Способ изготовления стекла

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскияСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 300579 (21) 2771297/29-33 Р 1 М К з С 03 В 19/08 с присоединением заявки М -Государственный комнтет СССР по делам нзобретеннй н открытнй(23) Приоритет -Опубликовано 07,1082, Бюллетень Йо 37 Дата опубликования описания 04.02,83 4И 1 УДК бббф 1 ф 031 ф(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТЕКЛА Изобретение относится к производству оптического стекла, а именно к способамочистки стекла от посторонних включений.Известен способ изготовления стекла, преимущественно кварцевого или оптического, включающий варку стекло- массы в контейнере, охлаждение в нем стекломассы до образования блока, затем деление блока на более мелкие форматы с целью удаления загрязненных пузырями и твердыми включениями зон, формирование изделий и отжиг.Стекло варят в печи, содержащей контейнер с сосудом для стекла и огнеупорной изоляцией между ними, причем контейнер размещен в индукторе 1.При этом способе качество стекла низкое, производство стеклоиэделий очень трудоемкое и дорогоеНаиболее близким к предлагаемому способу является способ очистки стекла от газовых включений, по которому неочищенную стекломассу непрерывно подают в быстро вращающийся контейнер и подвергают воздействию .центробежных сил, значительно превышающих силу тяжести стекла, В стекломассе создают перепады статического давления, вызывающие миграцию газовых включений к участкам с болеенизким статическим давлением и ватмосферу, Осветленную таким образомстекломассу выпускают из контейнерачерез патрубок в дне . Контейнер сразмещенным внутри него сосудом иогнеупорной изоляцией между ними установлен с возможностью вращения отпривода. Температуру стекломассыв контейнере поддерживают постоянной Г 2По такому способу стекло очищаюттолько от газовых включений. Междутем известно, что оптические стекла содержат большое количество твердых включений, видимых невооруженнымглазом, так называемых камней, атакже .большое оичесто Микровключе-ний, видимых только в микроскоп. Природа этих твердых микровключений может быть самой разной - от металлических частиц, например частиц платины,никеля, железа и других до частиц ке рамического происхождения, для рядаобластей применения оптического стекла твердые микровключения в нем недопустимы.По этому способу стекло не очища- ЗО ют от твердых: включений. При отли 963962ве и эатвердевании стекла твердыевключения в нем остаются.Целью изобретения яВляется повышение качества оптического стекла эасчет очистки от газовых и 1 твердыхвключений.Эта цель достигается тем, что вспособе изготовления стекла, включа-ющем отливку стекломассы во вращающийся контейнер,формование и отжиг,формование осуществляют в контейнере, непрекращая его вращения до образования блока, а после отжига производятмеханическую обработку блока с удалением загрязненных зонНа фиг. 1 схематически изображеноустройство и индуктором для осуществления предлагаемого способа, про-дольный разрез, вариант; на фиг, 2 -устройство с электрическим нагревателем сопротивления, продольный разрез, вариант,/ 20Способ. очистки стекла от включений осуществляется следующим образом,Неочищенную заготовку оптического стекла или стекломассы помещают 25в кочтейнер и приводят его во враще-ние со скоростью, при которой нормальное ускорение Хп значительнобольше ускорения свободного падения(), например Юпщ 20-30 с . Стекломассу нагревают до температуры осветления (вязкость 40-100 п) . Время вращения устанавливается экспериментально, Затем, не останавливая вращения,остужают стекломассу до затвердевания, прекращают вращение, остужают5стекло по режиму грубого отжига докомнатной температуры, вынимают блокстекла иэ контейнера, производяттонкий отжиг и путем механическойобработки (обдирки, распиловки и 4 От.