一种可进行玻璃熔化、高温粘度测量和垂直引上法拉制玻璃纤维的方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种可进行玻璃熔化、高温粘度测量和垂直引上法拉制玻璃纤维的方法及系统，方法步骤如下：将玻璃加热熔化并进行搅拌；将玻璃液在以特定降温速率过程测试玻璃粘度值；依据玻璃粘度值设置玻璃拉制纤维的温度；采用垂直引上法拉制玻璃纤维。系统包括机架，机架上设置有由驱动机构驱动旋转的旋转平台，旋转平台的下方设置有炉体，炉体内经隔板分隔为加热炉室和保温炉室，加热炉室内设置有用于盛放玻璃样品的坩埚，坩埚由升降机构驱动升降，隔板上设置有用于坩埚进入保温炉室的让位孔，旋转平台下部周部间隔设置有搅拌机构、垂直引上拉制机构以及粘度测试机构。该方法和系统可实现测试玻璃粘度以及采用测试粘度值快速确定用于垂直引上法所制备的玻璃纤维的合适温度值。

A method and system for glass melting, high temperature viscosity measurement and vertical pull-up of glass fibers

The invention relates to a method and system for glass melting, high temperature viscosity measurement and vertical pull-up of glass fibers. The steps of the method are as follows: heating and melting glass and stirring it; testing glass viscosity with a specific cooling rate process; setting the temperature of glass pull-up fibers according to the glass viscosity value; and adopting vertical pull-up method to pull glass fibers. The system includes a rack, a rotating platform driven by a driving mechanism is installed on the rack, and a furnace body is arranged below the rotating platform. The furnace body is separated into a heating furnace chamber and a temperature-preserving furnace chamber through a partition board. A crucible for holding glass samples is arranged in the heating furnace chamber. The crucible is driven by a lifting mechanism, and the partition board is provided with a displacement hole for crucible to enter the insulation furnace chamber. A stirring mechanism, a vertical pull-up mechanism and a viscosity testing mechanism are arranged at the peripheral interval of the lower part of the table. This method and system can be used to measure the glass viscosity and determine the appropriate temperature value of glass fibers prepared by vertical pull-up method quickly.

【技术实现步骤摘要】
一种可进行玻璃熔化、高温粘度测量和垂直引上法拉制玻璃纤维的方法及系统
本专利技术涉及一种可进行玻璃熔化、高温粘度测量和垂直引上法拉制玻璃纤维的方法及系统，适用于玻璃材料

