專利名稱：一種玻璃窯爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及涉及熔化硼硅酸鹽玻璃的窯爐，尤其是一種玻璃窯爐。
背景技術(shù)：
玻璃基板作為液晶顯示器最重要的組成部分，他的性能對(duì)液晶顯示器最終的質(zhì)量會(huì)有很大的影響。液晶玻璃基板主要為硼硅酸鹽玻璃，該玻璃具有熔化溫度高，熔煉效率低，熱耗高，澄清、均化的效果也不理想等特點(diǎn)。由于液晶 基板玻璃的高品質(zhì)要求，所以對(duì)熔化設(shè)備窯爐提出了更高的要求。通常，玻璃窯爐設(shè)有爐底、側(cè)墻、后墻、前墻和拱形頂，其中，前墻具有通過(guò)其配合料投入窯爐的投料入口，后墻形成窯爐和通道之問(wèn)的邊界。傳統(tǒng)液晶玻璃窯爐有至少兩個(gè)或兩個(gè)以上獨(dú)立的窯爐加熱空間，分步實(shí)現(xiàn)玻璃融化、澄清、均化的功能。例如在現(xiàn)有常規(guī)窯爐結(jié)構(gòu)中，玻璃分別通過(guò)獨(dú)立的窯爐部分，完成各項(xiàng)功能。在傳統(tǒng)的窯爐中由燃燒器的燃燒產(chǎn)生的熱供給液面上部空間，玻璃原料被輻射熱熔化掉。為了增加玻璃熔爐的產(chǎn)量，需要增加供射熱，增加熱供給造成了包括消耗大量燃料在內(nèi)的許多問(wèn)題，因?yàn)榧涌炝烁G爐的腐蝕，降低了經(jīng)濟(jì)效率，即縮短了燃燒器的壽命，并且也縮短了玻璃熔爐的壽命。使玻璃熔體澄清的一般普通方法是化學(xué)澄清。許多玻璃制造方法都使用砷作為澄清劑。砷是一種已知的最高溫度的澄清劑，將其加入熔化器內(nèi)的熔融玻璃液中時(shí)，使得氧氣在高溫(例如超過(guò)1450°C )下從玻璃熔體中釋放出來(lái)。這種高溫氧氣釋放促進(jìn)了熔化過(guò)程中、特別是玻璃生產(chǎn)的澄清階段過(guò)程中的晶種消除，結(jié)合較低調(diào)整溫度下氧氣吸收的強(qiáng)烈傾向，形成基本上沒(méi)有氣態(tài)夾雜物的玻璃產(chǎn)品。從環(huán)境角度考慮，要求在不使用砷作為澄清劑的條件下，提供制造玻璃、特別是一般用于生產(chǎn)LCD玻璃的高熔點(diǎn)和應(yīng)變點(diǎn)玻璃的替代方法。含砷化合物一般是毒性的，使用砷來(lái)加工玻璃不僅造成高處理成本的工業(yè)廢物，而且在顯示器件使用壽命耗盡時(shí)，還產(chǎn)生與器件本身相關(guān)的處理問(wèn)題，因此需要尋找一種替代澄清劑、特別是用于高熔點(diǎn)溫度玻璃的環(huán)保澄清劑。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種升溫速度快，均化、除泡效率高的玻璃窯爐。一種玻璃窯爐，包括爐底、兩堵側(cè)墻、后墻、前墻和爐頂，其特別之處在于其中在前墻上的玻璃液面上方設(shè)有至少一個(gè)投料入口，在后墻上的玻璃液面下方設(shè)有至少一個(gè)玻璃液導(dǎo)出口，在每堵側(cè)墻上設(shè)有至少一個(gè)燃?xì)庋b置，而在兩堵側(cè)墻上的玻璃液面下方分別設(shè)有加熱電極從而在兩堵側(cè)墻之間形成至少一對(duì)電極組。其中加熱電極采用氧化錫電極。其中在前墻上設(shè)有兩個(gè)投料入口。其中爐底、兩堵側(cè)墻、后墻和前墻組成的容納玻璃液的空間為長(zhǎng)方體，并且該長(zhǎng)方體的寬度和長(zhǎng)度之比< O. 65。[0011 ] 其中在兩堵側(cè)墻上的加熱電極沿窯爐的中軸線對(duì)稱分布。其中加熱電極是由電極磚疊加形成的長(zhǎng)方體。其中燃?xì)庋b置使用的燃?xì)馐侨踔嫉奶烊粴?、液化石油氣或異丁炕氣。本?shí)用新型提供了一種用于熔化硼硅酸鹽的玻璃窯爐，可以用來(lái)制造玻璃基板。其具有預(yù)加熱區(qū)、熱點(diǎn)區(qū)和均化區(qū)在一個(gè)獨(dú)立、封閉空間的結(jié)構(gòu)，還包括與玻璃窯爐配套設(shè)置的加熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有若干組電極加熱和燃?xì)饧訜嵫b置，電極用來(lái)產(chǎn)生熔融態(tài)玻璃的電阻熱，燃?xì)饧訜嵫b置用來(lái)產(chǎn)生熔融玻璃的輔助加熱。經(jīng)過(guò)試驗(yàn) 證明，本窯爐具有升溫速度快，均化、除泡效率高的特點(diǎn)，并且避免了使用含砷化合物。

