專利名稱：兩槽式玻璃池爐的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于玻璃制造的熱工設備，具體涉及一種兩槽式玻璃池爐。
背景技術：
玻璃池爐是玻璃工廠中的重要熱工設備，被譽為玻璃工廠的“心臟”。配合料加進高溫玻璃池爐后，會發生一系列物理的、化學的和物理化學的變化，經過硅酸鹽的形成、玻璃的形成、玻璃的澄清、均化、冷卻，最終形成幾乎無氣泡的、無異物的、成分均一的、適合成型的玻璃液。
玻璃池爐是高能耗熱工設備，其能耗在玻璃工廠中占比高達50%以上，有的甚至高達80% ；玻璃池爐的熱效率在30% 70%，池爐熱效率的高低除了與能源供給方式和所生產的玻璃種類、池爐噸位、池爐保溫、池爐工藝有關外，還與池爐的結構設計、新技術采用、 設計理念息息相關，最終決定了玻璃的品質和經濟社會效益，意義重大。
近幾年來，TFT液晶玻璃基板、觸摸屏蓋板玻璃需求量迅速增加，它們所采用的無堿高硼硅玻璃、有堿高鋁硅玻璃均為高粘度玻璃(當粘度為1000泊時，對應的溫度至少在 1350°C以上)，而高粘度、高應變點玻璃的熔制是一個難題，首先，它需要高達1600°C以上的熔化溫度，對池爐耐火材料的配置、池爐結構的設計提出了新的要求；其次，這種玻璃屬高檔精密玻璃，其用途決定了需要一流的玻璃質量，不能有0. Imm以上的玻璃缺陷存在。對于采用氧化砷、氧化銻做為澄清劑的玻璃池爐中，氣泡問題可以得到有效的解決，但是，含砷和銻的化合物一般都是有毒物質，熔制過程中的揮發和廢氣排放會損害人類的健康，并且殘留在玻璃制品中的砷和銻在玻璃板報廢后的處理也是個難題，會產生很高的處理成本， 美國和歐盟已經限制了這種玻璃的使用(見歐盟環保標準R0HS)，中國境內面板廠商也逐漸擯棄了這種含砷和銻的玻璃原片，所以，把砷和銻做為澄清劑的后時代即將過去，除了尋找替換的澄清劑外，玻璃池爐的優化設計也擺在了玻璃工作者面前
實用新型內容
本發明的目的在于克服現有池爐技術上的缺陷，提供一種在不采用砷和銻做為澄清劑的料方中，能對高粘度、高應變點玻璃有良好熔制效果的兩槽式玻璃池爐。
為實現上述目的，本發明的玻璃池爐為兩槽式玻璃池爐，即包括熔化池和工作池， 兩者之間為隔離墻，隔離墻設置流液洞，熔化池和工作池之間通過流液洞(暗橋)連通。熔化池的后端墻設置加料口，在熔化池的兩側胸墻設置純氧燒槍，燃燒廢氣從設在熔化池頂上的煙道排出，在熔化池的池底池壁還設置加熱電極。
每個池底電極分別與相鄰的兩側池壁電極各形成一個加熱回路，每兩個加熱回路構成一組并聯電極，即熔化池的每個池底電極分別與相鄰的兩側池壁電極形成左加熱回路和右加熱回路，每對左加熱回路和右加熱回路構成一組并聯電極，熔化池內有多組這樣的并聯電極。這樣做的好處在于，在最大范圍的保證熔化池內的玻璃得到均勻加熱的同時， 還降低了對加熱電壓的要求，而不必采用較高的電壓，這意味著，在不降低使用電壓的情況下，可以加大熔化池的寬度，提高熔化池的容量，提高熔化率，也即提高了產能。
在工作池的兩側胸墻設置純氧燒槍，燃燒廢氣從設在工作池頂上的煙道排出，工作池的池底還設置有鼓泡器和窯坎，窯坎的上游端和下游段池底設置卸料孔，在工作池的下游兩側池壁還設置溢流孔，工作池的下游末端池壁設有與下一工序連接的喉道。
鼓泡器鼓入的氣體為氧氣、空氣、稀有氣體中的一種或它們的組合，在一些優選的實施方式中，優選純氧氣，更優選氧氣和氦氣的混合氣，其適宜的比例是4:1，鼓泡鼓入的氣體不但能起攪拌作用，提高玻璃的均勻性，更重要的一個方面是，氧氣不但能參與玻璃液的澄清，還能被多價金屬氧化物澄清劑捕獲，在后續的澄清過程中得到有效的氧釋放，徹底消除可見氣泡，而氦氣在玻璃中具有優異的擴散能力，能加速玻璃液中氣泡的排出。鼓泡器可采用連續鼓泡或脈沖鼓泡的方式，為了能夠發揮鼓泡的作用，鼓泡器可沿與玻璃液垂直流向上并排設置2 10個，并且工作池中玻璃液的粘度要小于1000泊。
