一种高均匀性高一致性光学玻璃的制造方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术的名称一种高均匀性高一致性光学玻璃的制造方法及装置。属于光学玻璃制造技术领域。它可明显提高光学玻璃的均匀性和一致性。它的主要特征是：熔化池底部设有鼓泡器；在熔化池与升温室之间设有均化池；均化池设有均化池电极、均化池燃烧器和搅拌棒；①按玻璃配方完成光学玻璃配合料的配制，混合均匀；②将配合料按埚次单独进行造粒，制成颗粒状配合料；③取不同埚次颗粒状配合料按重量比例再进行二次混合；④熔化池鼓泡强化熔化池的对流及化料；

Method and device for manufacturing high uniformity and high consistency optical glass

The invention relates to a manufacturing method and device for high uniformity and high consistency optical glass. It belongs to the field of optical glass manufacturing technology. It can obviously improve the uniformity and consistency of optical glass. Its main features are: a bubbling device is arranged at the bottom of the melting pool; a homogenizing pool is arranged between the melting pool and the rising greenhouse; the homogenizing pool is provided with homogenizing pool electrode, homogenizing pool burner and stirring rod; the optical glass batch is prepared according to the glass formula and mixed evenly; and the batch is granulated separately according to the number of pots and made into granules. Granular batch; (3) Take different crucibles of granular batch according to weight ratio and then mix again; (4) Bubble melting pool to strengthen the convection and solidification of the melting pool;

【技术实现步骤摘要】
一种高均匀性高一致性光学玻璃的制造方法及装置
本专利技术属于光学玻璃制造
，具体涉及一种用于高均匀性、高一致性光学玻璃的制造方法及装置。
技术介绍
随着人脸识别、虚拟现实、增强现实、激光投影等技术的发展，对高清成像要求越来越高，因此对光学玻璃的技术指标要求也越来越加苛刻。不仅要求光学玻璃的内在质量如气泡、条纹要求高，还对透过率、批次产品折射率的一致性、产品的均匀性，都提出了更高的要求，尤其对产品的折射率一致性及产品高均匀性提出了严格要求。光学玻璃的高均匀性主要取决于两个方面：1.熔制高均匀性、高一致性的产品；2.精密退火。因此熔制高均匀性、高一致性产品是基础和前提，在产品具备高均匀性能的情况下，进行精密退火才可能获得高均匀性光学玻璃。光学玻璃熔制是一个复杂的过程，光学玻璃的均匀性、一致性受熔制过程中多种因素制约，配合料的均匀性、熔制温度的波动、组分挥发、玻璃粘度与搅拌效率等对光学玻璃的均匀性、一致性都产生重要影响。对于高均匀性、高一致性光学玻璃产品，一般采用二次熔炼方法来解决高均匀性问题，即先将玻璃配合料熔制成玻璃渣，测定玻璃渣的折射率，再由折射率高、低不同的玻璃渣按重量比例进行调合后，混合成所需折射率的玻璃渣原料，再进行第二次熔炼，成型为玻璃块料。