圖I是本實(shí)用新型玻璃窯爐的側(cè)視圖；圖2是圖I中的A-A向剖面圖；圖3是使用本實(shí)用新型窯爐的玻璃品制造流程圖。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，本實(shí)用新型是一種玻璃窯爐，包括爐底13、兩堵側(cè)墻、后墻12、前墻11和爐頂10，其中在前墻11上的玻璃液面33上方設(shè)有至少一個(gè)投料入口 31，在后墻12上的玻璃液面33下方設(shè)有至少一個(gè)玻璃液導(dǎo)出口 32，在每堵側(cè)墻上設(shè)有至少一個(gè)燃?xì)庋b置22，而在兩堵側(cè)墻上的玻璃液面33下方分別設(shè)有加熱電極21從而在兩堵側(cè)墻之間形成至少一對(duì)電極組。其中加熱電極21采用氧化錫電極，在前墻11上設(shè)有兩個(gè)投料入口 31，玻璃窯爐里由爐底13、兩堵側(cè)墻、后墻12和前墻11組成的容納玻璃液的空間為長(zhǎng)方體，該長(zhǎng)方體的寬度(即側(cè)墻寬度)和長(zhǎng)度(即前墻11寬度)之比< O. 65，在兩堵側(cè)墻上的加熱電極21沿窯爐的中軸線對(duì)稱分布。其中加熱電極21是由電極磚疊加形成的長(zhǎng)方體，燃?xì)庋b置22使用的燃?xì)馐侨踔嫉奶烊粴?、液化石油氣或異丁炕氣。本?shí)用新型把用于熔化玻璃原料的加熱區(qū)、熱點(diǎn)區(qū)、均化區(qū)和冷卻區(qū)集中在一個(gè)封閉空間，玻璃原料通過(guò)投料入口 31投入窯爐最前端(前墻11)區(qū)域，形成熔融態(tài)玻璃后從后端面(后墻12)底部導(dǎo)出。該窯爐是一種電極加熱方式為主，燃?xì)饧訜岱绞綖檩o的玻璃窯爐。本實(shí)用新型的電助熔系統(tǒng)包括若干對(duì)電極組和電源。多對(duì)電極組均勻間隔設(shè)在玻璃窯爐兩側(cè)面(側(cè)墻)，沿著窯爐底部對(duì)立安裝，用來(lái)產(chǎn)生熔融態(tài)玻璃的電阻熱。本實(shí)用新型采用全氧助燃燃燒方法，提高了火焰最高溫度和熱效率，有利于環(huán)保。本實(shí)用新型中熔化玻璃的燃料主要來(lái)自電極產(chǎn)生的電阻熱，大范圍的電阻熱加強(qiáng)了玻璃溶液的對(duì)流，提高了熔化能力和質(zhì)量，同時(shí)降低了上部火焰空間的燃燒強(qiáng)度、保護(hù)了耐火材料。燃?xì)馊紵鳛檩o助加熱方式，作用之一是提供窯爐工作初期玻璃從固態(tài)到液態(tài)所需的熱量，還可以做為窯爐工作過(guò)程中不同區(qū)域工藝溫度的調(diào)節(jié)作用。本實(shí)用新型提供了一種適用于高熔點(diǎn)硼硅酸鹽玻璃的環(huán)保加熱電極21，該電極的主要成分是氧化錫，在工作過(guò)程融入玻璃溶液中的氧化錫成分是含砷化合物的良好替代澄清劑。使用本實(shí)用新型的玻璃窯爐制造玻璃的方法是玻璃原料從投料入口 31進(jìn)入并熔化，得到初步均化、澄清玻璃液，然后從玻璃液導(dǎo)出口 32進(jìn)入完全均化、澄清工序，下一步玻璃溶液進(jìn)入成型工序和用于使成型后的玻璃制品中不殘留應(yīng)力的緩慢冷卻工序，具體參見(jiàn)圖3。投料入口 31配置在玻璃窯爐的前墻11，具有設(shè)置在玻璃液面33上部區(qū)域的開(kāi)口，從此處將原料投入到預(yù)先熔融的熔融玻璃的上層。玻璃液導(dǎo)出口 32配置在玻璃窯爐的后墻12，玻璃液導(dǎo)出口 32從玻璃液的下層部把玻璃液從窯爐中導(dǎo)出后進(jìn)入下一步均化澄清工作區(qū)域。在進(jìn)行熔融時(shí)，先利用設(shè)置在玻璃熔窯側(cè)墻上方的燃?xì)庋b置22，將玻璃原料加熱到1400°C以上，當(dāng)窯爐爐內(nèi)的玻璃具有導(dǎo)電狀態(tài)后，開(kāi)啟窯爐兩側(cè)的加熱電極21，在每對(duì)電極之間產(chǎn)生電流23，通過(guò)電阻熱進(jìn)一步提高玻璃液的溫度，直至加熱到硼硅酸鹽玻璃所要求的最高的1600°C以上。燃?xì)庋b置22可以根據(jù)工藝要求進(jìn)行調(diào)節(jié)。