專利名稱：微晶玻璃隧道式晶化窯的二段熱風循環的退火和冷卻處理系統的制作方法
技術領域：
本發明屬于燒結法微晶玻璃的退火技術領域，具體的說，它涉及燒結法微晶玻璃 隧道式晶化窯的退火和冷卻處理系統。
背景技術：
公知的建筑裝飾微晶玻璃燒結晶化過程為玻璃顆粒料平鋪在由耐火材料所組 合成的模具中，推入窯內進行燒結、晶化、退火和冷卻處理。其窯爐結構形式參照的是傳統 的陶瓷隧道窯，因此，在該隧道窯中產品的冷卻方式通常采用直接、間接相結合的冷卻方 法。產品在1120°C至950°C范圍內可以急冷，靠急冷阻擋氣幕噴入的冷空氣將產品急冷，自 850°C 400°C為緩冷階段，靠分布在該段的熱風抽出口將產品冷卻，窯尾則直接鼓入冷風， 使產品由400°C冷至50°C左右出窯。這種冷卻方式往往會造成冷卻段熱氣流攪動不夠、窯 內斷面溫差過大，冷卻速率不易調節、退火不充分，容易出現產品斷板、炸裂，造成成品率低 等問題。建筑裝飾微晶玻璃既有玻璃的基本性能，又具有陶瓷的多晶特征，集中了玻璃和 陶瓷的特點。由于微晶玻璃中同時存在玻璃相和晶相，它們在熱膨脹系數、轉變溫度、力學 性質、微觀結構等方面有或大或小的差異，這些性質的差異必然導致在玻璃相和晶相的界 面處產生結構應力。另外，該產品在燒結晶化時采用多層碼架方式，一般為5 9層，在每層之間有一 定的間隔；產品厚度也較厚，一般為IOmm 20mm;單片產品的面積也較大，一般為1 4m2。 因此，在產品的退火冷卻過程中往往會產生較大的窯內上層和下層、產品邊部和中間部位 及產品表面和內部這三大溫差。其窯內空間斷面的過大溫差會使不同層的產品冷卻速率差 異較大，致使產品收縮不一致而產生翹曲變形或開裂。就單片板材的表面與內部而言，在 冷卻過程中，上表面直接和流動的氣體接觸，冷卻速度較快，而下表面則與蓄熱能力很強的 耐火材料相接觸，冷卻速度相對較慢，因此，下表面退火效果總是好于上表面，反映在玻璃 的結構上，上表面層所保留的玻璃結構所對應的溫度要高于下表面層結構所對應的溫度， 這就造成了下表面層玻璃的收縮量要大于上表面層玻璃的收縮量，從而使玻璃板材發生變 形。同時，在冷卻過程中，往往產品邊部冷卻速度過快，中間較慢，冷卻不均勻而產生的熱 應力不能靠質點的粘滯流動來消除，應力過大時也會導致產品開裂。特別是在高火保溫后 急冷到溫度為850°C 550°C這一階段尤為關鍵，此時，微晶玻璃板材既有壓應力又有張應 力，此處冷卻速率不宜過大且冷卻要均勻。
發明內容
本發明的目的在于提供一種微晶玻璃隧道式晶化窯的二段熱風循環的退火和冷 卻處理系統，該退火和冷卻處理系統能提高產品質量。為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是微晶玻璃隧道式晶化窯的二段熱風循環的退火和冷卻處理系統，它包括隧道式晶化窯的退火和冷卻處理系統的窯體，窯體 內從燒成帶保溫區至窯尾出口按溫度范圍劃分有急冷段、冷卻帶緩冷段、第一冷卻帶、第二 冷卻帶、窯尾冷卻段，1120°C 950°C區間為急冷段，850°C 550°C區間為冷卻帶緩冷段， 500°C 250°C區間為第一冷卻帶，250°C 150°C區間為第二冷卻帶，150°C 50°C區間為 窯尾冷卻段；急冷段的兩側窯墻的上部與下部均設有急冷風口，急冷風口與急冷風支管相 