一种浮法线锡槽在线用辅助电加热结构及其制作方法

技术领域

本申请涉及浮法玻璃制造技术领域，特别涉及一种浮法线锡槽在线用辅助电加热结构及其制作方法。

背景技术

在浮法玻璃生产中，锡槽是三大热工设备之一，锡槽的好坏严重影响玻璃产品的质量。锡槽的工作原理是从通道流入的玻璃液均匀摊平在熔融金属锡液之上，在保护气体的保护下，配合电加热和拉边机的使用将玻璃液控制在所需要的厚度范围，同时确保玻璃均匀平整的摊平。在此工艺下，电加热的使用起到至关重要的作用。

锡槽区一般采用顶插式加热元件电加热形式，纵横方向分区控制，用于控制不同区域下玻璃液的温度粘度，从而控制玻璃板的拉薄延伸，特别是电子超薄生产领域，玻璃的厚度厚薄差，波纹度屈光度要求较高，对成型区的横向和纵向温度场要求更高，不合理的温度分布容易造成波纹度及屈光度不良甚至超标，影响玻璃表面质量和光学性能。

另外在高铝电子玻璃，特别是二强(锂铝硅玻璃)电子玻璃生产领域，为了满足超薄成型要求，电加热使用量较多，特别是对于重要成型区，电加热开度最大可达80％以上，较高的表面温度和开度容易导致加热元件能量衰减或出现加热元件断裂等情况，从而严重影响玻璃板拉薄工艺及表观光学性能，造成厚度超标，波纹度屈光度超标。

在浮法玻璃生产中，上述温度工艺等控制问题以及加热能力衰减问题，无十分有效的处理手段，大多数情况下采取冷修改造进行处理，耗时长，投资大，不利于经济化生产。

因此，如何对浮法玻璃生产中的温度场进行控制，成为人们亟待解决的问题。

发明内容

(一)申请目的

基于此，为了解决浮法玻璃生产中温度场无法有效控制的问题，本申请公开了以下技术方案。

(二)技术方案

本申请公开了一种浮法线锡槽在线用辅助电加热结构，包括：

加热元件，用于对锡槽内的玻璃液进行加热；

支撑连接机构，包括热稳定元件和连接主体，所述热稳定元件的一端与所述连接主体连接，另一端套设且滑动连接在所述加热元件上；

驱动机构，与所述连接主体连接，可驱动连接主体相对玻璃液移动。

进一步的，所述热稳定元件包括中空壳体和设置在中空壳体一端的固定槽，所述固定槽远离中空壳体的一端开设有可固定加热元件的通孔。

进一步的，所述通孔内安装有绝缘管，所述的加热元件固定在绝缘管内。

进一步的，所述固定槽还安装有冷却气管。

进一步的，所述连接主体包括冷却装置，该冷却装置穿过固定槽后伸入中空壳体内，实现对中空壳体内的加热元件降温。

进一步的，所述冷却装置包括平行设置的进水管、出水管、以及包裹进水管和出水管的冷却管，所述进水管的一端与出水管的一端连通。

进一步的，所述冷却管伸入固定槽和/或中空壳体内的部分包裹有缓冲材料。

进一步的，所述中空壳体包括按重量份数计算的以下组分：Al

进一步的，所述加热元件包括导电部、以及分别设置在导电部两端的发热部和接线端。

进一步的，所述加热元件为U型硅碳棒，该U型硅碳棒的两个侧臂端部为接线端、两个侧臂分别靠近接线端的一侧设有导电部、余部为发热部。

进一步的，所述硅碳棒为U型硅碳棒，该U型硅碳棒的两个侧臂端部为接线端、两个侧臂分别相邻设置有导电部，U型硅碳棒的环状端为发热部，发热部的水平长度为加热元件水平长度的1/3-1/2。

进一步的，所述驱动机构包括横梁、挂设在横梁上的悬挂结构、设置在悬挂结构底部的升降机构、以及设置在升降机构上用于支撑连接主体的支撑滑轮，所述悬挂结构上设有用于固定连接主体的固定件。

