專利名稱：上下一體式鋼化爐的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種鋼化爐，特別是涉及一種構造簡單，成本較低，產品與外界空氣隔 絕，不但可保證預熱效果，而且不會受到冷熱沖擊，不僅適用于一般手機視窗玻璃鏡片，也 可應用于大尺寸玻璃強化的上下一體式鋼化爐。
背景技術：
由于手機的視窗大量采用輕薄型的玻璃鏡片，為提高此類型玻璃鏡片的強度，業 界普遍采用化學鋼化制程對玻璃鏡片進行強化。化學鋼化制程一般可分為三個階段，首先， 對玻璃鏡片進行預熱；接著，將玻璃鏡片浸入高溫的化學藥劑(例如硝酸鉀熔鹽)進行化 學鋼化；最后，對玻璃鏡片進行冷卻。現有習知的上下一體式鋼化爐，可分為單槽強化爐、三槽一體式強化爐、三槽“品” 字型強化爐以及密閉式連續鋼化爐生產線。單槽強化爐，是將預熱爐、鋼化爐、冷卻爐各自 獨立，藉由人工將物料按順序在預熱爐、鋼化爐、冷卻爐之間傳遞，因此，單槽強化爐的產量 較小。三槽一體式強化爐，是將預熱槽、鋼化槽、冷卻槽按順序設計在同一機臺內，通過機械 傳動將物料按順序經過預熱槽、鋼化槽、冷卻槽，可以減少作業員操作，同時三槽一體式強 化爐的產量較大。三槽“品”字型強化爐，為倒“品”字結構，預熱槽以及冷卻槽在強化槽上 方，通過預熱槽以及冷卻槽在強化槽上方移動，達到預熱以及冷卻的目的。密閉式連續鋼化 爐生產線是將預熱、鋼化、冷卻設計為流水線形式，且全過程為密閉結構，可避免高溫產品 與空氣接觸，產量非常大。然而由于手機視窗玻璃鏡片具有產品小、數量多、規格多樣、厚度薄的特點，對上 下一體式鋼化爐有獨特的要求，現有習知的上下一體式鋼化爐存在著諸多缺點，例如，使用 單槽強化爐時，產品在整個工藝過程中需要與空氣接觸，受冷熱沖擊嚴重，而且全部過程是 由人工完成，不可控因素較多。另外，由于受冷熱沖擊嚴重，無法進行大尺寸玻璃鏡片的化 學鋼化，而且具有人員安全性的疑慮、單機產量小的缺點，并不適合進行大量生產。三槽一 體式強化爐是以機械操作代替人員操作，雖然可減少人員安全隱患，且產量較大，然而產品 在整個工藝過程中仍需與空氣接觸而受冷熱沖擊，且三槽一體容易受各槽串溫影響，溫度 體不夠完善，無法進行大尺寸玻璃鏡片的化學鋼化。三槽“品”字型強化爐結構為二維運 動，在高溫下二維運動結構穩定性較差，尤其是轉向傳動時較容易有震動，會使產品的優良 率下降。密閉式連續鋼化爐生產線具有操作容易、安全性高、溫度體合理、產能大等優點，然 而，密閉式連續鋼化爐生產線的投資成本非常高，僅適合做大尺寸的玻璃強化，同時，密閉 式連續鋼化爐生產線的維修復雜，不適合中小企業的應用。另外，如中國專利CNl 157804及CN2271175公開了一種適用于普通眼鏡店的玻璃 鋼化處理裝置，首先，將一定比例配方的藥品倒入內桶中，并加熱熔化至恒溫；然后，將載有 眼鏡片的中間架設置在內桶上，使鏡片預熱升溫至100°C以上；然后讓眼鏡片浸泡在內桶 的恒溫藥品熔融液中，浸泡12小時，使眼鏡片發生鋼化反應，藉以制得鋼化鏡片；最后，提 起中間架重新設置在內桶上降溫半小時，然后取出自然冷卻至常溫。
