Устройство для изготовления листового стекла на поверхности расплавленного металла

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЗВ) С 18 0 ПАТЕНТУ 21 кинсон (Вел имитед (Веючаю регулиру ванну ленную наГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛНИЯ ЛИСТОВОГО СТЕКЛА НА ПОВЕРХНОСТИРАСПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА, вкл щеесливной лоток для подачи семой скоростью стекломассыс расплавом металла, раздезоны по крайней мере одной поперечЯО 1097189 А ной перегородкой и приспособлениедля перемещения ленты стекла вдольванны с расплавом, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышениякачества стекла за счет регулирова"ния температуры расплавленного металла, дно ванны с расплавом металлавыполнено с углублением, расположенным по ширине в зоне с температурой820-750 С, причем его глубина вдвоебольше глубины ванны на входной ивыходной сторонах углубления. 2. Устройство по п. 1, о т л на ю щ е е с я тем, что в ванне расплавом выполнено второе углубле- ф ие, расположенное за первым по ходуау вижения ленты стекла, глубина котоого меньше глубины первого углублеИзобретение относится к производству листового стекла.Известно устройство для изготовления листового стекла, содержащее вайНу с расплавленным металлом, разделен 5 ную на зоны не доходящими до уровня металла поперечными перегородками, приспособления для подачи ленты стекла 1 3.Недостатком данного устройства является деформируемость стекла за счет температурных колебаний расплавленного металла.Кель изобретения - повышение качества стекла за счет регулирования 15 температуры расплавленного металла.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для изготовления листового стекла на поверхности расплавленного металла, включающем 20 ,сливной лоток для подачи с регулируемой скоростью стекломассы, ванну с расплавом металла, разделенную на зоны по крайней мере одной поперечной перегородкой и приспособление для перемещения ленты стекла вдоль ванны с расплавом, дно ванны с расплавом металла выполнено с углублением, расположенным по ширине в зоне с температурой 820-.750 С, причем его глубина вдвое больше глубины ванны на входной и выходной сторонах углубления,Кроме того, в ванне с расплавом выполнено второе углубление, расположенное за первым по ходу движения 35 ленты стекла, глубина которого меньше глубины первого углубления.На фиг, 1 изображено устройство, план; на фиг, 2 - то же, продольное сечение; на фиг. 3 - то же, с лентой стекла; на фиг. 4 - фрагмент устройства по фиг, 1.Устройс тво содержит ванну е расплавом олова с торцовой стенкой 1 на своем входном конце и торцовой стенкой 2 на своем выходном конце и параллельные боковые стены 3, проходящие от входного конца к зоне сужения, ограниченной сходящимися внутрь боковыми секциями стен 4,50 которые соединяют боковые стены 3 со следующими параллельными боковыми стенами 5, проходящими к выходному концу. Ванна может вместить между боковыми стенами 3 ее широкой части выше по потоку, чем зона сужения, максимально допустимый слой стекла, а между боковыми стенами 5 ее узкой части ниже по потоку эоны сужения полученную ленту стекла максимально нужной ширины,Расплавленное натриево-известковое стекло подают на ванну во входном конце посредством выпивания из лотка 6, который проходит над стенкой 1. Регулирующее устройство 7 регулирует скорость истечения расплавленного стекла из лотка на поверхность ванны 8.Согласно способу плавающей ленты терморегуляторы установлены в конструкции свода (не показан), который установлен поверх ванны и ограничивает верхнее пространство над ванной, в которой поддерживается защитная атмосфера. Температурные условия на впускном конце ванны таковы, что расплавленному стеклу 9, поступающему на ванну, дают возможность свободно растекаться без ограничения в поперечном направлении во время первой стадии его прохождения вдоль ванны. Температура стекла составляет 990 С, когда достигается максимальное растекание, а толщина стекла составляет примерно 7 мм. Слой расплавленного стекла продвигается вперед в виде ленты 10, стекло имеет вязкость 10 4 Я П и постепенноохлаждается во время его первоначального продвижения вдоль ванны, а его вязкость медленно увеличивается,Терморегуляторы в конструкции св 6- да устанавливают температурный режим, которому подвергается стекло, причем стекло поддерживается в деформиру" емом состоянии в зоне продольного вытягивания ленты, в которой стекло постепенно утоньшается, а его скорость возрастает под воздействием приводных роликов 11, расположенных за выхоцной торцовой стенкой ванны, По мере увеличения вязкости происходит увеличение воздействия продольно направленной силы тяги, создаваемой роликами 1.1, для вытягивания ленты стекла. Постепенное и пропорциональное уменьшение ширины и толщины стекла регулируется с помощью верхних роликов, которые