連通，所有急冷風支管與急冷風管相連通，急冷風管與急冷風機的輸出口相連通；窯尾冷卻 段的兩側窯墻上分別設有窯尾冷卻口，窯尾冷卻口與窯尾冷卻口支管相連通，窯尾冷卻口 支管上設有調節閥門，所有窯尾冷卻口支管均與窯尾冷卻管的輸出端口相連通，窯尾冷卻 管的輸入端口與窯尾冷卻風機的輸出端口相連通；其特征在于急冷段的兩側窯墻上部(窯頂與上層產品之間)與兩側窯墻下部(窯車臺面與下 層產品之間)各安裝一排急冷風噴吹口，兩側窯墻上部的急冷風噴吹口與兩側窯墻下部的 急冷風噴吹口采用交錯布置形式；急冷風噴吹口與急冷風噴吹口支管相連通，每一急冷風 噴吹口支管上設有調節閥門，所有急冷風噴吹口支管均與第二熱風循環管的輸出端口相連 通，第二熱風循環管上設有急冷風機；冷卻帶緩冷段的兩側窯墻上分別設有三排熱循環風噴吹口，第一排熱循環風噴吹 口位于產品碼放區域的上端部，第二排熱循環風噴吹口位于產品碼放區域的中部，第三排 熱循環風噴吹口位于產品碼放區域的下端部；熱循環風噴吹口與熱循環風噴吹口支管相連 通，熱循環風噴吹口支管上設有調節閥門，所有熱循環風噴吹口支管均與第一熱風循環管 的輸出端口相連通，第一熱風循環管上設有耐熱循環風機；第一冷卻帶的兩側窯墻上分別設有三排第一熱循環風抽風口，第一排第一熱循環 風抽風口位于產品碼放區域的上端部，第二排第一熱循環風抽風口位于產品碼放區域的中 部，第三排第一熱循環風抽風口位于產品碼放區域的下端部；第一熱循環風抽風口與第一 熱循環風抽風口支管相連通，第一熱循環風抽風口支管上設有調節閥門，所有第一熱循環 風抽風口支管均與第一熱風循環管的輸入端口相連通；第二冷卻帶的兩側窯墻上分別設有三排第二熱循環風抽風口，第一排第二熱循環 風抽風口位于產品碼放區域的上端部，第二排第二熱循環風抽風口位于產品碼放區域的中 部，第三排第二熱循環風抽風口位于產品碼放區域的下端部，第二熱循環風抽風口與第二 熱循環風抽風口支管相連通，第二熱循環風抽風口支管上設有調節閥門，所有第二熱循環 風抽風口支管均與第二熱風循環管的輸入端口相連通。所述的耐熱循環風機的輸入端(輸入口)設有耐熱循環風機配風口。燒制好的微晶玻璃產品從燒成帶保溫區進入冷卻帶急冷段，因微晶玻璃板及耐火 材料溫度較高，產品處于塑性狀態，可由急冷風機吹風進行強制冷卻。由于微晶玻璃板材厚 度較厚，面積較大，為了避免產品在此處產生開裂，不易直接吹常溫空氣冷卻，而采用抽取 冷卻帶250°C 150°C區間的熱空氣進行冷卻，冷卻方式為上下部急吹式，即在窯體兩側窯 墻上部(窯頂與上層產品之間)與下部(窯車臺面與下層產品之間)各安裝一排急冷風噴 吹口進行冷卻，上下噴吹口交錯布置，在此處形成一道急冷氣幕，既達到了急冷的目的，又 防止產品因急劇冷卻而產生開裂，同時可阻止燒成帶的熱氣體向冷卻帶流動。由于抽風機 的作用，此時冷卻帶的熱空氣由急冷處向窯尾運動，至熱風抽出口處由冷卻風機抽出，由此 形成第一段熱風循環。經急冷后的產品進入冷卻帶850°C 550°C區間由耐熱循環風機抽取冷卻帶500°C 250°C區間的熱空氣進行緩慢退火，其方式為在該區間兩側窯墻的產品 碼放區域高度方向上按上、中、下位置交錯布置三排熱風噴吹口，在冷卻帶500°C 250°C 區間也設有熱風抽出口，其布置形式與850°C 550°C區間相同，這種布置形式可在窯內橫 斷面上形成熱氣流的強烈擾動，縮小溫差，在窯內長度方向上也可方便地調節退火速率，同 樣，由于耐熱循環風機的作用形成第二段熱風循環。