[發明專利]一種快速檢測玻璃配合料熔化性能的方法

在審

• 申請號: 202011255103.4
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112378947A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 韓建軍;李路瑤;阮健;李從云;胡開文
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G01N25/04
• 分類號: G01N25/04;G06F30/20;G06F111/10
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 喬宇;李艷景

本發明公開了一種快速檢測玻璃配合料熔化性能的方法，步驟為：準備梯溫熔化裝置，包括水平管式爐和溫度監測顯示系統；將玻璃配合料均勻平整布入n個坩堝，依次放入水平管式爐的瓷舟中，啟動梯溫熔化裝置，依據GFM數值模擬軟件模擬結果設定最高溫度和溫度梯度，達到最高溫度后保溫時間為t；根據溫度監測顯示系統顯示的監測熱電偶溫度值和監測熱電偶距離瓷舟起始點長度L擬合得到沿瓷舟長度方向的溫度線性方程：T＝T₀+k×L；保溫結束，取出瓷舟，退火后觀察不同坩堝內的熔化樣品，獲得不同溫度下玻璃配合料的熔化性能。本發明單次測試即可得玻璃配合料在一段溫度范圍內的熔化性能，檢測周期短，效率高，且檢測結果更符合生產實際。

技術領域

本發明屬于玻璃制造技術領域，具體涉及一種快速檢測玻璃配合料熔化性能的方法。

背景技術

玻璃工業是典型的高能耗、高排放行業，其中玻璃熔窯作為玻璃生產的核心，能耗占玻璃生產總能耗的75％左右。隨著我國對玻璃生產能耗的進一步控制，玻璃熔制系統進行了一系列節能減排的技術革新。配合料熔化作為玻璃生產中的一個重要環節，直接影響熔制系統的高效運行，對玻璃熔窯的熔制效率和玻璃成品質量有決定性作用，因此配合料的熔化必須與新的熔化工藝制度協調適應。隨著玻璃熔制工藝的升級變革，玻璃行業對玻璃產品質量和產品種類的要求也越來越高，促使玻璃廠商對玻璃(配合料)組成和結構進行設計調整，提高產品質量，開發新產品滿足市場需求。

實際生產過程中，在新的熔化工藝與新的產品投產前期，須對配合料的熔化性能進行檢測，初步確定配合料熔化工藝制度，不斷對配合料和熔化工藝制度進行反饋調節，使配合料熔化與熔窯工藝制度匹配適應才能考慮正式投產。因此，配合料熔化性能的檢測效率和檢測結果的有效性，對于新產品、新工藝正式投產的進程有極大影響。

配合料熔化涉及的傳熱過程和物理化學反應復雜，熔化過程受熔窯工作條件和配合料熔化性能影響。配合料的熔化性能主要由玻璃組成、原料種類、原料顆粒級配，水分含量、碎玻璃含量等因素決定。熔窯工作條件對配合料熔化影響最直接的2個因素是溫度和時間。

實際生產中，配合料從投料口進入熔窯到熔化完全的過程處于一個溫度范圍，配合料在熔窯內發生的一系列物理化學反應取決于熔窯的工藝制度，特別是溫度制度。生產中確定熔窯的溫度制度時必須滿足配合料熔化的溫度要求。因此，檢測配合料的熔化性能，了解配合料在不同溫度下的熔化狀況，為熔窯溫度制度的確定及優化提供技術指導，實現配合料的高效低能耗熔化。

對于正常生產過程中的熔窯，其溫度制度基本已經穩定，當需要更換原料或者調整組分時，必須檢測新配方配合料的熔化性能，并與原配方配合料的熔化性能進行對比，以指導配方和熔窯溫度制度的優化調整，降低配方調整帶來的風險，保證熔窯的正常穩定生產。

處于工作狀態的熔窯內部溫度較高，且配合料物理化學反應復雜，影響因素較多，直接對生產中熔窯內配合料的熔化性能進行檢測難度較大，且成本高，效率低。目前對于配合料的熔化性能進行檢測的方法，一種是將一定量配合料放入坩堝在馬弗爐/升降爐內升溫到一定溫度保溫，熔制小樣進行觀察測試。隨著高溫攝像技術的發展，現在也有在電爐內安裝高溫攝像系統，實時觀察配合料的熔化狀況。采用該方法對配合料熔化性能進行檢測，單次實驗只能制備配合料一個溫度點的熔制樣品，檢測周期長，效率低，對于正常生產過程的維持，尤其是需要更換原料或者改變組分的玻璃，對配方及溫度制度的確定和優化進程影響較大。實際生產中，窯爐內配合料層區域處于一定溫度范圍，不同配合料區域之間存在溫度梯度，不同區域之間傳熱復雜。