进一步的，所述横梁沿长度方向上开设有滑槽，所述悬挂结构的顶部设有可沿滑槽移动的定滑轮，该定滑轮上设有同轴的第一齿轮，所述悬挂结构上设有驱动电机、以及安装在驱动电机上的第二齿轮，所述第一齿轮和第二齿轮通过传送带连接。

本发明另一个方面，提供了一种浮法线锡槽在线用辅助电加热结构的制作方法，包括以下步骤：

提供连接主体及模具，固定连接主体在模具中；

利用模具制备热稳定元件；

提供连接主体和驱动机构，并组装稳定元件、加热元件、连接主体和驱动机构。

进一步的，所述利用模具制备热稳定元件的方法包括：

将中空壳体的原料与水重量比例1:0.08-0.15混合均匀后倒入模具之中，所述中空壳体的原料包括按重量份数计算的以下组分Al

对模具中的混合料保温，保温温度为20℃-50℃，保温时间大于7天；

脱模。

进一步的，所述对模具中的混合料保温，还包括：在保温时间内对模具中的混合料喷水保湿。

进一步的，所述固定连接主体在模具中，包括：对安装在模具内的连接主体的部分包裹保温棉。

(三)有益效果

本申请公开了一种浮法线锡槽在线用辅助电加热结构及其制作方法，所述浮法线锡槽在线用辅助电加热结构通过驱动机构对加热元件进行移动，定点控制固定区域玻璃板的加热，从而对浮法玻璃生产中的温度场进行有效控制。此外，本发明通过设置热稳定元件，不但提高保温效率，防止连接主体进入锡槽后导致锡槽的温度产生波动，还避免连接主体与加热元件的接触，实现了对加热元件绝缘和支撑的作用，保证了加热元件在锡槽内更远的进深，从而更有效的对温度场进行控制。

附图说明

以下参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释和说明本申请，而不能理解为对本申请的保护范围的限制。

图1是本申请公开的一种浮法线锡槽在线用辅助电加热结构的结构示意图；

图2是本申请公开的一种浮法线锡槽在线用辅助电加热结构中热稳定元件的结构示意图；

图3是本申请公开的一种浮法线锡槽在线用辅助电加热结构中连接主体的结构示意图；

图4是本申请公开的一种浮法线锡槽在线用辅助电加热结构中U型硅碳棒的示意图；

图5是本申请公开的一种浮法线锡槽在线用辅助电加热结构中驱动机构的结构示意图；

图6是本申请公开的热稳定元件的制作模具组合示意图；

图中标记：加热元件1、导电部101、发热部102、接线端103、热稳定元件2、中空壳体201、固定槽202、通孔203、绝缘管204、冷却气管205、连接主体3、进水管301、出水管302、冷却管303、横梁4、悬挂结构5、升降机构6、支撑滑轮7、固定件8、滑槽9、定滑轮10、第一齿轮11、驱动电机12、第二齿轮13、传送带14、模具15。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。

如图1所示，本发明提供一种浮法线锡槽在线用辅助电加热结构，包括加热元件1、支撑连接机构和驱动机构，所述加热元件1用于对锡槽内的玻璃液进行加热；所述支撑连接机构包括热稳定元件2和连接主体，所述热稳定元件2的一端与所述连接主体连接，另一端套设且滑动连接在所述加热元件1上；所述驱动机构与所述连接主体连接，可驱动连接主体相对玻璃液移动。

本发明提供的浮法线锡槽在线用辅助电加热结构，采用驱动机构对加热元件1进行移动，定点控制固定区域玻璃板的加热，从而解决原始设计工艺中存在的超薄玻璃工艺缺陷或电加热功率衰减后导致的厚度或光学不良问题。在具体使用时，可采用两套本发明提供的浮法线锡槽在线用辅助电加热结构，对称分布在锡槽两侧。

