[發(fā)明專利]一種小型電子玻璃熔窯電助熔系統(tǒng)及設(shè)計方法

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• 申請日: 2019-04-28
• 公開（公告）號: CN110183097A
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 阮健;李從云;胡夢昀;李路瑤;韓建軍;趙修建
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: C03B5/00
• 分類號: C03B5/00;C03B5/033;C03B5/16
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮;汪瑋華

本發(fā)明提出一種小型電子玻璃熔窯電助熔系統(tǒng)及設(shè)計方法，電子玻璃熔窯為矩形池體，包括碹頂、池底、前山墻、后山墻和左、右側(cè)墻，池體上部為火焰空腔，下部為玻璃池窯，火焰空腔內(nèi)均勻間隔設(shè)有多個噴槍，玻璃池窯內(nèi)充滿玻璃液，玻璃池窯前山墻底部中心設(shè)有玻璃液出口，后山墻中部設(shè)有兩個水平對稱設(shè)置的配合料入口，電助熔系統(tǒng)包括三組電極，每組電極包括數(shù)對電極棒，每對電極棒對稱設(shè)于左、右側(cè)墻上，電極棒距離玻璃液面特定距離。本發(fā)明合理電極分布及相應(yīng)電功率的分配，促進玻璃液的充分熔化，協(xié)助解決目前電子玻璃在熔制過程中的難熔、難澄清的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于玻璃制造的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種小型電子玻璃熔窯電助熔系統(tǒng)及設(shè)計方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)電子玻璃基板主要采用無堿高鋁硅酸鹽玻璃成分進行熔制，因而在熔制過程中具有粘度高、難澄清和不易均化等特點，在實際生產(chǎn)過程中，須采用電助熔技術(shù)來改善池窯中玻璃液的流動，以提高玻璃液的質(zhì)量。

由于電子玻璃熔窯工作溫度高，玻璃液溫度、速度等的實測十分困難，按熔窯產(chǎn)量分，日產(chǎn)玻璃液150t以上為大型窯，日產(chǎn)玻璃液在50～150t為中型窯，日產(chǎn)玻璃液50t以下為小型窯。現(xiàn)階段，采用底插電極方式來研究電極功率對浮法玻璃熔窯的影響，結(jié)果表明玻璃液內(nèi)沿窯長方向存在兩個環(huán)流，分別為熱點位置到配合料入口方向的環(huán)流I以及熱點位置到玻璃液出口方向的環(huán)流II。同時，在熱點處電極功率的輸入變化能夠顯著影響配合料在熔化區(qū)的停留時間以及玻璃液在澄清區(qū)的均化時間。大噸位玻璃池窯一般采用底插電極以局部加熱玻璃液，這主要是因為其具有相對較大的窯寬，而為保證電極在池窯中正常工作且不被折斷，電極插入玻璃液內(nèi)的長度不宜太長，而小噸位玻璃池窯具有相對較小的窯寬，采用側(cè)插電極能夠使玻璃液被均勻加熱的同時根據(jù)電極被損耗的程度可以靈活將其向池窯內(nèi)推進，目前對小型熔窯電子玻璃熔化過程中的玻璃液流動以及速度場分布等隨電極分布、電功率分配等電助熔參數(shù)的影響，仍缺乏系統(tǒng)研究和理解。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種小型電子玻璃熔窯電助熔系統(tǒng)及設(shè)計方法，主要通過其中的電極分布及相應(yīng)電功率的分配設(shè)計，促進玻璃液的充分熔化。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種小型電子玻璃熔窯電助熔系統(tǒng)，電子玻璃熔窯為矩形池體，包括碹頂、池底、前山墻、后山墻和左、右側(cè)墻，池體上部為火焰空腔，下部為玻璃池窯，所述火焰空腔內(nèi)均勻間隔設(shè)有多個噴槍，所述玻璃池窯內(nèi)充滿玻璃液，玻璃池窯前山墻底部中心設(shè)有玻璃液出口，后山墻中部設(shè)有兩個水平對稱設(shè)置的配合料入口，其特征在于，電助熔系統(tǒng)包括三組電極，每組電極包括數(shù)對電極棒，每對電極棒對稱設(shè)于所述左、右側(cè)墻上，電極棒距離玻璃液面特定距離。

按上述方案，所述三組電極中第二組對應(yīng)于玻璃液的熱點區(qū)域，第一組和第二組分別對應(yīng)于玻璃液的熱點前、后區(qū)域。

按上述方案，所述特定距離為250～350mm。

一種小型電子玻璃熔窯電助熔系統(tǒng)的設(shè)計方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1)根據(jù)熔窯中的玻璃日熔化量，分別向火焰空間和玻璃池窯中通入燃料和電能，利用熔窯模擬軟件依據(jù)實際熔窯情況將能量均勻分布于相應(yīng)位置處模擬或根據(jù)已有的經(jīng)驗資料得出熔窯內(nèi)玻璃液的熱點位置，將三組電極水平安設(shè)于左、右側(cè)墻上；

S2)將總電能均勻分配給每對電極，計算出每組電極組所占電功率的比例；

S3)向第一組電極中輸入計算得到的相應(yīng)比例電功率，保持第二電極組和第三電極組輸入的電功率之和占總電功率的比例不變，第二電極組中輸入的電能總量大于第三電極組中輸入的電能總量。

按上述方案，步驟S2)中所述第二電極組中輸入的電能與第三電極組中輸入的電能之差占總電能的3％～16％。