低熔点玻璃制备窑炉 【技术领域】
本发明涉及玻璃制备技术领域，特别是涉及一种低熔点玻璃制备窑炉。
背景技术
低熔点玻璃，如：高铅玻璃、无铅低熔点玻璃等，由于熔点较低，在封装、焊接等领域中有着广泛的用途。但由于高温下低熔点玻璃液具有较强的腐蚀性，采用普通浮法玻璃的窑炉无法满足高铅玻璃的制备要求。
在高铅玻璃的制备过程中，可采用可抗高铅玻璃液腐蚀的贵金属铂金制备炉体，如采用铂金制备马弗炉、进料口、出料口等。图1为现有技术采用铂金马弗炉的全电熔玻璃窑炉结构示意图。如图1所示，现有技术中，全电熔玻璃熔窑采用封闭马弗炉窑11；马弗炉窑11内设置有由铂金炉胆12。玻璃生料通过铂金进料口13投放到铂金炉胆12中。窑池11的侧壁设有硅碳棒14，硅碳棒14通电发热后对铂金炉胆12进行加热；处理后的玻璃液可通过铂金出料口15导出铂金炉胆12。如图1所示的全电熔玻璃窑炉采用铂金材料制备的炉体，在一定程度上可降低高铅玻璃液的腐蚀，但铂金昂贵，成本很高；并且高温玻璃液在对铂金炉胆21的冲刷过程中，还是会引入部分杂质，影响高铅玻璃的制备纯度。
而在无铅低熔点玻璃制备过程中，无铅低熔点玻璃液对铂金具有较强的腐蚀性，不能采用铂金制备炉体，此时，需开发新的能够抵抗无铅低熔点玻璃液腐蚀的耐蚀性材料，因此，材料的开发成本较高。
通过上述分析可知，现有技术在制备低熔点玻璃过程中存在着制备成本高等技术缺陷。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种低熔点玻璃制备窑炉，用以降低低熔点玻璃制备成本，提高低熔点玻璃纯度。
为实现上述目的，本发明提供了一种低熔点玻璃制备窑炉，包括炉池，所述炉池顶部设有盖板，所述盖板中部设有与所述炉池导通连接的进料口，所述进料口周围部设有位于所述盖板上方的热源，所述热源覆盖面积小于所述炉池水平横截面面积的1/8；与所述进料口相对的所述炉池底部位置设有与所述炉池导通连接的出料口。
在上述技术方案的基础上，所述炉池外壁与循环制冷装置连接；所述循环制冷装置为循环水冷装置或循环风冷装置。
在上述技术方案的基础上，所述进料口与所述热源之间设有第一隔热板。所述第一隔热板可为铂金或采用高耐腐蚀性耐火材料制成的高耐腐蚀性耐火隔热板。所述热源的底面与所述盖板连接，且所述热源的上方和外侧面均围设有第二隔热板。所述第一隔热板或第二隔热板可为高硅酸铝纤维板。其中，所述热源可为电热丝、硅碳棒、硅钼棒或火焰喷枪。所述出料口露出所述炉池的一端连接有吸管，所述吸管与高压空气及真空装置连接，所述高压空气填充在所述吸管内或所述吸管与所述真空装置的连接处；优选的，所述吸管为橡胶管。
本发明提供的低熔点玻璃制备窑炉，通过在炉池顶部设置热源，该热源覆盖面积小于炉池水平横截面面积的1/8，热源局部加热炉池，使得炉池内外形成温度分布梯度，在炉池内壁形成玻璃液的固态本体，通过玻璃液的固态本体阻止高温玻璃液与炉池内壁的直接接触，有效避免了高温玻璃液对炉池的腐蚀，延长炉池使用寿命，明显降低了低熔点玻璃的制备成本；同时，由于采用玻璃液的固态本体抗腐蚀，因此在低熔点玻璃制备过程中不会引入其他杂质，有利于提高所制备的低熔点玻璃的纯度。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
图1为现有技术采用铂金马弗炉的全电熔玻璃窑炉结构示意图；
图2为本发明低熔点玻璃制备窑炉实施例结构示意图；
