專利名稱：一種燒制琉璃件的專用電窯及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種窯爐，尤其涉及一種燒制琉璃件的專用電窯及控制方法。
技術(shù)背景琉璃就其材質(zhì)來說，它與玻璃無異，但產(chǎn)品鑄造幾經(jīng)火中來，水里去，其工藝十分 復(fù)雜。人們在贊賞其外表精美與細(xì)致的同時，更注重其藝術(shù)創(chuàng)造價值，使其成為一種藝 術(shù)品， 一種精神產(chǎn)品，來倍加珍惜與愛護(hù)。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，物質(zhì)生活水平的提高，人 們的價值觀念、生活品味、生活情趣的改變以及人們交往的增多，琉璃飾品越來越受到 更多人的關(guān)注和喜愛。具體而言，玻璃是以石英砂、純堿、長石和石灰石等為主要原料 經(jīng)熔融、成形、冷卻固化而成的一種非結(jié)晶體無機材料，水晶玻璃是指玻璃原料加上氧 化鉛煉制而成的一種玻璃材料，對于所加入氧化鉛的比例，世界各國因其習(xí)慣各有不同， 如歐盟的百分之十，而一般而言當(dāng)氧化鉛的比例達(dá)到百分之二十四以上時，玻璃的透光 度和折射度倶佳，同時也較重較軟適合燒制精制的玻璃藝術(shù)品?，F(xiàn)今無論是光學(xué)玻璃、 平板玻璃、水晶玻璃、或是硼砂玻璃等材質(zhì)所創(chuàng)作之作品，皆通稱為玻璃藝術(shù)品，琉璃 一般是指加入各種氧化物燒制而成的有色玻璃作品，只是玻璃的一個種類，其范疇遠(yuǎn)較 玻璃要小。由于產(chǎn)品的特殊性，需要有與之相配套的生產(chǎn)加工設(shè)備?，F(xiàn)有的窯爐多用于 對陶土的加工，其溫度相》J較S，且lA)S的M庋不夠穩(wěn)走，問時存在窯爐制作成本較高、 進(jìn)料不方便、產(chǎn)能小的缺點。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，提供一種工藝簡單、進(jìn)料方便、 自動控溫、節(jié)能高效、成本低廉的燒制琉璃件的專用電窯及控制方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為 一種燒制琉璃件的專用電窯，包括 底座，爐壁，爐蓋和電爐絲，采取的技術(shù)措施包括爐壁為頂端和底端均開口的筒體， 并且爐壁頂端連接有爐蓋；爐蓋貫穿設(shè)置有至少一個熱電耦，能有效探測爐腔內(nèi)的溫度； 爐壁底端連接有底座；爐壁內(nèi)側(cè)制有至少一條能支撐中間隔板的凹槽；凹槽內(nèi)安裝有電 爐絲，在實現(xiàn)加熱的同時，凹槽能均勻、穩(wěn)定的對物料進(jìn)行二次加熱。為優(yōu)化上述技術(shù)方案，采取的技術(shù)措施還包括為了減少能耗，上述底座、爐壁、爐蓋由耐火磚制成，中間隔板由碳化硅網(wǎng)板制成。上述爐壁側(cè)面制有一個開孔，上述開孔配合設(shè)置有爐門，能方便的實現(xiàn)大批量物料 的進(jìn)出，同時爐門省略了不必要的部件，節(jié)省成本。上述熱電耦連接有第一導(dǎo)線；上述電爐絲兩端連接有第二導(dǎo)線和第三導(dǎo)線；上述第 一導(dǎo)線、第二導(dǎo)線和第三導(dǎo)線連接溫控設(shè)備，溫控設(shè)備通過熱電耦探測到的溫度信號后， 對加熱電路的控制以達(dá)到加熱的自動控制。上述底座、爐壁和爐蓋的厚度至少為IO厘米；上述爐壁2高度為0.5米至2米； 上述凹槽的截面包括三角形或矩形或半圓形，有利于對電爐絲的固定和輻射熱量的充分 利用。一種燒制琉璃件的專用電窯的控制方法，包括溫度控制，壓力控制，氣氛控制，其中溫度控制是通過熱電偶溫度計進(jìn)行溫度測量，以即時將溫度控制范圍在100度至 1300度；壓力控制是通過電氣式壓力計測定專用電窯內(nèi)腔某點絕對壓力和相對壓力；工 藝要求，琉璃液面壓力為零壓或微正壓，而在專用電窯碹頂處壓力控制在15-20PA;氣 氛控制是通過電窯內(nèi)氣氛性質(zhì)的判斷方法，電窯內(nèi)氣氛性質(zhì)中將電窯內(nèi)腔氣體按其化學(xué) 組成及其氧化或還原的能力分為氧化性氣氛、中性氣氛和還原氣氛三種，氧化性氣氛對 應(yīng)明亮火焰，中性氣氛對應(yīng)灰亮火焰，還原氣氛對應(yīng)發(fā)渾火焰，根據(jù)專用電窯內(nèi)腔火焰 的亮度以即時實施氣氛控制。