Способ изготовления листового стекла

Номер патента: 923362

Авторы: Джерельд, Чарльз

Есть еще 7 страниц.

Смотреть все страницы или скачать ZIP архив

Текст

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ ц 923362 Своз СоветскихСоциалистическихРеспублик(51) М, Кл. С 03 В 18/02 Ъеударетюиый кемктет СССР аю делам кзебретенкй н открытей(53) УЙК 666.1.053 ,562(088.8) Дата опубликования описания 230432 ИностранцыЧарльз Кей Идж и Джеральд Эрасмас Кюнкл(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИСТОВОГО СТЕКЛА. Изобретение относится к производству листового стекла на поверхности расплавленного металла, имеющего ши рокий диапазон толщины, улучшенныеоптические свойства и регулируемого я по,ширине.Известен способ изготовления листового стекла, включающий создание безвихревого потока стекломассы, его выгрузку через отверстие в закрытую О камеру на поверхность расплавленного металла, транспортировку стекломассы по поверхности расплавленного металла, отведение ленты стекла из ванны Г 15ИНаиболее близким к изобретению по технической сущности является способ изготовления листового стекла, включающий выгрузку стекломассы в ванну на поверхность расплавленного металла 20 , с образованием ламинарного потока, формование ее в ленту, продвижение ленты вдоль ванны и вывод из нее 25,Недостатком известных способов яв,ляется то, что стекло полученное сог ласно этим способам, проявляет значительную оптическую дисторсию,Цель изобретения - улучшение оптических свойств стекла.Поставленная цель достигается темчто согласно способу изготовлениялистового стекла, включающему выгрузку стекломассы на поверхность рас"плавленного металла с образованием .ламинарного потока, формование стекломассы в ленту, продвижение лентывдоль ванны и вывод из нее, выгрузку стекломассы осуществляют через порог, верхняя поверхность которогорасположена на уровне расплавленногометалла, а формование стекломассы вленту осуществляют с снижением температуры на 3,6-27,2 С на каждый метрстекломассы в направлении движения.Кроме того, при ормовании стекломассы в лентумогут осуществлять до"полнительный нагрев ее боковых частей. Продвижение центральной части .расплавленного стекла вдоль ваннымогут осуществлять со скоростью,19 9233ло 1,52 м (5 футов ) по ширине камерыи длиной около 0,6 м (2 фута) в направлении стекла. Эти холодильникиснабжены достаточным количеством,во"ды с температурой 24 С (75 Г), а вода, выходящая из холодильников, име-.,ет температуру около 26 С (78 Г).Каждый холодильник отбирает приблизительно 10000 британских тепловых единиц/мин тепла из камеры. 1 ОТри пирометра в своде камеры направлены на стекло вдоль линии, соединяющей расположенные по потоку концынаправляющих, Один пирометр направлен по средней линии перемещения 13стекла, а другие - приблизительно наб дюймов внутрь от внутренних поверхностей соответствующих направляющих.Температура в центре порядка 871 С(1600 ОГ); каждая из двух наружных , . 20температур около 897 оС (1650 Г),Формуют размерно-стабильную стек-.лоленту, имеющую толщину 0,210 дюймаи ширину 3 м (1 О футов и 1 дюймДля боковоГо растяжения стекла вообще не применяют никакие вертикальныевалки.Полученная лента стекла не имеетдисторсии по ее центру на протяжении284 см.(112 дюймов); приблизительно зо10 см (4 дюйма) стекла на каждойкромке имеют видимую дисторсию, итолько самые крайние части, проходящие внутрь от кромок приблизитель"но на 5 см (2 дюйма), имеют сильную"колосовидную" дисторсию.Предлагаемый способ обеспечивает получение непрерывной стекТ а б л и ц а 1 Скорость вправо от средней линии, еслисмотреть по направлению к формующейванне, дюйм/мин 51 см(20 д) 152 см (60 д) Поверхность Известный; 15,8 12,2 36,6 Канал шириной102 см 15,8 15,8 30 15,8 24,51910,5 32 27 14 25 и глубиной 38 .30 см 51 9,2 5,6(О Тип пода" Глубиначи стекла потока, см 62 20лоленты, которая обладает улучшенным оптическим свойством, посравнению со;стеклолентой, изготовляемой согласно известному флоат-про" .цессу, Это улучшение очевидно, когдасмотрят через стекло в направлении,перпендикулярном ( когда оно пересекается)основной плоскости стекла. Втом случае, когда стекло полученноесогласно изобретению, рассматриваютпо направлению разреза по ширине, становится очевидным, что структуры. внутри стекла отличаются от известных.структур,Стекло, изготовленное согласно известному способу, проявляет характерную- образную Форму вблизи выпуклого конца. Эта структура разрушает непрерывность полученной слоистой структуры, заметно появляется в стек. ле, полученном по способу фирмы Пилкингтон, В противоположность этому, стекло, полученное согласно изобретению, имеет встроенную слоистую структуру, проходящую к кромкам ленты. В то время как известное стекло имеет характерную линию дисторсии, соответствующую видимой поверхности неожиданно появляющейся непрерывности в структуре Т - образной Формы, стекло не имеет непрерывной боковой линии дисторсии. Применение предлагаемого способа позволит получать стекло, имеющее широкий диапазон толщины с улучшенными оптическими свойствами,254 см(100 д) 356 см (140 д)22923362 21 Продолжение табл. 1щ Е Е Ю Скорость вправо от средней линии, если смотреть по направлению к формующей ванне, дюйм/мин 8,2,8 8,2,13,2 17,й 6 5,6 22 57 см 1 25 О Тип пода чи стекл редлагаеый: Канал шириной157 см и глубиной 30 см Настоящее иэобретение Канал шириной и глубин15 см бинаока, с Поверхностьь Поверхность923362 Т а б л и ц а 2 Расположение термопар Тип подачистекла Средняя линия рафинера Нижнее загрузочное устройствоСлева В цент" .