前述的玻璃鋼化處理裝置具有體積小，適用于普通眼鏡店的優點，然而應用前述 的玻璃鋼化處理裝置時，產品在預熱過程中無法避免與外界空氣接觸，其預熱的效果無法 保證，另外在降溫過程中與外界空氣接觸，受冷熱沖擊嚴重，而且全部過程是采人工完成， 不可控因素較多，而且存在有人員安全性的疑慮。由此可見，上述現有的上下一體式鋼化爐在結構與使用上，顯然仍存在有不便與 缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決上述存在的問題，相關廠商莫不費盡心思來謀求解 決之道，但長久以來一直未見適用的設計被發展完成，而一般產品又沒有適切結構能夠解 決上述問題，此顯然是相關業者急欲解決的問題。因此如何能創設一種新型結構的上下一 體式鋼化爐，實屬當前重要研發課題之一，亦成為當前業界極需改進的目標。
發明內容
本發明的目的在于，克服現有的上下一體式鋼化爐存在的缺陷，而提供一種新型 結構的上下一體式鋼化爐，所要解決的技術問題是使其構造簡單，成本較低，產品與外界空 氣隔絕，不但可以保證預熱效果，而且不會受到冷熱沖擊，不僅可以適用于一般手機視窗玻 璃鏡片，也可以應用于大尺寸玻璃強化，非常適于實用。本發明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。依據本發明提出 的一種上下一體式鋼化爐，其包含一槽體，該槽體包含一調溫區及一化學鋼化區，其中，該 調溫區設置于該化學鋼化區的上方，該調溫區與該化學鋼化區皆與外界熱隔絕，且該調溫 區與該化學鋼化區的溫度可分別獨立調整；一物料架，該物料架可作一維方向的垂直移動， 在該調溫區或該化學鋼化區之間來回移動；以及一風循環系統，該風循環系統設置于該調 溫區上方，用以使該槽體成為一密閉空間且可調整該調溫區的溫度。本發明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現。前述的上下一體式鋼化爐，其更包括一隔熱板，該隔熱板設置于該物料架的下方， 用以隔絕該調溫區與該化學鋼化區之間的熱傳遞。前述的上下一體式鋼化爐，其更包括一隔熱網板，該隔熱網板設置于該物料架的 下方，用以部分隔絕該調溫區與該化學鋼化區之間的熱傳遞。前述的上下一體式鋼化爐，其更包括一隔熱結構，該槽體的外側由該隔熱結構整 體包覆，用以使該調溫區及該化學鋼化區與外界熱隔絕。前述的上下一體式鋼化爐，其中所述的風循環系統包含至少一可開閉式排氣口 ； 至少一風扇；至少一氣流導引結構；以及一可開閉式進氣口 ；其中，預熱時，關閉該可開閉 式排氣口與該可開閉式進氣口，使得該調溫區與外界隔開，用以使該槽體成為該密閉空間， 并開啟該風扇，以增加該調溫區內的熱風循環，使得一產品預熱至與該化學鋼化區接近的 溫度；以及冷卻時，開啟該可開閉式排氣口與該可開閉式進氣口，該氣流導引結構導引由該 可開閉式進氣口進入的外部空氣，以調整該調溫區的溫度下降，并且開啟該風扇將該調溫 區內的熱空氣藉由該可開閉式排氣口排至外界。前述的上下一體式鋼化爐，其中所述的調溫區與該化學鋼化區分別具有至少一發 熱管，以分別獨立調整該調溫區與該化學鋼化區的溫度。前述的上下一體式鋼化爐，其更包含一傳送裝置，藉以使該物料架在該調溫區與 該化學鋼化區之間以一維方式垂直移動。
前述的上下一體式鋼化爐，其中所述的傳送裝置包含一傳動電機、一纜繩以及至 少一滑輪，該纜繩的一端連接至該傳動電機，另一端繞過設置于該物料架上方的該滑輪連 接至該物料架的上部。前述的上下一體式鋼化爐，其中所述的調溫區與該化學鋼化區分別具有一第一溫 度感應線以及一第二溫度感應線，該第一溫度感應線與該第二溫度感應線可分別偵測該調 溫區與該化學鋼化區的溫度，使得該調溫區與該化學鋼化區的溫度可分別藉由該發熱管調整。前述的上下一體式鋼化爐，其中所述的調溫區的內壁與該化學鋼化區的內壁是以 不銹鋼制成，該調溫區具有一側門，一產品可藉由該側門放置于該物料架。