专利名称：两槽式玻璃池炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于玻璃制造的热工设备，具体涉及一种两槽式玻璃池炉。
背景技术：
玻璃池炉是玻璃工厂中的重要热工设备，被誉为玻璃工厂的“心脏”。配合料加进高温玻璃池炉后，会发生一系列物理的、化学的和物理化学的变化，经过硅酸盐的形成、玻璃的形成、玻璃的澄清、均化、冷却，最终形成几乎无气泡的、无异物的、成分均一的、适合成型的玻璃液。
玻璃池炉是高能耗热工设备，其能耗在玻璃工厂中占比高达50%以上，有的甚至高达80% ；玻璃池炉的热效率在30% 70%，池炉热效率的高低除了与能源供给方式和所生产的玻璃种类、池炉吨位、池炉保温、池炉工艺有关外，还与池炉的结构设计、新技术采用、 设计理念息息相关，最终决定了玻璃的品质和经济社会效益，意义重大。
近几年来，TFT液晶玻璃基板、触摸屏盖板玻璃需求量迅速增加，它们所采用的无碱高硼硅玻璃、有碱高铝硅玻璃均为高粘度玻璃(当粘度为1000泊时，对应的温度至少在 1350°C以上)，而高粘度、高应变点玻璃的熔制是一个难题，首先，它需要高达1600°C以上的熔化温度，对池炉耐火材料的配置、池炉结构的设计提出了新的要求；其次，这种玻璃属高档精密玻璃，其用途决定了需要一流的玻璃质量，不能有0. Imm以上的玻璃缺陷存在。对于采用氧化砷、氧化锑做为澄清剂的玻璃池炉中，气泡问题可以得到有效的解决，但是，含砷和锑的化合物一般都是有毒物质，熔制过程中的挥发和废气排放会损害人类的健康，并且残留在玻璃制品中的砷和锑在玻璃板报废后的处理也是个难题，会产生很高的处理成本， 美国和欧盟已经限制了这种玻璃的使用(见欧盟环保标准R0HS)，中国境内面板厂商也逐渐摈弃了这种含砷和锑的玻璃原片，所以，把砷和锑做为澄清剂的后时代即将过去，除了寻找替换的澄清剂外，玻璃池炉的优化设计也摆在了玻璃工作者面前
实用新型内容
本发明的目的在于克服现有池炉技术上的缺陷，提供一种在不采用砷和锑做为澄清剂的料方中，能对高粘度、高应变点玻璃有良好熔制效果的两槽式玻璃池炉。
为实现上述目的，本发明的玻璃池炉为两槽式玻璃池炉，即包括熔化池和工作池， 两者之间为隔离墙，隔离墙设置流液洞，熔化池和工作池之间通过流液洞(暗桥)连通。熔化池的后端墙设置加料口，在熔化池的两侧胸墙设置纯氧烧枪，燃烧废气从设在熔化池顶上的烟道排出，在熔化池的池底池壁还设置加热电极。
每个池底电极分别与相邻的两侧池壁电极各形成一个加热回路，每两个加热回路构成一组并联电极，即熔化池的每个池底电极分别与相邻的两侧池壁电极形成左加热回路和右加热回路，每对左加热回路和右加热回路构成一组并联电极，熔化池内有多组这样的并联电极。这样做的好处在于，在最大范围的保证熔化池内的玻璃得到均勻加热的同时， 还降低了对加热电压的要求，而不必采用较高的电压，这意味着，在不降低使用电压的情况下，可以加大熔化池的宽度，提高熔化池的容量，提高熔化率，也即提高了产能。
在工作池的两侧胸墙设置纯氧烧枪，燃烧废气从设在工作池顶上的烟道排出，工作池的池底还设置有鼓泡器和窑坎，窑坎的上游端和下游段池底设置卸料孔，在工作池的下游两侧池壁还设置溢流孔，工作池的下游末端池壁设有与下一工序连接的喉道。
鼓泡器鼓入的气体为氧气、空气、稀有气体中的一种或它们的组合，在一些优选的实施方式中，优选纯氧气，更优选氧气和氦气的混合气，其适宜的比例是4:1，鼓泡鼓入的气体不但能起搅拌作用，提高玻璃的均勻性，更重要的一个方面是，氧气不但能参与玻璃液的澄清，还能被多价金属氧化物澄清剂捕获，在后续的澄清过程中得到有效的氧释放，彻底消除可见气泡，而氦气在玻璃中具有优异的扩散能力，能加速玻璃液中气泡的排出。鼓泡器可采用连续鼓泡或脉冲鼓泡的方式，为了能够发挥鼓泡的作用，鼓泡器可沿与玻璃液垂直流向上并排设置2 10个，并且工作池中玻璃液的粘度要小于1000泊。
