[发明专利]一种非氧化物硫系玻璃漏注生产装置及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属于红外光学玻璃制造技术领域。涉及一种非氧化物硫系玻璃漏注生产装置及其生产方法。

背景技术

随着社会的发展，天网监视、安防、汽车及红外热成像系统的应用越来越广泛，非氧化物硫系玻璃作为红外热像优良基础材料的需求迅速增长，并且逐步向高品质、大口径的需求方向发展。而非氧化物硫系玻璃与氧化物玻璃相比生产方式截然不同，特别是不能处于空气中进行生产，也不能采用传统的搅拌装置进行搅拌。目前制作非氧化物硫系玻璃通常采用摇摆炉，如图1所示，将非氧化物硫系玻璃配合料装入特制容器即安瓿瓶中，然后将其真空封装，放入炉内。使炉温升至1000℃并使炉体按照一定的角度往复摇摆，达到将内部玻璃液混合均匀的目的。炉体按照设定的温度和设定的摇摆频率完成硫系玻璃熔制后降温到预定温度。把安瓿瓶从熔炉中取出，置于水或空气中以相对较快速度急冷制得所需的块状玻璃。随着熔制工艺的不断改进和市场需求的快速增长，对安瓿瓶的耐压、耐温性能提出了更高的要求。而目前市售安瓿瓶产品均达不到要求，严重制约了非氧化物硫系玻璃的质量、批量和制作成本。虽然可以采用浇注方式能够解决以上问题，但由于浇注时不可避免的会出现浇注条纹，造成玻璃内部存在条纹从而影响最终产品的成像质量。但随着高性能光学系统对高均匀性材料需求，设计出高品质非氧化物硫系玻璃批量生产装置，有效解决高性能红外系统的需求，提高生产效率，降低生产成本，达到快速推广市场目的。

发明内容

本发明提供了一种非氧化物硫系玻璃漏注生产装置，具有结构简单、操作方便、性能可靠、生产效率高、使用安全等特点。本发明还进一步提供了采用上述生产装置生产非氧化物硫系玻璃的方法。

本发明非氧化物硫系玻璃漏注装置采用如下技术方案：

一种非氧化物硫系玻璃漏注生产装置，包括熔炉主体，其特征在于；所述熔炉主体内膛被隔板分割为熔炼室、成型室和气氛控制室三部分，成型室位于熔炼室正下方，气氛控制室位于成型室和熔炼室的后面；熔炼室和成型室正面各开一炉门，炉门上开观察孔，观察孔安装耐高温的玻璃；所述熔炼室内设有石英坩埚及石英盖板，环绕石英坩埚四周设有坩埚加热装置，穿过石英盖板及熔炉主体上部的搅拌器和拉杆分别经耐高温轴承与熔炉主体连接，石英坩埚底部设有穿过隔板、上端为半圆形结构的漏料管，拉杆下端设有一个与漏料管上端口配合的球体，拉杆上端与支撑装置连接，熔炼室内设有熔炼热电偶；所述成型室内设有成型模具及支撑成型模具的成型平台，成型模具的四周及底部设有模具加热装置、以及成型热电偶；所述气氛控制室分别经穿过熔炉主体的抽气管、充气管与抽气系统、充气系统相连接，气氛控制室与熔炼室和成型室相邻的隔板上分别设有熔炼室通气孔、成型室通气孔。

所述的熔炉主体由钢板围成框架结构，熔炉主体内层依次是保温层和内胆。

所述的成型模具的形状为上宽下窄的梯台形状，由石英材料制成，所述的熔炼热电偶深入熔炼室坩埚中部位置；所述的成型热电偶安装在成型室的底部成型加热装置的中部；所述的成型室空间内设有一支或一支以上的监控热电偶，方便准确控制非氧化玻璃的成型温度。

所述的隔板包括熔炼室与成型室之间的横隔板和气氛控制室与熔炼室及成型室之间的竖隔板。

所述的拉杆的下部分的球体与漏料管上部的半球体相互配合设计构成了流速控制装置，控制漏料速率。

所述的石英坩埚上部设计石英盖板配合使用控制原料的挥发。

本发明生产非氧化物硫系玻璃的方法采用如下技术方案：

⑴、打开熔炼室炉门，将拉杆放到底，使球体与漏料管上端半圆形漏注口紧密配合；然后将按照一定比例称量好的原材料快速装入石英坩埚内，关闭熔炼室炉门，使熔炼室炉门与熔炉主体紧密连接；

⑵、打开抽气开关，至熔炉主体内腔真空度达到10^-2Pa后，关闭抽气开关；启动充气开关，向熔炉主体内腔充入保护性气体N₂或Ar₂到5000～10000Pa，使熔炉主体内部处于微正压；

⑶、启动熔炼加热装置开关，使熔炼室升温至1000℃；然后打开搅拌器的电源，使搅拌器向下移动到石英坩埚内部指定位置，锁定搅拌机固定装置；打开搅拌器的转动开关，使搅拌器转动，至玻璃液温度降到漏注温度；

⑷、待成型模具升温至转变温度Tg±30℃范围时，将拉杆提起一定高度，使玻璃液按照一定的速率顺着漏料管缓慢的流入成型室的成型模具中；当漏注完成后关闭搅拌器的转动开关，并将其提出石英坩埚；