本發明與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。借由上述技術方案，本發明 上下一體式鋼化爐至少具有下列優點及有益效果由于本發明揭露的上下一體式鋼化爐的 調溫區與化學鋼化區設置于同一槽體的密閉空間中，且調溫區設置于化學鋼化區上方，調 溫區既可作為預熱爐使用，也可作為冷卻爐用，使得一產品與外界空氣隔絕，預熱、鋼化、冷 卻在同一槽體內完成，并且以機械傳動在一維方向緩慢移動產品來完成產品的預熱、鋼化、 冷卻，因此，能夠最大程度地減少人員操作，同時可以避免產品在化學鋼化過程中，物料傳 遞時與空氣接觸導致的冷熱沖擊，本發明的上下一體式鋼化爐具有結構簡單，受環境溫差 影響小的特點，對于提升產品品質有顯著的作用。綜上所述，本發明構造簡單，成本較低，產品與外界空氣隔絕，不但可以保證預熱 效果，而且不會受到冷熱沖擊，不僅可以適用于一般手機視窗玻璃鏡片，也可以應用于大尺 寸玻璃強化，非常適于實用。本發明在技術上有顯著的進步，并具有明顯的積極效果，誠為 一新穎、進步、實用的新設計。上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段， 而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發明的上述和其他目的、特征和優點能夠 更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。
圖1是根據本發明一較佳實施例的上下一體式鋼化爐的側視示意圖。
圖2是圖1中，物料架移至化學鋼化區進行化學鋼化制程的示意圖。
圖3是圖1中，物料架移至調溫區進行降溫的示意圖。
200上下一體式鋼化爐210槽體
211調溫區212化學鋼化區
213調溫區的內壁214化學鋼化區的內壁
220物料架221隔熱板
230風循環系統231可開閉式排氣口
232風扇233氣流導引結構
234可開閉式進氣口240發熱管
243第一溫度感應線244第二溫度感應線
250側門260傳送裝置
261傳動電機262纜繩
263 滑輪290:隔熱結構
具體實施例方式為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所采取的技術手段及功效，以下結合 附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的上下一體式鋼化爐其具體實施方式
、結構、特征及 其功效，詳細說明如后。有關本發明的前述及其他技術內容、特點及功效，在以下配合參考圖式的較佳實 施例的詳細說明中將可清楚呈現。通過具體實施方式
的說明，當可對本發明為達成預定目 的所采取的技術手段及功效得一更加深入且具體的了解，然而所附圖式僅是提供參考與說 明之用，并非用來對本發明加以限制。本發明的一些實施例將詳細描述如下。然而，除了如下描述外，本發明還可以廣泛 地在其他的實施例施行，且本發明的范圍并不受實施例的限定，其以權利要求的專利保護 范圍為準。再者，為了提供更清楚的描述及更容易理解本發明，圖示內各部分并沒有依照其 相對尺寸繪圖，某些尺寸與其他相關尺度相比已經被夸張；不相關的細節部分也未完全繪 出，以求圖式的簡潔。請參閱圖1所示，是根據本發明一較佳實施例的上下一體式鋼化爐200的側視示 意圖。本發明一較佳實施例的上下一體式鋼化爐200，包含一槽體210、一物料架220以及 一風循環系統230。