ре 2/3 Поверх"ность Справа 1/3 Низ Фющ 1185 1169 1101 Настоящееизобретение Предлагаемый: глубина30 см 112 б 1113 1185 1178 1085 1104 1085 118 1178 1085 1104 глубина15 см 1126 1118 1085 полнительный нагрев ее боковых участков до температуры центральной части.3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч аю щ и й с я тем, что при формовании; стекломассы в ленту осуществляют 35дополнительное охлаждение ее центральной части до температуры ее боковыхчастей.Способ по пп, 1-3,о т л и ч а ю щ и й а я тем, что продвижение центральном части расплавленного стеклавдоль ванны осуществляют со скоростьюравной 1"5-кратной скорости на ее боковых участках,Формула изобретения 1, Способ изготовления листового стекла, включающий выгрузку стекло- массы на поверхность расплавленного металла с образованием ламинарного потока, Формования стекломассы в лен ту, продвижение ленты вдоль ванны и вывод из нее, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучаения оптических свойств стекла, выгрузку стекло- массы осуществляют через порог, верх" няя поверхность которого расположена на уровне расплавленного металла, а формование стекломассы в ленту осуществляют с снижением температуры на 3,627,2 еС на каждый метр стекло- массы в направлении ее продвижения.2Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что при формовании стекломассы в ленту осуществляют доИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР йф 212866, кл. С 03 В 18/02, 1966. 2, Патент ФРГ Иф 1171829, 32 а 18/02 1970923362 о го Фиг.б г.7 и писно аказ 2621/78 Тираж ВНИИПИ Государстве по делам изобре 13035, Москва,Ж7 ного комитета СС ии и от аушская ии Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, Й Составитель Л.Кашеварова ор О.Юрковецкая Техред Е. Харитонцик Корректор О.Билакз 9233равной 1-5-кратной скорости на боко.вых участках,Способ осуществляется следующимобразом.Расплавленное стекло из источникарасплавленного стекла подают в уст.".ройство для обработки, в котором соз- .дают безвихревые потоки. Стекло, прогтекающее равномерным беэвихревым потоком, отводят через разгрузочное 1 Оустройство в ванну расплавленного металла, Разгрузочное устройство в поперечном сечении имеет отверстие, какправило, удлиненной прямоугольной формы с нижней границей, создаваемойопорным элементом или пороговым элементом, с верхней границей, создавае;мой измерительным барьером, напримерзадвижкой, и боковыми сторонами, определяемыми подставками или стенками.ФРасстояние между верхним элементоми нижним элементом меньше, чем расстояние между боковыми стенками, такчто расплавленное стекло, протекающеечерез площадь поперечного сечения,имеет ширину во много раз большую егс.толщины. Длина разгрузочного устройства как правило, приблизительна на.204 меньше его ширины.Из разгрузочного устройства расплавленное стекло поступает в ваннурасплавленного металла, например оло.ва или сплава, содержащего олово, Расплавленное стекло может перемещатьсятолько горизонтально или опускаться35по склиэу на расплавленный металл;В любом случае стеклу не дают возмож-,ности падать свободно на расплавленный,металл,так как свободное падение разрушает равномерные безвихревые потоки, 4 Окоторые создаются .в устройстве дляобработки, Это разрушение особеннонаблюдается вблизи боковых кромоклистового стекла, формуемого при сво-,бодном падении стекла,Ширина потока расплавленного стекла определяется параллельными направляющими элементами проходящими по "пути перемещения стекла и предотвратищающими любой наружный поток или пе50ремещение расплавленного стекла,Боковые элементы могут быть короткими или длинными, например, они могутслужить боковыми стенками разгрузочного устройства. Они состоят изматериала, который хорошо смачивается расплавленным стеклом в зоне пере-.мещения стекла по их длине,но которыйнезначительно смачивается стеклом на 62 4концах элементов, контактирующих сстеклом, охлаждаемым до определеннойстепени. Боковые элементы снабженысредством для нагревания или охлаждения с целью регулирования величины,,до которой они смачиваются расплавленным стеклом, Кроме того, междурасплавленным стеклом и боковыми элементами подается смазочное вещество.