优选的，所述加热元件1位于玻璃板上方200mm处，具有加热快，效果好，易于控制，操作简洁的优点，可有效解决玻璃板表面光学性能和厚度不良等问题。

优选的，如图2所示，所述热稳定元件2包括中空壳体201和设置在中空壳体201一端的固定槽202，所述固定槽202远离中空壳体201的一端开设有可固定加热元件1的通孔203。加热元件1优选使用硅碳棒，还可以使用燃枪和覆有钼电极、铂金电极的砖结构。

优选的，所述加热元件1包括导电部101、以及分别设置在导电部101两端的发热部102和接线端103。

优选的，所述加热元件1为硅碳棒，硅碳棒穿设在所述热稳定元件2的端部为接线端103，导电部101与接线端103相邻设置、余部为发热部102。在具体实施中，所述硅碳棒的形状可以为U型，也可以为其他形状，只需硅碳棒的一端能够作为发热部102进行发热，另一端能够滑动插设在热稳定元件2内即可。在具体实施中，当加热元件2为U型硅碳棒时，固定槽202上开设有两个可固定U型硅碳棒两个侧臂的通孔203，通孔203开口处用密封泥全部密封，避免影响源从缝隙进入。

在一典型实施例中，如图4所示，所述加热元件1为U型硅碳棒，该U型硅碳棒的两个侧臂端部为接线端103、两个侧臂分别相邻设置有导电部101、余部为发热部102。

U型硅碳棒，发热部102在其U型弯折处，发热部102水平长度占加热元件水平长度的1/3-1/2，从U型弯折处沿着两个侧壁端延伸，用于加热玻璃板，U型硅碳棒内部为通孔结构，可以减轻重量，提升操作安全性；U型硅碳棒的两个侧臂插入热稳定元件2的通孔内，发热部102位于热稳定元件2外部，通过控制悬挂结构5前后移动，将发热部102移动到定点加热区域进行通电。

优选的，参见图6，所述通孔203内安装有绝缘管204，所述的加热元件1固定在绝缘管204内。在具体实施中，所述绝缘管204可选用耐高温的氧化铝陶瓷管，氧化铝陶瓷管壁厚2-3mm，此氧化铝陶瓷管主要起支撑加热元件1和加强绝缘之用。

优选的，同时参见图2，所述固定槽202还安装有冷却气管205，且所述冷却气管205与所述绝缘管204间隔设置。所述冷却气管205内通入纯氮气将充满固定槽202，并沿冷却装置与中空壳体201间的间隙进入热稳定元件2内，从而有效保护热稳定元件2，防止高温导致热稳定元件2强度下降。

优选的，如图3所示，所述连接主体3包括冷却装置，该冷却装置穿过固定槽202后伸入中空壳体201内，实现对中空壳体201内的加热元件1降温。

优选的，所述冷却装置包括平行设置的进水管301、出水管302、以及包裹进水管301和出水管302的冷却管303，所述进水管301的一端与出水管302的一端连通。在具体实施中，所述冷却管303采用矩形钢，呈上下排布，下方矩形钢包裹进水管301，上方矩形钢包裹出水管302，可根据边封尺寸确定矩形钢尺寸，应用在浮法方式时，所述冷却装置的长度≥4.0m，也可根据实际情况对应调节冷却装置的长度。

优选的，所述冷却管303伸入固定槽202和/或中空壳体201内的部分包裹有缓冲材料。在具体实施中，所述缓冲材料可选用厚度0.5-1mm的珍珠棉，此珍珠棉在高温下迅速熔化，主要用于热态下保护冷却装置，避免热稳定元件热膨胀而挤压冷却装置导致冷却装置变形泄露。进一步的，冷却管303可选包括方钢，圆钢或矩形钢等类型，可选普通碳钢或不锈钢材质，优先选择矩形不锈钢，可提高热稳定元件2与冷却管303之间的支撑面积，增大与热稳定元件2的支撑力。

优选的，如图5所示，所述驱动机构包括横梁4、挂设在横梁4上的悬挂结构5、设置在悬挂结构5底部的升降机构6、以及设置在升降机构6上用于支撑连接主体3的支撑滑轮7，所述悬挂结构5上设有用于固定连接主体3的固定件8。在具体实施中，所述悬挂结构5的底部对称设有两组升降机构6，每组升降机构6上均安装有用于支撑连接主体3的支撑滑轮7。所述升降机构6包括至少两个平行设置的升降控制螺杆。所述固定件8包括多个用于固定连接主体3的固定螺母。