上述的槽體210，包含一調溫區211及一化學鋼化區212，該化學鋼化區212內具 有高溫的硝酸鉀熔鹽，調溫區211設置于化學鋼化區212的上方，要進行化學鋼化的產品可 在調溫區211進行預熱及冷卻，調溫區211與化學鋼化區212均與外界熱隔絕；其中，調溫 區211的內壁213與化學鋼化區212的內壁214是以不銹鋼制成，且槽體210外側由一隔 熱結構290整體包覆，以加強調溫區211及化學鋼化區212與外界熱隔絕，在本實施例中， 隔熱結構290是為爐體保溫棉，但本發明并不以此為限，其他可以達到相同功能的隔熱方 式均可使用。該調溫區211，具有一側門250，例如一般烤箱的門片設計，要進行化學鋼化的產 品可藉由側門250放置于物料架220。調溫區211與化學鋼化區212分別設置有發熱管 240，藉以分別獨立提供熱源，以各自獨立進行溫度的調整；另外，調溫區211與化學鋼化區 212分別具有第一溫度感應線243以及第二溫度感應線244，該第一溫度感應線243與第二 溫度感應線244分別連接至獨立的溫度控制器(圖中未繪出)并可各自偵測調溫區211與 化學鋼化區212的溫度，使得調溫區211與化學鋼化區212的溫度可以分別藉由發熱管240 進行調整。第一溫度感應線243以及第二溫度感應線244分別具有一不銹鋼套管，藉以保 護前述的第一溫度感應線243以及第二溫度感應線244。在本實施例中，前述的溫度控制器 為一種可編程邏輯控制器(Programmable logic Controller 簡稱PLC)，是采用比例積分 微分(Proportion Integration Differentiation :PID)控制方法進行溫度的控制，根據使 用者預先設置的加熱時間及升溫速度進行加熱，而能達到使用者指定的加熱時間一溫度曲 線。上述的物料架220，是用以承載要進行化學鋼化的產品(例如玻璃)，物料架220 可作一維方向的垂直移動，在調溫區211或化學鋼化區212之間來回移動，移至調溫區211進行預熱或冷卻，或者移至化學鋼化區212進行化學鋼化。在本實施例中，物料架220是藉 由一傳送裝置260使得物料架220在調溫區211與化學鋼化區212之間緩慢地垂直移動。該傳送裝置260，其包括一傳動電機261、一纜繩262以及至少一滑輪263，纜繩 262的一端連接至傳動電機261，另一端繞過設置于物料架220上方的滑輪263連接至物 料架220的上部。前述的傳動電機261是以一可編程邏輯控制器(Programmable logic Controller 簡稱PLC)進行控制，可編程邏輯控制器為目前工業上廣泛使用的一種微電腦 控制器，其控制原理是根據使用者預先設置完成的程序，當有信號輸入時，輸出不同的信號 以進行自動化的傳動控制。另外，物料架220的下方配置有一隔熱板221，用以隔絕調溫區211與化學鋼化區 212之間的熱傳遞，在進行預熱時，隔熱板221在硝酸鉀熔鹽上方，且具有隔熱效果；進行化 學鋼化時，隔熱板221隨物料架220浸入硝酸鉀熔鹽。為應用于高溫環境，本實施例中，隔熱板221是以不銹鋼制成，但并不以此為限， 隔熱板221也可以使用其他可耐高溫的材質制作。另外，在另一實施例中，上述隔熱板221 可設置復數的孔洞以形成隔熱網板，提供硝酸鉀熔鹽通過，隔熱板221位于調溫區211與 化學鋼化區212之間時可部分隔絕調溫區211與化學鋼化區212之間的熱傳遞，在化學鋼 化區時，可加強產物與銷酸鉀熔鹽的接觸，在此實施例中，隔熱板221可采用網狀不銹鋼制 成，網狀的目數可介于20-320之間。