Боковые элементы в достаточной степени изолированы от наружной атмосферы, что предотвращает нежелательноеохлаждение стекла по его боковымчастям, Стекло, протекающее по боковым участкам, смежным с боковымиэлементами, имеет достаточно высокую температуру и низкую вязкость,так что на него не оказывается чрезмерного торможения. Поэтому стеклополучаемое согласно предлагаемому спо;собу, не имеет "елочной" дисторсии набоковых частях,Стеклоленту, перемещающуюся изпространства между боковыми элементами, подвергают дальнейшему охлаждениюи тяговьм усилиям по направлению ееперемещения и придают ей конечнуютолщину при одновременном сохранениитой же ширины, что и ширина стекла вточке его выхода из ограниченногопространства между боковыми элементами. Изменение по ширине, как правило, меньше 53 от общей ширины ленты,и лента испытывает общее сжатие по ширине менее ,Й во время ее транспортировки по ванне расплавленного металла.Опора разгрузочного устройства содержит огнеупорный элемент, например,из плавленного кремнезема, которыйсмачивается стеклом и проходит по ширине разгрузочной эоны в противоположном направлении к верхнему измерительному элементу. Расплавленное стеклопротекает, в контакте с огнеупорнойопорой или смазочным веществом, например, расплавленным металлом или расплавленной солью. Можно предусматри"вать нейтральный под, который выполнен например, из инертного металла, вчастности платины, которая не вступа"ет в реакцию с стеклом. Такой элементэффективно образует короткий порог,через который можно разгружать .расплавленное стекло. Опору можно. располагать на некотором расстоянии внизот нижней плоскости потока стекла иее можно покрывать ванной расплавленного металла значительной толщины, ко"торая сообщается с основной ванной5 9233 расплавленного металла, Под, расположенный ниже расплавленного металла, можно выполнять, располагая его край на самом близком расстоянии к источнику расплавленного стекла и делая его слегка приподнятым по отношению к остальной части пода с целью исключения попадания расплавленного металла в источник расплавленного стекла, или для отделения расплавлен р ного металла от источника расплавленного стекла можно предусматривать порог или пороговую преграду.Задвижка, о которую ударяется расплавленное стекло, может быть выполнена иэ плавленного кремнезема или армирована платиной, по крайней мере, по-одной поверхности, обращенной к расплавленному стеклу, или иэ молибдена. Возможен также механический барьер, расположенный на близком расстоянии от поверхности расплавленного стекла и снабженный соплами для отвода газа, которые использует для создания газовой завесы между источником расплавленного стекла и формующей зоной. Ширину протекающего стекла поддерживают не больше ширины стекла, посту-зо пающего иэ источника расплавленного стекла к разгрузочному устройству, что наряду с созданием и поддержанием безвихревой характеристики потока приводит к получению стекла от, личного оптического свойства.Стекло, протекающее по открытой поверхности стекла в источнике. расплавленного стекла до выхода из, рнзгрузочного устройства, удержива ют на или вблизи верхней поверхности стеклоленты в период ее формования, а стекло, которое поступает в разгрузочное устройство в контактирова-.: нии с подом последнего образует нижнюю поверхность готовой стеклоленты, которая в период Формования удерживается в контактировании с расплавленным металлом. Стекло, поступающее в разгрузочное устройство по бокам потокаФлотирующего расплавленного стекла, по отношению к готовой ленте остается в том же положении, Такие условия Флотирования, которые создаются и поддерживаются в период процесса транспорти55 ровки расплавленного стекла из источника расплавленного стекла к и черезормующую камеру, улучшают оптические свойства яотового стекла. бг 6Кроме того, предлагаемый способ посравнению с существующими промышленны"ми флоат-процессами по производствустекла, создает преимущества, которые относятся к взаимосвязи между эоной рафинирования источника расплавленного .стекла и флоат-формующей зоной в период процесса, В традиционных способах производства флоат-стеклаФалоатформующая камера отделена отисточника расплавленного стекла как вмеханическом, так и в гидродинамическом смысле. Стекло на всем протяжениирафинера-источника расплавленногостекла или печи вытягивают в узкий канал, и размеры потока, существующего врафинере, нарушаются, Относительно узкий поток расплавленного стеклавыходящий из обычного канала, впоследствие падает свободно на ванну расплавленного металла и разливается на-;ружу в всех направлениях. При традиционном производстве флоат-стекла эффекты поступления и выпуска потока стекла, создаваемые узкими каналами и свободным падением стекла, заставляютстекло поступать на расплавленный ме.талл для формования, имеющий потокии условия, которые существенно отличаются от условий и потоков существующих устройств для плавления в рафине"ре,При осуществлении изобретения вустройстве для обработки создают безвихоевые потоки путем создания соответствующих тепловых условий с тем,чтобы внутри расплавленного стекла вустройстве для обработки создать большую и, следовательно, устойчивую конвекционную ячейку. Тепловые условияявляются устойчивыми над зоной, проходящей, по крайней мере на 50 Футоввверх по потоку в устройство для об-.