如专利申请号为CN104860509A高均匀性光学玻璃的生产制造方法。该方法主要解决了玻璃原料的均匀性，并未解决熔制条件带来的不均匀性，而且由于玻璃配合料中各组分的粒度、密度都不一致，混合工艺不合理及运送过程中都会发生配合料的分层而导致不均匀；其次，该方法生产周期长、单位能耗大导致产品成本高；其三，玻璃渣（熟料）处理环节多，易造成杂质污染，影响光学玻璃的透过率。传统光学玻璃熔炉设备以瓷铂连熔炉为主，为了提高光学玻璃的均匀性和一致性，一般会适当增加熔化部位的体积来获得。但由于光学玻璃产品以牌号多，需求量小为特点，针对其产品特点，其熔炉出料量小，频繁更换牌号，因此限制了光学玻璃的熔炉体积。另外为了便于更换牌号，缩短更换周期，需要将玻璃液放空，因此熔炉需要增加火焰加热来提供玻璃放空后高温所需的热量。由于火焰燃烧的高挥发、高膛压及不稳定，导致光学玻璃的折射率波动大，折射率一致性差、光学均匀性变差。
技术实现思路
本专利技术目的就是针对上述情况，提出的一种高均匀性、高一致性光学玻璃的制造方法及装置。本专利技术制造方法的技术解决方案是：一种用于高均匀性高一致性光学玻璃的制造方法，其特征在于包括以下步骤：①按玻璃配方完成光学玻璃配合料的配制，在混料机中进行充分混合，确保配合料均匀；②将上述混合均匀的配合料按埚次单独进行造粒，制成颗粒状配合料；③取不同埚次造粒后的颗粒状配合料按重量比例再汇合，进行二次混合；④将二次混合料投入熔化池，熔化池内设置多个鼓泡装置，强化熔化池内玻璃液的对流及加速化料；在熔化池与升温室之间增加一个均化池，均化池内安装机械式搅拌装置，搅拌装置以一定的转速旋转，使玻璃液充分均化；由均化池流出的玻璃液经升温室、澄清室、降温室、工作室后，再由漏料管注入模具内，拉制成型为玻璃条料，再精密退火获得高均匀性、高一致性的光学玻璃。本专利技术制造方法的技术解决方案第①步骤中的混料机优先选用附着内衬有机耐磨材料的V型混料，其次为内衬有机耐磨材料的双锥混料机，但不局限于上述两种混料机。本专利技术制造方法的技术解决方案第②步骤中的造粒为干法造粒，是利用压力将配合料压制成球体或椭圆体，阻止配合料中不同组分因粒径不同在二次混合时产生分层；造粒等效直径为φ0.5mm~5mm，直径过小，在熔化池的火焰作用下会引起粉尘飞扬，造成玻璃组分损失，引起折射率的波动；直径过大，不利于配合料的熔化，影响玻璃熔化效率。本专利技术制造方法的技术解决方案第②步骤中的造粒，也可以为添加少量水的干法造粒，水的添加量为配合料重量的0.5%~3%。本专利技术制造方法的技术解决方案第③步骤中的二次混合，是将完成配合料造粒的连续多埚次原料，按重量比例要求依次称取，再汇合成新批次原料，投入混料机中进行充分混合。本专利技术制造方法的技术解决方案第④步骤中鼓泡装置，是以投入配合料为中心，熔炉宽度的1/6~1/3为半径的圆周上对称分布。本专利技术制造方法的技术解决方案第④步骤中鼓泡装置由铂金或铂合金制成，鼓入的气体为空气或氧气，气体鼓入量可调节，鼓泡方式为脉冲式或连续式。本专利技术制造方法的技术解决方案第步骤中所述的均化池由耐火材料与电极筑成，上部空间加热采用燃气加热；均化池内设置搅拌棒，搅拌转速可调，搅拌棒转动方向可周期性顺时针、逆时针互换。本专利技术制造方法的技术解决方案第步骤中的均化池，其容积为熔化池容积的1/3~2倍；玻璃液由熔化池经流液洞流入，经铂金管道流出。本专利技术制造装置的技术解决方案是：一种用于高均匀性高一致性光学玻璃的制造装置，其特征在于：包括熔化池、升温室，所述熔化池设有熔化池电极和熔化池燃烧器，其特征在于：所述的熔化池底部设有鼓泡器；在熔化池与升温室之间设有均化池，均化池通过流液洞与熔化池连接，通过铂金管与升温室连接；所述均化池设有均化池电极、均化池燃烧器和搅拌棒。本专利技术制造装置的技术解决方案中所述的鼓泡器在以投入配合料为中心、以熔化池宽度的1/6~1/3为半径的圆周上对称分布排列。本专利技术制造装置的技术解决方案中所述的均化池由耐火材料与均化池电极筑成，均化池燃烧器设置在上部空间。本专利技术制造装置的技术解决方案中所述的均化池容积为熔化池容积的1/3~2倍。本专利技术制造装置的技术解决方案中鼓泡器由铂金或铂合金制成。