在某兩個(gè)相鄰的一對(duì)電極之間產(chǎn)生了熱點(diǎn)區(qū)，在玻璃液中形成自下而上的對(duì)流， 通過(guò)調(diào)節(jié)窯爐上方空間的燃?xì)庋b置22的功率或補(bǔ)充冷卻氣體，還可以控制窯爐內(nèi)玻璃液對(duì)流形式，最終實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)的融化效果。而補(bǔ)充的冷卻氣體可以是氧氣或者惰性氣體。就目前所知，浸沒(méi)于玻璃溶液內(nèi)的加熱電極21，長(zhǎng)時(shí)間處于高溫的玻璃液環(huán)境下，接觸部分會(huì)產(chǎn)生侵蝕現(xiàn)象。一般使用的加熱用電極材料包括含鉬、銠等貴金屬電極，或者鑰電極。這幾種電極在使用上各有特點(diǎn)，當(dāng)然都會(huì)發(fā)生侵蝕而溶入玻璃液。本實(shí)用新型采用的氧化錫電極比貴金屬電極成本低，比鑰電極對(duì)玻璃污染小，而消耗的氧化錫還是玻璃熔體澄清劑的補(bǔ)充，所以氧化錫電極更適合于應(yīng)用在熔化品質(zhì)要求高的液晶玻璃生產(chǎn)中。安裝在窯爐側(cè)面的多對(duì)電極組，經(jīng)過(guò)連續(xù)使用3月或以上時(shí)間，在斷電的狀態(tài)下把整體向前移動(dòng)一段距離，從而保證每對(duì)電極之間的距離在有效工作范圍內(nèi)，即保持玻璃的熔化效率。
權(quán)利要求1.一種玻璃窯爐，包括爐底(13)、兩堵側(cè)墻、后墻(12)、前墻(11)和爐頂(10)，其特征在于其中在前墻(11)上的玻璃液面(33)上方設(shè)有至少一個(gè)投料入口(31)，在后墻(12)上的玻璃液面(33)下方設(shè)有至少一個(gè)玻璃液導(dǎo)出口(32)，在每堵側(cè)墻上設(shè)有至少一個(gè)燃?xì)庋b置(22)，而在兩堵側(cè)墻上的玻璃液面(33)下方分別設(shè)有加熱電極(21)從而在兩堵側(cè)墻之間形成至少一對(duì)電極組。
2.如權(quán)利要求I所述的一種玻璃窯爐，其特征在于其中加熱電極(21)采用氧化錫電極。
3.如權(quán)利要求I所述的一種玻璃窯爐，其特征在于其中在前墻(11)上設(shè)有兩個(gè)投料入口(31)。
4.如權(quán)利要求I所述的一種玻璃窯爐，其特征在于其中爐底(13)、兩堵側(cè)墻、后墻(12)和前墻(11)組成的容納玻璃液的空間為長(zhǎng)方體，并且該長(zhǎng)方體的寬度和長(zhǎng)度之比(O. 65。
5.如權(quán)利要求I所述的一種玻璃窯爐，其特征在于其中在兩堵側(cè)墻上的加熱電極(21)沿窯爐的中軸線對(duì)稱分布。
6.如權(quán)利要求I至5中任意一項(xiàng)所述的一種玻璃窯爐，其特征在于其中加熱電極(21)是由電極磚疊加形成的長(zhǎng)方體。
7.如權(quán)利要求I至5中任意一項(xiàng)所述的一種玻璃窯爐,其特征在于其中燃?xì)庋b置(22)使用的燃?xì)馐侨踔嫉奶烊粴?、液化石油氣或異丁炕氣?br> 專利摘要本實(shí)用新型涉及熔化硼硅酸鹽玻璃的窯爐，尤其是一種玻璃窯爐。包括爐底(13)、兩堵側(cè)墻、后墻(12)、前墻(11)和爐頂(10)，其特點(diǎn)是其中在前墻(11)上的玻璃液面(33)上方設(shè)有至少一個(gè)投料入口(31)，在后墻(12)上的玻璃液面(33)下方設(shè)有至少一個(gè)玻璃液導(dǎo)出口(32)，在每堵側(cè)墻上設(shè)有至少一個(gè)燃?xì)庋b置(22)，而在兩堵側(cè)墻上的玻璃液面(33)下方分別設(shè)有加熱電極(21)從而在兩堵側(cè)墻之間形成至少一對(duì)電極組。本實(shí)用新型提供了一種用于熔化硼硅酸鹽的玻璃窯爐，可以用來(lái)制造玻璃基板。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)證明，本窯爐具有升溫速度快，均化、除泡效率高的特點(diǎn)，并且避免了使用含砷化合物。
文檔編號(hào)C03B5/027GK202785940SQ20122035774
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月23日
發(fā)明者張峰, 程秦川 申請(qǐng)人:彩虹顯示器件股份有限公司