входят в зацепление с верхними поверхностями краев ленты стекла,Пока стекло находится в маловязком состоянии, края ленты захватываются парой наклонных верхних роликов 12, установленных друг против друга на валах 13, которые проходят через30 Стекло ускоряется и лента утоньшается в зоне, расположенной выше по потоку от зоны сужения ванны. Нижний конец этой эоны утоньшения обычно находится в зоне сужения или вбли 3 10971боковые стены ванны 3 и приводятсяв движение моторами 14. Верхние ролики 12 выполнены из накатанного илизубчатого графита, нержавеющей сталиили из мягкой стали с внутренним водяным охлаждением. Оси роликов наклонены под углом к линии, которая перпендикулярна направлению движенияленты стекла вдоль ванны. Благодаряэтому силы, направленные наружу ивдоль, действуют на края обрабатываемой ленты, причем компоненты силы,действующей наружу, создают ограничения против нежелательной потери ширины. Небольшое утоньшение ленты15начинает происходить в этой зоне,Следующие аналогичные пары верхних роликов 15-19 установлены на некоторых расстояниях вдоль ванны насоответствующих валах 20-24 и приводятся в движение моторами 25-29, причем верхние ролики каждой пары находятся друг против друга. С помощьютаких пар верхних роликов осуществляется регулирование постепенного.уменьшения ширины и толщины ленты.При прохождении стекла за пределамипоследней пары роликов 19 его температура опускается ниже 880 С, чтосоответствует вязкости 10 П.,После того, как стекло пройдетпоследнюю пару роликов 19, его шири на и толщина будут уменьшаться дотех пор, пока оно не достигнет положения в зоне сужения ванны или вбли- З 5зи нее, где его вязкость при данномтемпературном режиме становится настолько высокой, что лента сохраняет свою конечную ширину и толщинуи достигает своей конечной выпускной скорости, которая является эффективной поверхностной скоростьюроликов 11,В зоне сужения или вблизи нееобычное натриево-известковое стекло 45имеет вязкость 10 П, соответствуЧющую температуре 750 С, и находитсяв состоянии, в котором не может происходить последующих изменений размеров под действием приложенной тяги. 50Лента охлаждается дальше во временипрохождения между боковыми стенками5 к выходному концу ванны. 894зи нее, а положение максимального ускорения стекла обычно смещено вверх по потоку к последней паре верхних роликов 19. При ускорении ленты в зоне.утоньшения происходит прогрессивное увеличение захвата расплавленного металла ванны при поверхностном течении вперед, которое движется к выходному концу ванны. Это поверхностное течение вперед происходит над противоположным по направлению обратным потоком более холодного металла от выпускного конца ванны и расплавленный металл непрерывно втягивается под ленту, чтобы компенсировать металл, который захвачен. Обратный поток более холодного расплавленного металла вдоль дна ванны создает градиенты температуры между верхней частью и дном по глубине ванны, которые особенно вредны в зоне ванны, где происходит утоньшение быстро ускоряющейся ленты и, в частности, в зоне между последней парой роликов 19 и зоной сужения. Для борьбы с этим эффектом противоположно направленный обратный поток более холодного расплавленного металла направляют в более глубокую зону ванны,чем глубина ванны вблизи этой более глубокой зоны.Продольное сечение Г 1, ванны обеспечивает различную глубину ванны вразличных участках по ее длине (фиг.2).На входном конце ванны дно ограничивает первоначальную зону 30, болееглубокую, чем мелкая зона 31, следующая ниже по потоку, причем зона 31занимает основную длину ванны по потоку от сужения и ограничивает всюзону утоньшения. Первоначальная зона30 может иметь глубину, которая примерно в полтора раза больше глубины эоны 31, расположенной ниже. Например, зона 30 можеть иметь глубину 83 мм, а зона 31 - 58 мм. Зона 31 проходит вниз по потоку до некоторого положения вблизи зоны сужения, например, до положения, отстоящего выше по потоку на один или на два от линии, соединяющей верхние концы боковых стен 4 сужения.В этом положении начинается более глубокая зона ванны. Более глубокое дно ванны, которое определяет углубленную зону 32, имеет форму выемки, проходящей по всей ширине ванны. Температура в указанной зоне820-750 ОС. Эта углубленная зона 32 включает зону сужения и проходит вниз по потоку на расстояние, примерно, 3 м за линию, соединяющую нижние концы боковых стен 4 сужения, Углуб ленная эона 32 проходит, например, вдоль ванны расстояние 7,5 м и обеспечивает резервную зону для поступления потока более холодного расплавленного металла, который. проходит в противоположном потоку направлении над полом при захвате более горячего расплавленного металла продвигаемой лентой стекла, Глубина зоны 32 вдвое превышает глубину ванны в соседней зоне 31, расположенной выше по потоку. Например, когда глубина зоны 31 составляет 58 мм, глубина ванны в ре" зервной зоне 32 может быть 108 мм.