溫度控制范圍自行設(shè)置14條溫度曲，其中電窯燒制溫度室溫為1150度；操作程序升溫階段(I)室溫-IOO度，恒溫60分鐘；(2) 100-200度，恒溫60分 鐘；(3)200-300度，恒溫60分鐘；在300度以下不能突然升溫，防止琉璃體積膨脹過 快造成制品破裂，每小時升溫控制在IOO度左右；(4) 300-400度，恒溫100分鐘； (5)400-600度，恒溫100分鐘；(6)600-700度，恒溫100分鐘；(7)700-800度，恒溫 100分鐘；(8) 800-900度，恒溫100分鐘；(9) 900-1000度，恒溫100分鐘；(10)1000-1150 度，恒溫30分鐘；從1000-1150度應(yīng)采取快速升溫，防止琉璃析晶；降溫階段(11) 1150-1000度，恒溫300分鐘；每小時降溫10-15度，緩慢均勻降 溫有助于消除琉璃的應(yīng)力；(12) 1000-700度，恒溫800分鐘；每小時降溫15-20度； (13) 700-350度，恒溫800分鐘，每小時降溫25-30度;(14)溫度降至350度，關(guān)閉電 源，自行冷卻1440分鐘。上述的氣氛控制中氧化性氣氛為當(dāng)窯內(nèi)空氣過剩系數(shù)大于1，燃燒產(chǎn)物中有多余的 氧，具有氧化能力；氣氛控制中中性氣氛為當(dāng)窯內(nèi)空氣過剩系數(shù)等于l，燃燒產(chǎn)物中無 多余的氧和無未燃燒完全的一氧化碳者；氣氛控制中還原氣氛為當(dāng)窯內(nèi)空氣過剩系數(shù)小 于l，燃燒產(chǎn)物中含有一定量的一氧化碳，具有還原能力。上述的溫度控制步驟將待燒制琉璃件放置在由碳化硅網(wǎng)板制成的中間隔板上，預(yù) 先確定溫度給定值；將作為控制器的溫控設(shè)備通過熱電耦探測到的溫度信號后，對加熱 電路的控制以達(dá)到加熱的自動控制，將控制器輸出到作為執(zhí)行器的電爐絲，對外界干擾 進(jìn)行即時輸出控制變量控制專用電窯腔內(nèi)的溫度，以便對作為對象的待燒制琉璃件精確 燒制，將作為測量元件變送器的熱電耦對于來自待燒制琉璃件的被控變量進(jìn)行測量，反 饋到控制器修正偏差。與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本發(fā)明的爐壁內(nèi)側(cè)制有凹槽，并內(nèi)嵌電爐絲，在同等條件下 能有效重復(fù)利用余熱。而且，本發(fā)明具有熱電耦，并連接溫控設(shè)備，在對溫控設(shè)備進(jìn)行 溫度和加熱步驟的設(shè)置后，通過熱電耦探測到的溫度信號，溫控設(shè)備對加熱電路的控制 以達(dá)到加熱的自動控制，可適用與不同物料的加工。電窯與傳統(tǒng)的火焰加熱熔融爐相比 有著很大的優(yōu)勢；由于利用琉璃液直接作為焦耳熱效應(yīng)的導(dǎo)電體，所以電窯的熱效率遠(yuǎn) 高于火焰熔融爐；另外，電窯的爐型結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小，控制平穩(wěn)且易操作，并減 少了原料中某些昂貴氧化物的飛散與揮發(fā)，降低噪聲和改善環(huán)境污染，穩(wěn)定熔化工藝和 提高產(chǎn)品品質(zhì)等，這些都是燃燒爐難以比擬的。燒制琉璃的專用電窯，由于采用碳化硅 網(wǎng)板作為中間隔板，將傳統(tǒng)一層改為多層，使電窯具有以下特點爐內(nèi)溫度均勻，工藝 穩(wěn)定,空間使用率大，產(chǎn)量高。


