本發明屬于玻璃材料領域，具體涉及一種超大口徑高溫集熱管專用玻璃及用其制備玻璃管的方法。
背景技術：
大口徑高溫集熱管是槽式光熱發電技術中的關鍵核心器件，其性能將決定光熱轉換效率。其構造為內管是不銹鋼管，不銹鋼管兩端連接有金屬膨脹節，膨脹節材質多為鎢、鉬、可伐合金材料，金屬管外表面需要鍍高吸收低發射膜，加強內管的能量吸收作用；外管為透明玻璃管材料，要求其光譜透率好，化學穩定性和抗曝曬性好。將集熱管不銹鋼內管與玻璃外管通過金屬膨脹節連接在一起，使之內外管之間形成真空，可有效阻絕了吸收在內管介質中的熱量外溢，因此要求金屬管與玻璃管之間具有較好的氣密性。
傳統玻璃材料為了追求優良的熔化澄清效果，大量使用氧化砷、氧化銻、氧化鈰，會導致抗曝曬性能差，容易產生黃變，影響透光率，如果用于集熱管，將導致熱量收集能力的下降；同時氧化砷、氧化銻也是歐盟明令限制使用的成份，其不符合環保要求。集熱管用玻璃管一般都需要進行熱加工封接工藝，首先，含有氧化砷、氧化銻的玻璃管因火焰的還原氣氛會導致表面發黑；其次使用硫酸鹽作為澄清劑的玻璃內由于殘留的SO3會生成小氣泡，甚至更大，將導致玻璃封接處的機械強度及性能變差，如果使用氟化物作為澄清劑，會對窯爐耐火材料產生較大的侵蝕，并且澄清效率較低，同時對環境產生污染；再者，槽式光熱發電用集熱器是長期在自然環境下使用，要求其化學穩定性極佳，應避免其玻璃表面產生風化現象，以防對太陽光譜透過率的影響。
因此，超大口徑高溫集熱管所使用的玻璃至少應具備優異的封接性、高防曝曬性、高機械強度和高化學穩定性。
技術實現要素：
本發明的第一目的在于提供一種超大口徑高溫集熱管（直徑100~350mm）專用玻璃；本發明的第二目的在于提供一種制備高溫集熱管用玻璃管的方法。該超大口徑高溫集熱管專用玻璃封接性好、防曝曬性強、機械強度高、化學穩定性高。
本發明的上述目的是通過下面的技術方案得以實現的：
一種高溫集熱管專用玻璃，通過如下重量份的原料制備而成：石英砂，30~60份；硼砂，10~30份；硼酸，5~10份；氫氧化鋁，1~8份；硝酸鉀，1~8份；碳酸鉀，1~8份；氧化鈰，0.5~5份；氧化鈹，1~3份；氧化鎂，0.6~0.8份；碎玻璃，10~20份；氧化鈣和氧化錫共7~9份，所述氧化鈣和氧化錫的重量份之比為6~8:1。
進一步地，所述的高溫集熱管專用玻璃通過如下重量份的原料制備而成：石英砂，45份；硼砂，20份；硼酸，7.5份；氫氧化鋁，4.5份；硝酸鉀，4.5份；碳酸鉀，4.5份；氧化鈰，2.5份；氧化鈹，2份；氧化鎂，0.7份；碎玻璃，15份；氧化鈣和氧化錫共8份，所述氧化鈣和氧化錫的重量份之比為7:1。
進一步地，所述的高溫集熱管專用玻璃通過如下重量份的原料制備而成：石英砂，30份；硼砂，10份；硼酸，5份；氫氧化鋁，1份；硝酸鉀，1份；碳酸鉀，1份；氧化鈰，0.5份；氧化鈹，1份；氧化鎂，0.6份；碎玻璃，10份；氧化鈣和氧化錫共7份，所述氧化鈣和氧化錫的重量份之比為6:1。
進一步地，所述的高溫集熱管專用玻璃通過如下重量份的原料制備而成：石英砂，60份；硼砂，30份；硼酸，10份；氫氧化鋁，8份；硝酸鉀，8份；碳酸鉀，8份；氧化鈰，5份；氧化鈹，3份；氧化鎂，0.8份；碎玻璃，20份；氧化鈣和氧化錫共9份，所述氧化鈣和氧化錫的重量份之比為8:1。
一種利用上述高溫集熱管專用玻璃制備玻璃管的方法，包括如下所述的制備步驟：
步驟S1，原料配制：將各原料混合均勻得到配合料，輸送至玻璃熔制工序的熔爐前；