在耐熱風機熱風入口設有配風口，以調 節進入風機內空氣的溫度。同時，這種退火方式可使冷卻帶鼓入和抽出的氣體量達到平衡， 從而不干擾燒成帶。本發明的有益效果是采用二段熱風循環退火技術，加強了熱氣流攪動，增大了對 流換熱效果，均勻了斷面溫度分布，方便調節退火速度，消除產品應力，避免了窯內上層和 下層、產品邊部和中間部位及產品表面和內部溫差過大致使產品產生變形、炸裂等問題，優 化了微晶玻璃板退火工藝，提高了產品的質量。本發明適合于斷面空間尺寸為寬1400mm 2200mm，高1500mm 2500mm的微晶玻
璃隧道式晶化窯，適合于燒制5 9層微晶玻璃板。特別適合燒結法建筑裝飾微晶玻璃的 退火冷卻。
圖2是本發明冷卻帶熱氣體流動示意圖(俯視圖)。圖3是圖1中A-A斷面圖(急冷段噴吹口)。圖4是圖1中B-B斷面圖(緩冷段噴吹口)。圖中標號1-急冷段，2-冷卻帶緩冷段(850°C 550°C區間)，3_第一冷卻帶 (500°C 250°C區間)，4_第二冷卻帶(250°C 150°C區間)，5-窯尾冷卻段，6-窯車臺面， 7-燒成帶保溫區，8-急冷風噴吹口，9-急冷風機，10-熱循環風噴吹口，11-耐熱循環風機， 12-耐熱循環風機配風口，13-第一熱循環風抽風口，14-第二熱循環風抽風口，15-窯尾冷 卻風機，16-產品碼放區域(冷卻帶微晶玻璃碼放區)；17-表示產品前進方向，18-表示急 冷段熱風循環冷卻氣流前進方向，19-表示緩冷段熱風循環冷卻氣流前進方向，20-第一熱 風循環管，21-第二熱風循環管，22-窯體，23-急冷風噴吹口支管，24-熱循環風噴吹口支 管。
具體實施例方式下面結合附圖和實例對本發明進一步說明。如圖1、圖2、圖3、圖4所示，微晶玻璃隧道式晶化窯的二段熱風循環的退火和冷卻 處理系統，它包括隧道式晶化窯的退火和冷卻處理系統的窯體22，窯體22內從燒成帶保溫 區7至窯尾出口(即按產品前進方向17)按溫度范圍劃分有急冷段1、冷卻帶緩冷段2、第 一冷卻帶3、第二冷卻帶4、窯尾冷卻段5，1120°C 950°C區間為急冷段1，850°C 550°C區 間為冷卻帶緩冷段2，500°C 250°C區間為第一冷卻帶3，250°C 150°C區間為第二冷卻帶 4，150°C 50°C區間為窯尾冷卻段5 ；急冷段1的兩側窯墻的上部與下部均設有急冷風口，急冷風口與急冷風支管相連 通，所有急冷風支管與急冷風管相連通，急冷風管與急冷風機的輸出口相連通；急冷段1的兩側窯墻上部(窯頂與上層產品之間)與兩側窯墻下部(窯車臺面6與下層產品之間)各 安裝一排急冷風噴吹口 8，兩側窯墻上部的急冷風噴吹口與兩側窯墻下部的急冷風噴吹口 采用交錯布置形式(如圖1所示)；急冷風噴吹口 8與急冷風噴吹口支管23相連通，每一 急冷風噴吹口支管23上設有調節閥門，所有急冷風噴吹口支管23均與第二熱風循環管21 的輸出端口相連通，第二熱風循環管21上設有急冷風機9 [由急冷風機9抽取第二冷卻帶 4(250°C 150°C區間)處的熱空氣，并噴入窯內進行強制冷卻，形成第一段完整的熱風冷 卻循環，在急冷風噴吹口支管上設有調節閥門，以調節此處的冷卻強度]；急冷段長度范圍 2m 8m ；冷卻帶緩冷段2的兩側窯墻上分別設有三排熱循環風噴吹口 10 (三排熱循環風噴 