Способ гомогенизации стекломассы

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А П С 03 В 5/18 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АНИЕ ИЗОБ НИЯ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 36 ви3(21) 3395832/29-3 (22) 22,02.82 (46) 30,09,83, Бю (72) А.Д,Османис, Я,В.Гоба и Г.Р.Лу (71) Рижский орде ного Знамени поли и Валмиерский зав (53) 666,1,031,2( (56) 1. Патент кл. С 03 В 5/00,2, Патент Ве 9 1289317, кл, С3. Авторское с 9 814904, кл, С 0 тотип). Р 36В.А.Климавичиус,инса Трудового Красехнический инститд стекловолокна88.8)ранции Р 2067971,икобритании3 В 5/18, 1972,детельство СССРВ 5/04, 1979 (пр(54) (57) СПОСОБ ГОМОГЕНИЗАЦИИ СТЕКЛОКАССЬ 1, преимущественно для выработкистекловолокна, путем пропускания через стекломассу переменного тока частотой 50 ГцкГц, плотностью 0,022,0 А/см и наложения переменногомагнитного поля, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества стекловолокна, злектрическийток прспускают через стекломассу сориентацией силовых линий параллельно боковым стенкам стеклоплавильногососуда и одновременно накладывают горизонтальное магнитное поле с фаэнойзоной 180 , причем напряженность магнитного поля 0,1-0,3 Т,Иэобре гение отно".ится к промышлеиности строительства и стройматериалов, в частности к технологии произ"водства стекломассы для получениястекловолокна,Известен способ гомогениэациистекломассы, в котором стекломассунагревают промышленным электрическими,током от многофазного источника питания и одновременно накладывают магнитное поле при помощи трехполюсного 1 Омагнита, запитываемого от трехфазногопеременного тока 1,Известный способ гомогенизациистеклаимеет следующие недостатки, Засчет объемных электромагнитных силстекломасса вращается с недостаточной скоростью (порядка 3-б см/с), врезультате чего не достигается достаточно эффективная интенсификацияпроцессов гомогенизации. Ие обеспечи вается выравнивание концентрации отдельных ингредиентов стекла, в частности концентрации 510 и А 6 О 3в течение времени, приемлемого дляпроизводства непрерывного стекловолокна. Кроме того, не создается достаточно однородное температурное поле по всему объему емкости, в которойпроизводят плавление стекломассы,Известен также способ варки стекла, включающий плавление шихты нагревом, пропусканием электрического тока через расплав, находящийся междуэлектродами где в течение некоторого времени при осветлении и гомогени-зации подвергают воздействию магнитного поля, Напряженность магнитногополя составляет 0,02 Т, а плотностьтока в объеме расплавленной стекломассы 0,03 А/см),движение расплава стекломассы 4 Опроисходит по круговой траекториипод углом к магнитному полю и току,имеет среднюю скорость порядка 4 см/с.Стекломасса под воздействием объемных электромагнитных сил вращается водной плоскости - либо в вертикальной, либо в горизонтальной.При пропускании электрическоготока через три электрода и возбуждении двух электромагнитов, сердечникикоторых охватывают нижнюю часть каме-,ры, электрический ток и магнитный поток, находясь в горизонтальной плоскости и будучи ортогональными другк другу, оба обращены в течение одного полупериода. В результате сила,действующая на расплавленное стекло,является вертикальной и направленасверху вниз, Стекломасса вращаетсялишь в вертикальной плоскости. Известным способом не обеспечивается 60получение стекломассы с высокой степенью однородности,При пропускании электрическоготока через расплав стекломассы, содержащейся в прямоугольной емкости, у через два электрода и при одновременном возбуждении одного магнита, расположенного вертикально вокруг внешней части по всей длине емкости таким образом, что два наконечника электромагнита расположены на каждой стороне емкости, а третий полюс частично введен в дно емкости между двумя полюсами), стекломасса вращается в горизонтальной плоскости. Вращение стекломассы в горизонтальной плоскости по своему эффекту адекватновращению стекломассы в вертикальной плоскостиПри пропускании электрического тока через расплав, находящийся в ем кости с правильной шестиугольной формой, через три электрода, которые размещены через три чередующиеся стенки шестиугольника и при одновре" менном возбуждении магнита, представляющего горизонтальный круглый сердечник с тремя полюсами, стекломасса вращается в горизонтальной плоскости, при этом не обеспечивается достаточно интенсивное ее перемешивание.Известен также способ варки стекла, согласно которому пропускание электрического тока и наложение магнитного поля при осветлении осуществляют при температуре, соответствующей вязкости 1-200 П, а при гомогенизации - при температуре, соответствующей вязкости 50-500 П, причем направление вектора индукции внешнего магнитного поля изменяют в двух вза . имно перпендикулярных направлениях, а направление тоха поочередно изменяют в трех взаимно перпендикулярныхнаправлениях, причем частота переменного тока 50 Гц, плотность 0,03 А/см .