一種紅外玻璃的真空熔化爐和熔制系統技術方案

本實用新型專利技術涉及一種紅外玻璃的真空熔化爐，其結構包括相互獨立、可根據需要進行連通和隔斷封閉的上爐體和下爐體，從而通過在上爐體中實現紅外玻璃的真空熔化，徹底隔絕環境水分的影響，并利用真空負壓環境促進結構中羥基的分離，從而實現玻璃中羥基的驅除，之后在下爐體中進行紅外玻璃熔體的常壓出料，能夠滿足大尺寸、異形的紅外玻璃制品成型的需要。本實用新型專利技術還提供一種紅外玻璃的熔制系統，本實用新型專利技術所述的紅外玻璃真空熔化爐，能夠獲得良好光譜透過性能的紅外玻璃，同時有效改善紅外玻璃的性能穩定性和光學均勻性，并有利于大尺寸、異形紅外玻璃制品的成型制備。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本技術涉及一種紅外玻璃的真空熔化爐，其結構包括相互獨立、可根據需要進行連通和隔斷封閉的上爐體和下爐體，從而通過在上爐體中實現紅外玻璃的真空熔化，徹底隔絕環境水分的影響，并利用真空負壓環境促進結構中羥基的分離，從而實現玻璃中羥基的驅除，之后在下爐體中進行紅外玻璃熔體的常壓出料，能夠滿足大尺寸、異形的紅外玻璃制品成型的需要。本技術還提供一種紅外玻璃的熔制系統，本技術所述的紅外玻璃真空熔化爐，能夠獲得良好光譜透過性能的紅外玻璃，同時有效改善紅外玻璃的性能穩定性和光學均勻性，并有利于大尺寸、異形紅外玻璃制品的成型制備。【專利說明】一種紅外玻璃的真空熔化爐和熔制系統
本技術涉及一種紅外玻璃的真空熔化爐和熔制系統，屬于紅外玻璃熔制
。
技術介紹
紅外玻璃具有良好的光學均勻性、較高的機械強度和表面硬度，制備和加工過程簡單、制作成本低等特點，從而能夠用于直徑300mm以上口徑頭罩、光窗等大尺寸和異形紅外器件的成型和加工，并適用于作為各種導彈、吊艙的紅外整流罩和探測窗口等。目前的紅外玻璃主要包括石英玻璃、硅酸鹽玻璃、鍺酸鹽玻璃、碲酸鹽玻璃、鋁酸鈣玻璃和硫系玻璃等非氧化物玻璃。然而，紅外玻璃在制備的過程中，極易受到環境中水分的污染，從而使其紅外透過性能降低，從而如何消除玻璃制備過程中的水分成為獲得高質量紅外玻璃的關鍵。現有技術中，中國專利文獻CN103232161A公開了一種Ge-Sb-Se硫系紅外玻璃的制備方法及用于該方法的氣氛保護裝置。該紅外玻璃的制備包括如下步驟:(I)準備配合料:將Ge、Sb、Se玻璃原料和除氧劑混合形成配合料，進行預處理；(2)第一次熔化:將該配合料在真空、850°C _900°C條件下熔化得到第一玻璃液，然后將該第一玻璃液降溫并進行淬冷，形成玻璃熟料；(3)第二次熔化:將玻璃熟料移入氣氛保護制備裝置內，熔制室溫度升高為650°C _750°C，開始進行攪拌使所述玻璃熟料充分均化形成第二玻璃液；降溫后使第二玻璃液靜置一段時間即可用于漏料成型。進一步，上述用于該方法的氣氛保護裝置，包括:(I)爐體，該爐體由熔制室和成型室組成，該熔制室是氣密的且位于成型室上部，該熔制室內設有用于盛放玻璃熔體的石英坩堝、攪拌器和測溫熱電偶，該坩堝下部設有漏料管且二者外部均設有加熱元件和保溫層，該漏料管下方為成型室；該攪拌器伸入石英坩堝內部；該測溫熱電偶伸入石英坩堝內部且位于玻璃熔體上方；該成型室內設有成型模具和能夠對該成型模具進行加熱和溫控的溫控裝置；(2)抽真空裝置，其通過管道與該熔制室氣密連接；(3)氣氛生成和壓力控制系統，其通過管道與該熔制室氣密連接。上述方法通過抽真空來排除爐腔中的空氣，之后通入惰性氣體并在該惰性氣體的保護下進行非氧化物硫系玻璃的熔化，從而有利于防止硫系紅外玻璃在熔化過程中發生氧化，然而，上述方法和裝置不適宜于鍺酸鹽、鋁酸鹽等氧化物紅外玻璃的制備，不能通過真空熔化有效消除玻璃結構中水分，進而難以制備得到高質量的紅外玻璃。
技術實現思路
本技術所要解決的技術問題是現有技術中紅外玻璃的真空熔制方法和裝置并不能有效消除玻璃結構中的水分，進而難以制備得到高質量的紅外玻璃，從而提供一種用于制備具有良好紅外透過性能的紅外玻璃的真空熔化爐和熔制系統。為解決上述技術問題，本技術是通過以下技術方案實現的:一種紅外玻璃的真空熔化爐，包括:爐體，包括上爐體和位于所述上爐體下方的下爐體，所述上爐體的底部和所述下爐體的頂部通過連通通道連接，所述爐體設置有可封閉的爐門，在所述爐體的側壁上設置有發熱體；抽真空裝置，分別與所述上爐體和所述下爐體連接；坩堝，設置在所述爐體內；升降裝置，與所述坩堝連接設置，適宜于帶動所述坩堝在爐體內進行升降運動；其中，所述連通通道的尺寸適宜于所述坩堝通過；攪拌器，設置在所述上爐體內，當所述坩堝升至所述上爐體內時，所述攪拌器適宜于伸入所述坩堝內進行攪拌；在所述連接通道上設置有用于將所述上爐體和下爐體隔絕的插板閥，在所述下爐體上設置有充氣口。