技术介绍
玻璃材料在成型过程以及再加工过程中应进行退火制程处理。退火制程主要包括退火极限温度（即软化点温度），退火点温度和退火点下限温度（即应变点温度）。玻璃的软化点温度、退火点温度及应变点温度测量均采用玻璃纤维在受热状态下玻璃纤维伸长率进行测定，其中软化点温度Tsoftening，根据ASTMC-338《StandardTestMethodforSofteningPointofGlass》标准方法测量和GB/T28195-2011《玻璃软化点测试方法》，标准中均要求玻璃纤维直径为0.55～0.75mm，整个玻璃纤维直径均匀性要求：最大直径和最小直径之差不＞0.02，长度要求至少为235mm；其中退火点温度和应变点温度根据ASTMC-336《StandardTestMethodforAnnealingPointandStrainPointofGlassbyFiberElongation》标准方法和GB/T28196-2011《玻璃退火点和应变点测试方法》测量，标准中均要求玻璃纤维直径为0.55～0.75mm，整个玻璃纤维直径均匀性要求：最大直径和最小直径之差不＞0.02，长度要求至少为450mm。标准文件中对玻璃丝的长度方向的均匀性提出较高要求，主要基于玻璃纤维直径均匀性对测量结果准确性和稳定性有严重影响。《玻璃丝形状尺寸对玻璃软化点温度测量影响研究》提出当玻璃丝直径均匀性为0.06mm时，软化点温度偏差达到4℃，已不符合标准对测试结果的要求。目前拉制玻璃丝的主要方法是人力手工拉制，该过程为：技术人员将样品切割成小块或磨制成圆块，用镊子夹住在天然气火焰上进行加热，将测试样品加热至软化点以上呈球状，再去掉表面产生气泡，然后依据经验判断可以拉制后，双手缓慢向相对方向移动，通过经验确保所拉制的玻璃纤维直径符合要求，待样品冷却后截取符合要求的长度样品测量玻璃纤维的均匀性，如此反复多次作业，选取尽量符合要求的样品进行软化点、退火点和应变点测量。该方法所拉制的玻璃纤维均匀性主要靠经验掌握，难以保证符合测量要求；且部分容易玻璃制品再加热过程中存在表面气泡过高或玻璃软化温度过高，难以拉制成玻璃纤维，且拉制过程中温度超过至少500℃以上，技术人员难以承受如此高温环境，存在安全隐患。专利CN107253820A提供一种采用坩埚底部开孔导向法制备玻璃纤维的方法和装置制备玻璃纤维，其将玻璃加热至软化点以上，让玻璃熔体从孔洞流出。但该专利技术制备的玻璃纤维用途之一用于测试玻璃软化点温度，因此并不可能提前获知测试样品的软化点温度，故拉制过程中需要长时间摸索，且该专利技术中并未提供方法获知该测试玻璃的软化点温度；该专利采用玻璃颗粒作为样品，当玻璃颗粒样品达到软化点以上后玻璃熔体中必然存在诸多气泡，从而严重影响拉制作业；升高温度可以排除玻璃熔体中的气泡，但当温度升高时，玻璃粘度降低导致玻璃从孔洞全部流出，无法拉丝作业；此外，玻璃进行拉丝作业时需要在一定范围内进行，此专利中提到104.2～104.5dPa.S范围内适合拉制玻璃纤维，但对于测试样品而言，此104.2～104.5dPa.S范围所对应的温度范围是未知的，且专利中并未提及如何确认该范围，因此需要针对各玻璃进行摸索此粘度范围的温度，所需要时间和样品量将足够多，从而影响拉制效率。专利CN107253821A提供一种将玻璃棒拉加热制成玻璃丝的方法和装置来解决人工拉制玻璃丝的问题。但该专利技术需要将测试样品制备成玻璃棒的规则形状，而目前玻璃工业能提供玻璃规格主要为0.3～7mm玻璃片状，而玻璃棒成品极少，因此需要将玻璃片重新进行熔制后进行研磨抛光等制成符合该专利要求。玻璃块熔制和加工成玻璃棒过程需要时间比较长，效率较低且无法解决玻璃棒在再加热过程中表面出现气泡的情况。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，可进行玻璃熔化、高温粘度测量和垂直引上法拉制玻璃纤维的方法及系统，该方法和系统可实现测试玻璃粘度以及采用测试粘度值快速确定用于垂直引上法所制备的玻璃纤维的合适温度值，所拉制玻璃纤维应用于玻璃的软化点温度、退火点温度及应变点温度测量。本专利技术的技术方案在于：一种可进行玻璃熔化、高温粘度测量和垂直引上法拉制玻璃纤维的方法，步骤如下：步骤（1）：将玻璃加热熔化并进行搅拌；步骤（2）：将玻璃液在以特定降温速率过程测试玻璃粘度值；步骤（3）：依据玻璃粘度值设置玻璃拉制纤维的温度；步骤（4）：在步骤3的温度下采用垂直引上法拉制玻璃纤维。进一步地，所述玻璃为玻璃块或玻璃颗粒或玻璃混合料。进一步地，所述玻璃熔化温度所对应粘度≤103dPa·S℃。进一步地，所述玻璃熔化时搅拌速度为≥1r/min。进一步地，所述玻璃垂直引上拉制纤维速度为2～50m/min。一种可进行玻璃熔化、高温粘度测量和垂直引上法拉制玻璃纤维的系统，所述系统包括旋转平台，所述旋转平台下侧设置有由智能控温仪控制的炉体机构，旋转平台上设置有用于搅拌玻璃样品的搅拌机构、用于垂直向上拉制玻璃纤维的垂直引上拉制机构以及玻璃样品的粘度测试机构。进一步地，所述炉体机构包括加热炉室和设置于加热炉室上侧的保温炉室，所述加热炉室和保温炉室分别由智能控温仪控制，加热炉室内设置有用于盛放玻璃样品的坩埚，所述坩埚由升降机构驱动升降，位于加热炉室和保温炉室之间的隔板上设置有用于坩埚进入保温炉室的让位孔。进一步地，所述搅拌机构包括上部与旋转平台转动连接的搅拌转子，所述搅拌转子的上端设置有传动齿轮，所述旋转平台的上侧设置有用于旋转电机，所述旋转电机的输出端设置有与传动齿轮相啮合的驱动齿轮。进一步地，所述垂直引上拉制机构包括竖向设置并与旋转平台相螺接的棒体，所述旋转平台上设置有输出端与棒体上端相连接升降电机，所述升降电机与竖向设置于旋转平台上的导轨滑动配合；所述粘度测试机构包括上部与旋转平台转动连接的测试粘度转子，所述测试粘度转子的上端设置有传动齿轮，所述旋转平台上设置有输出端与传动齿轮相啮合的驱动电机。进一步地，所述搅拌机构包括上部与旋转平台转动连接的搅拌转子，所述搅拌转子的上端设置有第一插槽，所述旋转平台的一侧上部设置有与竖直设置于机架上的导轨滑动配合的旋转电机，所述旋转电机的输出端设置有用于与插槽相配合驱动搅拌转子旋转的插销；所述垂直引上拉制机构包括竖向设置并与旋转平台相螺接的棒体，所述棒体的上端设置有用于与插销相配合的第二插槽；所述粘度测试机构包括上部与旋转平台转动连接的测试粘度转子，所述测试粘度转子的上端设置有用于与插销相配合的第三插槽。与现有技术相比较，本专利技术具有以下优点：解决目前拉制玻璃纤维人工拉制玻璃纤维中存在玻璃纤维均匀性和圆度难以符合要求以及拉制未知玻璃样品过程中无法获知玻璃的合适拉制温度、拉制样品以及拉制过程中引入的气泡等问题。该方法和系统可实现测试玻璃粘度以及采用测试粘度值快速确定用于垂直引上法所制备的玻璃纤维的合适温度值，所拉制玻璃纤维应用于玻璃的软化点温度、退火点温度及应变点温度测量。附图说明图1为本专利技术的实施例一中加工系统处于加热搅拌阶段的示意图；图2为本专利技术的实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可进行玻璃熔化、高温粘度测量和垂直引上法拉制玻璃纤维的方法，其特征在于，步骤如下：步骤（1）：将玻璃加热熔化并进行搅拌；步骤（2）：将玻璃液在以特定降温速率过程测试玻璃粘度值；步骤（3）：依据玻璃粘度值设置玻璃拉制纤维的温度；步骤（4）：在步骤3的温度下采用垂直引上法拉制玻璃纤维。

