一种玻纤成形用局部惰化气流装置、系统及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种玻纤成形用局部惰化气流装置、系统及控制方法，包括以漏板底面作为顶壁的成形室，成形室具有用于供被牵引的玻璃熔体移动的开口；第一喷气组件，用于向成形室输入保护气体，以排出成形室内的氧气，第一喷气组件还连接有用于向其输送保护气体的第一气源；第一氧气浓度监测单元，用于监测成形室内的氧气浓度，记录为第一氧气浓度数据；控制单元，根据第一氧气浓度数据调节第一喷气组件输出保护气体的速度，使成形室内的氧气浓度不高于设定的浓度阈值。其可以在成形室内隔断漏板底面与氧气的接触，减缓或阻止漏板中的Pt或/和Rh金属氧化挥发。同时使代铂材料能够用于制备漏板，减少甚至完全停止消耗Pt或/和Rh金属。减少甚至完全停止消耗Pt或/和Rh金属。减少甚至完全停止消耗Pt或/和Rh金属。

【技术实现步骤摘要】
一种玻纤成形用局部惰化气流装置、系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及玻纤拉丝成形的领域，尤其涉及一种玻纤成形用局部惰化气流装置、系统及控制方法。

技术介绍

[0002]漏板是池窑拉丝制备玻纤的工艺过程中使用的核心部件，其形状为一个槽型容器，由Pt或/和Rh等贵重金属材质的薄板以及管材组装而成。在制备玻纤的过程中，玻璃熔体通过输送管路输送至漏板的槽中，再从漏板的漏咀中流出，形成连续稳定的玻璃熔体流，随后对流出的玻璃熔体流冷却处理，并牵引拉伸得到玻璃纤维。
[0003]在上述过程中，需要对漏板通电，使其发热，以调制玻璃熔体的温度，保证漏板中的玻璃熔体的温度满足拉丝工艺需求。漏板长期在高温(1100℃～1400℃)、潮湿、氧化性气氛，以及电
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热
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应力多重耦合所用下工作，因此以Pt或/和Rh金属制成漏板，来保证漏板的抗蠕变性能以及对高温的耐受能力，增加漏板的使用寿命。但在上述使用环境中，Pt或/和Rh金属也会持续氧化生成氧化物，从基体表面析出，并气化逸散。一部分氧化物逸散后随着温度降低而沉积在附近的耐火材料上，但是大部分氧化物逸散入空气中而无法回收。
[0004]据统计，铂铑合金漏板在玻纤拉丝成形过程中，其铂金吨耗(损耗铂族金属重量/每一吨玻璃纤维)在0.5～1.0克/吨，而其中直接进入空气中无法回收的铂金占60％左右，浪费了大量的铂族金属资源。目前，为了减少铂金漏板在使用过程中的氧化挥发损耗，主要采取的措施是在漏板外表面进行热喷涂陶瓷涂层；然而陶瓷涂层只能在漏板的侧墙、电极端墙、法兰部位实施，其底板、漏咀部位难以有效实施，因此漏板在高温氧化性气氛条件下工作时，依然会使Pt或/和Rh金属大量氧化逸散而无法回收。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术中制备玻纤的工艺过程中，会导致Pt或/和Rh金属发生氧化逸散而大量损耗的缺点，本专利技术的目的是提供一种玻纤成形用局部惰化气流装置、系统及控制方法，以在漏板下方的局部区域中形成惰性气氛环境，减缓或阻止漏板中Pt或/和Rh金属的氧化逸散，从而降低玻纤制备过程中的铂金吨耗，节约铂族金属资源。而且在惰性气氛环境中还可以使用耐高温的代铂材料漏板替代铂铑合金制成漏板，减少或完全替代铂或/和铑的用量。
[0006]为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种玻纤成形用局部惰化气流装置，包括以漏板底面作为顶壁的成形室，所述成形室具有用于供被牵引的玻璃熔体移动的开口；第一喷气组件，用于向所述成形室输入保护气体，以排出成形室内的氧气，所述第一喷气组件还连接有用于向其输送保护气体的第一气源；第一氧气浓度监测单元，用于监测所述成形室内的氧气浓度，记录为第一氧气浓度数据；控制单元，根据所述第一氧气浓度数据调节第一喷气组件输出保护气体的速度，使所述成形室内的氧气浓度不高于设定的浓度阈值。
[0008]优选的，所述保护气体的密度小于空气的密度。
[0009]优选的，所述保护气体为氮气。
[0010]优选的，所述玻纤成形用局部惰化气流装置还包括第二喷气组件与第二气源，所述第二气源用于向第二喷气组件输送空气，以通过所述第二喷气组件向成形室底部开口的下方输出冷却气体，加速经过所述成形室下方的玻璃熔体冷却。
[0011]优选的，所述玻纤成形用局部惰化气流装置还包括第三喷气组件与第二氧气浓度监测单元，其中：
[0012]第三喷气组件，连接有用于向其输送包括氧气的补偿气体的第三气源，所述第三喷气组件用于向成形室以外的供操作人员进入的环境空间中输出补偿气体；
[0013]第二氧气浓度监测单元，用于监测所述环境空间中的氧气浓度，记录为第二氧气浓度数据，并将所述第二氧气浓度数据传输至所述控制单元，以供所述控制单元根据所述第二氧气浓度数据调节所述第三喷气组件输出补偿气体的速度，使所述环境空间内的氧气浓度处于设定的浓度阈值范围内。