работки из отверстия в передней стенке устройства для обработки, ведущего в разгрузочную зону. Зона устой-.,чивых тепловых условий будет простираться на 75- 120 футов против потока, хотя она может проходить и дальше. без какого-либо. вредного действия,кроме экономических издержек, Постоянство, предъявляемое к тепловым условиям, является одним из температурных градиентов в раСплавленном стекле, который может быть получен в результате измерения с помощью поверхностных радиационных пирометров. Повсей длине указанной зоны температура должна падать в среднем на 3,6тикуемых ранее структур тем, что температуры кромок соответственно выше,а температуры в центральной частиотносительно ниже в формующей зоне,расположенной непосредственно по потоку от разгрузки стекла.Повышение тем"пературы вблизи ограничивающих элементов и увеличение смачивания этихэлементов создает большее торможениена стекло, При использовании соответствующих температурных градиентов поширине стекла вязкость стекла вблизиэтих элементов можно существенноуменьшить по сравнению с вязкостьювблизи средней части, что уменьшаетторможение, Поток стекла действуеткак поток двух несмешивающихся жидкихсред: основной поток стеклана большей части ширины имеющий относительноровный скоростной профиль, и потоквблизи элементов, имеющий очень резкий скоростной профиль. Следы пескаможно использовать для наблюдения заосновным потоком стекла, и из оценки физических свойств непрерывностиизвестного нулевого потока у стенкикаждого элемента, можно узнать боковой поток. Боковой поток действуетв виде смазки.для основного потока,хотя с учетом общей характеристикистекла такое явление оказываетсянеожиданным,При производстве натриевого-известково-.кварцевого стекла согласно предьлагаемому способу можно обеспечитьграничные зоны с скоростнцм градиентом, которые делают основной потокплоским на протяжении 904 ширины потока. Например, рассмотрим композицию, имеющую, 4: Б 10 п 73, ИаО 13,5,КпО 0,4, СаО 8,7, МдО 3,8, А 100, 15,р О О, 3 и Ге 00) 1.Это стекло имеет следующую зависимость вязкость - температура: .Логарифм Температура,вязкости)паузы2 1434 1188 1023 907 822 23 67,6 748 7 92336 27,20 С на метр. Охлаждение будет пост тепенным при понижении температуры в среднем на 7,21- 12,6 С на метр,оСлишком низкая температура исключит образование полностью безвихревого потока, слишком высокая - приведет. к созданию ограниченного местного и спорадического перемешивания, что приведет к структурной неоднородности в стекле,. и таким образом, к неодно родности показателя преломления.Тепловое регулирование над стеклом в рафинере, применяется при установленйи плоскости нижней части потока стекла через разгрузочное уст ройство на уровне, который значительна выше обычного уровня потока в ра-, финере или устройстве для обработки. Ооычная плоскость потока в рафине; ре находится нйже открытой поверхнос" 20 ти стекла, где нет поступательного по, тока стекла. Над обычной плоскостью стекла существует повышенная скорость стекла в направлении общего его потока в период всего процесса. 25 Непосредственно под обычной плоскосд тью имеется поток стекла, противопо" ложный общему потоку 1 который создается естественной тепловой конвекцией, существующей в устройстве для З 0 обработки или рафинере. Охлаждение в рафинеое обеспечивают, главным образом, погруженными в стекло холодильниками и с помощью охлаждения снизу огнеупорного пода рафинера.35Путем значительного снятия верх,ней части поступательно флотирующей ,части стекла в рафинере и подачи этого стекла в виде потока через разгрузочное устройство на расплавленный . 4) металл в период всего формования непрерывной ленты или листа стекла под- . держивают безвихревые потоки, которые создаются в расплавленном стекле в ра финере, Какие бы химические неодно - родности не существовали в стекле, они не очевидны благодаря ограниченно 1. му спорадическому перемешиванию.Оптическая дисторсия вблизи кромок стеклоленты может быть ограничена до величины, меньшей 13 ленты вдоль каждой кромки. Поскольку стекло. лента обязательно имеет утолщенные кромки, которые необходимо удалять при последующей технологической обработке, то при этой боковой дисторсии нет потери стекла.Тепловые структуры согласно пред, лагаемому способу отличаются от прак9233 При Формовании стекла, имеющего состав, подобный составу, описанному в патенте. Хила, температура боковых частей стекла существенно падает по сравнению с температурой стек-,- 5 ла центральной части потока. Вследствие естественных потерь стекла через боковые стенки температура боковых кромок стекла составляет 38-93 ОС (100-200 Е) ниже температуры цент 10 ральной части стекла, И как результат, скорость стекла вблизи стенок в 5- 10 раз больше по сравнению с скоро стью стекла в центральной части потока. Происходит значителЬное торможе ние и значительные части стекла с боков имеют повторяющуюся угловую дисторсию, Известную под названием "коло совидной" дисторсии,При формовании стекла этого соста ва по способу фирмы Пилкингтон кромки стекла имеют приблизительно ту,же самую температуру, что и стекло в центральной части потока. Какправило отмечается только дисторсия вследст вие свободного падения и боковая дис" торсия, связанная с уменьшением поперечного сечения ленты при отсутствии преграды для бокового потока. Эта "прерывистая линия" дисторсии отлича ется от дисторсии, происходящей в результате торможения. Однако иногда чрезмерное охлаждение кромок приводит к "колосовидной" дисторсии, Это происходит потому, что даже при отсутствии резкого понижения температур вблизи кромок по ширине ленты существует удлиненный параболический провиль скорости, Этот способ в значительной степени оказывается метаста бильным с точки зрения исключения "колосовидной" дисторсии.