圖1是本發(fā)明實施例的左視剖視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明實施例的主視剖視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明實施例的溫度控制簡單原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。圖標(biāo)號說明底座l，爐壁2，爐蓋3，爐門4，電爐絲5，熱電耦6，第一導(dǎo)線7， 第二導(dǎo)線8，第三導(dǎo)線9，凹槽21。實施例如圖1所示， 一種燒制琉璃件的專用電窯，包括底座l，爐壁2，爐蓋3 和電爐絲4其特征是上述爐壁2為頂端和底端均開口的筒體，并且上述爐壁2頂端連接有上述爐蓋3;上述爐蓋3貫穿設(shè)置有一個熱電耦5;爐壁2底端連接有上述底座1;上述爐壁2內(nèi)側(cè)制有至少一條能支撐中間隔板的凹槽21;上述凹槽21內(nèi)安裝有上述電 爐絲4，在實現(xiàn)加熱的同時，凹槽能均勻、穩(wěn)定的對物料進(jìn)行二次加熱。為了減少能耗，上述底座l、爐壁2、爐蓋3由耐火磚制成，中間隔板由碳化硅網(wǎng) 板制成。爐壁2側(cè)面制有一個開孔，開孔配合設(shè)置有爐門4能方便的實現(xiàn)大批量物料的進(jìn)出， 同時爐門省略了不必要的部件，節(jié)省成本。熱電耦6連接有第一導(dǎo)線7;電爐絲4兩端連接有第二導(dǎo)線8和第三導(dǎo)線9;第一 導(dǎo)線7、第二導(dǎo)線8和第三導(dǎo)線9連接溫控設(shè)備。一種燒制琉璃件的專用電窯的控制方法，包括溫度控制，壓力控制，氣氛控制，其 中溫度控制是通過熱電偶溫度計進(jìn)行溫度測量，以即時將溫度控制范圍在100度至1300度；壓力控制是通過電氣式壓力計測定專用電窯內(nèi)腔某點絕對壓力和相對壓力；工藝要求，琉璃液面壓力為零壓或微正壓，而在專用電窯碹頂處壓力控制在15-20PA;氣 氛控制是通過電窯內(nèi)氣氛性質(zhì)的判斷方法，電窯內(nèi)氣氛性質(zhì)中將電窯內(nèi)腔氣體按其化學(xué) 組成及其氧化或還原的能力分為氧化性氣氛、中性氣氛和還原氣氛三種，氧化性氣氛對 應(yīng)明亮火焰，中性氣氛對應(yīng)灰亮火焰，還原氣氛對應(yīng)發(fā)渾火焰，根據(jù)專用電窯內(nèi)腔火焰 的亮度以即時實施氣氛控制。溫度控制范圍自行設(shè)置14條溫度曲，其中電窯燒制溫度室溫為1150度；操作程序升溫階段(1)室溫-IOO度，恒溫60分鐘；(2) 100-200度，恒溫60分 鐘；(3)200-300度，恒溫60分鐘；在300度以下不能突然升溫，防止琉璃體積膨脹過 快造成制品破裂，每小時升溫控制在100度左右；(4)300-400度，恒溫100分鐘； (5) 400-600度，恒溫100分鐘；(6)600-700度，恒溫100分鐘；(7) 700-800度，恒溫 100分鐘；(8)800-900度，恒溫100分鐘；(9)900-1000度，恒溫100分鐘；(10) 1000-1150 度，恒溫30分鐘；從1000-1150度應(yīng)采取快速升溫，防止琉璃析晶；降溫階段(11)1150-IOOO度，恒溫300分鐘；每小時降溫10-15度，緩慢均勻降溫 有助于消除琉璃的應(yīng)力；(12) 1000-700度，恒溫800分鐘；每小時降溫15-20度； (13)700-350度，恒溫800分鐘，每小時降溫25-30度；(14)溫度降至350度，關(guān)閉電源， 自行冷卻1440分鐘。氣氛控制中氧化性氣氛為當(dāng)窯內(nèi)空氣過剩系數(shù)大于l，燃燒產(chǎn)物中有多余的氧，具 有氧化能力；氣氛控制中中性氣氛為當(dāng)窯內(nèi)空氣過剩系數(shù)等于l，燃燒產(chǎn)物中無多余的 氧和無未燃燒完全的一氧化碳者；氣氛控制中還原氣氛為當(dāng)窯內(nèi)空氣過剩系數(shù)小于1， 燃燒產(chǎn)物中含有一定量的一氧化碳，具有還原能力。溫度控制步驟將待燒制琉璃件放置在由碳化硅網(wǎng)板制成的中間隔板上，預(yù)先確定 溫度給定值；將作為控制器的溫控設(shè)備通過熱電耦6探測到的溫度信號后，對加熱電路 的控制以達(dá)到加熱的自動控制，將控制器輸出到作為執(zhí)行器的電爐絲5，對外界干擾進(jìn) 行即時輸出控制變量控制專用電窯腔內(nèi)的溫度，以便對作為對象的待燒制琉璃件精確燒 制，將作為測量元件變送器的熱電耦6對于來自待燒制琉璃件的被控變量進(jìn)行測量，反 饋到控制器修正偏差。