玻璃陶瓷熔炼炉投料装置的研究 *

何 飞 张楚鑫

(广东健诚高科玻璃制品股份有限公司 广东 潮州 515658)

日用玻璃陶瓷属于小件型制品，有盘、碗、杯等日用器皿，制品必须达到卫生和实用。在原料的选用中，要考虑到制品的透光度、颜色、外观光滑度，也应顾及卫生和抗热震性等要求。日用玻璃陶瓷是由美国康宁公司率先研发成功并产业化，在中国大陆的近十年来，也有快速的发展，也增添了不少新的品种和器型。在产业化中，企业普遍采用冷顶熔炼炉，即是立式炉体，炉顶部开口并从开口处投料，炉中间及下部配备加热装置，炉底部导出输料管道。在生产中，多种材料计量混合后均匀不断地从炉顶投入，随着中、下部材料被加热后成浆状并输出，材料在炉内自然沉降，形成材料的上加入下输出。采用冷顶熔炼炉，生产效率高，适用于连续式生产。由于炉内上层始终保持着冷料层，可防止材料中的氟在加热过程向外挥发躲逸，在环保和节约等方面也有好处。熔炼炉上冷料的均匀连续投入，与炉内熔炼和输出必须保持匹配。熔炼炉上的投料装置有多种形式，有些依靠简单的机械或人工进行操作，会存在投料不均匀、人员劳动强度大、工作环境欠佳等问题。特别是容量几十吨以上的熔炼炉，投料量较大，研究并配置适合的投料装置，在生产发展方面具有意义和作用。

1 研究内容

1.1 目的要求

主要目的是提出一种方便投料且工作可靠的玻璃配合料自动投料装置，旨在实现前后和圆周运动，稳定地将粉料投放窑炉顶部各个区域，促进形成均匀平整的生料层，提高电熔炉生产过程中的稳定性。

为实现上述目的，提出的一种玻璃配合料自动投料装置，包括设置于底部的底座，底座顶面安装有转盘，转盘顶面与旋转架底面相连，设置于底座顶面的第一驱动电机驱动转盘旋转并使旋转架相应旋转，旋转架内部水平滑动相连有移动架，旋转架内部设有齿轮与设置于移动架底面的传动齿条啮合传动，旋转架内部设有第二驱动电机驱动齿轮旋转，移动架内部端设有动力轮且另一端设有传动轮，动力轮和传动轮通过传送皮带相连，移动架顶面设有第三驱动电机驱动动力轮，传送皮带上方设有储料仓，储料仓内物料经底部开口落入传送皮带表面并输送转移至电熔炉内。

1.2 自动投料装置

自动投料装置示意图见图1。图1的标号及部件说明见表1。

表1 自动投料装置标号及部件说明

续表1

图1 自动投料示意图

1.3 自动投料装置的结构部件设置及相互作用

自动投料装置，包括设置于底部的底座1，底座1顶面安装有转盘2，转盘2顶面与旋转架3底面相连，设置于底座1顶面的第一驱动电机4驱动转盘2旋转并使旋转架3相应旋转，漩转架3内部水平滑动相连有移动架5，转架3内部设有齿轮6与设置于移动架5底面的传动齿条7啮合传动，旋转架3内部设有第二震动电机8驱动齿轮7旋转，移动架5内部一端设有动力轮9且另一端设有传动轮10，动力轮9和传动轮10通过传送皮带11相连，移动架5顶面设有第三驱动电机12驱动动力轮9，传送皮带11上方设有储料仓13，储料仓13内物料经底部开口落入传送皮带11表面并输送转移至电熔炉14内。储料仓13包括漏斗状结构的外壳131，外壳131内壁面通过弹簧螺栓132相连有内衬133，储料斗下方设有倾斜设置的导料斗15，外壳131为不锈钢材质，而内村133为聚氨酯橡胶。为了使得储料仓13内的物料能够方便地向下移动，外壳131下部外表面对称设有第一震动电机16和第二动电机17，导料斗15左侧相连有第三震动电机151。导料斗15输送面与水平面的夹角为160～175°。第一驱动电机4与转盘2、第二驱动电机8与齿轮6、第三驱动电机12与动力轮9之间以齿轮啮合传动、皮带传动、链条传动等传动结构相连以及实现传动。

为了能够对传送皮带11表面物料可靠清除，移动架5右侧底部设有刮条18与传送皮带11外表面刮擦接触。转盘2在180°范国内进行往复转动。移动架5的前部和后部分别设有第一定位辊19和第二定位辊20与传动齿条7传动和限位。旋转架3和移动架5为框架结构。

2 工作原理及优点

将充分混合的配合料预先放置于储料仓13内，当红外检测仪检测到电熔炉14内的玻璃液面低于预设定高度时，则会启动自动投料装置，通过第一震动电机16和第二震动电机17共同产生振动，从而使得储料仓13内的物料经过储料仓13底部开口而向下移动至导料斗15顶面，通过第三震动电机151产生振动而使物料沿导料斗15倾斜顶面而滑落至传送皮带11表面，为位于传送皮带11表面的物料能够向前传输并通过重力而落入至电熔炉14内。另外齿轮6啮合传动而使移动架5相对旋转架3进行前后直线移动，而转盘2驱动旋转架3而使旋转架3相对底座1进行转动，从而最终使物料送至电熔炉14炉顶的任何区域。

储料仓为不锈钢材质的外壳和聚氨酯橡胶材质的内衬组成，并通过采用弹簧螺丝相连，既能降低物料对仓壁粘附，也可保持更好震动效果，改善配合料的流动性。另外齿轮啮合传动而使移动架相对旋转架进行前后直线移动，而转盘驱动旋转架而使旋转架相对底座进行转动，从而最终使物料送至电熔炉炉顶的任何区域。特殊设计的机械结构，能够实现前后和圆周运动，稳定地将粉料投放窑炉顶部的各个区域，促进形成均匀平整的生料层，提高电熔炉生产过程中的稳定性。

3 结语

本自动投料装置经在大吨位熔炼炉上使用，效果良好。能提高生产效率、减轻劳动强度，投料能达到分布均匀，形成冷料层、满足熔炼的要求。研究结果达到预期要求，在日用玻璃陶瓷产业化方面起到促进使用，也可为玻璃和玻璃陶瓷的冷顶熔炼炉技术改造和改进提供参考。