Согласно предлагаемому способу 62 10турах выше 6,67-93 С (20-200 Г),Как правило, стекло будет разгружать"ся при изотермической температуре порядка 1093 С (2000 Г); вниз по потоку от разгрузочного устройства имежду боковыми элементами, где центеральная часть стекла приблизительно 90 стекла) имеет температурупорядка 982 С,(1800 Г)боковые частистекла имеют температуру порядка1037 ОС 1900 Е); как только нисходящие потоки стекла доходят до боковыхэлементов, таемпература в центре сос"тавляет 871 ОС (1600 Г), а температура боковых частей составляет 888 С(1630 Г), Профили скоростей, получающиеся из этой величины температуроказываются практически горизонтальными более, чем на 903 ширины стек.ла, с скоростью. в центре приблизиттельно в 1,1 раза больше скоростив точке на расстоянии 5 ширины отлюбого бокового элемента,Типичными диапазонами соотношения скоростей являются; 10-20 дляспособа, в котором стекло находится в контактировании с боковымистенками., открытыми для наружнойатмосферы, чдля традиционного,промышленного способа, имеющего иэо.,термический профиль ширины;1-5,а чаще1-3 для предлагаемого способа, Очевидно,что поток стекла согласно предлагаемому способу оказывается более рав"номерным по ширине флотирующегостекла, чем поток стекла согласноизвестным способам. Боковая дисторь,сия в готовой ленте приводит к уменьшению потери стекла.Устранение беспрепятственного бокового перемещения в значительнойстепени упрощает управление лентой,плавающего стекла вниз по центру отпротекающее по центру стекло охлаждается относительно быстрее по сравнению со стеклом, протекающимпобоковым сторонам. Это достигаетсяблагоааоя расположенным по центруверхним холодильникам, а также путемприложения тепла к боковым кромкамстекла от расположенных по кромкамверхних нагревателей или от нагревательных боковых элементов, или спомошью теплоизолируюших боковыхэлементов от боковых стенок формуюшей камеры. Боковые части стекла поааеоживают при температурах, которыеравны температурам центральной частиВтекла и поддерживаются при темпера 45 50 отсутствии свободного падения и егообратного потока, Этопроисходит потому, что при осуществлении предлага. емого способа неподвижность сведенадо минимума, Использование более формующей камеры на вытягивающие валки и в печь для отжига. Устранение беспрепятственного бокового перемещения также разрешает проблемы равномерного отведения тепла от стекла,В предлагаемом устройстве можно применять более низкие общие рафи нирующие температуры стекла длярасстекловывания при транспортиров"ке стекла иэ рафинера в формующую ка.меру, и они сведены до минимума при11 92336низких температур в рафинере обеспечивает более высокую производительность для стекловаренной и рафиниро"вочной печи определенного объема,"Колосовидная" оптическая дисторсия, видимая по боковым частям традиционной стеклоленты, существенноуменьшается с помощью поддержанияотносительно равномерных скоростныхградиентов по ширине потока флотирующего стекла в предлагаемом устройстве,Предлагаемый способ обеспечиваетпроизводство стекла всех полезныхтолщин в непрерывных листах одинако" 15,вой толщины, так что для стекол раз"личной толщины можно использовать обо.рудование для наблюдения и резки необходимой боковой регулировки этогооборудования. Изобретение полезно 2 Опри производстве стекла любого сос"тава, которое можно формовать спомощью Флоат-процесса, напримернатриево-известково-кремнеземное иборосиликатное стекла, 25На фиг, 1 изображено устройстводля производства стекла, продольныйразрез; на фиг. 2 - разрезА-А йафиг. 1; на фиг. 3 - разгрузочноеустройство; на фиг. 4 - устройство 5 Одля производства стекла, продольныйразрез , на фиг. 5 - профили скорости, ти=пичные для традиционного флоат-процессапри производстве стекла 1 на фиг.6 и7 - то же, для расплавленного стеклапри осуществлении предлагаемого способа 1 на Фиг. 8 " листовое стекло,изготовленное согласно способу фирмы.Пилкингтон, поперечное сечение; наФиг, 9 - то же, изготовленное согласно изобретению.Устройство 1 для обработки расплавленного стекла 2 сообщается сразгрузочным устройством 3, черезкоторое в.