一种可均化澄清的药用中性硼硅酸盐玻璃熔窑

技术领域

本发明涉及玻璃制造技术领域，尤其涉及一种可均化澄清的药用中性硼硅酸盐玻璃熔窑。

背景技术

依据国家食品药品监督管理总局发布的相关医药包装标准，药包材是指直接接触药品的包装材料和容器，而玻璃材料因其耐高温、易消毒、可回收等优点被广泛用于生物制品、注射针剂等领域。目前药包材中所涉及的玻璃材料依据其成分的不同可分为硼硅玻璃和钠钙玻璃，而中性硼硅酸盐玻璃由于其膨胀系数小、耐极冷极热性强、机械强度高、抗冲击性强、化学稳定性好、耐酸耐碱耐水级别高等优点，逐渐替代其他种类的药包材，成为高端生物制品和注射针剂，尤其是疫苗储存的首选。

二氧化硅和氧化硼作为玻璃形成体氧化物，在玻璃网络结构中起骨架作用。一方面，在中性硼硅酸盐玻璃制造过程中，由于二氧化硅和氧化硼等原材料的密度不同，在熔窑中会存在玻璃液分层，影响最终产品的质量。另一方面，虽然中性硼硅酸盐玻璃性能优异，但由于其硼、硅含量高，玻璃网络结构间键能较强，这体现在高温下玻璃液的液相黏度较高。

目前，其他种类玻璃制造工业中使用垂直搅拌系统来解决玻璃液分层的问题，但是由于中性硼硅酸盐玻璃液黏度较高，利用搅拌系统很难覆盖到整个熔窑，使得熔窑底部玻璃液的分层问题仍然无法解决。而且现有的搅拌系统其搅拌棒多为铂金材质，价格高昂，维护成本很高。高黏度的玻璃液也使得产生的气泡无法自行上浮排出，因此很难转用到中性硼硅酸盐玻璃的生产线上。

因此，该药用中性硼硅酸盐玻璃熔窑在综合考虑玻璃液特性以及相关标准对药包材的性质要求的基础上，改进了目前现有的玻璃液均化技术，提出使用“鼓泡+排泡”的方式来有效提升高黏度中性硼硅酸盐玻璃液的均化和澄清效果，确保产成品的质量。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种可均化澄清的药用中性硼硅酸盐玻璃熔窑。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

本发明提供一种可均化澄清的药用中性硼硅酸盐玻璃熔窑，在所述玻璃熔窑池底设有一排或多排鼓泡系统；在所述鼓泡系统下游设有排泡窑坎；所述鼓泡系统和所述排泡窑坎均沿所述玻璃熔窑纵向中心线的垂直方向布置；其中，所述排泡窑坎的中间为穿孔砖，底部为窑坎垫砖，所述穿孔砖上下游两侧均设有窑坎贴砖，所述穿孔砖中间放置有冷却水包，由鼓泡系统和排泡窑坎来共同实现药用中性硼硅酸盐玻璃液的均化和澄清。