步驟S2，玻璃熔制：將配制好的配合料加入玻璃熔爐，用全電熔的方法將玻璃液加熱，完成玻璃的熔化、澄清、均化，再通過流液洞、上升道、料道，將玻璃液冷卻流入料碗；
步驟S3，玻璃管成型：料碗玻璃液通過端頭后，由牽引機拉制成高溫集熱管用的玻璃管；
步驟S4，精切圓口：將拉制成型的玻璃管按設計的規格要求，采用玻璃管切割裝置進行切割后，再輸送到專用圓口機上燒圓；
步驟S5，檢驗包裝：產品經退火爐退火，檢驗合格后包裝入庫。
優選地，步驟S2具體為：將配制好的配合料加入玻璃熔爐，用全電熔的方法，將玻璃液加熱到1400~1600℃，完成玻璃的熔化、澄清、均化，再通過流液洞、上升道、料道，將玻璃液冷卻至1200~1300℃后，流入料碗。
優選地，步驟S3具體為：料碗玻璃液通過端頭后，由垂直牽引機拉制成Φ100~350mm的高溫集熱管用玻璃管。
本發明的優點：
本發明提供的超大口徑高溫集熱管專用玻璃封接性好、防曝曬性強、機械強度高、化學穩定性高，適合用于制備優質高能效的高溫集熱管用玻璃管，有助于提高光熱轉換效率。
具體實施方式
下面結合實施例進一步說明本發明的實質性內容，但并不以此限定本發明保護范圍。盡管參照較佳實施例對本發明作了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的實質和范圍。
本發明的碎玻璃可以使用玻璃管制備過程產生的殘次品制成，將殘次品粉碎即可。
實施例1：高溫集熱管專用玻璃及玻璃管的制備
原料重量份比：
石英砂，45份；硼砂，20份；硼酸，7.5份；氫氧化鋁，4.5份；硝酸鉀，4.5份；碳酸鉀，4.5份；氧化鈰，2.5份；氧化鈹，2份；氧化鎂，0.7份；碎玻璃，15份；氧化鈣和氧化錫共8份，所述氧化鈣和氧化錫的重量份之比為7:1。
制備方法：
步驟S1，原料配制：將各原料混合均勻得到配合料，輸送至玻璃熔制工序的熔爐前；
步驟S2，玻璃熔制：將配制好的配合料加入玻璃熔爐，用全電熔的方法，將玻璃液加熱到1400~1600℃，完成玻璃的熔化、澄清、均化，再通過流液洞、上升道、料道，將玻璃液冷卻至1200~1300℃后，流入料碗；
步驟S3，玻璃管成型：料碗玻璃液通過端頭后，由垂直牽引機拉制成Φ100~350mm的高溫集熱管用玻璃管；
步驟S4，精切圓口：將拉制成型的玻璃管按設計的規格要求，采用玻璃管切割裝置進行切割后，再輸送到專用圓口機上燒圓；
步驟S5，檢驗包裝：產品經退火爐退火，檢驗合格后包裝入庫。
實施例2：高溫集熱管專用玻璃及玻璃管的制備
原料重量份比：
石英砂，30份；硼砂，10份；硼酸，5份；氫氧化鋁，1份；硝酸鉀，1份；碳酸鉀，1份；氧化鈰，0.5份；氧化鈹，1份；氧化鎂，0.6份；碎玻璃，10份；氧化鈣和氧化錫共7份，所述氧化鈣和氧化錫的重量份之比為6:1。
制備方法：
步驟S1，原料配制：將各原料混合均勻得到配合料，輸送至玻璃熔制工序的熔爐前；
步驟S2，玻璃熔制：將配制好的配合料加入玻璃熔爐，用全電熔的方法，將玻璃液加熱到1400~1600℃，完成玻璃的熔化、澄清、均化，再通過流液洞、上升道、料道，將玻璃液冷卻至1200~1300℃后，流入料碗；
步驟S3，玻璃管成型：料碗玻璃液通過端頭后，由垂直牽引機拉制成Φ100~350mm的高溫集熱管用玻璃管；
步驟S4，精切圓口：將拉制成型的玻璃管按設計的規格要求，采用玻璃管切割裝置進行切割后，再輸送到專用圓口機上燒圓；