【技术特征摘要】
1.一种可进行玻璃熔化、高温粘度测量和垂直引上法拉制玻璃纤维的方法，其特征在于，步骤如下：步骤（1）：将玻璃加热熔化并进行搅拌；步骤（2）：将玻璃液在以特定降温速率过程测试玻璃粘度值；步骤（3）：依据玻璃粘度值设置玻璃拉制纤维的温度；步骤（4）：在步骤3的温度下采用垂直引上法拉制玻璃纤维。2.根据权利要求1所述的一种可进行玻璃熔化、高温粘度测量和垂直引上法拉制玻璃纤维的方法，其特征在于，所述玻璃为玻璃块或玻璃颗粒或玻璃混合料。3.根据权利要求1或2所述的一种可进行玻璃熔化、高温粘度测量和垂直引上法拉制玻璃纤维的方法，其特征在于，所述玻璃熔化温度所对应粘度≤103dPa·S℃。4.根据权利要求3所述的一种可进行玻璃熔化、高温粘度测量和垂直引上法拉制玻璃纤维的方法，其特征在于，所述玻璃熔化时搅拌速度为≥1r/min。5.根据权利要求1所述的一种可进行玻璃熔化、高温粘度测量和垂直引上法拉制玻璃纤维的方法，其特征在于，所述玻璃垂直引上拉制纤维速度为2～50m/min。6.一种可进行玻璃熔化、高温粘度测量和垂直引上法拉制玻璃纤维的系统，其特征在于，所述系统包括旋转平台，所述旋转平台下侧设置有由智能控温仪控制的炉体机构，旋转平台上设置有用于搅拌玻璃样品的搅拌机构、用于垂直向上拉制玻璃纤维的垂直引上拉制机构以及玻璃样品的粘度测试机构。7.根据权利要求6所述的一种可进行玻璃熔化、高温粘度测量和垂直引上法拉制玻璃纤维的系统，其特征在于，所述炉体机构包括加热炉室和设置于加热炉室上侧的保温炉室，所述加热炉室和保温炉室分别由智能控温仪控制，加热炉室内设置有用...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁新辉，张维炜，林文城，陈招娣，
申请(专利权)人：科立视材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35