在使用過程中對本窯爐的爐腔溫度、加熱步驟進(jìn)行預(yù)設(shè)，以適應(yīng)不同物料的加工需 求。底座1、爐壁2和爐蓋3的厚度至少為10厘米；爐壁2高度為0. 5米至2米；凹槽 21的截面包括三角形或矩形或半圓形，有利于對電爐絲的固定和輻射熱量的充分利用。本技術(shù)方案能實現(xiàn)對溫度和加熱步驟的控制，并且由于采用了凹槽結(jié)構(gòu)，使內(nèi)腔的 溫度均勻、穩(wěn)定，同時本技術(shù)方案具有制作成本低廉、進(jìn)料方便、生產(chǎn)效率高的優(yōu)點。電窯與傳統(tǒng)的火焰加熱熔融爐相比有著很大的優(yōu)勢；由于利用琉璃液直接作為焦耳 熱效應(yīng)的導(dǎo)電體，所以電窯的熱效率遠(yuǎn)高于火焰熔融爐；另外，電窯的爐型結(jié)構(gòu)簡單， 占地面積小，控制平穩(wěn)且易操作，并減少了原料中某些昂貴氧化物的飛散與揮發(fā)，降低 噪聲和改善環(huán)境污染，穩(wěn)定熔化工藝和提高產(chǎn)品品質(zhì)等，這些都是燃燒爐難以比擬的。燒制琉璃的專用電窯，由于采用碳化硅網(wǎng)板作為中間隔板，將傳統(tǒng)一層改為多層， 使電窯具有以下特點爐內(nèi)溫度均勻，工藝穩(wěn)定，空間使用率大，產(chǎn)量高。其它與電熔爐 基本一樣。本發(fā)明的最佳實施例已被闡明，由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員做出的各種變化或改型都不 會脫離本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1、一種燒制琉璃件的專用電窯，包括底座(1)，爐壁(2)，爐蓋(3)和電爐絲(5)，其特征是所述的爐壁(2)為頂端和底端均開口的筒體，并且所述的爐壁(2)頂端連接有所述的爐蓋(3)；所述的爐蓋(3)貫穿設(shè)置有至少一個熱電耦(6)；爐壁(2)底端連接有所述的底座(1)；所述的爐壁(2)內(nèi)側(cè)制有至少一條能支撐中間隔板的凹槽(21)；所述的凹槽(21)內(nèi)安裝有所述的電爐絲(5)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燒制琉璃件的專用電窯，其特征是所述的底座(l)、 爐壁(2)、爐蓋(3)由耐火磚制成，中間隔板由碳化硅網(wǎng)板制成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種燒制琉璃件的專用電窯，其特征是所述的爐壁(2) 側(cè)面制有一個開孔，所述的開孔配合設(shè)置有爐門(4)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種燒制琉璃件的專用電窯，其特征是所述的熱 電耦(6)連接有第一導(dǎo)線(7);所述的電爐絲(4)兩端連接有第二導(dǎo)線(8)和第三導(dǎo)線(9); 所述的第一導(dǎo)線(7)、第二導(dǎo)線(8)和第三導(dǎo)線(9)連接溫控設(shè)備。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種燒制琉璃件的專用電窯，其特征是所述的底座(l)、 爐壁(2)和爐蓋(3)的厚度至少為IO厘米；所述的爐壁(2)高度為0.5米至2米；所述的 凹槽(21)的截面包括三角形或矩形或半圓形。
6、 一種燒制琉璃件的專用電窯的控制方法，包括溫度控制，壓力控制，氣氛控制， 其特征是所述的溫度控制是通過熱電偶溫度計進(jìn)行溫度測量，以即時將溫度控制范圍 在100度至1300度；所述的壓力控制是通過電氣式壓力計測定專用電窯內(nèi)腔某點絕對 壓力和相對壓力；工藝要求，琉璃液面壓力為零壓或微正壓，而在專用電窯碹頂處壓力 控制在15-20PA;所述的氣氛控制是通過電窯內(nèi)氣氛性質(zhì)的判斷方法，電窯內(nèi)氣氛性質(zhì) 中將電窯內(nèi)腔氣體按其化學(xué)組成及其氧化或還原的能力分為氧化性氣氛、中性氣氛和還 原氣氛三種，氧化性氣氛對應(yīng)明亮火焰，中性氣氛對應(yīng)灰亮火焰，還原氣氛對應(yīng)發(fā)渾火 焰，根據(jù)專用電窯內(nèi)腔火焰的亮度以即時實施氣氛控制。