步驟S5，檢驗包裝：產品經退火爐退火，檢驗合格后包裝入庫。
實施例3：高溫集熱管專用玻璃及玻璃管的制備
原料重量份比：
石英砂，60份；硼砂，30份；硼酸，10份；氫氧化鋁，8份；硝酸鉀，8份；碳酸鉀，8份；氧化鈰，5份；氧化鈹，3份；氧化鎂，0.8份；碎玻璃，20份；氧化鈣和氧化錫共9份，所述氧化鈣和氧化錫的重量份之比為8:1。
制備方法：
步驟S1，原料配制：將各原料混合均勻得到配合料，輸送至玻璃熔制工序的熔爐前；
步驟S2，玻璃熔制：將配制好的配合料加入玻璃熔爐，用全電熔的方法，將玻璃液加熱到1400~1600℃，完成玻璃的熔化、澄清、均化，再通過流液洞、上升道、料道，將玻璃液冷卻至1200~1300℃后，流入料碗；
步驟S3，玻璃管成型：料碗玻璃液通過端頭后，由垂直牽引機拉制成Φ100~350mm的高溫集熱管用玻璃管；
步驟S4，精切圓口：將拉制成型的玻璃管按設計的規格要求，采用玻璃管切割裝置進行切割后，再輸送到專用圓口機上燒圓；
步驟S5，檢驗包裝：產品經退火爐退火，檢驗合格后包裝入庫。
實施例4：高溫集熱管專用玻璃及玻璃管的制備
原料重量份比：
石英砂，45份；硼砂，20份；硼酸，7.5份；氫氧化鋁，4.5份；硝酸鉀，4.5份；碳酸鉀，4.5份；氧化鈰，2.5份；氧化鈹，2份；氧化鎂，0.7份；碎玻璃，15份；氧化鈣和氧化錫共8份，所述氧化鈣和氧化錫的重量份之比為6:1。
制備方法：
步驟S1，原料配制：將各原料混合均勻得到配合料，輸送至玻璃熔制工序的熔爐前；
步驟S2，玻璃熔制：將配制好的配合料加入玻璃熔爐，用全電熔的方法，將玻璃液加熱到1400~1600℃，完成玻璃的熔化、澄清、均化，再通過流液洞、上升道、料道，將玻璃液冷卻至1200~1300℃后，流入料碗；
步驟S3，玻璃管成型：料碗玻璃液通過端頭后，由垂直牽引機拉制成Φ100~350mm的高溫集熱管用玻璃管；
步驟S4，精切圓口：將拉制成型的玻璃管按設計的規格要求，采用玻璃管切割裝置進行切割后，再輸送到專用圓口機上燒圓；
步驟S5，檢驗包裝：產品經退火爐退火，檢驗合格后包裝入庫。
實施例5：高溫集熱管專用玻璃及玻璃管的制備
原料重量份比：
石英砂，45份；硼砂，20份；硼酸，7.5份；氫氧化鋁，4.5份；硝酸鉀，4.5份；碳酸鉀，4.5份；氧化鈰，2.5份；氧化鈹，2份；氧化鎂，0.7份；碎玻璃，15份；氧化鈣和氧化錫共8份，所述氧化鈣和氧化錫的重量份之比為8:1。
制備方法：
步驟S1，原料配制：將各原料混合均勻得到配合料，輸送至玻璃熔制工序的熔爐前；
步驟S2，玻璃熔制：將配制好的配合料加入玻璃熔爐，用全電熔的方法，將玻璃液加熱到1400~1600℃，完成玻璃的熔化、澄清、均化，再通過流液洞、上升道、料道，將玻璃液冷卻至1200~1300℃后，流入料碗；
步驟S3，玻璃管成型：料碗玻璃液通過端頭后，由垂直牽引機拉制成Φ100~350mm的高溫集熱管用玻璃管；
步驟S4，精切圓口：將拉制成型的玻璃管按設計的規格要求，采用玻璃管切割裝置進行切割后，再輸送到專用圓口機上燒圓；
步驟S5，檢驗包裝：產品經退火爐退火，檢驗合格后包裝入庫。
實施例6：對比實施例
原料重量份比：
石英砂，45份；硼砂，20份；硼酸，7.5份；氫氧化鋁，4.5份；硝酸鉀，4.5份；碳酸鉀，4.5份；氧化鈰，2.5份；氧化鈹，2份；氧化鎂，0.7份；碎玻璃，15份；氧化鈣和氧化錫共8份，所述氧化鈣和氧化錫的重量份之比為5:1。