風循環系統230設置于調溫區211上方，用以使槽體成為一密閉空間且可調整調 溫區211的溫度，本實施例中，風循環系統230包含至少一可開閉式排氣口 231、至少一風扇 232、至少一氣流導引結構233以及可開閉式進氣口 234，藉以使調溫區211的溫度均衡。請參閱圖1至圖3所示，下面說明進行化學鋼化的方法。首先，請參閱圖1所示， 將要進行化學鋼化的一產品藉由側門250放置于物料架220，開始進行預熱。進行預熱時， 開啟調溫區211的發熱管240，通過第一溫度感應線243的溫度偵測與溫度控制器控制調 溫區211的溫度，同時關閉可開閉式排氣口 231與可開閉式進氣口 234，以及藉由隔熱結構 290包覆槽體的結構設計，使得調溫區211與外界隔開，藉以達到隔絕外界空氣的效果。另 外，開啟風扇232增加調溫區211內熱風循環，藉以達到調溫區211內熱氣流循環的效果， 使得產品預熱至與化學鋼化區212接近的溫度。在本實施例中，預熱是由常溫漸漸加熱至 約40(TC左右，并持續2小時，使得產品可充分預熱。接著，請參閱圖2所示，是圖1中物料架移至化學鋼化區進行化學鋼化制程的示意 圖。化學鋼化區212的發熱管240持續開啟，藉由第二溫度感應線244與溫度控制器的控 制，使得化學鋼化區212的溫度維持于所需的溫度，例如化學鋼化區212的溫度可維持于 400°C，在此溫度下，硝酸鉀熔鹽呈現液態。然后，將物料架220垂直移至化學鋼化區212進 行化學鋼化，使得產品浸入400°C的硝酸鉀熔鹽，進行硝酸鉀離子交換的鋼化過程，持續時 間約為8小時。請參閱圖3所示，是圖1中物料架移至調溫區進行降溫的示意圖。化學鋼化完成 后，將物料架220垂直移至調溫區211進行冷卻。在進行冷卻時，關閉調溫區211的發熱管 240，適度開啟可開閉式排氣口 231與可開閉式進氣口 234，以及利用氣流導引結構233導引 由可開閉式進氣口 234進入的外部空氣，藉以使該調溫區的溫度均衡。另外，開啟風扇232 將調溫區211內的熱空氣藉由可開閉式排氣口 231排至外界，藉以達到指定的溫度下降曲線，避免產品完成化學鋼化后，在冷卻過程中受冷熱沖擊而破裂，造成優良率降低。本實施 例中，冷卻是由400 0C漸漸降溫至200 °C，再由200 °C漸漸冷卻至常溫，冷卻時間約為1小時， 此時，產品不會受到過大冷熱沖擊而破裂。本發明的上下一體式鋼化爐，不僅構造簡單，成本較低，產品與外界空氣隔絕，而 且密閉式的調溫區211的溫度可以依據使用者的需求自由調整，而達到較佳的升溫/降溫 曲線，因此能夠有效地消除化學鋼化過程中受外界環境溫差引起的冷熱沖擊，提升產品的 優良率，不但可以適用于一般手機視窗玻璃鏡片，也可以應用大尺寸玻璃強化。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，雖 然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人 員，在不脫離本發明技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾 為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質 對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。
權利要求