在工作池设置窑坎的目的在于，它不但能改善玻璃液的对流，还能对玻璃液流有一个优选作用，保证流过窑坎的玻璃液是优质的。窑坎前后的池底卸料孔可以对池底的脏玻璃(如富锆、富铝玻璃)进行定期卸料，对于易挥发的高硼硅玻璃，可通过溢流孔对表层富硅的玻璃进行溢料，避免流入下一工序。
流液洞做为暗桥连接着熔化池和工作池，流液洞的底部也设置卸料孔，这个卸料孔在正常生产期间不使用，做为冷修时启用。在一些优选的实施方式中，流液洞池底的上游端池底设置一对电极，可实现对流液洞玻璃液温度的加热，在这对电极和流液洞之间设置一个接地电极，避免从流液洞流入工作池的玻璃液由于电位差而产生新的气泡。
熔化池、工作池与玻璃液接触的部分、流液洞、窑坎均采用电熔高锆砖，在一些优选的实施方式在中，流液洞砖、窑坎均采用包难熔金属的形式，来抵抗高温高速玻璃液的侵蚀，改善玻璃液质量。难熔金属包含钼，比如钼铑合金。
本发明结构合理，能解决难熔玻璃的澄清和均化问题，尤其适用于高铝硅玻璃、高硼硅玻璃的熔制。
图1为本发明的玻璃池炉一种实施方式的部分结构的剖面示意图。
图2为该实施方式的玻璃池炉的平剖示意图。
图3为该实施方式的玻璃池炉的纵剖示意图。
符号说明1、玻璃池炉；2、熔化池；3、工作池；4、流液洞；5、池底电极；6、池壁电极；7、鼓泡器；8、窑坎；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、熔化池烧嘴；16、工作池烧嘴；17、加料口 ； 18、喉道；19、熔化池胸墙；20、工作池胸墙；21、熔化池后墙；22、熔化池池顶烟道出口 ；23、流液洞冷却孔；24、流液洞卸料孔。
具体实施例方式参见图1 图3，这是一个纯氧电助熔两槽式玻璃池炉1，在熔化池2的胸墙19设置有左右对称的5对儿纯氧烧嘴15，在熔化池后墙21的下部设置有3个加料口 17，在熔化池碹顶靠近碹脚的位置设置有一个烟道出口 22，在熔化池的池壁11设有左右对称的3对儿池壁电极6，在熔化池池底12的中心线位置设置有与池壁电极相对应的3个池底电极5，池底电极5分别与相对应的左右池壁电极6构成一个回路，构成的两个回路采用并联的形式，这样形成3组并联电极，这3组并联电极可采用相同的电压供电(一个变压器)，也可采用不同的电压供电，采用相同电压供电时，各组电极之间的电流随玻璃液电阻的增大而减小，随玻璃液电阻的减小而增大，而玻璃液电阻的大小和玻璃液温度的高低成反比，根据功率公式 P=UI=U2/R,那么，玻璃液温度越高，电加热功率也越高，在实际的操作中，可以采用给定总电流不变的形式，利用微调烧枪的燃气比例，实现电流和加热能量分布的同步跟进；采用不同的电压供电时，可以根据工艺的需要单独调整各组电极之间的电压，实现能量分布的调整，而此时不必调节烧枪的燃气比例。电极的材质可随玻璃的种类和成分不同而选用钼电极、钼金电极或者氧化锡电极，电极适用的电压根据具体的玻璃成分、熔化池大小和控制理念的不同，可在200 700V之间选择。
该纯氧电助熔玻璃池炉还包括一个工作池3，工作3的下游末端池壁13设有与下一工序连接的喉道18，在工作池3的两侧胸墙20设置左右对称的5对儿纯氧烧嘴16，燃烧废气从设在工作池顶上的烟道出口排出(未示出)，工作池的池底14还设置有7个鼓泡器7 和窑坎8，窑坎8的上游端和下游端池底分别设置一个卸料孔9，在工作池3的下游两侧池壁13还左右对称各设置一个溢流孔10。
鼓泡器7鼓入的气体为氧气、空气、稀有气体中的一种或它们的组合，优选氧气， 更优选氧气和氦气的混合气，其适宜的比例是4:1，鼓泡鼓入的气体不但能起搅拌作用，提高玻璃的均勻性，更重要的一个方面是，氧气不但能参与玻璃液的澄清，还能被多价金属氧化物澄清剂捕获，在后续的澄清过程中得到有效的氧释放，彻底消除可见气泡，而氦气在玻璃中具有优异的扩散能力，能加速玻璃液中气泡的排出。鼓泡器可采用连续鼓泡或脉冲鼓泡的方式，为了能够发挥鼓泡的作用，工作池中玻璃液的粘度要小于1000泊。