本专利技术的有益效果是：引入配合料造粒工艺和颗粒状配合料的二次混合，消除了因配合料中各组分原料粒度、密度不同导致的混合不均及混合料的再分层，从源头解决了玻璃配合料的均匀化料问题。在熔化池化料阶段，引入了以配合料加入点为中心的环形鼓泡方式，在强化对流加快化料速度的同时，有效地将生料层与流液洞处玻璃液隔开，有助于玻璃液进一步均化。增加的专用均化池，容积较大，包容性强，可大幅提高折射率批次一致性。通过搅拌棒周期性顺、逆时针转动的切换，明显提升均化效率。应用本专利技术的装置及制造方法，不需要通过二次熔制即可获得高均匀性的光学玻璃，节省了光学玻璃熔制费用，缩短了光学玻璃的生产周期。附图说明图1是本专利技术一种高均匀性、高一致性光学玻璃的制造装置示意图。图中：1.玻璃液；2.熔化池；3.熔化池电极；4.鼓泡器；5.流液洞；6.均化池；7.铂金管；8.搅拌棒；9.熔化池燃烧器；10.料堆；11.投料口；12.均化池电极；13.均化池燃烧器。具体实施方式如图1所示，本专利技术一种高均匀性高一致性光学玻璃的制造装置，包括熔化池2、均化池6和升温室。熔化池2设有熔化池电极3、熔化池燃烧器9和鼓泡器4。鼓泡器4设置在熔化池2底部，以投入配合料为中心、以熔化池2宽度的1/6~1/3为半径的圆周上对称分布排列，鼓泡器4由铂金或铂合金制成，鼓入的气体为纯净的空气或氧气，气体鼓入量可调节，鼓泡方式为脉冲式或连续式。均化池6设置在熔化池2与升温室之间，均化池6通过流液洞5与熔化池2连接，通过铂金管7与升温室连接。均化池6设有均化池电极12、均化池燃烧器13和搅拌棒8。均化池6由耐火材料与均化池电极12筑成，均化池燃烧器13设置在上部空间。均化池6容积为熔化池2容积的1/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于高均匀性高一致性光学玻璃的制造方法，其特征在于包括以下步骤：①按玻璃配方完成光学玻璃配合料的配制，在混料机中进行充分混合，确保配合料均匀；②将上述混合均匀的配合料按埚次单独进行造粒，制成颗粒状配合料；③取不同埚次造粒后的颗粒状配合料按重量比例再汇合，进行二次混合；④将二次混合料投入熔化池，熔化池内设置多个鼓泡装置，强化熔化池内玻璃液的对流及加速化料；

【技术特征摘要】
1.一种用于高均匀性高一致性光学玻璃的制造方法，其特征在于包括以下步骤：①按玻璃配方完成光学玻璃配合料的配制，在混料机中进行充分混合，确保配合料均匀；②将上述混合均匀的配合料按埚次单独进行造粒，制成颗粒状配合料；③取不同埚次造粒后的颗粒状配合料按重量比例再汇合，进行二次混合；④将二次混合料投入熔化池，熔化池内设置多个鼓泡装置，强化熔化池内玻璃液的对流及加速化料；在熔化池与升温室之间增加一个均化池，均化池内安装机械式搅拌装置，搅拌装置以一定的转速旋转，使玻璃液充分均化；由均化池流出的玻璃液经升温室、澄清室、降温室、工作室后，再由漏料管注入模具内，拉制成型为玻璃条料，再精密退火获得高均匀性、高一致性的光学玻璃。2.根据权利要求1所述的一种用于高均匀性高一致性光学玻璃的制造方法，其特征在于：第①步骤中的混料机选用附着内衬有机耐磨材料的V型混料机或内衬有机耐磨材料的双锥混料机。3.根据权利要求1或2所述的一种用于高均匀性高一致性光学玻璃的制造方法，其特征在于：第②步骤中的造粒为干法造粒，是利用压力将配合料压制成球体或椭圆体；或者为添加少量水的干法造粒，水的添加量为配合料重量的0.5%~3%；造粒等效直径为φ0.5mm~5mm。4.根据权利要求1或2所述的一种用于高均匀性高一致性光学玻璃的制造方法，其特征在于：第③步骤中的二次混合，是将完成配合料造粒的连续多埚次原料，按重量比例要求依次称取，再汇合成新批次原料，投入混料机中进行充分混合。5.根据权利要求1或2所述的一种用于高均匀性高一致性光学玻璃的制造方法，其特征在于：第④步骤中鼓泡装置，是以投入配合料为中心，熔炉宽度的1/6~1/3为半径的圆周上对称分布；鼓...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜敬陆，李晓龙，刘向东，张小建，李兢，
申请(专利权)人：湖北新华光信息材料有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42