玻璃熔炉底部出料方法及装置与流程

本发明涉及玻璃的熔制，尤其涉及一种玻璃熔炉底部出料方法及装置。

背景技术：

1、在玻璃熔炉中熔制得到的玻璃液，需要以某种方式从炉中排出。其中一种方式是冻融法底部出料，即在熔炉底部安装出料装置，不需要出料时，出料口设置为较低温度，内部玻璃液被“冻住”；需要出料时，将出料口加热，使内部玻璃熔融，即可将熔炉内玻璃液排出。该方法具有出料阀门的功能，因此也被成为冻融阀出料。冻融阀具有操作简单、玻璃液不容易外溢等优点，尤其是在放射性废液玻璃固化工艺中具有较高的安全性，因此在焦耳加热熔炉玻璃固化、冷坩埚玻璃固化等技术领域具有广泛应用。

2、德国vek玻璃固化熔炉使用了冻融阀式底部出料装置，出料管安装在熔炉底部，其上部预埋在熔炉耐火材料内部，下部管状结构露出炉外，使用中频感应线圈对出料管进行加热，但现有技术的熔炉底部出料系统中，容易发生出料管堵塞的现象。如果底部出料通道内的玻璃发生析晶，固液转变温度更高，可能导致无法出料。此外，如果玻璃液内含有贵金属，在高温下以单质或氧化物液滴存在，熔炉长时间工作后容易发生贵金属沉积行为，在某些条件下，可能在出料管管口或内部发生贵金属沉积、聚集，由于贵金属熔点更高，一旦发生贵金属大量聚集，可造成出料管堵塞，无法出料。

3、在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种玻璃熔炉底部出料方法及装置，解决现有玻璃熔炉尤其是玻璃固化熔炉底部出料管堵塞的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明的一种玻璃熔炉底部出料方法包括：

4、玻璃熔池安装在熔炉底支撑之上，所述玻璃熔池容纳熔制的玻璃液且底部设有用于导出所述玻璃液的第一通道，所述熔炉底支撑设置对齐所述第一通道的第一通孔，辅助电极围绕所述第一通道布置于所述玻璃熔池，辅助电极包括设于其中心的对齐所述第一通道的孔状结构和第一引出导线，出料管密封连接熔炉底支撑，所述出料管包括密封盖设于所述熔炉底支撑的上表面的盘状结构、自所述盘状结构向下延伸的管状结构以及第二引出导线，所述管状结构自所述第一通孔延伸出所述熔炉底支撑，所述第一通道、管状结构形成玻璃液的出料通道，所述出料管设有测量其表面温度t1的第一温度传感器，所述辅助电极设有测量其温度t5的第二温度传感器；

5、炉底导磁体的上端正对相邻所述辅助电极，炉底导磁体的下端延伸出所述熔炉底支撑，外部导磁体位于熔炉底支撑下方，其上端与正对所述炉底导磁体的下端，外部导磁体的下端与出料管下端相对，第一感应线圈套设于出料管外部且连接第一电源，第二感应线圈套设于外部导磁体外部且第二感应线圈连接第二电源，第三电源连接所述第一引出导线和第二引出导线且测量供电的电压数据和电流数据；

6、第一电源供电启动第一感应线圈以加热出料管，调节第一电源功率，使出料管表面温度t1减去玻璃液的液相线温度tl处于50-260℃，第二温度传感器测量辅助电极的温度t5，温度t5小于液相线温度tl时，第三电源对辅助电极和出料管供电，辅助电极和出料管作为两个电极，使得两者之间的出料通道内的玻璃液在电流作用下产生焦耳热，出料管内玻璃熔融流出，熔炉出料。

7、所述的一种玻璃熔炉底部出料方法中，当出料管出现堵塞时，第二电源供电，外部导磁体、炉底导磁体、辅助电极、出料管及其中的堵塞物构成交变电磁场回路，第二感应线圈产生的交变电磁场作用于堵塞物形成感生电流与磁畴转向产生焦耳热和磁滞效应，使堵塞物温度升高转化为液态后流出。

8、所述的一种玻璃熔炉底部出料方法中，基于所述电压数据和电流数据生成辅助电极和出料管之间的出料通道内的玻璃液的电阻率值z，基于所熔玻璃电阻率与温度的关系曲线，根据辅助电极实测温度确定辅助电极实测温度下玻璃的理论电阻率zt。

