CN111170618B - 一种适用于特种玻璃小浮法的锡槽入口的玻璃液稳流控制机构 - Google Patents
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Abstract
本发明属于特种玻璃小浮法生产技术领域，提出一种适用于特种玻璃小浮法的锡槽入口的玻璃液稳流控制机构。提出的适用于特种玻璃小浮法的锡槽入口的玻璃液稳流控制机构具有设置在熔窑末端流道内的闸板；熔窑末端流道的后端为唇砖；唇砖位于锡槽入口的上方，并与侧壁砖Ⅰ之间形成组合液流通道A；侧壁砖Ⅰ后端设置有与其贴合设置的侧壁砖Ⅱ；锡槽入口的两侧设置有两段式弧面连接的限流砖；侧壁砖Ⅱ的后端设置有过梁砖；两侧限流砖、侧壁砖Ⅱ以及过梁砖之间形成上端开口的组合液流通道B；组合液流通道B上方设置有盖板砖；所述的盖板砖与侧壁砖Ⅱ以及过梁砖之间组成0贝密封空间，0贝密封空间内设置有电加热硅碳棒。本发明提高了特种玻璃质量和成品率。
Description
技术领域
本发明属于特种玻璃小浮法生产技术领域，主要涉及一种适用于特种玻璃小浮法的锡槽入口的玻璃液稳流控制机构。
背景技术
目前玻璃研究开发领域使用小浮法工艺生产的特种玻璃主要有高铝硅玻璃、高硼硅玻璃等等。
高铝硅玻璃作为一种新型显示材料，主要用于智能手机、平板电脑、触控一体机等触摸屏领域，我国作为触摸屏产品使用消费大户，以往绝大部分玻璃产品依赖进口。
高硼硅玻璃具有良好的光学、电学性能、很低的热膨胀系数,能够在450℃高温下长期中工作。随着浮法平板高硼硅玻璃的出现,高硼硅玻璃使用领域进一步扩展,如:LCD投影仪保护盖片、室外大型灯具的耐热玻璃面板、耐热玻璃台面、高档防弹玻璃和高级防火玻璃等新型高档科技和安全领域。
高铝硅玻璃、高硼硅玻璃等特种玻璃相比较于一般普通浮法玻璃来讲，最突出的特性是“熔化温度高、粘度大、难熔”，生产技术属于高尖领域的前沿技术，国外技术严格保密，国内研究起步较晚，缺乏成功的技术借鉴。为了保证其玻璃质量，生产线的吨位不应该太大。国内外生产的高质量特种玻璃浮法线吨位一般为30~100t/d。
我国作为世界三大浮法玻璃工艺之一“洛阳浮法”的诞生地，以生产一般AL2O3在1.2%左右的建筑玻璃和汽车玻璃为主的大中型浮法玻璃线近400条，拥有娴熟的3-15mm厚度的常规钠钙硅浮法玻璃生产工艺技术。如将浮法工艺技术成功拓展到“AL2O3达到4~20%，熔化温度更高，玻璃成型粘度更大，生产品种、厚度跨度更大0.3-8mm, 成型控制难度更大”的高铝硅、高硼硅玻璃生产技术领域，对我国浮法玻璃的技术升级将会产生深远影响。
目前国内极具实力的浮法玻璃公司和科研院所等都在积极研发并建造小型的浮法线生产特种浮法玻璃。由于该种生产线一般都具有“吨位小30-50t/d居多，产出量可调范围大接近50%，生产品种、厚度变化跨度大0.3-8mm，生产控制难度高”等特点，完善成功的生产技术经验和合理精细的工艺设计仍在逐步地摸索和探求中。由于玻璃中AL2O3含量越高，玻璃熔化和成型粘度越大，除了我们能预见到的“熔窑澄清通道温度控制不均衡、会造成澄清不足、遗留微气泡会突显”缺陷之外，成型锡槽入口液流通道的配置不完善所引起的温度-粘度不均匀所产生的“玻璃表面波纹度大、表面微皱褶突显、玻璃摊平抛光困难、板面光学变形大、玻璃两边部的固定湿背筋向有效玻璃板面的内部漂移”等成型缺陷更为突出，严重影响特种高铝硅、高硼硅玻璃生产质量及成品率，进而成为制约特种浮法玻璃生产技术获得重大突破的瓶颈。
