[发明专利]一种超低膨胀微晶玻璃生产线

说明书

技术领域

本发明属于烧成设备技术领域，具体地讲，本发明提供了一种超低膨胀微晶玻璃的连续工业生产线，其产品属于锂铝硅系超低膨胀微晶玻璃的一种，特别适用于制造激光导航设备。

背景技术

超低膨胀微晶玻璃是指以Li₂O、Al₂O₃和SiO₂为主要成分的玻璃，经过严格的熔化、均化、澄清、退火及晶化处理后形成的以β-石英固溶体为主晶相的透明微晶玻璃。对于超低膨胀微晶玻璃，其独特的化学结构中负膨胀的β-石英固溶体的体积分数与正膨胀的剩余玻璃液的体积分数可以较好地匹配，因此可以使微晶玻璃的热膨胀系数控制在极小的范围内，甚至可实现微晶玻璃在某一温度范围内达到零膨胀。

微晶玻璃生产过程由熔化、退火和微晶化热处理三大步骤组成，其中，熔化工序是在1600℃进行的。超低膨胀微晶玻璃的整个生产工艺对设备机械制造水平、设备内衬的耐高温性、耐侵蚀性及设备的升温速度、保温精度、温度均匀性等熔制工艺设备条件有着极为苛刻的要求。目前的生产均是在实验室以手动操作方式，只能间歇式生产出极少量的实验室产品，而生产大尺寸的微晶玻璃较为困难，因无法实现连续的稳定生产，其产品的次品率较高，产品质量不能得到保证。

例如，公开号分别为CN1944300A、CN1847182A、CN101659518A和CN101538118A的四件发明专利申请均涉及微晶玻璃，但它们的技术内容主要是微晶玻璃的原料配方参数和工艺参数。因此，至今尚未有能实现连续生产适用于精密光学器件和现代航空领域的微晶玻璃工业生产线的报导。

发明内容

现有技术中尚无涉及适用于精密光学器件和现代航空领域的微晶玻璃的工业生产线，为此，本发明提供了一种连续生产超低膨胀微晶玻璃的工业生产线，能够生产高品质的大规格微晶玻璃产品，该产品特别适用于激光导航设备的需求。

本发明的一方面在于提供一种超低膨胀微晶玻璃生产线，所述超低膨胀微晶玻璃生产线主要由熔化炉、成型机、退火炉、晶化炉、输送装置及轨道组成，其中，熔化炉、成型机、退火炉和晶化炉依次布置在轨道的一侧，输送装置设置在轨道上，以在熔化炉、成型机、退火炉和晶化炉之间运动。

根据本发明的一方面，所述熔化炉主要由炉壳、炉衬、炉底、炉顶和发热元件组成，其中，炉壳可以采用碳钢焊接结构，炉衬可以采用轻质和刚玉质复合耐火材料结构，炉顶可以为活动炉顶的结构，炉底可以为能够升降和旋转的活动炉底的结构，发热元件采用MoSi₂材质。

根据本发明的一方面，可以在所述熔化炉中设置材质为莫来石-刚玉质的大型熔化坩埚，其中，熔化坩埚能够重复使用。

根据本发明的一方面，可以在所述熔化炉的炉顶上安装搅拌机构，以分别在熔化炉的上、中、下三个工位进行搅拌。

根据本发明的一方面，熔化炉的炉膛使用温度为1500℃~1700℃。

根据本发明的一方面，所述熔化炉可以为顶加料和底出料方式，其中，出料时可以由炉底支撑熔化坩埚，炉底可以在驱动机构的作用下缓缓下降完成出炉过程。

根据本发明的一方面，所述成型机主要由高温压板机构、高温抱卡、平行移动机构、液压升降平台和翻转倒料机构组成。

根据本发明的一方面，所述成型机的高温抱卡的内衬可以设置耐火材料，并且在高温抱卡的外部可以设置有环形底托和侧面抱卡，翻转倒料机构能够在0~175°的范围内任意调节。

根据本发明的一方面，所述退火炉主要由炉壳、炉衬、活动炉底和发热元件组成，长期使用温度为300℃~600℃。

根据本发明的一方面，所述晶化炉主要由炉壳、炉衬、活动炉底和发热元件组成，长期使用温度为600℃~950℃。

根据本发明的一方面，退火炉和晶化炉中的至少一种可以为一台或多台。

根据本发明的一方面，输送装置可以为摆渡车。

本发明的另一方面在于提供一种连续生产超低膨胀微晶玻璃的方法，所述方法包括熔化工序、均化工序、澄清工序、成型工序、退火工序和微晶化热处理工序，其中，熔化工序、均化工序和澄清工序在熔化炉内完成，成型工序由成型机完成，退火工序由退火炉完成，微晶化热处理由晶化炉工序完成，各工序之间的连接由轨道上的输送装置完成。

因此，根据本发明的超低膨胀微晶玻璃生产线，所有工序均可连续、自动完成，能够进行工业化连续生产。