吹口交錯布置)，第一排熱循環風噴吹口 10位于產品碼放區域(圖1中的虛線部分)16的 上端部，第二排熱循環風噴吹口 10位于產品碼放區域16的中部，第三排熱循環風噴吹口 10 位于產品碼放區域16的下端部；熱循環風噴吹口與熱循環風噴吹口支管相連通，熱循環風 噴吹口支管上設有調節閥門，所有熱循環風噴吹口支管均與第一熱風循環管20的輸出端 口相連通，第一熱風循環管20上設有耐熱循環風機11 (耐熱循環風機11的輸入端設有耐 熱循環風機配風口 12 ；由耐熱循環風機11抽取冷卻帶500°C 250°C區間3處的熱空氣， 并噴入窯內進行產品緩慢退火冷卻，形成又一段完整熱風循環)；冷卻帶緩冷段2的長度范 圍 16m 30m ；第一冷卻帶3的兩側窯墻上分別設有三排第一熱循環風抽風口 13 (三排第一熱循 環風抽風口 13交錯布置)，第一排第一熱循環風抽風口 13位于產品碼放區域16的上端部 (方向)，第二排第一熱循環風抽風口 13位于產品碼放區域16的中部(方向)，第三排第一 熱循環風抽風口 13位于產品碼放區域16的下端部(方向)；第一熱循環風抽風口 13與第 一熱循環風抽風口支管相連通，第一熱循環風抽風口支管上設有調節閥門(以控制區間熱 空氣抽出流量，調節斷面溫度，調整冷卻速率)，所有第一熱循環風抽風口支管均與第一熱 風循環管20的輸入端口相連通；此區間長度范圍16m 36m ；第二冷卻帶4的兩側窯墻上分別設有三排第二熱循環風抽風口 14 (三排第二熱循 環風抽風口 14交錯布置)，第一排第二熱循環風抽風口 14位于產品碼放區域16的上端部 (方向)，第二排第二熱循環風抽風口 14位于產品碼放區域16的中部(方向)，第三排第二 熱循環風抽風口 14位于產品碼放區域16的下端部(方向)，第二熱循環風抽風口 14與第 二熱循環風抽風口支管相連通，第二熱循環風抽風口支管上設有調節閥門(以控制區間熱 空氣抽出流量，調節斷面溫度，調整冷卻速率)，所有第二熱循環風抽風口支管均與第二熱 風循環管21的輸入端口相連通；此區間長度范圍6m 16m ；窯尾冷卻段5的兩側窯墻上分別設有窯尾冷卻口，窯尾冷卻口與窯尾冷卻口支管 相連通，窯尾冷卻口支管上設有調節閥門，所有窯尾冷卻口支管均與窯尾冷卻管的輸出端 口相連通，窯尾冷卻管的輸入端口與窯尾冷卻風機15的輸出端口相連通。效果比較采用現有的微晶玻璃隧道式晶化窯的退火和冷卻處理系統，有20% 30%的產品出現變形、炸裂等質量問題。而采用本發明后，產品的變形、炸裂等缺陷控制在 5 %以內，本發明明顯提高了產品的質量。
權利要求
微晶玻璃隧道式晶化窯的二段熱風循環的退火和冷卻處理系統，它包括隧道式晶化窯的退火和冷卻處理系統的窯體(22)，窯體(22)內從燒成帶保溫區(7)至窯尾出口按溫度范圍劃分有急冷段(1)、冷卻帶緩冷段(2)、第一冷卻帶(3)、第二冷卻帶(4)、窯尾冷卻段(5)，1120℃～950℃區間為急冷段(1)，850℃～550℃區間為冷卻帶緩冷段(2)，500℃～250℃區間為第一冷卻帶(3)，250℃～150℃區間為第二冷卻帶(4)，150℃～50℃區間為窯尾冷卻段(5)；急冷段(1)的兩側窯墻的上部與下部設有急冷風口，急冷風口與急冷風支管相連通，所有急冷風支管與急冷風管相連通，急冷風管與急冷風機的輸出口相連通；窯尾冷卻段(5)的兩側窯墻上分別設有窯尾冷卻口，窯尾冷卻口與窯尾