悬挂结构5下方通过支撑结构与连接主体3支撑组合固定，升降控制螺杆可手动调节支撑滑轮7的高度，从而达到控制连接主体3上下移动的目的，固定螺母主要作用是将连接主体3压紧固定同时调节升降控制螺杆高度可起到调整连接主体3平整度的目的；连接主体3放置在支撑滑轮7上，通过固定螺母固定连接主体3，实现连接主体3的上下左右移动；

同时参加见图1中，悬挂结构可分为悬挂结构上部和悬挂结构下部，悬挂结构上部和悬挂结构下部之间连接部位优先选择简洁式螺栓连接，成本较低，通过手动控制升降控制螺杆调节连接主体3高度，更优化的，可选择旋转式连接结构，通过旋转电机带动悬挂结构下部整体旋转，实现自动化旋转，从而控制连接主体3和电加热进入锡槽的角度，可随意选择正角度，负角度或者0角度进入锡槽，实现电加热加热区域的灵活控制

更为优选的，所述横梁4沿长度方向上开设有滑槽9，所述悬挂结构5的顶部设有可沿滑槽9移动的定滑轮10，该定滑轮10上设有同轴的第一齿轮11，所述悬挂结构5上设有驱动电机12、以及安装在驱动电机12上的第二齿轮13，所述第一齿轮11和第二齿轮13通过传送带14连接。在具体实施中，所述悬挂结构5的顶部设有两个可沿滑槽9移动的定滑轮10，其中一个定滑轮10上设有同轴的第一齿轮11。

移动定滑轮10在驱动电机12和齿轮的带动下，可实现整体结构的前后移动；在横梁两侧，设置有机械限位，起到保护小车，防止掉落的作用；具体使用时，横梁4可选用H型横梁。

本发明另一个方面，提供了一种浮法线锡槽在线用辅助电加热结构的制作方法，包括以下步骤：

提供连接主体及模具，固定连接主体在模具中；

利用模具制备热稳定元件；

提供连接主体和驱动机构，并组装稳定元件、加热元件、连接主体和驱动机构。

优选的，所述利用模具制备热稳定元件的方法包括：

①、将中空壳体的原料与水重量比例1:0.08-0.15混合均匀后倒入模具之中，所述中空壳体的原料包括按重量份数计算的以下组分Al

②、对模具中的混合料保温，保温温度为20℃-50℃，保温时间大于7天；之后进行脱模即可。

优选的，所述对模具中的混合料保温，还包括在保温时间内对模具中的混合料喷水保湿。

优选的，所述固定连接主体在模具中，包括对安装在模具内的连接主体的部分包裹保温棉。

本结构中，作为重要支撑绝缘和保温作用的热稳定元件2，其具体加工步骤如下：

第一步：制作模具15，模具15示意图如图6所示，模具15类型可选不锈钢，复合板等材质，优先选择复合板，确保其表面光滑无毛刺；

第二步：将冷却管303前端嵌入热稳定元件2内部的部分用材质轻厚度薄的保温棉包裹，优先选择珍珠棉，厚度区间0.5-1.0mm；

第三步：将包裹后的冷却管303和绝缘管放置于中空壳体201内部，并固定好，效果图见附图6，确保冷却管303和绝缘管水平放置，并在中空壳体201内部均匀涂抹润滑油，利于成型后脱模；优选的，绝缘管采用氧化铝陶瓷管。

第四步：选取制作热稳定元件2的原料加自来水搅拌，原料与水重量比例1:0.08-0.15，优先选择1:0.10，混合均匀后的原料倒入模具15之中，用手持式振动装置振动均匀密集；

第五步：将振动均匀的模具15置放于20-50℃干燥环境温度下，每天早晚在其表面采用喷雾器喷洒一层水，保护表面避免干燥出现干裂现象，养护7天后热稳定元件2即可成型，去掉模具15后可满足直接使用。