图3为本发明低熔点玻璃制备窑炉实施例俯视图。
附图标记说明：
21-炉池； 22-盖板； 23-进料口；
24-热源； 25-出料口； 26-第一隔热板；
27-循环制冷装置；28-吸管； 29-真空装置；
210-第二隔热板。
【具体实施方式】
图2为本发明低熔点玻璃制备窑炉实施例结构示意图。如图2所示，本发明低熔点玻璃制备窑炉包括炉池21、盖板22、进料口23、热源24和出料口25。炉池21顶部设有盖板22。盖板22中部设有进料口23，进料口23与炉池21导通连接，用于向炉池21中添加生料。炉池21底部设有出料口25，该出料口25与炉池21导通连接，并且出料口25与进料口23的位置相对，即出料口25的竖线轴线与进料口23的竖向轴线位于同一竖向轴线上。盖板22的上方与炉池21中部相应位置设有热源24，热源24沿进料口23周围布设，该热源24的覆盖面积小于炉池21水平横截面面积，优选的，热源24的覆盖面积小于炉池水平横截面面积的1/8。
发明人在实现本发明过程中发现，本发明低熔点玻璃制备熔炉将热源24设置在炉池21的顶部，且炉池21水平横截面的面积远大于热源24的覆盖面积，热源24对炉池21进行局部加热，即对炉池21中部与热源24覆盖区域相应区域进行加热，而对炉池21远离热源24覆盖区域没有加热，因此在炉池21内部形成了温度分布梯度，即：炉池中部温度最高，炉池边缘温度最低，由炉池21中部向炉池21边缘的温度逐渐降低。例如，如图2所示，在玻璃液向炉池21扩散过程中温度分度梯度可能形成三个区：I区、II区和III区。I区温度较高(1100℃～800℃)；II区温度较低(800℃～400℃)；III区温度最低(400℃～110℃)。I区的部分高温玻璃液沿炉池21底部扩散，从炉池21的顶部流向炉池21底部的冲刷路径类似于漏斗形通道，由于进料口23与出料口25位于同一竖向轴线上，高温玻璃液可通过出料口25导出炉池21；I区的另一部分高温玻璃液沿炉池21的侧面扩散，由于炉池21中形成的温度分布梯度，在高温玻璃液向炉池21侧面扩散过程中，玻璃液的温度逐渐降低，玻璃液温度为降至800℃～400℃(II区)时，玻璃液的流速明显降低；当玻璃液温度继续降低时，玻璃液开始凝结为固态(通常玻璃液在400℃时开始凝固)，在I区形成了玻璃液的固态本体。这样，靠近炉池21侧壁和底部内壁(不包括炉池21底部与出料口25导通连接的部分)地部分填充有玻璃液的固态本体，通过玻璃液的固态本体隔离高温玻璃液与炉池21侧壁的直接接触，避免了高温玻璃液对炉池21的腐蚀，延长了炉池21的使用寿命；此外，由于采用玻璃液的固态本体抗腐蚀，不会因高温玻璃液腐蚀炉池21而导入其他杂质，因此有利于提高制备出的低熔点玻璃的纯度。对于高铅玻璃的制备窑炉，可明显减少铂金的使用量，明显降低高铅玻璃的制备成本。
本发明低熔点玻璃制备窑炉中，炉池21可采用可抵抗低熔点玻璃液高温腐蚀的耐蚀材料制成，如：可采用电熔锆刚玉等耐蚀砖砌成。所采用的热源24可包括电热丝、硅碳棒、硅钼棒或火焰喷枪。图3为本发明低熔点玻璃制备窑炉实施例俯视图。如图3所示，当设有多个热源时，多个热源24可沿着进料口23周均围匀布设，用于对添加入炉池21中的生料进行均匀加热处理。通常，生料在温度较高时较在温度较低时，具有更强的腐蚀性。为了降低生料对进料口23的腐蚀性，可在进料口23与热源24之间设置第一隔热板26，用于降低热源24对进料口23温度的影响，从而降低生料温度，降低生料对进料口23的腐蚀，延长进料口23的使用寿命。第一隔热板26可选用高耐腐蚀性材料制成，优选的，第一隔热板26为铂金隔热板。第一隔热板26还可为采用其他高耐腐蚀性耐火材料制备的高耐腐蚀性耐火隔热板。此外，第一隔热板26还可选用高保温材料制成，优选的，该第一隔热板26可为高硅酸铝纤维板。