在所述上爐體的爐壁內側設置有上發熱體，在所述下爐體的爐壁內側設置有下發熱體，在所述上爐體和所述下爐體內均設置有熱電偶。所述抽真空裝置通過上管道與所述上爐體連接，通過下管道與所述下爐體連接，在所述上管道上設置有上真空閥，在所述下管道上設置有下真空閥。所述上發熱體和下發熱體均采用電阻發熱體，所述電阻發熱體通過銅電極與三相供電系統連接；所述下發熱體為高溫鐵鉻鋁發熱絲。在所述上發熱體的外側還設置有隔熱屏。一種紅外玻璃的熔制系統，包括常壓熔化爐和所述的真空熔化爐。一種采用所述系統進行紅外玻璃熔制的方法，其包括如下步驟:(I)稱取各種玻璃原料，混合制得玻璃配合料，將所述玻璃配合料置于常壓熔化爐中，在常壓條件熔化成液態玻璃液，所述玻璃液經冷卻、粉碎即得到真空熔化用紅外玻璃熟料；(2)開啟真空熔化爐的爐門，將所述紅外玻璃熟料加入坩堝內；(3)開啟插板閥，利用升降裝置將所述坩堝升入上爐體內，關閉爐門，利用抽真空裝置對所述上爐體和下爐體進行抽真空，保持上爐體和下爐體中的真空度為0.1-1Pa ；(4)利用發熱體對所述上爐體進行加熱，保持所述上爐體的內部溫度為1300-1400°C，直至所述紅外玻璃熟料完全熔化；(5)所述紅外玻璃熟料完全熔化后，開啟攪拌器，使所述紅外玻璃均化和澄清；(6)完成步驟(5)后，利用升降裝置將坩堝下降至下爐體中，關閉插板閥并停止對所述下爐體抽真空，開啟充氣口，向所述下爐體內通入空氣，恢復常壓后開啟爐門，取出坩堝進行常壓出料。所述步驟(6 )中，利用發熱體對所述下爐體進行加熱，保持所述下爐體的內部溫度為 800-1200。。。步驟(4)中，所述紅外玻璃熟料完全熔化后，將所述上爐體內的真空度提高至0.001-0.0lPa，溫度提高至1400-1600°C，再開啟攪拌器；在步驟(6)中關閉所述插板閥后，再將所述上爐體的真空度恢復至0.1-1Pa0完成步驟(6)中所述的常壓出料后，再將紅外玻璃熟料加入坩堝內，關閉爐門，對所述下爐體進行抽真空，保持真空度為0.1-1Pa;然后重復步驟(3)- (6)，實現連續生產。本技術的上述技術方案相比現有技術具有以下優點:(I)本技術所述的紅外玻璃的真空熔化爐，其結構包括相互獨立、可根據需要進行連通和隔斷封閉的上爐體和下爐體，從而通過在上爐體中實現紅外玻璃的真空熔化，徹底隔絕環境水分的影響，并利用真空負壓環境促進結構中羥基的分離，實現玻璃結構中羥基的驅除，從而真正消除玻璃制備過程中的水分以有利于制備得到高質量的紅外玻璃；進一步，本技術所述裝置中，所述坩堝能夠在上下爐體之間進行上下移動，由此在真空熔化完成后，將盛有紅外玻璃熔液的坩堝移動到下爐體，打開爐門使爐體與大氣連通，最后將坩堝取出進行常壓出料，從而有利于進行壓制、澆鑄、離心成型等各種加工操作，進而能夠滿足大尺寸、異形的紅外玻璃制品成型的需要。相較于現有技術中紅外玻璃的真空熔制方法和裝置并不能有效消除玻璃制備過程中的水分，進而難以制備得到高質量的紅外玻璃，采用本技術所述裝置進行紅外玻璃的真空熔制，不僅有利于獲得具有良好紅外透過性能的紅外玻璃，同時還能夠根據需要實現大尺寸紅外玻璃制品，以及各種異形本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種紅外玻璃的真空熔化爐,包括：?爐體，包括上爐體和位于所述上爐體下方的下爐體，所述上爐體的底部和所述下爐體的頂部通過連通通道連接，所述爐體設置有可封閉的爐門，在所述爐體的側壁上設置有發熱體；?抽真空裝置，分別與所述上爐體和所述下爐體連接；?坩堝，設置在所述爐體內；升降裝置，與所述坩堝連接設置，適宜于帶動所述坩堝在爐體內進行升降運動；其中，所述連通通道的尺寸適宜于所述坩堝通過；?攪拌器，設置在所述上爐體內，當所述坩堝升至所述上爐體內時，所述攪拌器適宜于伸入所述坩堝內進行攪拌；?其特征在于，?在所述連接通道上設置有用于將所述上爐體和下爐體隔絕的插板閥，在所述下爐體上設置有充氣口。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙慧峰，祖成奎，韓濱，劉永華，陳江，王衍行，金揚利，趙華，
申請(專利權)人：中國建筑材料科學研究總院，
類型：新型
國別省市：北京;11