低粘度易析晶玻璃的漏料系统

摘要

一种低粘度易析晶玻璃的漏料系统，包括铂金漏料管、铂金漏料通道和加热机构，所述的铂金漏料管的直径为原管流方式采用的漏料管的直径的1.5～3.5倍，所述的铂金漏料通道是一个包括圆形进料口、长方形的出料口和上下面成准梯形的封闭的漏料通道，所述的加热机构包括加热套、电源、温度传感器和控制单元，所述的加热套包裹在所述的铂金漏料通道的四周。本发明可有效控制玻璃漏料的流速、加快漏料速度、对玻璃再次均化的作用。可明显减少玻璃浇注过程中析晶、条纹、分相及气泡等缺陷的产生。可应用于生产光学玻璃，特别适合于生产高品质光学玻璃。

说明书

技术领域

本发明涉及光学玻璃的生产领域，特别是一种低粘度易析晶玻璃的漏料系统，此漏料系统可有效防止玻璃浇注过程中产生析晶、条纹、分相及气泡等缺陷。

背景技术

随着光电信息产业的不断发展，对光学玻璃的性能要求也不断的提高，而目前广泛应用于红外窗口成像、各种数码产品、高倍显微镜等的光学玻璃多为低粘度、易析晶玻璃，尽管这些玻璃具有非常优异的光学性能、机械性能，但是由于玻璃的低粘度、易析晶特点，在浇注的过程中往往会产生析晶、条纹、分相及气泡等缺陷，严重影响玻璃的使用性能，降低玻璃的成品率。

为满足光电信息产业发展的需求，目前对这一问题也产生了一些解决方案。例如不断改变玻璃的组成，以期提高玻璃粘度，但这是以牺牲某些优良性能为代价的；在不改变玻璃的组成条件下，对熔制工艺的改进也会大大提高玻璃的成品率，但是目前对玻璃熔制工艺改进的过程，多是集中于控制熔制时间、温度或改进熔制工序，例如由非连熔技术改为连熔技术。在专利（FR[31]9303287）中提供了一种玻璃的流出料道，但是此流出料道仅适合成玻璃性能好、不易析晶的玻璃成分，在用此流出料道生产低粘度、易析晶玻璃时会产生大量的析晶、条纹、分相及气泡等玻璃缺陷，基本生产不出满足需求的高品质、大尺寸的光学玻璃。目前生产低粘度、易析晶玻璃基本统一采用漏料的方式。

在玻璃漏料的过程中，漏料系统内玻璃液的流速分布、压强分布、温度场分布对浇注高品质光学玻璃起决定性的作用。现有的玻璃漏料系统基本由一根漏料管组成，在专利（中国专利申请号：201120119916.0）中提到对漏料管加热可有效抑制玻璃析晶的倾向，但这里也仅仅是对管口析晶产生了一定的抑制，在专利（中国专利申请号：03233342.0）中也仅仅是由单管改为多管，但由于在浇注过程中均没有改变管流的方式，导致在模具中玻璃液流速仍然存在不均，易产生条纹、气泡等缺陷；且管流的方式漏料速度慢，导致在长时间浇注过程中浇注点温度过高，同样容易产生析晶。再有坩埚内玻璃液虽然经搅拌已相对均匀，但是在坩埚的四周壁及底部仍有不均匀成分存在，由于管流的方式不能起到再次均化玻璃液的作用，而导致这些不均匀成分同样会经漏料管流入浇注部件，导致玻璃内部可能产生分相。

发明内容

针对现有管流的方式存在玻璃液流速不均、漏料速度慢及不能起到再次均化玻璃液成分的不足，本发明提供一种低粘度易析晶玻璃的漏料系统，该漏料系统可以有效控制流速、加快漏料速度及有对玻璃再次均化的作用，可明显减少玻璃浇注过程中析晶、条纹、分相及气泡等缺陷的产生。可应用于生产光学玻璃，特别适合于生产高品质光学玻璃。

