is formed at the lower end of the retaining wall; the melting zone is provided with a first flame heating device and a second electric heating device for heating the molten glass passing through the flow channel; a weir is arranged between the melting zone and the clarification zone and is used for lifting the height of the molten glass in the melting zone; the fining area is provided with a second flame heating device for heating the molten glass that passes over the weir and enters the fining area. The kiln can effectively reduce volatilization of boron oxide, has good clarifying and homogenizing effects of molten glass, and improves yield and quality of borosilicate glass.)

用于熔化中性硼硅玻璃原料的窑炉

技术领域

本公开涉及玻璃制造技术领域,具体地,涉及一种用于熔化中性硼硅玻璃原料的窑炉。

背景技术

中性硼硅医药玻璃熔化与普通钠钙玻璃不同,具有熔化温度高、玻璃液易分层、氧化硼易挥发、电阻率随温度变化大、澄清相对困难等特点。

现有技术中的窑炉无法有效地降低硼氧化物的挥发,从而导致生产的硼硅玻璃产量小、质量差,且玻璃液澄清、均化效果差。

发明内容

本公开的目的是提供一种用于熔化中性硼硅玻璃原料的窑炉,该窑炉能够有效减少硼氧化物的挥发,玻璃液澄清、均化效果好,提高硼硅玻璃的产量及质量。

为了实现上述目的,本公开提供一种用于熔化中性硼硅玻璃原料的窑炉,所述窑炉的内部沿所述窑炉的长度方向依次包括预熔区、熔化区以及澄清区;

所述预熔区设置有第一电加热装置,以将位于预熔区的中性硼硅玻璃原料加热为玻璃液;

所述预熔区和所述熔化区之间设置有挡墙,且挡墙的下端形成有连通所述预熔区和所述熔化区并用于供所述玻璃液流动的流道;

所述熔化区设置有第一火焰加热装置和第二电加热装置,以用于对通过所述流道的玻璃液进行加热;

所述熔化区和所述澄清区之间设置有窑坎,以用于抬升所述熔化区的玻璃液高度;

所述澄清区设置有第二火焰加热装置,以用于对越过所述窑坎进入至所述澄清区的玻璃液进行加热。

可选地,所述窑炉包括依次连接的顶壁、侧壁以及底壁,所述侧壁包括沿所述窑炉的宽度方向相对设置的第一侧壁和第二侧壁;

所述挡墙沿所述窑炉的宽度方向连接在所述第一侧壁和所述第二侧壁之间,所述挡墙的内部沿所述窑炉的宽度方向形成有贯通的且位于所述流道上方的第一冷却通道,所述第一侧壁和所述第二侧壁上分别形成有与所述第一冷却通道连通的第一冷却口和第二冷却口;

位于所述流道大致等高的左侧和/或右侧,所述挡墙的内部沿所述窑炉的宽度方向形成有呈拐折状的第二冷却通道,且所述第二冷却通道的进口和出口均位于所述挡墙的左侧壁上和/或均位于所述挡墙的右侧壁上;

所述第一侧壁上形成有与所述第二冷却通道的进口和出口分别连通的两个第三冷却口,和/或,所述第二侧壁上形成有与所述第二冷却通道的进口和出口分别连通的两个第四冷却口。

可选地,所述窑炉包括依次连接的顶壁、侧壁以及底壁,所述侧壁包括沿所述窑炉的长度方向相对设置的第三侧壁和第四侧壁;且所述第三侧壁靠近所述预熔区;

所述窑炉还包括排气管,所述第三侧壁的上方形成有排气口,所述排气口用于与所述排气管连通。

可选地,所述窑炉还包括进料装置,所述第三侧壁上形成有用于与所述进料装置的出口连通的进料口,且所述进料口位于所述排气口的下方。

可选地,所述窑炉包括依次连接的顶壁、侧壁以及底壁,且所述顶壁构造为拱形状;沿所述窑炉的长度方向,所述顶壁包括第一部分和第二部分,所述第一部分用于与所述预熔区相对,所述第二部分用于与所述熔化区和所述澄清区相对。

可选地,所述第一部分包括多个砌筑的电熔砖,所述第二部分包括多个砌筑的电熔刚玉砖。

可选地,所述窑炉包括依次连接的顶壁、侧壁以及底壁,所述侧壁包括沿所述窑炉的宽度方向相对设置的第一侧壁和第二侧壁;

沿所述窑炉的长度方向,所述第一侧壁和/或所述第二侧壁上依次形成有第一观察口、第二观察口以及第三观察口,所述第一观察口用于与所述预熔区相对设置,所述第二观察口用于与所述熔化区相对设置,所述第三观察口用于与所述澄清区相对设置。

可选地,所述窑炉包括依次连接的顶壁、侧壁以及底壁;

所述第一电加热装置包括多个第一钼电极,多个所述第一钼电极可拔插地设置于所述底壁且上端凸出于所述底壁的内表面;

所述第二电加热装置包括多个第二钼电极,多个所述第二钼电极可拔插地设置于所述底壁且上端凸出于所述底壁的内表面;