优选地，所述玻璃熔窑的加热方式为燃烧加热或/和电力加热。

优选地，所述鼓泡系统的适用气体为净化空气、氦气、二氧化碳、氮气、氧气、氖气或氩气中的一种或多种。

优选地，所述鼓泡系统的冷却方式为风冷或/和液冷。

优选地，所述排泡窑坎的宽度为600mm-1400mm。

优选地，所述穿孔砖、所述窑坎垫砖和所述窑坎贴砖的材质为锆刚玉、黏土、石墨、刚玉或碳化硅中的一种或多种。

优选地，所述窑坎贴砖呈楔形或/和弧形。

优选地，所述冷却水包的材质为耐热不锈钢或/和耐热铜合金。

优选地，所述穿孔砖与所述冷却水包间隙采用风冷。

本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

本发明的玻璃熔窑由于排泡窑坎的拦截形成了一个有效的反应区，投入玻璃熔窑的原材料可以在反应区内充分受热熔解并且发生相应的熔融反应；反应区底部的鼓泡系统将适量的净化气体鼓入玻璃液内，上升的气泡推动周围的玻璃液形成一个速度较大的环流，强化气泡周围玻璃液的内对流以及整个反应区玻璃液的外循环，增强底部、中部和表层玻璃液的充分混合和热交换，实现玻璃液的有效均化；排泡窑坎的目的在于控制玻璃液的流动速率，增加玻璃液的比表面积，一方面促进玻璃液在排泡窑坎上表面充分受热，另一方面使得液体中残留的细小气泡可以及时排出，从而在确保玻璃液均化效果的同时完成玻璃液的澄清，改善玻璃液的澄清质量。与现有的垂直搅拌技术相比，鼓泡系统不需要大量使用铂金材料，可以有效降低生产线的建设及维护费用，而且鼓泡系统相较于搅拌系统也有效节约动力能源；此外，与搅拌系统相比，使用鼓泡系统的玻璃熔窑不需要将玻璃熔窑底部未完全均化的玻璃液排出，显著提升了生产效率；与其他技术中使用倒U型砖搭建排泡窑坎不同，由倒U型砖搭建排泡窑坎往往宽度受限，一般不能超过700mm，且其中间的冷却孔偏小会制约冷却水包的冷却效果，而本申请中可根据具体需要自行设计调整宽度的排泡窑坎一方面可以充分使用冷却系统提升排泡窑坎本身寿命，另一方面有效增加玻璃液比表面积也有利于提升玻璃生产质量。

附图说明

图1为本发明实施例1的局部平面示意图；

图2为本发明实施例1的局部立面示意图；

其中，附图标记为：鼓泡系统1；排泡窑坎2；池壁砖3；药用中性硼硅酸盐玻璃液4；穿孔砖5；窑坎垫砖6；窑坎贴砖7；冷却水包8。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

如图1和图2所示，本实施例提供一种可均化澄清的药用中性硼硅酸盐玻璃熔窑，所述玻璃熔窑为全氧助燃+电辅助加热，在所述玻璃熔窑热点处的池底设有一排水冷式鼓泡系统1，介质为99％纯度的氧气；在所述鼓泡系统1下游设有宽度为600mm-1400mm的排泡窑坎2，熔融的中性硼硅酸盐玻璃液4位于由池壁砖3围成的熔化池内，所述排泡窑坎2的中间为穿孔砖5，底部为窑坎垫砖6，所述穿孔砖5上下游两侧均设有外观呈楔形的窑坎贴砖7，所述穿孔砖5中间放置有冷却水包8，即所述排泡窑坎2由三块锆刚玉材质的电熔高锆砖组合而成，中间使用水冷与风冷结合形式降温，所述窑坎贴砖7可起到保护排泡窑坎2结构稳定性的作用，且有效地避免了玻璃液流形成滞留区析晶从而造成玻璃缺陷；所述鼓泡系统1和所述排泡窑坎2均沿所述玻璃熔窑纵向中心线的垂直方向布置，由鼓泡系统1和排泡窑坎2来共同实现药用中性硼硅酸盐玻璃液的均化和澄清。

本实施例的玻璃熔窑所生产的药用中性硼硅酸盐玻璃管产品直径为4mm-40mm，总成品率目标高于95％，膨胀系数为α＝5.0×10

综上所述，本发明的玻璃熔窑由于排泡窑坎的拦截形成了一个有效的反应区，投入玻璃熔窑的原材料可以在反应区内充分受热熔解并且发生相应的熔融反应；反应区底部的鼓泡系统将适量的净化气体鼓入玻璃液内，上升的气泡推动周围的玻璃液形成一个速度较大的环流，强化气泡周围玻璃液的内对流以及整个反应区玻璃液的外循环，增强底部、中部和表层玻璃液的充分混合和热交换，实现玻璃液的有效均化；排泡窑坎的目的在于控制玻璃液的流动速率，增加玻璃液的比表面积，一方面促进玻璃液在排泡窑坎上表面充分受热，另一方面使得液体中残留的细小气泡可以及时排出，从而在确保玻璃液均化效果的同时完成玻璃液的澄清，改善玻璃液的澄清质量。与现有的垂直搅拌技术相比，鼓泡系统不需要大量使用铂金材料，可以有效降低生产线的建设及维护费用，而且鼓泡系统相较于搅拌系统也有效节约动力能源，此外，与搅拌系统相比，使用鼓泡系统的玻璃熔窑不需要将玻璃熔窑底部未完全均化的玻璃液排出，显著提升了生产效率；与其他技术中使用倒U型砖搭建排泡窑坎不同，由倒U型砖搭建排泡窑坎往往宽度受限，一般不能超过700mm，且其中间的冷却孔偏小会制约冷却水包的冷却效果，而本申请中可根据具体需要自行设计调整宽度的排泡窑坎一方面可以充分使用冷却系统提升排泡窑坎本身寿命，另一方面有效增加玻璃液比表面积也有利于提升玻璃生产质量。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。