Ниже по потоку от. углубления 32 дно сиона поднимается, например, на длине около 3 м для создания зоны 33, имеющей такую же глубину, как и зо" на 31, От зоны 33 к выпускному концу. ванны уровень дна таков, что создается зона 34, имеющая ту же глубину ванны, что и зона 30 впускного конца ванны.В месте изменения дна уровня ступенька в полу может быть скошена ЗО (фиг. 2).Эффект резервной зоны увеличивает" ся за счет создания на участке выше ,по потоку от более глубокой зоны 32 ванны поперечного барьера 35, который выступает вверх из дна, Барьер 35 представляет собой углеродный стержень с выступающим прямоугольным поперечным сечением и имеет основание40 36 в виде ласточкина хвоста (фиг. 3), которое эаклинено в соответствующую канавку 3, имеющую форму ласточкина хвоста, выполненную поперек резервуара ванны в дне на нижнем по потоку45 конце участка 31, т,е. в районе никнего по потоку конца зоны утоньшений. Плоская вершина стержня составляет, примерно, 50 мм в длину в направлении движения ленты и отделена от уровня поверхности ванны 8 на достаточное расстояние, чтобы ограничивать поток расплавленного металла в этом участке прямым потоком, захваченным нижней стороны ленты, и обратными . потоками вдоль ленты от более глубокой зоны 32 ванны, Барьер 35 гарантирует то, что нижние слои захваченного расплавленного металла переднего потока сначала направлены вниз, азатем вверх по потоку фиг, 3, стрелка 38), Обычно верхняя поверхностьбарьера 35 расположена на расстояниибмм ниже уровня понерхности ванны, причем оптимальное расстояниезависит от скорости и ускорения ленты.Потоки расплавленного металла 39направлены наружу и оказывают положительный эффект на температуру расплавленного металла вдоль ленты эасчет перемешивания или смешиванияс более холодными противоположно направленными обратными потоками иэрезервной эоны.В показанных вариантах барьер 35проходит поперек ванны и заходитза края ленты, но не доходит добоковых стен 3 ванны. Концы барьера35 таким образом отделены от боковыхстен 3, ограничивая каналы для протинотока расплавленного металла(фиг, 4, стрелка 40), текущих иэрезервной зоны 32 снизу от барьера,огибающих его края и поступающихв зону выше по потоку, чем барьер.Барьер 35 препятствует непосредственному обратному протеканию расплавленного металла вдоль дна ванныв зону, расположенную выше по потоку места барьера, но позволяет противотокам огибать края барьера иэ бо 1лее глубокой зоны ванны, посредствомчего устанавливается поперечный доступ к зоне ванны, поддерживающейленту при ее утоньшении при ускорении стекла вьппе по потоку места расположения барьера,Барьер 37 находится на участке непосредственно ньдде по потоку верхнего конца углубленной зоны ванны. Например,.барьер 37 может находиться в 150 мм от верхнего конца углубленной зоны 32, Противоположно направленный поток (фиг. 3 и 4, стрелки 41) более холодного расплавленного металла, движущийся вдоль дна ванны в направлении против потока к барьерному участку, поступает н углубленную зону 32 с большей глубиной, расположенную непосредственно ниже по потоку, чем барьер 35. Это уменьшает скорость более холодного обратного потока, посредством чего обеспечивается время для смешивания расплавленного металла обратного потока с расплавленным металлом, заключенным в более глубо1097189 Ю1 ВНИИПИТираж 469 Заказ 3855 Подписное атент ал ПППжгоро тная, 4 кой зоне ванны. Расплавленный металл в углубленной зоне 32 действует эффективно, как буфер.11 ополнение расплавленного металла, уносимого ускоряющимся стеклом, обес печивается за счет обратных потоков 40 расплавленного металла из углубленной зоны 32 вокруг краев барьера 35 и в зоне выше него по потоку, причем установленный поперечный проход дает возможность этим обратным потоком втянуться под ленту.Наличие более глубокой зоны 32 ванны, в которую поступает обратный холодный поток расплавленного металла, гарантирует то, что противотоки расплавленного металла вдольленты вокруг краев барьера 35 имеют сравнительно небольшую разницу температуры между поверхностью расплавленного металла и расплавленным металлом ниже поверхности, Такая небольшая разность температур между верхней и нижней частями расплавленногометалла уменьшает вред локальных температурных отклонений в расплавленном металле, на котором лежит лентаиз стекла во время ее ускорения, посредством чего сводятся до минимумаискажения на нижней поверхности ленты. Предлагаемое устройство особенно эффективно для получения способом плавающей ленты стекла толщиной 1,5- 3,0 мм, его можно также испольэовать для получения стекла большей толщины, при такой производительности и ско,рости ленты, когда происходит вредное движение расплавленного металла, например, для получения стекла толщиной вплоть до 55 мм и больше.