对特种玻璃小浮法玻璃窑炉通道出口与成型锡槽入口结合处关键部位结构的合理精细设计配置以及热态精细维护探索，成为目前该领域设计研发团队和生产操作人员急需解决的首要任务。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提出一种适用于特种玻璃小浮法的锡槽入口的玻璃液稳流控制机构。
本发明以高铝硅浮法玻璃窑炉通路出口与成型锡槽入口结合处关键部位唇砖部位的生产液流形态的工艺分析为切入点，针对玻璃AL2O3含量高造成“玻璃表面波纹度大、表面微皱褶突显、玻璃边部的固定湿背线向有效玻璃的内部漂移、玻璃下表面产生小的开口气泡或闭口气泡、玻璃摊平抛光困难，板面光学变形大”等突出成型缺陷，采用理论与实践相结合的研发思路，逐步优化唇砖部位结构设计和工艺配置，进而使得上述成型缺陷得以有效控制和减轻，提高玻璃质量和成品率。
本发明为完成上述目的采用如下技术方案：
一种适用于特种玻璃小浮法的锡槽入口的玻璃液稳流控制机构，玻璃液稳流控制机构具有设置在熔窑末端流道内的闸板；所述的闸板垂直于玻璃液流动方向设置，所述闸板的下端面与熔窑末端流道底面之间形成玻璃液流动的间隙；所述熔窑末端流道的后端为唇砖；所述的唇砖出口鼻端为倾斜弧面设置，所述的唇砖位于锡槽入口的上方，并与所述的侧壁砖Ⅰ之间形成组合液流通道A；所述侧壁砖Ⅰ后端设置有与其贴合设置的侧壁砖Ⅱ；锡槽入口的两侧设置有限流砖；所述的限流砖由唇砖向后并向外倾斜设置；两侧所述限流砖的前端均与设置在唇砖下方锡槽内且贴近于锡槽前端墙的湿背砖贴合设置，且所述的限流砖为新型活动式两段式弧面连接组合结构；两侧所述的限流砖与唇砖两侧壁内侧面之间的通道内从湿背区回流的玻璃液形成玻璃边；所述侧壁砖Ⅱ的后端设置有平行于所述的闸板设置的过梁砖；所述的过梁砖位于锡槽的上方，并与锡槽的底面之间具有用以玻璃液流动的通道；两侧所述的限流砖、侧壁砖Ⅱ以及过梁砖之间形成上端开口的组合液流通道B；所述的组合液流通道B上方设置有盖板砖；所述的盖板砖与侧壁砖Ⅱ以及过梁砖之间组成0贝密封空间，该空间在常规浮法玻璃生产时通入N2气，通过气封作用有效防止外界空气进入锡槽空间后污染锡液；在特种玻璃生产时，所述的密封空间内设置有电加热硅碳棒；所述的电加热硅碳棒为上下错层设置多根，多根所述的电加热硅碳棒由上向下倾斜布置；所述唇砖与所述的湿背砖之间设置有电加热硅碳棒；采用电加热硅碳棒的补充加热方式，减缓降温速度。
特种玻璃小浮法的锡槽入口的玻璃液稳流控制机构中，闸板前流道深度H1*的控制需要满足公式1：
公式1中，G为玻璃液流量t/d，ρ为玻璃液密度g/cm3，W*为唇砖宽度mm，V*流为流道出口玻璃液流速mm/s；兼顾生产液流控制的稳定性，流道出口宽度W*选择范围为400~650mm，流道出口玻璃液流速V流*为3~6mm/s。