在工作池設置窯坎的目的在于，它不但能改善玻璃液的對流，還能對玻璃液流有一個優選作用，保證流過窯坎的玻璃液是優質的。窯坎前后的池底卸料孔可以對池底的臟玻璃(如富鋯、富鋁玻璃)進行定期卸料，對于易揮發的高硼硅玻璃，可通過溢流孔對表層富硅的玻璃進行溢料，避免流入下一工序。
流液洞做為暗橋連接著熔化池和工作池，流液洞的底部也設置卸料孔，這個卸料孔在正常生產期間不使用，做為冷修時啟用。在一些優選的實施方式中，流液洞池底的上游端池底設置一對電極，可實現對流液洞玻璃液溫度的加熱，在這對電極和流液洞之間設置一個接地電極，避免從流液洞流入工作池的玻璃液由于電位差而產生新的氣泡。
熔化池、工作池與玻璃液接觸的部分、流液洞、窯坎均采用電熔高鋯磚，在一些優選的實施方式在中，流液洞磚、窯坎均采用包難熔金屬的形式，來抵抗高溫高速玻璃液的侵蝕，改善玻璃液質量。難熔金屬包含鉬，比如鉬銠合金。
本發明結構合理，能解決難熔玻璃的澄清和均化問題，尤其適用于高鋁硅玻璃、高硼硅玻璃的熔制。


圖1為本發明的玻璃池爐一種實施方式的部分結構的剖面示意圖。
圖2為該實施方式的玻璃池爐的平剖示意圖。
圖3為該實施方式的玻璃池爐的縱剖示意圖。
符號說明1、玻璃池爐；2、熔化池；3、工作池；4、流液洞；5、池底電極；6、池壁電極；7、鼓泡器；8、窯坎；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、熔化池燒嘴；16、工作池燒嘴；17、加料口 ； 18、喉道；19、熔化池胸墻；20、工作池胸墻；21、熔化池后墻；22、熔化池池頂煙道出口 ；23、流液洞冷卻孔；24、流液洞卸料孔。
具體實施例方式參見圖1 圖3，這是一個純氧電助熔兩槽式玻璃池爐1，在熔化池2的胸墻19設置有左右對稱的5對兒純氧燒嘴15，在熔化池后墻21的下部設置有3個加料口 17，在熔化池碹頂靠近碹腳的位置設置有一個煙道出口 22，在熔化池的池壁11設有左右對稱的3對兒池壁電極6，在熔化池池底12的中心線位置設置有與池壁電極相對應的3個池底電極5，池底電極5分別與相對應的左右池壁電極6構成一個回路，構成的兩個回路采用并聯的形式，這樣形成3組并聯電極，這3組并聯電極可采用相同的電壓供電(一個變壓器)，也可采用不同的電壓供電，采用相同電壓供電時，各組電極之間的電流隨玻璃液電阻的增大而減小，隨玻璃液電阻的減小而增大，而玻璃液電阻的大小和玻璃液溫度的高低成反比，根據功率公式 P=UI=U2/R,那么，玻璃液溫度越高，電加熱功率也越高，在實際的操作中，可以采用給定總電流不變的形式，利用微調燒槍的燃氣比例，實現電流和加熱能量分布的同步跟進；采用不同的電壓供電時，可以根據工藝的需要單獨調整各組電極之間的電壓，實現能量分布的調整，而此時不必調節燒槍的燃氣比例。電極的材質可隨玻璃的種類和成分不同而選用鉬電極、鉬金電極或者氧化錫電極，電極適用的電壓根據具體的玻璃成分、熔化池大小和控制理念的不同，可在200 700V之間選擇。
該純氧電助熔玻璃池爐還包括一個工作池3，工作3的下游末端池壁13設有與下一工序連接的喉道18，在工作池3的兩側胸墻20設置左右對稱的5對兒純氧燒嘴16，燃燒廢氣從設在工作池頂上的煙道出口排出(未示出)，工作池的池底14還設置有7個鼓泡器7 和窯坎8，窯坎8的上游端和下游端池底分別設置一個卸料孔9，在工作池3的下游兩側池壁13還左右對稱各設置一個溢流孔10。
鼓泡器7鼓入的氣體為氧氣、空氣、稀有氣體中的一種或它們的組合，優選氧氣， 更優選氧氣和氦氣的混合氣，其適宜的比例是4:1，鼓泡鼓入的氣體不但能起攪拌作用，提高玻璃的均勻性，更重要的一個方面是，氧氣不但能參與玻璃液的澄清，還能被多價金屬氧化物澄清劑捕獲，在后續的澄清過程中得到有效的氧釋放，徹底消除可見氣泡，而氦氣在玻璃中具有優異的擴散能力，能加速玻璃液中氣泡的排出。鼓泡器可采用連續鼓泡或脈沖鼓泡的方式，為了能夠發揮鼓泡的作用，工作池中玻璃液的粘度要小于1000泊。