д.) удаляют наружные и внутренниезагрязненные зоны в блоке. Способ изготовления оптического высококачественного стекла осущест вляют в устройстве, содержащем контейнер 1, выполненный из диэлектрического термостойкого материала, например ситалла. В контейнер помещен цилиндрический сосуд 2 для стекла также из диэлектрического материала, например кварца. Вокруг этого .сосуда размещен нагреватель 3, выполненный в виде цилиндрического стакана иэ токопроводящего материала, например 55 платины или ее сплавов. Между нагревателем 3 и сосудом 2 помещена антиприлипающая огнеупорная засыпка 4. Стенки контейнера 1 отделены от нагревателя 3 огнеупорной теплоизоля О цией 5, выполненной, например,иэ высокоглиноэемистого легковеса ВГЛ,3, Контейнер 1 закрыт крышкой 6, закреплен на площадке 7, соединенной с валом 8 привода, и помещен в индуктор 9,устройство может быть выполненопо другому варианту,Контейнер 1, входящий в устройство, выполнен, например, из стали. Вэтот контейнер помещен цилиндрическийсосуд 2 иэ кварца. Нагреватель 3 ввиде ленты из платинового сплава намотан по спирали вокруг этого сосуда.Между нагревателем 3 и сосудом 2 помещена антиприлипающая огнеупорнаязасыпка 4 Стенки контейнера 1 отделены от нагревателя 3 огнеупорнойтеплоизоляиией 5, выполненной, например, из высокоглиноэемистого легковеса ВГЛ,3. Контейнер 1 закрыт крышкой 6, закреплен на площадке 7, соединенной с валом 8 привода. Электрический ток к нагревателю3 подается через скользящие контакты, условно показанные стрелками 9,Устройство работает следующим образом.Для изготовления стекла из готового блока его закладывают в сосуд2 и на индуктор 9 или нагреватель 3подают напряжение. Сосуд 2 разогревается, расплавляя заготовку 10 дотемпературы осветления. Для очисткирасплаВа стекла в предварительноразогретый сосуд 2 загружают стекломассу 10. Контейнер 1 из диэлектрикаиндуктором при этом не разогревается, Теплоиэоляция 5 защищает стенкиконтейнера 1 от перегрева за счеттепла сосуда 2,.так что их прочностные свойства не снижаются, Затемконтейнер 1 с помощью вала 8 приводится во вращение с такой угловойскоростью, чтобы действующие настекломассу центробежные силы былизначительно больше сил тяжести расплава, т,е, возникающая нормальная составляющая ускорения Юв должна быть:Ю л,", где с,8 м/с- ускорениесвободного падения. Время вращениядолжно быть достаточным, чтобы всевключенияпереместились в наружнуюи внутреннюю эоны расплава от осивращения контейнера. После этого, непрекращая вращения, постепенно снижаятемпературу нагревателя 3, расплавостужают до температуры затвердевания(вязкость 4108 п) и контейнер 1 останавливают,Использование предлагаемого способа изготовления стекла, свободногоот включений, обеспечивает по сравнению с известными способами следующиепреимущества: возможность очисткистекла не только от газовых включений, но и от твердых; возможностьочистки стекла не только от крупных,видимых невооруженным глазом включений, но и от микровключений, таккак время вращения контейнера можетбыть выбрано достаточно большим, астекло расплавлено до малых значенийвязкости; возможность очистки не963962 Формула. изобретения Составитель В.юдинаедактор З.Бородкина Техред С.Мигунова КОрректор Г.Решетни Заказ 2 1 Тираж 508 ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений .113035, Москва, Ж, Р Подпискомитета СССи открытийушская наб.,иал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Прое только расплава стекла на последнемэтапе его варки, но и готового стекла, забракованного ранее иэ-за включений. ф Способ изготовления стекла, включающий отливку стекломассы во вращающийся контейнер, формование и отжиг, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения качестваоптического стекла эа счет очистки от газовых и тверйых включений,формирование осуществляют в контейнере,не прекращая его вращения до образо-,вания блока,а после отжига производятмеханическую обработку блока с удале 45 нием загрязненных зон.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Справочник по производствустекла, т. 1, И.,Стройматериалы.0 с. 563-580.2. Патент США 9 375886,кл. 65-134, опублик. 1973.