特种玻璃小浮法的锡槽入口的玻璃液稳流控制机构中，唇砖离锡液面的距离H2*的取值应满足H2*=60~65mm。
唇砖与湿背砖之间的距离即回流区长度L*的取值范围100~140mm。
唇砖与限流砖之间的间距即反向距离 B*=55~65mm。
单根所述电加热硅碳棒的直径为50~80mm；所述的组合液流通道B内电加热硅碳棒的数量根据玻璃粘度随温度变化趋势幅度和0贝侧墙截面积大小，均衡设置3~5支，总功率60~80kw。
本发明提出的一种适用于特种玻璃小浮法的锡槽入口的玻璃液稳流控制机构，从流体力学的质量守恒和流动形态规律出发，结合生产实际，提出适用于特种玻璃小浮法线所特有流道唇砖部位结构设计和工艺配置，使得特种玻璃高粘度、大跨度品种范围、小浮法线的唇砖部位的玻璃液流动形态处于可控、可调的稳流状态：具体如下：
1、加入矫正系数，合理设置的H1*、W*的流道及唇砖通道，使得来自熔窑的玻璃液经过流量调节闸板时，能够在足够压力差的状态下，满足了小流量玻璃液的动能需求。
2、合理设置H2*、L* 、B*唇砖定位结构，在由盖板砖和侧壁砖Ⅱ以及锡过梁砖共同组成0贝密封空间内，针对特种玻璃特别增设一定功率的0贝空间硅碳棒电加热，减缓玻璃液内外层温度差，提高玻璃液表面摊平抛光质量；在唇砖下部的湿背砖上部空间，增加湿背区硅碳棒电加热强化“高粘度、小流量”浮法玻璃液回流量，使得玻璃液流过唇砖与其侧壁砖Ⅰ构成的组合液流通道时，少量和唇砖接触的被耐火材料污染、富含耐火材料氧化物的玻璃液流出唇砖鼻端时脱离向前流动的玻璃液向湿背砖方向流动，形成具有一定动能和粘度要求的合理控制的湿背流；而后湿背流能够自然沿着湿背砖向两边部流动，之后通过唇砖的边线与活动式新型限流砖之间的合理设置的通道B*区域与唇砖下良好的玻璃液前进流汇合，进而形成尽量靠近玻璃带边部并位于被切割去边范围内的湿背线。活动式新型限流砖为两段式弧面连接组合结构，具有“可灵活调节其开度、玻璃液流动过程限流长度和后续外延流动角度、便于热态更换”的特性。这样，接触流槽唇砖的被污染玻璃液由于可控的回流作用，形成玻璃的边子，使得缺陷集中在玻璃边子上，在玻璃切割去边过程中被去除，保证玻璃质量和总成品率；同时，本发明借助0贝区间硅碳棒补充加热，减缓玻璃液内外层温度差，保持唇砖通道内上层和中间层的稳流状态的良好玻璃液组成最终有效合格板宽范围内的玻璃带的下表面和上表面，提高玻璃表面质量。
综上，本发明使得特种玻璃小浮法线所特有“玻璃表面波纹度大、表面微皱褶突显、玻璃边部的固定湿背线向有效玻璃的内部漂移、玻璃下表面产生小的开口气泡或闭口气泡、玻璃摊平抛光困难，板面光学变形大”等突出成型缺陷得以有效控制和减轻，提高了玻璃质量和成品率。
附图说明
图1为本发明特种小浮法流道唇砖部位结构及玻璃液流示意图。
图2为图1的I-I 剖视图。
图中：1、闸板，2、唇砖，3、侧壁砖Ⅰ，4、湿背砖，5、限流砖，6、0贝盖板，7、侧壁砖Ⅱ，8、过梁砖，9、电加热硅碳棒。
具体实施方式
结合附图和具体实施例对本发明加以说明，该文件中所涉及的前端、后端以玻璃液流动的方向为后；