[0014]优选的，对所述环境空间内氧气浓度设定的浓度阈值范围为19.5％至23.5％。
[0015]优选的，所述控制单元还连接有报警单元，所述控制单元在发生以下情况至少之一时控制所述报警单元发出警报：
[0016]所述成形室内的氧气浓度高于设定的浓度阈值；
[0017]所述环境空间内的氧气浓度脱离设定的浓度阈值范围。
[0018]优选的，对所述成形室内氧气浓度设定的浓度阈值为0.1％。
[0019]一种玻纤成形用局部惰化气流系统，包括漏板，还包括权利要求上述的玻纤成形用局部惰化气流装置，所述漏板的底面设有成形筒，所述成形室由该漏板的底面与成形筒包围形成。
[0020]一种玻纤成形用局部惰化气流控制方法，该控制方法包括：
[0021]向所述成形室输入保护气体，以降低成形室的氧气含量；
[0022]监测所述成形室内的氧气浓度，根据成形室内的氧气浓度调节保护气体的输入速度，使成形室内的的氧气浓度不高于设定的浓度阈值。
[0023]优选的该控制方法还包括：
[0024]向所述成形室底部开口的下方下方输出冷却气体，加速经过成形室下方的玻璃熔体冷却；
[0025]监测所述成形室以外的用于供操作人员进入的环境空间的氧气浓度，根据所述环境空间的氧气浓度向环境空间输出补偿气体，使环境空间内的氧气浓度处于设定的浓度阈值范围内。
[0026]本专利技术技术方案的有益技术效果：
[0027](一)向成形室内输入保护气体，可以将成形室内的氧气排出，并且调节第一喷气组件输出保护气体的速度，使成形室内的氧气浓度不高于设定的浓度阈值，最终可以在成形室内，即漏板下方的局部区域内形成低浓度甚至无氧状态的气氛环境，通过隔断漏板底面与氧气的接触，可以减缓或阻止漏板中的Pt或/和Rh金属氧化挥发，进而降低玻纤生产过程中的铂金吨耗，节约铂族金属资源。
[0028]同时由于本方案可以在漏板下方的局部区域内形成低浓度甚至无氧状态的气氛
环境，因此也可以选用代铂材料(如镍基、钽基、钼基、钨基等高温合金材料)制备漏板，镍基、钽基、钼基等材料高温力学性能优异，可加工性能好；但是在空气或氧化性气氛、高温环境下易氧化，本方案中解决了氧化问题后，则可以采用该类代铂材料加工漏板，减少甚至完全停止消耗Pt或/和Rh金属，节约铂族金属资源。
[0029](二)保护气体的密度小于空气的密度，则保护气体在输入至成形室内后，保护气体上浮至漏板的底面，并推动成形室内的空气向下排出，其中尤其是密度大于空气的氧气优先被排出，可以高效地充分降低成形室内的氧气含量，从而在保证成形室内氧气浓度不高出设定的浓度阈值前提下，减少生产过程中保护气体的消耗量。
[0030](三)目前在玻纤生产过程中，企业主要采用纯氧燃烧技术熔化玻璃矿料，因此一般需要对空气进行分离获取纯氧，但是分离出的氮气目前基本重新排放至空气中，而氮气的密度小于空气的密度，用作保护气体能够满足密度要求，且直接将空气分离获取的氮气进行回收利用，便于获取，还提高了资源利用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种玻纤成形用局部惰化气流装置，其特征在于，包括以漏板底面作为顶壁的成形室，所述成形室具有用于供被牵引的玻璃熔体移动的开口；第一喷气组件，用于向所述成形室输入保护气体，以排出成形室内的氧气，所述第一喷气组件还连接有用于向其输送保护气体的第一气源；第一氧气浓度监测单元，用于监测所述成形室内的氧气浓度，记录为第一氧气浓度数据；控制单元，根据所述第一氧气浓度数据调节第一喷气组件输出保护气体的速度，使所述成形室内的氧气浓度不高于设定的浓度阈值。2.如权利要求1所述的一种玻纤成形用局部惰化气流装置，其特征在于，所述保护气体的密度小于空气的密度。3.如权利要求2所述的一种玻纤成形用局部惰化气流装置，其特征在于，所述保护气体为氮气。4.如权利要求1所述的一种玻纤成形用局部惰化气流装置，其特征在于，所述玻纤成形用局部惰化气流装置还包括第二喷气组件与第二气源，所述第二气源用于向第二喷气组件输送空气，以通过所述第二喷气组件向成形室底部开口的下方输出冷却气体，加速经过所述成形室下方的玻璃熔体冷却。5.如权利要求1至4任一项所述的一种玻纤成形用局部惰化气流装置，其特征在于，所述玻纤成形用局部惰化气流装置还包括第三喷气组件与第二氧气浓度监测单元，其中：第三喷气组件，连接有用于向其输送包括氧气的补偿气体的第三气源，所述第三喷气组件用于向成形室以外的供操作人员进入的环境空间中输出补偿气体；第二氧气浓度监测单元，用于监测所述环境空间中的氧气浓度，记录为第二氧气浓度数据，并将所述第二氧气浓度数据传输至所述控制单元，以供所述控制单元根据所述第二氧气浓度数据调节所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨宗伦，陈志贵，吴庆发，尹伟，周冬运，
申请(专利权)人：重庆国际复合材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：