制備方法：
步驟S1，原料配制：將各原料混合均勻得到配合料，輸送至玻璃熔制工序的熔爐前；
步驟S2，玻璃熔制：將配制好的配合料加入玻璃熔爐，用全電熔的方法，將玻璃液加熱到1400~1600℃，完成玻璃的熔化、澄清、均化，再通過流液洞、上升道、料道，將玻璃液冷卻至1200~1300℃后，流入料碗；
步驟S3，玻璃管成型：料碗玻璃液通過端頭后，由垂直牽引機拉制成Φ100~350mm的高溫集熱管用玻璃管；
步驟S4，精切圓口：將拉制成型的玻璃管按設計的規格要求，采用玻璃管切割裝置進行切割后，再輸送到專用圓口機上燒圓；
步驟S5，檢驗包裝：產品經退火爐退火，檢驗合格后包裝入庫。
實施例7：對比實施例
原料重量份比：
石英砂，45份；硼砂，20份；硼酸，7.5份；氫氧化鋁，4.5份；硝酸鉀，4.5份；碳酸鉀，4.5份；氧化鈰，2.5份；氧化鈹，2份；氧化鎂，0.7份；碎玻璃，15份；氧化鈣和氧化錫共8份，所述氧化鈣和氧化錫的重量份之比為9:1。
制備方法：
步驟S1，原料配制：將各原料混合均勻得到配合料，輸送至玻璃熔制工序的熔爐前；
步驟S2，玻璃熔制：將配制好的配合料加入玻璃熔爐，用全電熔的方法，將玻璃液加熱到1400~1600℃，完成玻璃的熔化、澄清、均化，再通過流液洞、上升道、料道，將玻璃液冷卻至1200~1300℃后，流入料碗；
步驟S3，玻璃管成型：料碗玻璃液通過端頭后，由垂直牽引機拉制成Φ100~350mm的高溫集熱管用玻璃管；
步驟S4，精切圓口：將拉制成型的玻璃管按設計的規格要求，采用玻璃管切割裝置進行切割后，再輸送到專用圓口機上燒圓；
步驟S5，檢驗包裝：產品經退火爐退火，檢驗合格后包裝入庫。
實施例8：效果實施例
分別測試實施例1~7高溫集熱管專用玻璃的封接性、防曝曬性、機械強度和化學穩定性。
封接性能評價：潤濕角測量是將玻璃研磨成粉末壓制Φ4×6mm柱放于金屬材料（鎢、鉬、可伐合金等）上進行加熱過程，在燒結過程中觀察和度量潤濕角度，用于評價玻璃與金屬的封接性能，若潤濕角度小于21°，則表明潤濕性能優良。
防曝曬性評價：制作1mm厚度玻璃雙面鏡面拋光，紫外線照射前，測試光譜透光率為80％時的波長，然后放置于功率40W，主波長254nm紫外燈的正下方200mm處，照射120min，然后在測試前的波長位置再次測量其透過率，ΔT越小，即玻璃抗曝曬性越好。
機械強度評價：機械強度主要以考察玻璃的抗折強度來評價其抗受自然環境的外界沖擊的影響，抗折強度大證明其韌性較好，不易破損。抗折強度評價參考GB/T3810.3-2006標準，玻璃樣品制備斷面尺寸大于10×10mm，樣品長度大于80mm，樣品需要嚴格退火，去除應力，玻璃表面不予任何加工。
結果實施例1~7制備的高溫集熱管專用玻璃均具有良好的防曝曬性、機械強度和化學穩定性，但是，實施例6、7的封接性能相對較差，各實施例潤濕角度如下：
實施例1，15°；實施例2，18°；實施例3，17°；實施例4，18°；實施例5，17°；實施例6，24°；實施例7，25°。
結果表明，本發明提供的超大口徑高溫集熱管專用玻璃封接性好、防曝曬性強、機械強度高、化學穩定性高，適合用于制備優質的高溫集熱管用玻璃管，有助于提高光熱轉換效率。
上述實施例的作用在于說明本發明的實質性內容，但并不以此限定本發明的保護范圍。本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的實質和保護范圍。