如图1、图2所示，一种适用于特种玻璃小浮法的锡槽入口的玻璃液稳流控制机构，玻璃液稳流控制机构具有设置在熔窑末端流道内的闸板1；所述的闸板1垂直于玻璃液流动方向设置，所述闸板1的下端面与熔窑末端流道底面之间形成玻璃液流动的间隙；所述熔窑末端流道的后端为唇砖2；所述的唇砖2出口鼻端为倾斜弧面设置，所述的唇砖2位于锡槽入口的上方，并与所述的侧壁砖Ⅰ3之间形成组合液流通道A；所述侧壁砖Ⅰ3后端设置有与其贴合设置的侧壁砖Ⅱ7；锡槽入口的两侧设置有限流砖5；所述的限流砖5由唇砖向后并向外倾斜设置；两侧所述限流砖5的前端均与设置在唇砖下方锡槽内且贴近于锡槽前端墙的湿背砖4贴合设置，且所述的限流砖5为新型活动式两段式弧面连接组合结构；两侧所述的限流砖5与唇砖2两侧壁内侧面之间的通道内（B*区域）从湿背区回流的玻璃液形成玻璃边；所述侧壁砖Ⅱ7的后端设置有平行于所述的闸板设置的过梁砖8；所述的过梁砖8位于锡槽的上方，并与锡槽的底面之间具有用以玻璃液流动的通道；两侧所述的限流砖5、侧壁砖Ⅱ7以及过梁砖8之间形成上端开口的组合液流通道B；所述的组合液流通道B上方设置有盖板砖6；所述的盖板砖6与侧壁砖Ⅱ7以及过梁砖8之间组成0贝密封空间，该空间在常规浮法玻璃生产时通入N2气，通过气封作用有效防止外界空气进入锡槽空间后污染锡液；在特种玻璃生产时，所述的密封空间内设置有电加热硅碳棒9；所述的电加热硅碳棒9为上下错层设置多根，多根所述的电加热硅碳棒9由上向下倾斜布置；所述唇砖2与所述的湿背砖4之间设置有电加热硅碳棒；采用电加热硅碳棒的补充加热方式，减缓降温速度。
特种玻璃小浮法的锡槽入口的玻璃液稳流控制机构中，闸板前流道深度H1*的控制需要满足公式1：
公式1中，G为玻璃液流量t/d，ρ为玻璃液密度g/cm3，W*为唇砖宽度mm，V*流为流道出口玻璃液流速mm/s；兼顾生产液流控制的稳定性，流道出口宽度W*选择范围为400~650mm，流道出口玻璃液流速V*流为3~6mm/s.
特种玻璃小浮法的锡槽入口的玻璃液稳流控制机构中，唇砖离锡液面的距离H2*的取值应满足H2*=60~65mm；一般常规浮法线根据经验，唇砖离锡液面的距离取值H2=65~70mm。唇砖离锡液面的距离H2决定了玻璃液自由下落的路程，生产量大, 玻璃液流量大,其悬落高度也相应增加；玻璃液悬落高度过小, 会抑制回流，玻璃液在流槽底面往后漫延,形成滞留, 易产生析晶, 也不利于玻璃液流淌。玻璃液悬落高度过大, 玻璃的自由流动不稳定，会产生“打褶皱，出现折叠气泡，”。针对特种玻璃小浮法线，兼顾到“小流量和高粘度”，对应的唇砖离锡液面的距离取值H2*=60~65mm。
唇砖与湿背砖之间的距离即回流区长度L*的取值范围100~140mm；一般常规浮法线，回流区长度L=140~200mm。如果距离过大，导致湿背流增大，造成湿背线内移，需切割的边部宽度增大，影响成品率；如果距离过小，伸入过短时, 限制玻璃液的回流，带有杂质的玻璃液分流不到自然边部, 从而影响板面质量。但是，针对特种玻璃小浮法线，由于玻璃粘度大，玻璃液从唇砖上流下时，从下落点自然向外蔓延的动能不足，由于唇砖宽度B*已经取值较小，因而要兼顾玻璃液的正当回流，回流区长度可以适当减小，根据物理模拟和实践经验，取值范围L*=100~140mm；同时在湿背区域增加硅碳棒电加热补充热量，强化“高粘度、小流量”玻璃液的回流作用。
