[发明专利]一种批生产性高温熔炼玻璃粉装置及其熔炼方法

说明书

本发明提供一种批生产性高温熔炼玻璃粉装置及其熔炼方法，包括称料装置、送料传输装置、坩埚装置、熔炼炉、进料装置、出料装置、收料装置、电动夹持装置、自动化控制装置等；称料装置与送料传输装置的一端连接，送料传输装置的另一端与坩埚装置连接，坩埚装置固定于熔炼炉的传送平台上面，传送平台与进料装置的一端连接，进料装置的另一端与出料装置的一端连接，出料装置的另一端与收料装置连接，电动夹持装置通过机电夹持升降机构将坩埚装置的塞棒夹持，实现自动化批量生产。解决了现有技术不能实现高温熔融液态玻璃料连续均匀出料，无法实现批量化生产；安全性差；性能不可控等问题。在高熔点玻璃粉电子材料制作领域，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及高温熔炼领域，具体来说，涉及用于玻璃高温熔炼领域，更进一步来说，涉及高熔点玻璃粉电子材料的高温熔炼与制作领域。

背景技术

1600℃以上熔点玻璃粉，区别于普通玻璃粉，其生产配方原料与普通玻璃粉不同，功能作用优异于普通玻璃粉。采用含SiO₂、P₂O₅、B₂O₃、Li₂O、ZnO、BaO、K₂O、Na₂O、CaO等成分的高纯环保无机非金属原材料，先按配比混料，将混料充分的原料，装载在熔炼炉中，在高温环境下熔融共聚结晶，产生氧化硅硼类金属盐的玻璃均质体，再经破碎收集、粗磨、精磨、分级收集等工序制作而成的特种玻璃。

此特种玻璃粉是一种无毒、无味、无污染的无机非金属材料，且有耐酸碱、高绝缘、低膨胀、化学性能稳定、硬度大、耐温性好等优良的性能，被广泛应用于电子材料、电子封装、封接材料、烧结材料及国防等领域。

1600℃以上的玻璃熔炼技术属于较高难度的熔炼方式，传统的刚玉熔炼玻璃仅在1500℃以下，无法满足1600℃以上的熔炼需求；而1600℃以上的玻璃熔炼，有成本高、技术难度大的特点，尤其在高温熔融液的连续出料收集方面，一直是个难以突破的瓶颈问题。目前的小批次研发生产，只能采用无漏咀平底坩埚装料，放入高温熔炼炉中，升温到1600℃使配比粉料在高温炉熔融成均质液态，之后人工穿戴好高温防护服和手套，然后必须两人配合，一人直接打开炉门，一人使用长臂耐高温铁夹，人工夹持住装有已熔融液态玻璃料坩埚快速从内炉内取出倒入接料盒中，再进行下步的工序研发生产。由于此方法不能实现高温熔融液态玻璃料连续均匀出料，故而无法实现批量化生产。并且需要人工进行高温、高负荷操作，安全性差；每完成一次熔炼后，坩埚内壁被腐蚀，下次使用有漏料的风险，不能重复使用，针对小批次研发成本高；人工操作频繁，坩埚腐蚀等因素导致玻璃组份引入的杂质不可控，直接影响玻璃性能等问题。现有技术制备流程如图1所示。

发明内容

本发明的主权目的是：解决现有技术不能实现高温熔融液态玻璃料连续均匀出料，无法实现批量化生产；人工高温操作安全性差；每完成一次熔炼后，坩埚内壁被腐蚀，下次使用有漏料的风险，不能重复使用，针对小批次研发成本高；人工操作频繁，坩埚腐蚀等因素导致玻璃组份引入的杂质不可控，直接影响玻璃性能等问题。

基本原理是：采取以特种耐温耐腐蚀材料(如铂铑合金材料)制作新型坩埚，不会造成内壁腐蚀，清洗后可重复使用，并设计特有漏咀和塞棒堵头形成球面堵封结构，消除塞棒堵头几何重心偏移造成缝隙渗漏的影响，保证逐渐到温熔融的液态玻璃料不会渗漏，同时，经过一段最高工艺温度保温时间后的完全熔融均质的液态玻璃料，通过操作拔离坩埚漏咀内部塞棒就能实现了连续流出收集，原理示意图如图2所示。以此出料工艺为核心，通过对整个熔炼设备系统进行从配料、堵封坩埚、装料、自动进入程序熔炼、自动夹持塞棒并拔起、自动并均匀出料收集等的一系列自动化装置控制，可实现1600℃以上的高温玻璃熔炼生产的工艺稳定及产业化，既满足玻璃高温可加工性，也能保证坩埚在高温状态时不会发生开裂、变形，不受腐蚀的可重复使用。本发明中实现高温状态熔融液态玻璃料的连续均匀流出收集的熔炼状态示意图如图3所示，坩埚装置示意图如图4、图5、图6所示，熔炼方法如图7所示的流程示意图所示。