冷卻口支管相連通，窯尾冷卻口支管上設有調節閥門，所有窯尾冷卻口支管均與窯尾冷卻管的輸出端口相連通，窯尾冷卻管的輸入端口與窯尾冷卻風機(15)的輸出端口相連通；其特征在于急冷段(1)的兩側窯墻上部與兩側窯墻下部各安裝一排急冷風噴吹口(8)，兩側窯墻上部的急冷風噴吹口與兩側窯墻下部的急冷風噴吹口采用交錯布置形式；急冷風噴吹口(8)與急冷風噴吹口支管(23)相連通，每一急冷風噴吹口支管(23)上設有調節閥門，所有急冷風噴吹口支管(23)均與第二熱風循環管(21)的輸出端口相連通，第二熱風循環管(21)上設有急冷風機(9)；冷卻帶緩冷段(2)的兩側窯墻上分別設有三排熱循環風噴吹口(10)，第一排熱循環風噴吹口(10)位于產品碼放區域(16)的上端部，第二排熱循環風噴吹口(10)位于產品碼放區域(16)的中部，第三排熱循環風噴吹口(10)位于產品碼放區域(16)的下端部；熱循環風噴吹口與熱循環風噴吹口支管相連通，熱循環風噴吹口支管上設有調節閥門，所有熱循環風噴吹口支管均與第一熱風循環管(20)的輸出端口相連通，第一熱風循環管(20)上設有耐熱循環風機(11)；第一冷卻帶(3)的兩側窯墻上分別設有三排第一熱循環風抽風口(13)，第一排第一熱循環風抽風口(13)位于產品碼放區域(16)的上端部，第二排第一熱循環風抽風口(13)位于產品碼放區域(16)的中部，第三排第一熱循環風抽風口(13)位于產品碼放區域(16)的下端部；第一熱循環風抽風口(13)與第一熱循環風抽風口支管相連通，第一熱循環風抽風口支管上設有調節閥門，所有第一熱循環風抽風口支管均與第一熱風循環管(20)的輸入端口相連通；第二冷卻帶(4)的兩側窯墻上分別設有三排第二熱循環風抽風口(14)，第一排第二熱循環風抽風口(14)位于產品碼放區域(16)的上端部，第二排第二熱循環風抽風口(14)位于產品碼放區域(16)的中部，第三排第二熱循環風抽風口(14)位于產品碼放區域(16)的下端部，第二熱循環風抽風口(14)與第二熱循環風抽風口支管相連通，第二熱循環風抽風口支管上設有調節閥門，所有第二熱循環風抽風口支管均與第二熱風循環管(21)的輸入端口相連通。
2.根據權利要求1所述的微晶玻璃隧道式晶化窯的二段熱風循環的退火和冷卻處理 系統，其特征在于所述的耐熱循環風機(11)的輸入端設有耐熱循環風機配風口(12)。
全文摘要
本發明屬于燒結法微晶玻璃的退火技術領域。微晶玻璃隧道式晶化窯的二段熱風循環的退火和冷卻處理系統；其特征在于急冷段的兩側窯墻上部與兩側窯墻下部各安裝一排急冷風噴吹口，急冷風噴吹口與急冷風噴吹口支管相連通，所有急冷風噴吹口支管均與第二熱風循環管的輸出端口相連通；冷卻帶緩冷段的兩側窯墻上分別設有三排熱循環風噴吹口，熱循環風噴吹口與熱循環風噴吹口支管相連通，所有熱循環風噴吹口支管均與第一熱風循環管的輸出端口相連通；所有第一熱循環風抽風口支管均與第一熱風循環管的輸入端口相連通；所有第二熱循環風抽風口支管均與第二熱風循環管的輸入端口相連通。該退火和冷卻處理系統能提高產品質量，減少產品的變形、炸裂等缺陷。
文檔編號C03B25/00GK101880124SQ20101019036
公開日2010年11月10日 申請日期2010年5月28日 優先權日2010年5月28日
發明者何峰, 李詩文, 湯李纓, 程金樹, 謝俊 申請人:武漢理工大學