本发明具体的技术方案如下：

一种低粘度易析晶玻璃的漏料系统，特点在于该系统包括铂金漏料管、铂金漏料通道和加热机构，所述的铂金漏料管的直径为原管流方式采用的漏料管的直径的1.5～3.5倍，所述的铂金漏料通道是一个包括圆形进料口、长方形的出料口和上下面成准梯形的封闭的漏料通道，该漏料通道的两边均由第一侧壁和第二侧壁构成，所述的第二侧壁与所述的出料口平面成90°，所述的加热机构包括加热套、电源、温度传感器和控制单元，所述的加热套包裹在所述的铂金漏料通道的四周，该加热套靠近铂金漏料通道的一侧为空心，远离铂金漏料通道的一侧填充耐火砖，在耐火砖的内壁均匀设置多根串联的加热棒，该多根串联的加热棒与电源连接，所述的温度传感器的一端设置在所述的铂金漏料通道和加热套之间，另一端连接所述的控制单元，所述的控制单元控制加热电源。

所述的铂金漏料管与所述的铂金漏料通道的连接处为一圆角。

所述的铂金漏料通道的出料口为平口，即出料口的上平面和下平面平行。

所述的铂金漏料通道的出料口的内侧下边缘加一个三菱柱凸起。

所述的加热棒为碳棒或钼棒。

本发明的技术效果如下：

在漏料平台的调节下，此漏料系统采用的铂金漏料管为原管流方式采用的漏料管的直径的1.5～3.5倍，此方式不但能保证平稳漏料，而且可以加快漏料速度，有效的抑制析晶的产生；

漏料平台的出料口直接与浇注模具是进行非点接触的线接触，使玻璃液在模具中的流速均匀，可以有效抑制玻璃条纹及气泡；且由于漏料管与出料口之间的面积较大，加上温度较高，适合扩散，可进一步较好实现玻璃成分的再均化，对控制玻璃分相起到至关重要的作用。

通过控制单元控制加热电源，实现漏料平台的温度自由调节与保温，可有效控制玻璃液的粘度，进一步防止玻璃析晶。

实验表明，通过本发明系统浇注的低粘度易析晶玻璃中析晶、条纹、分相及气泡等缺陷明显减少，玻璃的成品率明显提高，对生产高品质光学玻璃尤其适用。

附图说明

图1是本发明低粘度易析晶玻璃的漏料系统的立体结构示意图。

图2是本发明低粘度易析晶玻璃的漏料系统的加热套的局部A₃₁—A₃₁横截面图。

图3是本发明低粘度易析晶玻璃的漏料系统的圆角处横截面图

图4是本发明低粘度易析晶玻璃的漏料系统的出料口处平口的横截面图。

图5是本发明低粘度易析晶玻璃的漏料系统的出料口处的内侧下边缘加一个三菱柱凸起的横截面图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限定本发明的保护范围。

实施例1

先请参阅如图1、图2，图1为本发明低粘度易析晶玻璃的漏料系统的实施例的立体图，图2是本发明低粘度易析晶玻璃的漏料系统的加热套的局部A₃₁—A₃₁横截面图。由图可见，本发明低粘度易析晶玻璃的漏料系统，包括铂金漏料管1、铂金漏料通道2和加热机构3，所述的铂金漏料管1的直径为原管流方式采用的漏料管的直径的1.5～3.5倍，所述的铂金漏料通道2是一个包括圆形进料口21、长方形的出料口24和上下面成准梯形的封闭的漏料通道，该漏料通道的两边均由第一侧壁22和第二侧壁23构成，所述的第二侧壁23与所述的出料口24成90°，所述的加热机构3包括加热套31、电源32、温度传感器33和控制单元34，所述的加热套31包裹在所述的铂金漏料通道2的四周，该加热套31靠近铂金漏料通道2的一侧为空心39，远离铂金漏料通道的一侧填充耐火砖36，在耐火砖的内壁均匀设置多根串联的加热棒35，该多根串联的加热棒与电源32连接，所述的温度传感器33的一端设置在所述的铂金漏料通道2和加热套3之间，另一端连接所述的控制单元34，所述的控制单元34控制加热电源32。

本实施例中的铂金漏料管与铂金漏料通道的圆形进料口固定相连，形成一圆角，此处可保证玻璃液相对平滑的流入漏料平台，有效抑制在此处产生气泡。

本实施例中的铂金漏料通道的出料口为平口，即出料口的上平面和下平面平行。

本实施例的加热棒为钼加热棒，加热温度为27～1700℃。

如图1所示玻璃液首先进入铂金漏料管1，经进料口21进入铂金漏料通道2，在恒温的铂金漏料通道2内自然向前流淌，最后经出料口24流入浇注模具。

如图1所示，铂金漏料管1与铂金漏料通道2焊接固定于进料口21，此实施例中采用的铂金漏料管1为原管流方式采用的漏料管的直径的2倍。

如图1所示，铂金漏料通道2上下平面成梯形、封闭，与铂金漏料管1相连处为进料口21，前端为长方形的出料口24。该铂金漏料通道2的两边均由第一侧壁22和第二侧壁23构成，其中第二侧壁23与出料口平面24成90°。在此实施例中的铂金漏料通道中各面采用相同的铂金厚度，铂金厚度为1mm，两侧壁高5mm，侧壁22长450mm，侧壁23长25mm。