Переменное магнитное оле одного издвух взаимно перпендикулярных направлений включают одновременно с электрическим током одного из трех взаим"но перпендикулярных направлений, перпендикулярных направлению магнитногополя, а переменное магнитное полевторого направления включаЮт по оче"реди с токами двух других направлений, перпендикулярных этому направлению магнитного поля с последующимповторением цикла 3,Известный способ разработан дляварки оптиче:ких и специальных стекол и реализуется при помощи шахтныхили горшковых печей, Гомогенизациястекломассы, предназначенной для получения непрерывного стекловолокнапри помощи стекловаренных сосудов,неудобно и экономически нецелесообразно,Цель изобретения - повышение качества стекловолокнаоставленная цель достигается тем,что согласно способу гомогенизациистекломассы, преимущественно для вы.работки стекловолокна, путем пропускания через стекломассу переменногоэлектрического тока частотой 50 Гц 50 кГц, плотностью 0,02-2,0 А/сминаложения переменного магнитного поля, электрический ток пропускают через стекломассу с ориентацией силовых линий параллельно боковым стенкам стеклоплавильного сосуда и одновременно накладывают горизонтальноемагнитное поле с Фазной зоной 180причем напряженность магнитного поля 00,1-0,3 Т,На фиг.1 приведена схема электромагнитных сил; на фиг,2 - характеруправляемых потоков стекломассы припомощи объемных электромагнитных сил.15При пропускании через стекломассуэлектрического тока, направленноговдоль плавильной части сосуда, и наложении магнитного поля, создаваемогодвухсторонним индуктором с четнымчислом зубьев, в стекломассе возникают объемные магнитные силы, Амплитуда магнитной индукции под зубцамииндуктора постоянна. фазовый сдвигмежду соседними зубцами равен 180т,е. магнитное поле под зубцами индуктора имеет противоположное направление.В результате взаимодействия элек".трического и магнитного полей возникают в стекломассе объемные магнитные ЗОсилы, Между соседними зубцами индук-тора силы направлены противоположно,т.е. силовое воздействие на стекломассу знакопеременно, Под воздействием этих сил возникают управляемые З 5потоки стекломассы, которые направлены дРУг к дрУгу и имеют замкнутыеконтуры, В результате такого вращения стекломассы концентрация ее ингредиентов в неоднородных участках 40выравнивается, Стекломасса приобретает более высокую степень однородности.П р и м е р 1, Гомогенизациюстекла состава, вес.Ъ: %От 710 45А 110 3,0, СаО 8,0, МО 3,0,8 а 20 15,0, осуществляют при температуре, соответствующей вязкости стек.ломассы 250 П, в течение 2 ч. Плотность тока 0,02 А/см, частота 59 Гц,напряженность магнитного поля 0,1 Т.:Контрольную плавку проводят при техже температурно-временных режимах,но без применения магнитного поля,Однородность стекла определяют посветопропусканию порошка стекла в иммерсионной жидкости,Максимальное светопропусканиел6 взкюветы с порошком для образцов стекла, полученных при гомогени,зации стекломассы в магнитном поле,равно 80,1, п,для порошка стекла,полученного прй контрольной плавкебез применения магнитного поля,68,1,П р и м е р 2, Гомогенизациюстекла того же состава, что и в примере 1, проводят при температуре,соответствующей вязкости стекломассы200 П, в течение 1,0 ч. Плотность тока в стекломассе 2,0 А/см, частота50 кГц, напряженность 0,3 Т, Контрольные плавки проводят при тех жетемпературно-временных режимах, нобез применение магнитного поля.Однородность стекла определяют,как в примере 1, Максимальное световпропускание сваи кюветы с порошкомдля образцов стекла, полученных при .,гомогенизации стекломассы в магнитном поле, равно 81,4, 7 д для порошка стекла, полученного при конт-:рольной плавке без применения магнитного поля ), 73,1.П р и м е р .3- Гомогенизациюстекла состава, вес,Ъ: 50 56,0,А 10 5,0, СаО 22,0, МО 6,0,4 аО 11,0, осуществляют при температуре, соответствующей вязкости стекломассы 200 П, в течение 2 ч, Плотность тока 0,03 А/см, частота50 кГц, напряженность магнитного поля0,2 Т. Контрольную плавку проводятпри тех же температурно-временных режимах, но без применения магнитногополя.Однородность стекла определяют методом В.И,Шелюбского, как и в примерах 1 и 2. Максимальное светопролпусканиещд кюветы с порошком для образцов стекломассы, полученной при гомогенизации в магнитном поле, равно 84,6, а для етекломассы, полученной при контрольной плавке без применения магнитного поля, 73,1 Ф,П р и м е р. 4. Гомогенизациястекла состава, вес,Ъ: 50 63,5,А 10 6,0, СаО 12,5, МО 2,5,ВаО 2,0, МИО 2,0, 02 2,0, Ма 20 9,0,проводят при температуре, соответствующей вязкостистекломассы 300 П,в течение 1 ч, Плотность тока1,8 А/см, частота 47,5 кГц, напряженность магнитного поля 0,25 Т.Максимальйое светопропускание "ь пдля стекломассы, полученной при ееварке в магнитном поле, 86,3, а2 адля контрольной плавки79, 4,.Ильи е ное а 4/ ул.Про ная ж 7454/19 ВНИИПИ Г нно по дел тени 113035, -35, Тираж 48 босударствеам иэобреМосква, Ж Филиал ППП Патент Подпио комитета СССи открытийРаушская наб