热源24加热已添加入炉池21中的生料。为了提高热量利用效率，还可采用隔热板26将热源24与盖板22都围设起来，即在热源24的上方和外侧面围设有第二隔热板210。第二隔热板210可选用高保温材料制成，优选的，该第二隔热板210为高硅酸铝纤维板。为了形成更明显的温度梯度分布，可在炉池21外壁设置循环制冷装置27，该循环制冷装置27可为循环水冷装置或循环风冷装置。在采用本发明低熔点玻璃制备窑炉制备低熔点玻璃，如：高铅玻璃、无铅低熔点玻璃等低熔点玻璃的制备过程中，整体上形成炉池21中部高保温，炉池21侧面强制冷的方案，从而达到既提高热量利用效率，又形成温度梯度分布，通过玻璃液的固态本体有效抵抗高温玻璃液腐蚀，提高玻璃制备纯度，延长窑炉使用寿命；由于本发明低熔点玻璃制备窑炉的炉池通过形成玻璃液的固态本体有效解决了抗腐蚀的问题，因此，对于窑池21的制造材料的选择的范围较宽，对于无铅低熔点玻璃的制备无需开发新的耐蚀材料，对于高铅玻璃的制备可明显减少铂金的使用量，因而从制备窑炉的选材角度上，本发明低熔点玻璃制备窑炉也有利于降低低熔点玻璃的制备成本。
在上述技术方案的基础上，在炉池21中的玻璃液处理完成后，为了有效导出处理后的玻璃液，本发明可在出料口25露出炉池21的一端连接吸管28，并通过吸管28与高压空气及真空装置29连接，高压空气可填充在吸管28内或吸管28与真空装置29的连接处。该吸管28可为高温易熔断的材料制成，优选的，该吸管28可为橡胶管。本发明低熔点玻璃制备窑炉在需要导出处理后的玻璃液时，真空装置29开始对炉池21抽真空，当炉池21内的气压低于外界气压时，炉池21中的高温玻璃液沿出料口25向外流出。当高温玻璃液流经吸管28(如：橡胶管)时，高温熔断吸管28(如：橡胶管)，自然断开出料口25与真空装置29的连接，从而顺利导出高铅玻璃液。下次需要使用时，只需更换吸管28(如：橡胶管)即可。由于将虹吸方式应用到高铅玻璃液导流中，简单方便，经济实用，有利于降低成本。
通过上述实施例分析可见，本发明低熔点玻璃制备窑炉达到的技术效果至少包括：
1、本发明低熔点玻璃制备窑炉通过在炉池顶部设置热源，该热源覆盖面积小于炉池水平横截面面积的1/8，热源局部加热炉池，使得炉池中形成温度分布梯度，靠近进料口竖向轴线位置的炉池中填充玻璃液，填充到远离进料口竖向轴线位置的炉池中的玻璃液因温度降低逐渐凝固，如此在炉池内壁形成玻璃液的固态本体，通过玻璃液的固态本体阻止高温玻璃液与炉池内壁的直接接触，有效避免了高温玻璃液对炉池的腐蚀，延长炉池使用寿命，明显降低了低熔点玻璃的制备成本；同时，由于采用玻璃液的固态本体抗腐蚀，因此在低熔点玻璃制备过程中不会引入其他杂质，有利于提高所制备的低熔点玻璃的纯度；
2、本发明低熔点玻璃制备窑炉可将出料口通过吸管与真空装置连接，在处理后的玻璃液流经吸管时，高温熔断吸管，顺利导流，简单方便，经济实用，有利于进一步降低低熔点玻璃的制备成本。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。