唇砖与限流砖之间的间距即反向距离 B*=55~65mm；一般浮法线，由于多为正常3~12mm玻璃生产，唇砖与限流砖间距 (即反向距离) B没有特殊要求，但是在生产3mm以下的电子玻璃生产线时，唇砖与限流砖间距B取值的重要性就突显出来：间距过小，阻断湿背流向前流动，玻璃下表面杂质、析晶较易出现；间距过大，湿背线内移，需切割的边部宽度增大，影响成品率。
针对特种玻璃小浮法，由于粘度大，小流量的玻璃液流从唇砖上流下时，从总下落点自然向外蔓延的动能不足，玻璃液的回流量也偏小，突出问题是玻璃液与限流砖之间可能会处于分离状态，相对而言，唇砖两侧边界与限流砖的间距偏大，消弱了限流砖的作用，为此，一方面，可在唇砖2上部的空间和湿背区增加硅碳棒9加热措施见图1和图2，强化玻璃液回流量和玻璃液在锡槽的下落点的向外蔓延的动能，另一方面，可采用两段式弧面连接组合式新型活动限流砖5见图2，对限流砖5的开度和倾角灵活可调节，进过多次反复实际验证，特种玻璃小浮法线唇砖边界与限流砖间距 (即反向距离) B*=55~65mm较为合理。
“玻璃表面波纹度大、表面微皱褶突显”和“玻璃摊平抛光困难，板面光学变形大”的缺陷，均由于小吨位玻璃液带过来的热量较小，高铝玻璃流经窑炉通路和唇砖部位时玻璃上表面冷却降温速度块、厚度方向温度梯度大，粘度增长幅度大所造成。对于这种情况，一般浮法线在0贝空间通入N2气的做法显然在此不合适，反而会加重高铝玻璃的表面冷却，加深玻璃表面波纹、皱褶缺陷程度。为此，在生产小吨位的高铝玻璃时，需要关断零贝空间通入的N2气，同时采取图1、图2所示的硅碳棒的加热方式，减缓降温速度，在零贝空间的侧壁砖Ⅱ 7上预留可以穿入硅碳棒9的孔最好能顺应玻璃液从唇砖流入锡槽的形状，从上到下倾斜布置。这种孔在生产过程可以兼顾使用，在生产较高粘度的玻璃时启用硅碳棒加热，降低表面粘度，提高玻璃质量；在生产低粘度的玻璃时可以适当通入N2气，防止外界空气对锡槽污染。
考虑上述兼顾的因素，并考虑单根硅碳棒强度问题，因长度2000mm左右，0贝空间增加的硅碳棒直径一般选择50~80mm；0贝空间增加的硅碳棒数量根据玻璃粘度随温度变化趋势幅度和0贝侧壁砖Ⅱ截面积大小，均衡设置3~5支，总功率60~80kw较为合理。
“玻璃边部的固定湿背线向有效玻璃的内部漂移”和“玻璃下表面产生小的开口气泡或闭口气泡”的缺陷，均由于特种玻璃小吨位生产线的“生产液流量小，玻璃自带的热量小，粘度大”等特征因素，相对而言，采用一般浮法经验设置的唇砖到锡液面的高度H2相对偏大，湿背砖区域回流区L相对过长、唇砖边线与限流砖的间距B相对过大，进而显现“湿背区温度偏低，玻璃液回流小”突出现象，一方面，小的回流玻璃液在回流区停滞时间偏长，会产生玻璃下表面小气泡，该疵点以小气泡的形式出现在从下表面起厚度的三分之一，包括一些是开口的。它通常在玻璃带的一边，但是有时也会扩展到横向玻璃带的一半。另一方面，玻璃液的小回流会造成湿背线内移，影响玻璃成品率。