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種燒制琉璃件的專用電窯的控制方法，其特征是所述的溫度控制范圍自行設(shè)置14條溫度曲，其中電窯燒制溫度室溫為1150度；操作程序升溫階段(l)室溫-IOO度，恒溫60分鐘；(2) 100-200度，恒溫60分 鐘；(3)200-300度，恒溫60分鐘；在300度以下不能突然升溫，防止琉璃體積膨脹過 快造成制品破裂，每小時升溫控制在100度左右；(4)300-400度，恒溫100分鐘； (5)400-600度,恒溫100分鐘；(6) 600-700度.恒溫100分鐘；(7) 700-800度，恒溫 100分鐘；(8)800-900度，恒溫100分鐘；(9) 900-1000度，恒溫100分鐘；(10)1000-1150 度，恒溫30分鐘；從1000-1150度應(yīng)采取快速升溫，防止琉璃析晶；降溫階段(11) 1150-1000度，恒溫300分鐘；每小時降溫10-15度，緩慢均勻降溫有 助于消除琉璃的應(yīng)力；(12)1000-700度，恒溫800分鐘；每小時降溫15-20度；(13)700-350 度，恒溫800分鐘，每小時降溫25-30度；(14)溫度降至350度，關(guān)閉電源，自行冷卻1440 分鐘。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種燒制琉璃件的專用電窯的控制方法，其特征是所述的氣氛控制中氧化性氣氛為當(dāng)窯內(nèi)空氣過剩系數(shù)大于l，燃燒產(chǎn)物中有多余的氧，具 有氧化能力；所述的氣氛控制中中性氣氛為當(dāng)窯內(nèi)空氣過剩系數(shù)等于l，燃燒產(chǎn)物中無 多余的氧和無未燃燒完全的一氧化碳者；所述的氣氛控制中還原氣氛為當(dāng)窯內(nèi)空氣過剩 系數(shù)小于l，燃燒產(chǎn)物中含有一定量的一氧化碳，具有還原能力。
9、根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種燒制琉璃件的專用電窯的控制方法，其特征是所 述的溫度控制步驟將待燒制琉璃件放置在由碳化硅網(wǎng)板制成的中間隔板上，預(yù)先確定 溫度給定值；將作為控制器的溫控設(shè)備通過熱電耦探測到的溫度信號后，對加熱電路的 控制以達(dá)到加熱的自動控制，將控制器輸出到作為執(zhí)行器的電爐絲，對外界干擾進(jìn)行即 時輸出控制變量控制專用電窯腔內(nèi)的溫度，以便對作為對象的待燒制琉璃件精確燒制， 將作為測量元件變送器的熱電耦對于來自待燒制琉璃件的被控變量進(jìn)行測量，反饋到控 制器修正偏差。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種燒制琉璃件的專用電窯，包括底座，爐壁，爐蓋和電爐絲，爐壁為頂端和底端均開口的筒體，并且爐壁頂端連接有爐蓋；爐蓋貫穿設(shè)置有至少一個熱電耦，能有效探測爐腔內(nèi)的溫度；爐壁底端連接有底座；爐壁內(nèi)側(cè)制有至少一條能支撐中間隔板的凹槽；凹槽內(nèi)安裝有電爐絲，在實現(xiàn)加熱的同時，凹槽能均勻、穩(wěn)定的對物料進(jìn)行二次加熱?？刂品椒?，包括溫度控制，壓力控制，氣氛控制，溫度控制是通過熱電偶溫度計進(jìn)行溫度測量，以即時將溫度控制范圍在100度至1300度；壓力控制是通過電氣式壓力計測定專用電窯內(nèi)腔某點絕對壓力和相對壓力；根據(jù)專用電窯內(nèi)腔火焰的亮度以即時實施氣氛控制。同時其具有制作成本低廉、進(jìn)料方便、生產(chǎn)效率高的優(yōu)點。
文檔編號C03B5/02GK101407368SQ20081012192
公開日2009年4月15日 申請日期2008年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月23日
發(fā)明者黎國琪 申請人:黎國琪