[發(fā)明專利]一種玻璃管在線生產(chǎn)過程中的強化處理方法

有效

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• 申請日: 2011-05-05
• 公開（公告）號: CN102219392A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田英良;郭現(xiàn)龍;梁新輝;孫詩兵;朱滿康
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C03C17/30
• 分類號: C03C17/30
• 代理公司: 北京思海天達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

技術(shù)領(lǐng)域

一種玻璃管在線生產(chǎn)過程中的強化處理方法，其屬于玻璃材料制造領(lǐng)域。

背景技術(shù)

玻璃屬于一種典型的脆性材料，雖然它的抗壓強度和硬度較高，但是它的抗折和抗張強度并不高，并且呈現(xiàn)極大脆性特征，致使其應(yīng)用受到了一定限制。為了改善玻璃抗折和抗張強度方面的不足，在玻璃制造業(yè)中經(jīng)常采用物理鋼化和化學(xué)鋼化進行玻璃強化處理，使其達到機械強度方面的改善和提高。物理鋼化是將玻璃在軟化點溫度以下，其最佳的玻璃黏度范圍在10⁸dPa·s～10⁹dPa·s，通過瞬間對玻璃表面施加冷風(fēng)方式，使玻璃表面產(chǎn)生快速收縮，形成壓應(yīng)力，起到玻璃強度增強效果，這種方法是平板玻璃常用機械強度增強方法之一，比如安全玻璃、建筑幕墻玻璃、建筑門窗玻璃、玻璃家俱產(chǎn)品，比較適合厚度2mm以上的簡單形狀的玻璃制品，一般是將平板玻璃原片在鋼化爐內(nèi)進行鋼化處理，物理鋼化絕大多數(shù)采用離線生產(chǎn)工藝，即不是在平板玻璃生產(chǎn)線上直接進行的；化學(xué)鋼化是將平板玻璃或其它復(fù)雜形狀的玻璃制品，以及超薄玻璃制品，浸入化學(xué)鋼化處理液，化學(xué)鋼化處理液一般是硝酸鉀為主的熔鹽，將熔鹽加熱至玻璃應(yīng)變點附近溫度，此時玻璃黏度在10^14.5dPa·s～10^13.5dPa·s，玻璃表面的離子具有一定遷移能力，通過熔鹽中的大直徑的鉀離子置換玻璃表面中小直徑的鈉離子，于是玻璃表面產(chǎn)生擠壓效應(yīng)，形成壓應(yīng)力，實現(xiàn)了玻璃機械強度提高，適合厚度小于2mm的玻璃制品和形狀復(fù)雜的玻璃產(chǎn)品，化學(xué)鋼化也屬于離線生產(chǎn)工藝。綜上所述物理鋼化和化學(xué)鋼化工藝基本屬于離線生產(chǎn)工藝，基本處于玻璃冷卻之后的再加工生產(chǎn)工藝，不利于節(jié)能，增加了工藝環(huán)節(jié)，增加人力成本和能源消耗，不利于節(jié)能減排和增效要求。

玻璃管制品屬于玻璃家族中的一類重要的產(chǎn)品形式，以用途分類，包括：大直徑光熱發(fā)電集熱玻璃管、大直徑化工管道玻璃管、太陽能真空集熱玻璃管、生物醫(yī)藥玻璃管、電光源玻璃管、電真空玻璃管，等等。

對于上述各類玻璃管同樣需要機械強度方面的安全性要求，在使用過程中滿足耐壓、抗折、抗張、抗沖擊強度要求，對于玻璃管類產(chǎn)品的機械強度提升，幾乎沒有使用物理鋼化方法和化學(xué)鋼化方法的，絕大多數(shù)玻璃制造企業(yè)普遍采用增加管壁厚度的方法來實現(xiàn)的，這樣極大地消耗了玻璃原料，增加了器件或裝置的質(zhì)量，不符合當今工業(yè)制造基本理念，不利于節(jié)能減排，因此，本發(fā)明創(chuàng)造一種玻璃管在線生產(chǎn)過程中的強化處理方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種玻璃管在線生產(chǎn)過程中的強化處理方法，改善和提高玻璃管的機械強度，提高其應(yīng)用的安全性，同時該強化處理工藝屬于在線工藝，最大限度地節(jié)約能源，減少人力成本、簡化生產(chǎn)工藝、減少占地。本發(fā)明提供的一種玻璃管在線生產(chǎn)過程中的強化處理方法，其特征在于：在玻璃管溫度處于退火溫度點以下溫度，并且玻璃管表面溫度為200℃～600℃時玻璃，在玻璃管外側(cè)通過環(huán)形超微霧化器，噴涂液體強化介質(zhì)，強化介質(zhì)為純凈水以上純度的水、乙烯基三乙氧基硅烷的水溶液、二乙基二氯硅烷的水溶液或者異丁基三乙氧基硅烷水溶液，上述水溶液固含量在15wt％～35wt％且溶劑均為純凈水以上純度的水。純凈水以上純度的水對應(yīng)的是國家標準分析級度的水。

玻璃管生產(chǎn)包括但是不限于丹納法、維洛法或者垂直引下法所生產(chǎn)的玻璃管。玻璃管包括但是不限于光熱發(fā)電集熱玻璃管、化工管道玻璃管、太陽能真空集熱玻璃管、生物醫(yī)藥玻璃管、電光源玻璃管或者電真空玻璃管。

玻璃管為玻璃管表面溫度為200℃～600℃所對應(yīng)黏度范圍為10^13.0dPa·s～10²⁰dPa·s。

每條玻璃管生產(chǎn)線上噴涂液體強化介質(zhì)用量為15L/小時～30L/小時，霧化的液體粒度小于5微米。

每條玻璃管生產(chǎn)線生產(chǎn)能力為3～15噸/小時，所以每條玻璃管生產(chǎn)線上噴涂液體強化介質(zhì)用量為15L/小時～30L/小時。

本發(fā)明玻璃管在線強化處理方法，可以滿足水平拉制丹納法、維絡(luò)法、垂直向上拉管、垂直引下拉管四種生產(chǎn)工藝。目前，常用的玻璃管生產(chǎn)方法主要是維絡(luò)法、丹納法、垂直引下法。丹納法適合生產(chǎn)外徑2mm～70mm的薄壁玻璃管，包括醫(yī)藥玻璃管、日光燈管、霓虹燈管等。維絡(luò)法適合生產(chǎn)外徑8mm～70mm的厚壁玻璃管，適合生產(chǎn)太陽能真空集熱玻璃管。垂直引下法適合生產(chǎn)50～600mm厚壁玻璃管，用于化工管道及大直徑光熱發(fā)電集熱玻璃管。