实施例一

某70T/D电子玻璃产线，在生产一强高铝硅超薄电子玻璃期间，玻璃板表面微观波纹度相对较差，厚度0.65mm时，表面微观波纹度普遍在0.20-0.25μm/20mm，通过点光源检测仪，玻璃板表面存在像淋子类的锡槽缺陷，表面类似一道道的条纹缺陷，主要原因是玻璃成型期间，因拉边机机械受力问题或者温度场不均导致玻璃液成型缺陷，通过电加热温度制度等调整，持续无好转，为了解决此问题，在锡槽重加热区域，如4号拉边机前，6号拉边机前和8号拉边机前分别安装1对辅助电加热结构，单对电加热功率开启约15-25kw，通过辅助电加热结构的温度效应，波纹度有明显好转，最终波纹度稳定在0.10-0.15μm/20mm，表面淋子条纹缺陷明显减少减轻，满足合格品要求。

实施例二

某50T/D电子玻璃产线，在生产二强锂铝硅电子玻璃期间，由于锂铝硅极其容易析晶的缘故，导致玻璃板析晶缺陷较多，为了降低玻璃板缺陷，采取升高玻璃板温度的方式，加大硅碳棒开启功率到最大90％以上，因电加热开启较高，导致长时间使用后，重要成型区硅碳棒最大功率普遍衰减50％以上，最大区域衰减70％以上，导致生产电子超薄玻璃，厚度和厚薄差完全无法控制，厚薄差从开始的≤0.02mm增大到≥0.05mm，不满足最大厚薄差≤0.03mm的要求。通过加设一种辅助电加热结构后，厚薄差得到了有效控制，具体如下：

(1)采用矩形不锈钢作为冷却水管，矩形钢尺寸100mm*60*4500mm*6mm，将焊接好后的矩形钢用0.5mm厚的珍珠棉包裹缠绕，放置于模具15内部；

(2)将氧化铝陶瓷管安装于模具15内并固定，氧化铝陶瓷管尺寸为50mm*1120mm*2.5mm；

(3)模具15内部涂抹润滑油，将搅拌好后的制作热稳定元件2的原料倒入模具15内部，小型振动棒振动均匀密实，放置于锡槽外侧，环境温度38±5℃，放置养护7天后成型，去除模具15；

(4)连接主体3放置于驱动机构上，并固定位置，开始安装固定槽，氮气进气口管径φ15mm，固定槽采用不锈钢方槽；

(5)将高密度U型硅碳棒插入氧化铝陶瓷管通孔内，硅碳棒采用高密度硅碳棒，φ40mm，最大加热功率45±5kw，发热部102位于其头部1000mm位置，总长度2250mm；

(6)在总16对拉边机的锡槽产线，分别在1号拉边机前，5号拉边机前和8#拉边机前安装3对辅助电加热结构，1号拉边机前用于加热玻璃板温度，减少因玻璃液温度低导致的析晶缺陷，5号拉边机前和8号拉边机前为重要厚度展薄区，用于玻璃板的升温展薄。

表1为利用浮法线锡槽在线用辅助电加热结构在多个生产环境下的实施例：

如正常生产期间，因电加热功率正常，厚薄差可通过电功率的增减良好控制，生产0.55mm期间，横向玻璃板最大厚度0.555mm，最低厚度0.541mm，厚薄差0.014mm，满足标准0.03mm厚薄差；

电加热衰减期间，因成型区电加热衰减严重，导致玻璃板温度场难以控制，重要展薄区无法满足电加热要求，导致厚薄差超标严重，无法调整，其中最大厚度0.607mm，最小厚度0.552mm，厚薄差0.055mm；

增加辅助电加热后，每对电功率最大可增大80kw，由于电加热能力的上升，玻璃展薄能力提高，厚薄差逐渐恢复稳定，最大厚度0.563mm，最薄厚度0.542mm，厚薄差0.021mm，稳定生产。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。