формующую камеру 4 протекает расплавленное стекло 2, формующая камера содержит ванну расплавленного металла 5, имеющего плотностьчбольшую плотности стекла 2, с верхнеичастью расплавленного металла, регу 50лируемой до такого уровня, что стекло 2 может протекать свободно, непадая на расплавленный металл 5,и его можно вытягивать однонаправленным потоком по поверхности расплав 55ленного металла 5 через формующую камвру 6 для подъема из формующей камеры 4 готового непрерывного листастекла. Устройство 1 содержит огне. 2 12упорный под 7, боковые стенки 8 исвод 9. Зона источника расплавленного металла, сообщающаяся с разгрузочным устройством 3, представляетсобой охлаждаемый рафинер с ступенчатым подом. Рафинер для расплавленного стекла или устройство для обработки сконструировано и работает так,что стекло, проходящее через него понаправлению к разгрузочному устрой ству, постепенно охлаждается. Рафинер с ступенчатым подом и охлаждение снизу способствует стабилизацииобразовавшихся безвихревых потоков,Расплавленное стекло 2 охлаждают дотемпературы, при которой оно является текучим, при непрерывном дополнительном охлаждении его можно формо вать в размерно стабильный лист стек+,ла. Для стекол типичного натриевоизвестково-кремнеземного состава температура расплавленного стекла вустройстве для обработки в самомближнем месте к разгрузочному устройству составляет приблизительно 9271204 ОС 11700-2200 Р).Разгрузочное устройство 3 содержитпороговую преграду 10 или другое устройство, которое образует опору подрасплавленным стеклом и отделяет расплавленное стекло в устройстве для обработки от расплавленного металла 5в формующей камере 4, Верхняя частьпороговой рреграды 10 расположенана 2- 18 дюймов ниже поверхности стекла в устройстве для обработки. Опорасодержит огнеупорный элемент, который можно снабдить устройством 11для нагревания или охлаждения с цельюрегулирования температуры стекла, про, текающего в контакте с порогом, ипосредством этого регулировать величину, до которой, порог смачивается протекающим расплавленным стеклом. Кроме того, разгрузочное устройство содержит боковые подставки 12, которые образуют боковые стенки канала,через который может протекать расплавленное стекло, Наряду с этим,разгрузочное устройство имеет регулируемое измерительное устройство 13,представляющее собой подвижный затвор или задвижку проходящее вниз врасплавленное стекло,В зависимости от вертикального положения задвижки 13 поток расплавленного стекла из источника расплавленного стекла через разгрузочную щельподается на расплавленное олово 5.9233 Вначале боковой размер этого потока определяется пространством между боковыми подставками 12. Этот размер можно поддерживать с помощью направ" ляющих или ограничивающих элементов 14. Ограничивающие элементы 14 представляют собой параллельные направляющие, выполненные из например, графита или глинозема, который смачивается расплавленным стеклом в ограничен ной степени, Ограничивающие элементы 14 можно снабдить средством для температурного регулирования, например устройством для нагревания или охлаждения ограничивающих элементов, 15 По длине ограничивающего элемента создают продольный температурный градиент, так что здесь наблюдается относительно большее смачивание ограничивающих элементов стеклом вблизи 2 о устройства для разгрузки стекла, по сравнению с смачиванием стеклом ограничивающих элементов на их концах, расположенных по потоку как раз до того, йогда стекло больше не удер живается ограничивающими элементами. Длина ограничивающих элементов такова, что расплавленное стекло в достаточной степени можно охлаждать в период его нахождения между двумя ог- ЗО раничивающими элементами, так цто внутри стекла после снятия всяких препятствий не происходит никакого, направленного наружу бокового потока, На расплавленном металле, вниз по по" току .от ограничивающих элементов, может флотировать расплавленная соль, так цто она ударяется о стекло и ограничивает боковой поток.Для производства стекла, более 4 О толстого по сравнению с традиционным равновесным стеклом, в формующей камере по потоку предусмотрены равновесные боковые пороги 15, где стекло в достаточной мере охлаждается, так что остановление следов или возмущение потока стекла маловероятно, а слой 16 расплавленной соли ограничивается пространством, создаваемым боковыми стенками формующей камеры 4, расположенными по потоку порогами 15 и ограничивающими элементами 14 с лентой 17 стекла, которая формуетсяформующая камера 4 закрыта сводом 18, где в направлении верхней поверхности флотирующей непрерывной ленты стекла 17 смонтирован ряд нагревателей 19 и холодильников 20, Эти устройства предусмотрены для регулируемого 62 14нагревания или охлаждения движущейся ленты стекла 17, так что стекло можно охлаждать и доводить до размер- но стабильной ленты необходимой шири" ны и толщины для удаления из формующей камеры, Кроме того, с камерой 4 соединен источник инертного газа,а также источник восстановительногогаза с целью исключения окисления расФплавленного металла в камере (не показаны). Как правило, источники газаиспользуются для иаправления азота и. водорода в камеру,В конце формующей камеры 4 смонтирован вытягивающий валок 21, расположенный поперек пути перемещения стекла, который удерживает ленту 17 с тем, цтобы поднять ее из ванны 