9、所述的一种玻璃熔炉底部出料方法中，电阻率值z/论电阻率zt≥0.9，第二电源的工作频率处于50hz与2khz之间，功率处于30kw-50kw之间。

10、所述的一种玻璃熔炉底部出料方法中，0.9<电阻率值z/论电阻率zt>0.7，第二电源的工作频率处于2khz与10khz之间，功率处于15kw-30kw之间。

11、所述的一种玻璃熔炉底部出料方法中，电阻率值z/论电阻率zt≤0.7，第二电源的工作频率处于20khz与100khz之间，功率处于5kw-15kw之间。

12、所述的一种玻璃熔炉底部出料方法中，所述第一电源的工作频率处于500hz与30khz之间。

13、一种实施所述的一种玻璃熔炉底部出料方法的出料装置包括，

14、玻璃熔池，其具有容纳熔制的玻璃液的锥形容纳槽且所述锥形容纳槽底部设有用于导出所述玻璃液的第一通道；

15、熔炉底支撑，其支承于所述玻璃熔池底部，所述熔炉底支撑贯穿设置对齐所述第一通道的第一通孔；

16、辅助电极，其围绕所述第一通道布置于所述锥形容纳槽底部，辅助电极包括设于其中心的对齐所述第一通道的孔状结构和第一引出导线；

17、出料管，其密封连接熔炉底支撑，所述出料管包括密封盖设于所述熔炉底支撑的上表面的盘状结构、自所述盘状结构向下延伸的管状结构以及第二引出导线，所述管状结构自所述第一通孔延伸出所述熔炉底支撑，所述第一通道、管状结构形成玻璃液的出料通道；

18、第一温度传感器，其测量所述出料管表面温度t1；

19、第二温度传感器，其测量所述辅助电极温度t5；

20、炉底导磁体，其包括位于玻璃熔池中且正对相邻所述辅助电极的上端和延伸出所述熔炉底支撑的下端；

21、外部导磁体，其位于熔炉底支撑下方，其上端与正对所述炉底导磁体的下端，外部导磁体的下端与出料管下端相对；

22、第一感应线圈，其可拆卸地套设于出料管外部且连接第一电源，

23、第二感应线圈，其可拆卸地套设于外部导磁体外部且第二感应线圈连接第二电源

24、第三电源，其连接所述第一引出导线和第二引出导线。

25、所述的一种玻璃熔炉底部出料装置中，所述外部导磁体或炉底导磁体分别为l型导磁体或c型导磁体。第一温度传感器为非接触式红外测温仪，第二温度传感器为热电偶。

26、所述的一种玻璃熔炉底部出料装置中，辅助电极外接气体管道以使用气体进行辅助电极冷却。

27、在上述技术方案中，本发明提供的一种玻璃熔炉底部出料方法，具有以下有益效果：与现有技术相比，出料管顶部预埋在炉底内部，熔炉准备出料时，炉底缓冲段内部玻璃温度相对较低，处于固态，辅助电极5和出料管1之间的出料通道经由第三电源加热且温度可控，出料管1的温度经由第一电源加热且温度可控，避免了存在温度过低或过高的风险，可精确控制玻璃液开始流出时间，避免了玻璃发生析晶，固液转变温度更高导致无法出料的问题；熔炉准备停止出料时，迅速准确地固化出料通道内部玻璃液，避免产生出料无法停止的风险。

28、本发明形成第一通道、管状结构形成玻璃液的出料通道，通过第一电源供电启动第一感应线圈以加热出料管，调节第一电源功率，使出料管表面温度t1减去玻璃液的液相线温度tl处于50-260℃，极大程度地保障了玻璃液出料的通过性，进一步地，第二温度传感器测量辅助电极的温度t5，温度t5小于液相线温度tl时，第三电源对辅助电极和出料管供电，辅助电极和出料管作为两个电极，使得两者之间的出料通道内的玻璃液在电流作用下产生焦耳热，避免了辅助电极和出料管之间的出料通道内的玻璃液凝固，进一步减小了玻璃熔炉尤其是玻璃固化熔炉底部出料管堵塞风险，再进一步地，即便玻璃液内含有贵金属，熔炉长时间工作后发生贵金属沉积导致出料堵塞，外部导磁体、炉底导磁体、辅助电极、出料管及其中的堵塞物构成交变电磁场回路，第二感应线圈产生的交变电磁场作用于堵塞物形成感生电流与磁畴转向产生焦耳热和磁滞效应，使堵塞物温度升高转化为液态后流出。