[发明专利]压力控制玻璃熔炼装置及方法

说明书

本发明是关于一种压力控制玻璃熔炼装置及方法，其压力控制玻璃熔炼装置包括封闭式炉体，所述炉体从上至下依次包括：加料部分、熔化部分和出料部分；其中，熔化部分通过感应加热方式加热。本发明炉体为密封结构，可实现10^‑3‑0.3MPa的炉内熔炼压力控制，方便地实现真空负压、气体正压，或通过不同性质气体形成氧化、还原、惰性等气氛；保证了炉内压力、气氛的一致性，不受外部空气、水分等杂质影响；同时便于玻璃各原料熔炼过程中的组分控制，有利于玻璃的组成和性能一致性，产品质量的批次稳定性好，有利于产品的批量化应用。水冷金属炉体无粉尘污染，炉壁接近室温，有效防止氧化、还原气氛侵蚀而污染玻璃。

技术领域

本发明涉及一种玻璃制备技术领域，特别是涉及一种压力控制玻璃熔炼装置及方法。

背景技术

随着现代光电信息技术的发展，具有特殊光、电、机械性能的新型特种玻璃材料发展迅速，如激光玻璃、红外玻璃、磁光玻璃、半导体玻璃等，在军工、航空航天、光通讯等领域应用日益广泛。

特殊性能往往意味着特殊的材料组成、特殊的制备技术和特殊的设备。为实现或改善某些特种性能，特种玻璃的熔炼一般必须在特殊的熔制气氛、压力下进行。如锗酸盐、铝酸盐系统透红外玻璃必须在干燥无水环境下熔制，以消除结构中的水分(羟基OH^-)造成的红外吸收，提高红外透过性能；某些稀土掺杂发光玻璃必须控制氧化还原气氛，保证稀土离子处于发光效率最高的价态；硫属化物、氟化物等玻璃含有易挥发组分，常压熔炼挥发大极易导致玻璃组成难以控制。

为提高或获得高性能玻璃材料，国内外研发人员针对性地开展了很多玻璃气氛、压力熔炼研发工作。现有技术主要在惰性气氛、真空负压、正压等环境下特种玻璃的熔炼，满足了特定品种玻璃的制备需要。但是上述方法具有很大的局限性，相关装置及技术不具有普适性，大多只是在传统设备技术的局部改良，只能实现一种气氛或压力条件，不能实现多个压力/气氛变化，不能满足不同品种特种玻璃的熔炼要求。另外，目前大多数特种玻璃的熔制依然采用耐火材料保温、电阻加热的熔炼方式，熔炼效率低，且高温及特种气氛下的侵蚀极易对玻璃造成污染，不利于高性能玻璃的制备。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种新型的压力控制玻璃熔炼装置及方法，所要解决的技术问题是使其实现多个压力/气氛变化，满足不同品种特种玻璃的熔炼要求，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种压力控制玻璃熔炼装置，其包括封闭式炉体，所述炉体从上至下依次包括：加料部分、熔化部分和出料部分；

其中，熔化部分通过感应加热方式加热。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的，前述的压力控制玻璃熔炼装置，其中所述的加料部分包括上炉盖、加料仓、观察窗和隔热屏；

所述的熔化部分包括中频线圈、保温层、坩埚套和坩埚；

所述的出料部分包括出料管、保温筒、高频线圈、成型模具及出料口。

优选的，前述的压力控制玻璃熔炼装置，其中所述的上炉盖采用耐热不锈钢材料，内部设有冷却循环水；

所述的加料仓位于所述上炉盖的上部，与炉体相通；

所述的上炉盖上设有观察窗；

所述的隔热屏与上炉盖通过旋转轴连接。

优选的，前述的压力控制玻璃熔炼装置，其中所述的中频线圈位于熔化部分的内壁上，为空心铜管盘绕而成，外接中频感应电源控制系统，管内通冷却循环水；

所述的保温层在所述的中频线圈内部，形成保温空间；

所述的坩埚套位于隔热屏下方，位于所述的保温空间内；