[发明专利]一种玻璃微珠制造装置及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种玻璃微珠制造装置及其制备方法。

背景技术

高折射率玻璃微珠是回归式反光材料中必不可少的添加材料，回归式反光材料利用高折射率玻璃微珠特有的光学性能，即将由光源射来的光线向光源方向进行反射，并保持在一个不大的角锥内。目前，国内使用的回归式反光材料大部分是从美国3M公司进口，高折射率玻璃微珠在我国只有少数几家采用铂金坩埚熔融法生产，其产品技术参数很不稳定，且设备投资大、耗能高、成品牢固性低，难以大规模批量生产。

CN1396130A介绍了一种玻璃微珠连续制造装置，它主要包括微珠烧成炉、微珠收集器和废气处理器，其微珠烧成炉分为上中下三段，燃烧器喷口位于上端且采取大角度倾斜向下安装的方式，微珠前驱体粉料在进入炉腔后在火焰和自身重力的双重作用下，加速了微珠的下落速度，提高了冷却速度，避免了析晶现象，但不利于大规模生产，在投料量太大的情况下，很多生料来不及发生热反应就被气流带走，具有后续工序中的生料较多，成品中的生料较多，成品合格率低等缺点。

CN86107294A介绍了一种玻璃微珠制造装置，它主要包括粉料容器、燃烧器、微珠收集器、隔离筒体、废气处理系统，其中隔离筒体上的排风口设在燃烧器下方，位于炉体的下部侧壁上，隔离筒体的上方设置有可调式进风口，用以调节筒体内的气流和温度，因此筒体内的气流方向是从上到下的，导致较多的生料在没有发生热反应之前便进入微珠收集器中，使得产品的质量大幅下降，此炉体没有任何的冷却设备，在炉体内壁容易形成结疤，具有产品质量差，生产效率低等缺点。

目前，国内绝大多数生产厂家均采用铂金坩埚生产法生产高折射率玻璃原料，每生产50Kg该玻璃料，需用8～10Kg左右的铂金坩埚，在几千瓦的钼电极下经过几小时的加热，每生产一吨玻璃料其铂金损耗高达8～10%，生产成本相当昂贵，产量低，满足不了目前市场的需求，当需求折射率为1.93的玻璃微珠时，常采用在玻璃成分中加入大量的折射率超过1.93的氧化物组分，常加入的原料包括PbO、Bi₂O₃、TeO₂ 和稀土氧化物，同时减少SiO₂、K₂O、Na₂O等低折射率氧化物含量，在工业生产中，Pb²⁺有毒，不符合环保要求，Bi₂O₃、TeO₂和稀土氧化物价格昂贵，不适合作为玻璃原料，并且形成玻璃的范围又极窄，不适合工业化生产。

发明内容

本发明的目的即在于克服现有技术的不足，提供一种减少析晶，提高冷却速度，能大规模生产，生产效率高，产品质量好，动力和能源消耗较少，折射率能达1.93，生产成本较低，环保的一种玻璃微珠制造装置。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：一种玻璃微珠制造装置，它包括炉体和废气处理器，炉体由一个或多个炉体上部分、一个或多个炉体下部分气密连接而成，炉体上部分呈立方体型，其顶部设有废气排放口，侧面设有一个或多个喷射式燃烧器，与该侧面相邻面上设有观察窗口、维护入口和靠近顶部的冷却水出口，内部设有预热风管，炉体下部分呈方锥形，其底部设有一个或多个微珠收集器，两侧面均设有冷却水入口，一边侧面还设有进风口，炉体上、下两部分的外壁上均设有冷却水夹套，废气处理器包括经相应管道依次相连的旋风分离器、除尘器和风机，旋风分离器与废气排放口相连，所述的喷射燃烧器水平安装于炉体上部侧面中心线上。

一种玻璃微珠制备方法，它包括以下步骤：

（1）按以下组分及重量百分比配制原料：TiO₂25～45%，SiO₂5～25%，BaCO₃10～50%，Ba(NO₃)₂5～25%，Al₂O₃1～7%，CaCO₃1～5%，B₂O₃0.1～2%，Na₂O0～3%；

（2）将配制好的原料充分混合均匀，通过送料机构将其送入到玻璃熔炼窑炉体中进行熔炼，熔炼温度为1300～1400℃，熔炼时间为17～24小时；

（3）将熔炼均匀的玻璃熔体经放料管送入冷却水池，冷却水池内水温控制在20～40℃，使玻璃熔体急剧冷却至800℃以下，形成水淬玻璃；