5 расплавленного металла. Ряд барьеров 22 входит в зацепление с верхней поверхностью ленты стекла 17 с целью изоляции атмосферы е формующей камере 4 над поверхностью стекла от расположенного по потоку технологического оборудования. Барьеры 22 поедставляют собой эластичные асбегтовые листы, установленные и свисаю" щие с элемента 23 свода, проходящего из свода 18 формующей камеры 4,Вытягиваюшее устройство, в дополнение к вытягивающему валку 21 и барьерам 22, содержит ряд валков 24, которые поддерживают стекло и создают продольное тяговое усилие из стекла, вытягивания его из формующей ка" меры и подавая его к последнему техно логическому устройству, например к печи для отжига, В контакте с валками 24 расположены щетки 25, которые дополнительно служат для отделения форм 3- ющей камеры от последуоцего технологического оборудования.От валков 24, а также от расположенных по потоку валков на стекло оказывают достаточное тяговое усилие с тем чтобы однонаправленно умень)шать размер стекла до его необходимой конечной толщины, в особенности тогда когда его необходимая конечнаяФтолщина меньше равновесной толщины. Установлено, что путем соответствующего регулирования температуры и температурного градиента вдоль ограницивающих элементов 14, и соответствующего приложения к стеклу тягового усилия с стороны валков 24 можно получать стекло толщиной, меньше равновесной толщины, без дополнительной поддержки с стороны боковых удерживаю923362 16 15 щих элементов и без бокового растека"ния, что обеспечивает получение тонкого стекла, имеющего существенно оптическую дисторсию, в особенностивблизи. его краев, по сравнению с той,которая наблюдается в стекле, изготовляемом известными промышленными флоат-формующими процессамиОднако с целью уменьшения размеровстеклоленты при сохранении постоян рной ширины ленты можно использоватьпринудительное боковое ограничение,Для этого используют вертикальныевалки 26 в сочетании с основным устройством.15Кроме того, можно также использовать средство для охлаждения стеклав нижней части устройства для обработки, что дополняет эффект охлаждения,создаваемый ступенчатым подом. ОхМаж Одающую трубу 23 можно погрузить встекло, и через этот погруженный ох"ладитель непрерывно насосом подаютохлаждающее средство, например воду.Это дополнительно стабилизирует тепло вые условия и обеспечивает безвихре-.вой поток.В то время, как нагреватели 19 ихолодильники 20, расположенные надстеклом непосредственно по току отразгрузочного устройства 3, предназначены для обеспецения охлайдения центральной части стекла, их также можно использовать для нагрева боковыхчастей стекла, протекающего между направляющими 14. С этой целью направляющие снабжены нагревательным устройством 28,В разгрузочном устройстве 31 фиг. 3) расплавленный металл 5 про".ходит под расплавленным стеклом,протекая через разгрузочное отверстие через горизонтальный щелеобразный канал, образованный боковыми подставками 12, измерительным устрой"ством 13 и расплавленным металлом.Внутри ванны расплавленный металлудерживается боковыми стенками 8 источника расплавленного стекла и пороговой преградой 29, установленной вЯпоперечном направлении относительно ширины источника расплавленногостекла. Пороговая преграда выполнена из инертного метериала, напримерплавленного кремнезема, или она может представлять огнеупорный блок,55покрытый платиной, молибденом, графитом или нитридом бора, Пороговаяпреграда от пода формующей камеры 4 наполнена порошкообразной набивкой, например порошкообразным графитом 30, а с целью охлаждения пороговой прегра- ды и обеспечения температурного регулирования в разгрузочной зоне предусмотрен водяной ящик 31.Нижняя поверхность контактирования стекло-огнеупор мала, в результате )чего исключается воэможность загрязнения стекла в процессе формованияМежду опорным огнеупорным элементом, образующим нижнюю часть канала для разгрузки стекла предусмотрена тонкая смазочная пленка из расплавленного металла (фиг,4). Расплавленйое стекло 2 из устройства 1 расплавленного стекла течет через пороговую преграду 32 и через относительно не- . глубокую часть 33 ванны расплавленного металла, которая сообщается с ос"новной ванной расплавленного металла5 в формующей камере 4 с помощью тонкой пленки 34, проходящей над лотковым элементом 35, который образует нижнюю часть разгрузочного устройства 3, флотирующий канал разгрузочного устройства 3 ограничивается боковыми подставками 12, подвижной задвижкой 13, которая определяет верхнюю границу, и подовым или нижним лотковым элементом 35, С целью непрерывной подачи расплавленного металла в мелкую часть 33 ванны расплавленного металла в сочетании с нижним лотковымоэлементом предусмотрены средства 36 для подачи расплавленного металла, Поток стекла, протекающий через разгрузочное устройство, оказывает торможение на расплавленный металл в мелкойчасти 33 ванны расплавленного металла, образуя тонкую пленку 34 из расплавленного металла и подавая расплавленный металл к основной массе расплавленного металла в формующей камере, Образование тонкой смазочнойпленки из расплавленного металла обеспечивает достаточно длинный разгрузочный путь точных размеров поперечного сечения, что обеспечивает формо" вание готового листа стекла точно регулируемой толщины, не прибегая к тщательно разработанному уменьшению и тепловому регулированию в формующей камере.