玻璃下表面小气泡对症处理措施：增加流道温度，确保湿背区周围良好的密封，在湿背砖上部区域空间加装硅碳棒加热器，强化背衬回流液，减弱玻璃液在回流区的停滞，确保湿背区正常的玻璃液流。
湿背线内移对症处理措施：①、检查湿背砖区域，如果回流区过长，可以更换大尺寸湿背砖。②、检查唇砖边线与限流砖的间距，间距过大，可以调整限流砖位置，将新型限流砖的前段部分向内推，后段开度减小、减小间距。
Claims (2)
1.一种适用于特种玻璃小浮法的锡槽入口的玻璃液稳流控制机构，玻璃液稳流控制机构具有设置在熔窑末端流道内的闸板；所述的闸板垂直于玻璃液流动方向设置，所述闸板的下端面与熔窑末端流道底面之间形成玻璃液流动的间隙；所述熔窑末端流道的后端为唇砖；所述的唇砖出口鼻端为倾斜弧面设置，所述的唇砖位于锡槽入口的上方，并与侧壁砖Ⅰ之间形成组合液流通道A；其特征在于：所述侧壁砖Ⅰ后端设置有与其贴合设置的侧壁砖Ⅱ；锡槽入口的两侧设置有限流砖；所述的限流砖由唇砖向后并向外倾斜设置；两侧所述限流砖的前端均与设置在唇砖下方锡槽内且贴近于锡槽前端墙的湿背砖贴合设置，且所述的限流砖为活动式两段式弧面连接组合结构；两侧所述的限流砖与唇砖两侧壁内侧面之间的通道内从湿背区回流的玻璃液形成玻璃边；所述侧壁砖Ⅱ的后端设置有平行于所述的闸板设置的过梁砖；所述的过梁砖位于锡槽的上方，并与锡槽的底面之间具有用以玻璃液流动的通道；两侧所述的限流砖、侧壁砖Ⅱ以及过梁砖之间形成上端开口的组合液流通道B；所述的组合液流通道B上方设置有盖板砖；所述的盖板砖与侧壁砖Ⅱ以及过梁砖之间组成0贝密封空间，该空间在常规浮法玻璃生产时通入N2气，通过气封作用有效防止外界空气进入锡槽空间后污染锡液；在特种玻璃生产时，所述的密封空间内设置有电加热硅碳棒；所述的电加热硅碳棒为上下错层设置多根，多根所述的电加热硅碳棒由上向下倾斜布置；所述唇砖与所述的湿背砖之间设置有电加热硅碳棒；采用电加热硅碳棒的加热方式，减缓降温速度；特种玻璃小浮法的锡槽入口的玻璃液稳流控制机构中，闸板前流道深度H1*的控制需要满足公式1：
公式1中，G为玻璃液流量t/d，ρ为玻璃液密度g/cm3，W*为唇砖宽度mm，V流*为流道出口玻璃液流速mm/s；兼顾生产流控制的稳定性，流道出口宽度W*选择范围为400~650mm，流道出口玻璃液流速V*流为3~6mm/s；特种玻璃小浮法的锡槽入口的玻璃液稳流控制机构中，唇砖离锡液面的距离H2*的取值应满足H2*=60~65mm；唇砖与湿背砖之间的距离即回流区长度L*的取值范围100~140mm；唇砖与限流砖之间的间距即反向距离 B*=55~65mm。
2.如权利要求1所述的一种适用于特种玻璃小浮法的锡槽入口的玻璃液稳流控制机构，其特征在于：单根所述电加热硅碳棒的直径为50~80mm；所述的组合液流通道B上方的0贝密封空间内电加热硅碳棒的数量根据玻璃粘度随温度变化趋势幅度和0贝侧壁砖Ⅱ截面积大小，均衡设置3~5支，总功率60~80kw。
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