所述第一火焰加热装置包括多个第一全氧烧枪,多个所述第一全氧烧枪连接于所述侧壁;

所述第二火焰加热装置包括多个第二全氧烧枪,多个所述第二全氧烧枪连接于所述侧壁。

可选地,所述挡墙由多个高锆砖砌筑而成。

可选地,所述窑炉包括依次连接的顶壁、侧壁以及底壁,所述侧壁包括沿所述窑炉的长度方向相对设置的第三侧壁和第四侧壁;且所述第四侧壁靠近所述澄清区,且所述第四侧壁上形成有用于与后料道连通的流液洞。

在上述技术方案中,通过在预熔区设置第一电加热装置,在提升中性硼硅玻璃原料熔化效率的同时还能够降低硼氧化物的挥发;在熔化区设置第一火焰加热装置和第二电加热装置,对玻璃液进一步进行熔化澄清并进行均化,挡墙下端的流道的设计便于玻璃液从预熔区流向熔化区;在澄清区设置第二火焰加热装置以对澄清区的玻璃液进一步进行澄清和均化,此外,在熔化区和澄清区之间设置的窑坎可以加强玻璃液的澄清和均化,提高硼硅玻璃的产量及质量。

本公开的其他特征和优点将在随后的

具体实施方式

部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本公开,但并不构成对本公开的限制。在附图中:

图1是本公开一种实施方式的用于熔化中性硼硅玻璃原料的窑炉的剖视图,且该剖视图由沿长度方向延伸的竖直平面剖取而得;

图2是本公开一种实施方式的用于熔化中性硼硅玻璃原料的窑炉的剖视图,且该剖视图由沿宽度方向延伸的竖直平面剖取而得,且剖取位置位于挡墙处;

图3是本公开一种实施方式的用于熔化中性硼硅玻璃原料的窑炉的剖视图,且该剖视图由水平平面剖取而得。

附图标记说明

1 第一电加热装置 3 挡墙

31 流道 32 第一冷却通道

33 第二冷却通道 4 第一火焰加热装置

5 第二电加热装置 6 窑坎

7 第二火焰加热装置 8 排气管

9 进料装置

11 顶壁 111 第一部分

112 第二部分

12 侧壁

121 第一侧壁 122 第二侧壁

123 第三侧壁 124 第四侧壁

1241 流液洞 13 底壁

10 预熔区 20 熔化区

30 澄清区

101 第一观察口 201 第二观察口

301 第三观察口

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开,并不用于限制本公开。

在本公开中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指本公开的用于熔化中性硼硅玻璃原料的窑炉在正常使用状态下所定义的上、下、左以及右,具体可以参照图1和图2所示;使用的方位词如“长度方向”和宽度方向也可以参照图1和图2所示;使用的方位词如“内、外”指的是具体结构轮廓的内和外,使用的术语如“第一、第二以及第三”仅是为了区分一个要素和另外一个要素,并不具有顺序性和重要性。

如图1至图3所示,本公开提供一种用于熔化中性硼硅玻璃原料的窑炉,该窑炉的内部沿窑炉的长度方向依次包括预熔区10、熔化区20以及澄清区30。预熔区10设置有第一电加热装置1,以将位于预熔区10的中性硼硅玻璃原料加热为玻璃液;预熔区10和熔化区20之间设置有挡墙3,且挡墙3的下端形成有连通预熔区10和熔化区20并用于供玻璃液流动的流道31。熔化区20设置有第一火焰加热装置4和第二电加热装置5,以用于对通过流道310流至熔化区20的玻璃液进行加热;熔化区20和澄清区30之间设置有窑坎6,以用于抬升熔化区10的玻璃液高度;澄清区30设置有第二火焰加热装置7,以用于对越过窑坎6进入至澄清区30的玻璃液进行加热。

在上述技术方案中,通过在预熔区10设置第一电加热装置1,在提升中性硼硅玻璃原料熔化效率的同时还能够降低硼氧化物的挥发;在熔化区20设置第一火焰加热装置4和第二电加热装置5,对玻璃液进一步进行熔化澄清并进行均化,挡墙3下端的流道31的设计便于玻璃液从预熔区10流向熔化区20;在澄清区30设置第二火焰加热装置7以对澄清区30的玻璃液进一步进行澄清和均化,此外,在熔化区20和澄清区30之间设置的窑坎6可以加强玻璃液的澄清和均化,提高硼硅玻璃的产量及质量。

在一种实施方式中,参照图1和图2所示,窑炉包括依次连接的顶壁11、侧壁12以及底壁13,侧壁12包括沿窑炉的宽度方向相对设置的第一侧壁121和第二侧壁122;挡墙3沿窑炉的宽度方向连接在第一侧壁121和第二侧壁122之间,挡墙3的内部沿窑炉的宽度方向形成有贯通的且位于流道31上方的第一冷却通道32,第一侧壁121和第二侧壁122上分别形成有与第一冷却通道32连通的第一冷却口和第二冷却口。