П р и м е р 1, Для сравнения по" токов и температур в каждом узле были приведены в действие три отдельных узла обработки и формования стекла. Каждое из устройств для обработки9.23362имеет конструкцию со ступенчатым по-.дом (Фиг. 5-7). Эффективная ширинакаждого устройства для обработки составляет 914 см (360 дюймов). Одно устройство для обработки (фиг. 5 черезканал шириной в.102 см (40 дюймов) иглубиной 30 см (12 дюймов) ниж.линиистекла или открытой поверхности стек"ла внутри устройства для обработкисообщается с градиционной флоат 0Формующей ванной. Второе устройстводля обработки (Фиг. 6) сообщается сваннойс помощью порогового подающего средства, имеющего отверстие ши"риной 457 см и глубиной 30 см (180 и 1512 дюймов соответственно) ниже зеркала стекла. Третье устройство для обработки фиг, 7) идентично второмуустройству, за исключением того, чтооно имеет загрузочное средство глубиной только 15 см (6 дюймов) ниже зеркала стекла. Ряд термопар предусмот".;рен в каждом устройстве для обработкив нижней части, на поверхности стекла,и в промежуточных точках по среднейлинии устройства для обработки сразуже против потока от разгрузочногоустройства, а также в средней линииканала и традиционном устройстве всредней линии и вблизи наружных сте".нок или подставок загрузочного устройства, примененного в этом изобретении.Все эти установки работают приодинаковых условиях с целью производства 500 т стекла в день,35В табл. 1 приведены сравнительныеданные внутри стекла, изготовленно"го известным и. предлагаемым способом,В табл. 2 приведены сравнительнонье данные температур ( С) внутри40стекла,Из табл. 2 видно, что теплообразование, полуценное в устройстведля обработки при осуществлении изобретения, улучшено.Сравнение скоростей и температур втрех системах свидетельствует о том,что изобретение имеет профили скоростей по боковой ширине устройства дляобработки, создающие плоскую и менее50искривленную нейтральную плоскостьс тем, чтобы сделать поток безвихревым внутри выпускной зоны устройствадля обработки. Из скоростей и температур также очевидно, цто стекло, пода 55ваемое из рафинера или устройства дпяобработки согласно предлагаемомуспособу, более полно охлаждается,не испытывая нестабильности, по срав 18нению с стеклом, получаемым согласно известным способом. Вследствие этого, применяя настоящий способ, можно уве", личить производительность по сравне" нию с известным способом, без дополнительного охлаждающего оборудования или крупногабаритной конструкции устройства для обработки. Способ осуществляют с небольшим порогом или загрузочным устройством. В известных способах обычная плоскость потока расположена приблизительно на том же самом расстоянии от нижней части устройства для обработки к открытому зер калу в средней линии поступательного потока, Однако в противоположность " традиционной практике при осуществлении изобретения принудительный по ток над обычной плоскостью по всей ширине устройства для обработки оказывается значительно более равно" меРным. Эта улучшенная равномерность профиля скорости по ширине устройства для обработки является свидетельством улучшенного безвихревого потока, получаемого при подходе потока стекла к разгрузочному устройству.П р и м е р 2, В устройстве (фиг. 1. и 2) расплавленное стекло подают на ванну расплавленного олова по 450 т в день, Температура стекла во время подачи его на олово около 10650 С (1950 Г) по всей ширине, что отмечается обычными радиационными пирометрами, установленными в своде формующей камеры и направленными на стекло, Боковые ограничивающие элементы или направляющие расположены на расстоянии трех метров (10 футов) друг от друга и их не нагреваютОни теплоизолированы от наружных стенок камеры. Температура каждой направляющей вблизи зоны выгрузки около 1037 С (1900 Г) при этом направляющие имеют длину порядка 1,83 м(6 футов), а температура составляет около 8970 С(1650 ОГ), Температуры направляющих определяются с помощью тер мопар, выполненных из платины 103, родия и заключенных в огнеупорный материал направляющих из глинозема с горячим спаем термопар приблизи" тельно на 1 дюйм выше и на 2 дюйма в боковом направлении от поверхности расплавленного стекла. Два холодильника расположены над стеклом в цент ре зоны между направляющими, Каждый из этих холодильников представляет охлаждающую поверхность шириной око"

Смотреть

Заявка

2006840, 05.03.1974

Заявитель

ЧАРЛЬЗ КЕЙ ИДЖ, ДЖЕРЕЛЬД ЭРАСМАС КЮНКЛ

МПК / Метки

МПК: C03B 18/02

Метки: листового, стекла

Опубликовано: 23.04.1982

Код ссылки

<a href="https://patents.su/15-923362-sposob-izgotovleniya-listovogo-stekla.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ изготовления листового стекла</a>

Похожие патенты