如图1所示，加热机构3由加热套31、电源32、温度传感器33和控制单元34构成。其中加热套31包裹在铂金漏料通道的四周，加热套内多跟串联的加热棒与电源32连接，温度传感器33一端设置在铂金漏料通道2和加热套3之间，另一端连接控制单元34，其中控制单元34控制加热电源32，通过控制单元可以实现铂金漏料通道内的温度的自由调节与恒温，保证玻璃液在此处的温场均匀，从而有效控制玻璃析晶。

图2为图1中加热套31的局部A₃₁—A₃₁横截面图。如图所示，加热套31靠近铂金漏料通道2的一侧为空心34，空心的内侧为铂金漏料通道壁37，空心的外侧填充耐火砖36，耐火砖外包裹铁皮38，在耐火砖的内壁均匀设置多根串联的钼加热棒35，钼加热棒35暴露在空心39中，该多根串联的钼加热棒与电源32连接。

此实施例中的铂金漏料通道的进料口21为圆角，图3为图1中进料口21为圆角的横截面图。玻璃液经铂金漏料管1进入圆角进料口21后，可以保证玻璃液平滑进入铂金漏料通道。

此实施例中的铂金漏料通道的出料口24为平口，图4为图1中出料口24为平口的横截面图。玻璃液通过铂金漏料通道2最后经出料口24进入浇注模具。此种用于低粘度易析晶玻璃的出料口可以很好的控制玻璃液流速，减少因浇注过程中玻璃液流速不均导致的条纹等缺陷。

通过采用本实施例浇注大尺寸的低粘度、易析晶的锗、镓酸盐透红外光学玻璃。玻璃液的漏料温度为1250℃，在漏料前10min开始加热，保证可以在漏料开始前加热漏料系统至1250℃，并保温至漏料结束。经退火检测玻璃缺陷，与之前简单漏料管的漏料系统浇注的玻璃相比，玻璃中析晶、条纹、分相及气泡等缺陷明显减少，经过长时间的统计发现成品率高达95.7%以上。

实施例2

实施例2中的铂金漏料通道的出料口24的内侧下边缘加一个三菱柱凸起25，其他部位如实施例1的系统装置，图5为图1中出料口24的内侧下边缘加一个三菱柱凸起25的横截面图，其中三棱柱的底面为等腰三角行，等腰三角行的锐角为30°，高为2mm。

通过本实施例浇注如实施例1中同样成分组成的大尺寸的低粘度、易析晶的锗、镓酸盐透红外光学玻璃，漏料过程及后期热处理不变，经检测玻璃中的析晶、条纹、分相及气泡等缺陷同样可以得到有效控制，其成品率可以高达96.2%以上。

实施例3

实施例3中的加热机构3中的加热棒35采用碳棒加热，铂金漏料通道的出料口24为平口，其他部位如实施例1的系统装置。

通过本实施例浇注粘度更小的碲酸盐玻璃，玻璃的漏料温度为900℃，在漏料前10min开始加热，保证可以在漏料开始前加热漏料系统至900℃，并保温至漏料结束，后期热处理不变。与之前简单漏料管的漏料系统浇注的玻璃相比，玻璃中较长见的条纹明显减少，玻璃的成品率可以达到82.6%以上。

实施例4

实施例4中的加热机构3中的加热棒35采用碳棒加热，铂金漏料通道的出料口24的内侧下边缘加一个三菱柱凸起25，其中三棱柱底面的等腰三角行的锐角为30°，高为1.5mm，其他部位如实施例1的系统装置。

通过本实施例浇注氟、碲酸盐玻璃，玻璃的漏料温度为850℃，在漏料前10min开始加热，保证可以在漏料开始前加热漏料系统至850℃，并保温至漏料结束，后期热处理不变。与之前浇注的玻璃比较，玻璃中较长见的缺陷明显减少，玻璃的成品率可以达到87.3%以上。