1. 一種上下一體式鋼化爐，其特征在于其包含一槽體，該槽體包含一調溫區及一化學鋼化區，其中，該調溫區設置于該化學鋼化區的 上方，該調溫區與該化學鋼化區皆與外界熱隔絕，且該調溫區與該化學鋼化區的溫度可分 別獨立調整；一物料架，該物料架可作一維方向的垂直移動，在該調溫區或該化學鋼化區之間來回 移動；以及一風循環系統，該風循環系統設置于該調溫區上方，用以使該槽體成為一密閉空間且 可調整該調溫區的溫度。
2.根據權利要求1所述的上下一體式鋼化爐，其特征在于其更包括一隔熱板，該隔熱 板設置于該物料架的下方，用以隔絕該調溫區與該化學鋼化區之間的熱傳遞。
3.根據權利要求1所述的上下一體式鋼化爐，其特征在于其更包括一隔熱網板，該隔 熱網板設置于該物料架的下方，用以部分隔絕該調溫區與該化學鋼化區之間的熱傳遞。
4.根據權利要求1所述的上下一體式鋼化爐，其特征在于其更包括一隔熱結構，該槽 體的外側由該隔熱結構整體包覆，用以使該調溫區及該化學鋼化區與外界熱隔絕。
5.根據權利要求1所述的上下一體式鋼化爐，其特征在于其中所述的風循環系統包含至少一可開閉式排氣口；至少一風扇；至少一氣流導引結構；以及一可開閉式進氣口；其中，預熱時，關閉該可開閉式排氣口與該可開閉式進氣口，使得該調溫區與外界隔 開，用以使該槽體成為該密閉空間，并開啟該風扇，以增加該調溫區內的熱風循環，使得一 產品預熱至與該化學鋼化區接近的溫度；以及冷卻時，開啟該可開閉式排氣口與該可開閉式進氣口，該氣流導引結構導引由該可開 閉式進氣口進入的外部空氣，以調整該調溫區的溫度下降，并且開啟該風扇將該調溫區內 的熱空氣藉由該可開閉式排氣口排至外界。
6.根據權利要求1所述的上下一體式鋼化爐，其特征在于其中所述的調溫區與該化學 鋼化區分別具有至少一發熱管，以分別獨立調整該調溫區與該化學鋼化區的溫度。
7.根據權利要求1所述的上下一體式鋼化爐，其特征在于其更包含一傳送裝置，藉以 使該物料架在該調溫區與該化學鋼化區之間以一維方式垂直移動。
8.根據權利要求7所述的上下一體式鋼化爐，其特征在于其中所述的傳送裝置包含一 傳動電機、一纜繩以及至少一滑輪，該纜繩的一端連接至該傳動電機，另一端繞過設置于該 物料架上方的該滑輪連接至該物料架的上部。
9.根據權利要求6所述的上下一體式鋼化爐，其特征在于其中所述的調溫區與該化學 鋼化區分別具有一第一溫度感應線以及一第二溫度感應線，該第一溫度感應線與該第二溫 度感應線可分別偵測該調溫區與該化學鋼化區的溫度，使得該調溫區與該化學鋼化區的溫 度可分別藉由該發熱管調整。
10.根據權利要求1所述的上下一體式鋼化爐，其特征在于其中所述的調溫區的內壁 與該化學鋼化區的內壁是以不銹鋼制成，該調溫區具有一側門，一產品可藉由該側門放置 于該物料架。
全文摘要
本發明是有關于一種上下一體式鋼化爐，其包含一槽體、一物料架以及一風循環系統。該槽體包含一調溫區及一化學鋼化區，其中，調溫區設置于化學鋼化區上方，調溫區與化學鋼化區不僅皆與外界熱隔絕，且調溫區與化學鋼化區的溫度可分別獨立調整。物料架可作一維方向的垂直移動，在調溫區或化學鋼化區之間來回移動。風循環系統設置于調溫區的上方，用以使槽體成為一密閉空間且可調整調溫區的溫度。本發明構造簡單，成本較低，產品與外界空氣隔絕，不但可保證預熱效果，而且不會受到冷熱沖擊，不僅可以適用于一般手機視窗玻璃鏡片，也可以應用于大尺寸玻璃強化，非常適于實用。
文檔編號C03B27/00GK101993192SQ20091016612
公開日2011年3月30日 申請日期2009年8月13日 優先權日2009年8月13日
發明者何沁, 江俊文 申請人:威鴻(廈門)光學有限公司