通过该向该第一冷却口或第二冷却口向第一冷却通道32内通入冷却媒介,从而对挡墙3进行有效地降温,避免挡墙3的温度过高,延长挡墙3的使用寿命。

在其他的实施方式中,位于流道31大致等高的左侧和/或右侧,挡墙3的内部沿窑炉的宽度方向形成有呈拐折状的第二冷却通道33,且第二冷却通道33的进口和出口均位于挡墙3的左侧壁上和/或均位于挡墙3的右侧壁上;第一侧壁121上形成有与第二冷却通道33的进口和出口分别连通的两个第三冷却口,和/或,第二侧壁122上形成有与第二冷却通道33的进口和出口分别连通的两个第四冷却口。

之所以设置该第二冷却通道33,是考虑到玻璃液在通过流道31流向熔化区20的过程中,该流道31直接与高温玻璃液接触,该流道31部分容易因高温环境受损;因此,本公开的发明人在流道31的左侧和/或右侧设置呈拐折状的第二冷却通道33,保证玻璃液能够正常通过流道31流动的同时还能够对挡墙3的下部进行冷却,延长挡墙3的使用寿命。

可选地,上述的挡墙3可以由高锆砖砌筑而成。

可选地,参照图1和图3所示,窑炉包括依次连接的顶壁11、侧壁12以及底壁13,侧壁12包括沿窑炉的长度方向相对设置的第三侧壁123和第四侧壁124;且第三侧壁123靠近预熔区10;窑炉还包括排气管8,第三侧壁123的上方形成有排气口,排气口用于与排气管8连通。

在该实施方式中,该排气口作为第一火焰加热装置4和第二火焰加热装置7燃烧产生的废气排出口,避免高温的废气在窑炉内积聚。

窑炉还包括进料装置9,第三侧壁123上形成有用于与进料装置9的出口连通的进料口,且进料口位于排气口的下方。另外,将排气口设置在第三侧壁123的上方,上方区域的温度较低,同样能够达到减少硼氧化物挥发的目的。

该进料装置9可以构造为螺旋加料机,以将玻璃原料均匀地加入至预熔区10内。

可选地,参照图1所示,窑炉包括依次连接的顶壁11、侧壁12以及底壁13,且顶壁13构造为拱形状;沿窑炉的长度方向,顶壁11包括第一部分111和第二部分112,第一部分111用于与预熔区10相对,第二部分112用于与熔化区20和澄清区30相对。之所以将该顶壁11设置两部分,是考虑到不同区域的顶壁的需要不同温度的耐受度,因预熔区10所对应的顶壁所要的温度耐受度与熔化区20和澄清区30所对应的顶壁的温度耐受度不同,故设置为不同的第一部分111和第二部分112,从而提高该顶壁11的使用寿命。

具体地,第一部分111包括多个砌筑的电熔砖,第二部分112包括多个砌筑的电熔刚玉砖,以满足不同区域范围内顶壁11的使用需求。但是,本公开并不对该第一部分111和第二部分112的具体材质作限定。

参照图1所示,窑炉包括依次连接的顶壁11、侧壁12以及底壁13,侧壁12包括沿窑炉的宽度方向相对设置的第一侧壁121和第二侧壁122;沿窑炉的长度方向,第一侧壁121和/或第二侧壁122上依次形成有第一观察口101、第二观察口201以及第三观察口301,第一观察口101用于与预熔区10相对设置,第二观察口201用于与熔化区20相对设置,第三观察口301用于与澄清区30相对设置。

在该实施方式中,通过在第一侧壁121和/或第二侧壁122上设置与预熔区10相对的第一观察口101、与熔化区20相对的第二观察口201、与澄清区30相对的第三观察口301。操作人员可以通过不同的观察口观察不同区域内的工况,保证窑炉的正常工作。

参照图1和图3所示,窑炉包括依次连接的顶壁11、侧壁12以及底壁13;第一电加热装置1包括多个第一钼电极,多个第一钼电极可拔插地设置于底壁13且上端凸出于底壁13的内表面;第二电加热装置5包括多个第二钼电极,多个第二钼电极可拔插地设置于底壁13且上端凸出于底壁13的内表面;第一火焰加热装置4包括多个第一全氧烧枪,多个第一全氧烧枪连接于侧壁12;第二火焰加热装置7包括多个第二全氧烧枪,多个第二全氧烧枪连接于侧壁12。从而实现对在不同区域对玻璃原料或玻璃液进行稳定加热。但是,本公开并不对该第一电加热装置1、第二电加热装置5、第一火焰加热装置4以及第二火焰加热装置7的具体结构形式作限定。

在一种实施方式中,窑炉包括依次连接的顶壁11、侧壁12以及底壁13,侧壁12包括沿窑炉的长度方向相对设置的第三侧壁123和第四侧壁124;且第四侧壁124靠近澄清区30,且第四侧壁124上形成有用于与后料道连通的流液洞1241,澄清均化后的玻璃液经过该流液洞1241输送至下一道工序,例如可以通过工作池或者分配器输送到料道成型工序;此外,该流液洞1241也能能够进一步均化玻璃液并降低玻璃液的温度。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式,但是,本公开并不限于上述实施方式中的具体细节,在本公开的技术构思范围内,可以对本公开的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外,本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本公开的思想,其同样应当视为本公开所公开的内容。

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