在工作池設置窯坎8的目的在于，它不但能改善玻璃液的對流，還能對玻璃液流有一個優選作用，保證流過窯坎的玻璃液是優質的，其高度為所在位置液深的2/3 4/5。 窯坎前后的池底卸料孔可以對池底的臟玻璃進行定期卸料，對于易揮發的高硼硅玻璃，可通過溢流孔對表層富硅的玻璃進行溢料，避免流入下一工序。
熔化池2和工作池3通過流液洞4連接，流液洞上設置有冷卻孔23，冷卻孔23可采用水冷管冷卻，也可采用風冷，還可采用霧化空氣冷卻，或者采用混合冷卻方式。在流液洞的池底還設置卸料孔24，該卸料孔正常生產期間不啟用，只在停爐冷修時打開，以徹底清除熔化池底的玻璃。
工作池3的玻璃液深度淺于熔化池2的玻璃液深度150 500mm，優選200 400mm,更優選 250 350mm。
熔化池、工作池與玻璃液接觸的部分選用電熔高鋯磚，窯坎、流液洞選用電熔高鋯磚或者電熔高鋯磚外包難熔金屬的形式，燒嘴和煙道選用燒結材料，比如燒結AZS、燒結剛玉磚，其它部位選用電熔剛玉磚。
難熔金屬包含鉬，比如鉬銠合金。
權利要求
1.一種兩槽式玻璃池爐，它包含熔化池和工作池，兩者之間為隔離墻，隔離墻設置流液洞，熔化池和工作池之間通過流液洞(暗橋)連通，熔化池的后端墻設置加料口，在熔化池的兩側胸墻設置純氧燒槍，燃燒廢氣從設在熔化池頂上的煙道排出，在熔化池的池底、池壁還設置加熱電極，工作池的下游末端池壁設有與下一工序連接的喉道，在工作池的兩側胸墻設置純氧燒槍，燃燒廢氣從設在工作池頂上的煙道排出，其特征在于熔化池的每個池底電極分別與相鄰的兩側池壁電極形成左加熱回路和右加熱回路，每對左加熱回路和右加熱回路構成一組并聯電極。
2.如權利要求1所述的一種兩槽式玻璃池爐，其特征在于工作池的池底還設置有鼓泡器和窯坎，窯坎的上游端和下游端池底設置卸料孔，在工作池的下游兩側池壁還設置溢流孔。
3.如權利要求2所述的一種兩槽式玻璃池爐，其特征在于流液洞的底部也設置卸料孔。
4.如權利要求2所述的一種兩槽式玻璃池爐，其特征在于鼓泡器鼓入的氣體為氧氣、 空氣、稀有氣體中的一種或它們的組合。
5.如權利要求1所述的一種兩槽式玻璃池爐，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.如權利要求1所述的一種兩槽式玻璃池爐，其特征在于熔化池和工作池與玻璃液接觸的部分均采用電熔高鋯磚。
7.如權利要求1或2所述的一種兩槽式玻璃池爐，其特征在于流液洞采用電熔高鋯磚或者電熔高鋯磚外包難熔金屬的結構；窯坎采用電熔高鋯磚或者電熔高鋯磚外包難熔金屬的結構。
8.如權利要求7所述的一種兩槽式玻璃池爐，其特征在于所述難熔金屬包含鉬。
9.如權利要求1所述的一種兩槽式玻璃池爐，其特征在于熔化池池底電極和池壁電極選自氧化錫電極、鉬金電極或鉬電極中的一種。
10.如權利要求2所述的一種兩槽式玻璃池爐，其特征在于流液洞池底的上游端池底設置一對電極，并在該對電極和流液洞之間設置一個接地電極。
全文摘要
本發明公開一種玻璃池爐是一個兩槽式池爐，在熔化池的池底、池壁設置加熱電極，每個池底電極分別與相鄰的兩側池壁電極各形成一個加熱回路，每兩個加熱回路構成一組并聯電極；在工作池的池底設置鼓泡器和窯坎，窯坎的上游端和下游端池底設置卸料孔，在工作池的下游兩側池壁還設置溢流孔；熔化池和工作池采用流液洞(暗橋)連接，流液洞的底部也設置卸料孔。本發明能解決難熔玻璃的澄清和均化問題，尤其適用于高鋁硅玻璃、高硼硅玻璃的熔制。
文檔編號C03B5/04GK102503078SQ20111033907
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月1日 優先權日2011年11月1日
發明者張偉, 張宏偉, 張希亮, 敬正躍, 王建斌, 郜衛生, 陳新富 申請人:河南國控宇飛電子玻璃有限公司