在工作池设置窑坎8的目的在于，它不但能改善玻璃液的对流，还能对玻璃液流有一个优选作用，保证流过窑坎的玻璃液是优质的，其高度为所在位置液深的2/3 4/5。 窑坎前后的池底卸料孔可以对池底的脏玻璃进行定期卸料，对于易挥发的高硼硅玻璃，可通过溢流孔对表层富硅的玻璃进行溢料，避免流入下一工序。
熔化池2和工作池3通过流液洞4连接，流液洞上设置有冷却孔23，冷却孔23可采用水冷管冷却，也可采用风冷，还可采用雾化空气冷却，或者采用混合冷却方式。在流液洞的池底还设置卸料孔24，该卸料孔正常生产期间不启用，只在停炉冷修时打开，以彻底清除熔化池底的玻璃。
工作池3的玻璃液深度浅于熔化池2的玻璃液深度150 500mm，优选200 400mm,更优选 250 350mm。
熔化池、工作池与玻璃液接触的部分选用电熔高锆砖，窑坎、流液洞选用电熔高锆砖或者电熔高锆砖外包难熔金属的形式，烧嘴和烟道选用烧结材料，比如烧结AZS、烧结刚玉砖，其它部位选用电熔刚玉砖。
难熔金属包含钼，比如钼铑合金。
权利要求
1.一种两槽式玻璃池炉，它包含熔化池和工作池，两者之间为隔离墙，隔离墙设置流液洞，熔化池和工作池之间通过流液洞(暗桥)连通，熔化池的后端墙设置加料口，在熔化池的两侧胸墙设置纯氧烧枪，燃烧废气从设在熔化池顶上的烟道排出，在熔化池的池底、池壁还设置加热电极，工作池的下游末端池壁设有与下一工序连接的喉道，在工作池的两侧胸墙设置纯氧烧枪，燃烧废气从设在工作池顶上的烟道排出，其特征在于熔化池的每个池底电极分别与相邻的两侧池壁电极形成左加热回路和右加热回路，每对左加热回路和右加热回路构成一组并联电极。
2.如权利要求1所述的一种两槽式玻璃池炉，其特征在于工作池的池底还设置有鼓泡器和窑坎，窑坎的上游端和下游端池底设置卸料孔，在工作池的下游两侧池壁还设置溢流孔。
3.如权利要求2所述的一种两槽式玻璃池炉，其特征在于流液洞的底部也设置卸料孔。
4.如权利要求2所述的一种两槽式玻璃池炉，其特征在于鼓泡器鼓入的气体为氧气、 空气、稀有气体中的一种或它们的组合。
5.如权利要求1所述的一种两槽式玻璃池炉，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.如权利要求1所述的一种两槽式玻璃池炉，其特征在于熔化池和工作池与玻璃液接触的部分均采用电熔高锆砖。
7.如权利要求1或2所述的一种两槽式玻璃池炉，其特征在于流液洞采用电熔高锆砖或者电熔高锆砖外包难熔金属的结构；窑坎采用电熔高锆砖或者电熔高锆砖外包难熔金属的结构。
8.如权利要求7所述的一种两槽式玻璃池炉，其特征在于所述难熔金属包含钼。
9.如权利要求1所述的一种两槽式玻璃池炉，其特征在于熔化池池底电极和池壁电极选自氧化锡电极、钼金电极或钼电极中的一种。
10.如权利要求2所述的一种两槽式玻璃池炉，其特征在于流液洞池底的上游端池底设置一对电极，并在该对电极和流液洞之间设置一个接地电极。
全文摘要
本发明公开一种玻璃池炉是一个两槽式池炉，在熔化池的池底、池壁设置加热电极，每个池底电极分别与相邻的两侧池壁电极各形成一个加热回路，每两个加热回路构成一组并联电极；在工作池的池底设置鼓泡器和窑坎，窑坎的上游端和下游端池底设置卸料孔，在工作池的下游两侧池壁还设置溢流孔；熔化池和工作池采用流液洞(暗桥)连接，流液洞的底部也设置卸料孔。本发明能解决难熔玻璃的澄清和均化问题，尤其适用于高铝硅玻璃、高硼硅玻璃的熔制。
文档编号C03B5/04GK102503078SQ20111033907
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月1日 优先权日2011年11月1日
发明者张伟, 张宏伟, 张希亮, 敬正跃, 王建斌, 郜卫生, 陈新富 申请人:河南国控宇飞电子玻璃有限公司