Способ варки стекла

(19) %Э ф (1 оЙ З(50 С 03 В 5/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(,К 4. Патент ФРГ Р 1471908л. С 03 В 5/22, 1976,ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И СЛНРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССРМ 516650, кл. С 03 В 5/16, 1974. 2. Авторское свидетельство СССР(ф 814904, кл. С 03 В 5/04, 1980. 3. Патент СИА Р 3108149,кл.65 134,1963,5. Патент Великобритании М 28931л. С 1 М, 1972 (прототип),(54)(57) 1. СПОСОБ ВАРКИ СТЕКЛА путем пропускания через стекломассупеременного электрического тока промышленной частоты и наложения переменного магнитного поля той же частоты с ориентацией силовых линий магнитного поля ортогонально линиямэлектрического тока, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышеиия качества тугоплавкоГо оптического стекла, при осветлении и гомогенизации на стекломассу циклически накладывают дополнительное магнитное поле повышенной частоты пропусканием через обмотку электромагнита тока промышленной частоты и тока частотой 19-250 кг ц продолжительностью 5-20 мин, после чего пропускание тока промышленной ча:тоты прекращают, а ток повышенной частоты пропускают импульсно, а затем пропускание тока повышенной частоты через обмотку электромагнита прекращают и пропускают ток промышленной частоты,2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что напряженность переменного магнитного поля промышленной частоты равна 0,2-0,6 Т, а напряженность дополнительного магнитного поля повышенной частоты 0,01-0,03 Т.3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и" ч а ю щ и й с я тем, что длительность периода, в течение которого через обмотку электромагнита про пускают ток промышленной частоты, Я равна 5-20 мин.4. Способ по пп.1-3, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что длительность импульса тока повышенной частоты равна 0,5-2,5 с,,5. Способ по пп.1-4, о т л и- . Ю ч а ю щ и л с я тем, что длитель- фф ность цикла, включающего время, в течение которого стекломассу подвер- фФффф гают воздействию дополнительно маг- Я нитным полем повышенной частоты, осуществляют пропускание импульсно ффффф через обмотку электромагнита тока по виденной частоты, а затем тока промышленной частоты, равна 15-60 мин. )рИзобретение относится к промыш-ленности строительных материалови может быть использовано для осветле.ния тугоплавких стекол.Известен способ варки стекла, заключающийся в том, что осветление осу ществляют путем перемешивания стекломассы электромагнитным полем повышенной частоты порядка 100-1000 Гц, фкоторое может быть как градиентно,так и однородным" . 10Недостатком способа является то,что при прочих равных условиях повышение частоты магнитного поля от100 до 1000 Гц маловлияет на интенсивность процессов осветления. Кроме того, способ не приемлем для осветления тугоплавких оптическ.их испециальных стекол.Известен также способ варки стекла, заключающийся в том, что процессы осветления осуществляют путемпропускания электрического тока через стекломассу и наложения на него внешнего переменного магнитного поля, Направление вектора индукции внешнего магнитного поля изменяют в двух взаимно перпендикулярных направлениях, а направление токапоочередно изменяют в трех взаимноперпендикулярных направлениях 23.Однако этот способ разработан 30предпочтительно для оптических и специальных стекол, осветление которыхосуществляется при температуре, непревышающей 15000 С.Известен способ варки стекла, заключающийся в том,что гомогениэациюстекломассы осуществляют путем создания в расплаве объемных магнитныхсил, которые вращают стекломассу 3.Недостатком способа является то,что управляемые потоки имеют незначительную скорость порядка 4-б.мм/с,причем интенсивность их недостаточна, чтобы получить стекломассу безпузырьков и мошки,Кроме того, известен способ варкистекла, заключающийся в том, что вдискообразной узкой зоне печи создаютпеременное магнитное поле при помощиодной или нескольких катушек, передвигаемых по высоте печи. Путем 50перемещения одной или несколькихкатушек вверх и вниз по высоте печи создают дискообразную узкую зону соповышенной температурой, на 50-100 Свыше той температуры, какой обладает стекломасса в других зонах печи. Ширина дискообразной зоны не превышает несколько сантиметров 4,Однако усилие температурной конвекции при помощи перемещаемой диско образной зоны по высоте печи недостаточно эффективно влияет на процессыгомогенизации стекломассы, Повышение подъемной силы мелких пузырькови мошки обусловлено усилением термической конвекции. Способ не приемлем для осветления тугоплавких стекол.Наиболее близким к предлагаемому по технический сущности и достигаемому результату является способ варки стекла, заключающийся в том, что стекломассу нагревают путем пропускания электрического тока. Стекломассу в течение некоторого времени подвергают воздействию магнитного поля. Магнитное поле ориентировано таким образом, что создает в стекле магнитный поток, перпендикулярный к направлению тока нагрева, проходящего через стекломассу в области магнитного потока, Величина и ориентация магнитного потока по отношению к величине и ориентации тока нагрева такие, что силы, создаваемые взаимо действием тока и магнитного поля, направлены так, что изменяют поток стекломассы 5.Недостатком известного способа варки стекла является то, что в результате взаимодействия электрического и магнитного полей образовавшиеся объемные магнитные силы не достаточны для осветления тугоплавких стекол.Целью изобретения является улучшение качества тугоплавкого оптического стекла.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу варки стек ла путем пропускания через стекло- массу переменного электрического тока промышленной частоты и наложения переменного магнитного поля той же частоты с ориентацией силовых линий магнитного поля ортогонально линиям электрического тока, при осветлении и гомогенизации на стекло- массу циклически накладывают дополнительное магнитное поле повышенной частоты пропусканием через обмотку электромагнита тока промышленной частоты и тока частотой 19-250 кГц продолжительностью 5-20 мин, после чего пропускание тока промышленной частоты прекращают, а ток повышенной частоты пропускают импульсно, затем пропускание тока повышенной частоты через обмотку электромагнита прекращают и пропускают ток промышленной частоты.При этом напряженность переменного магнитного поля промьыленной частоты ра.вна 0,2-0,б Т, а напряженность дополнительного магнитного поля повышенной частоты 0,01-0,03 Т.Длительность периода, в течение которого через обмотку электромагнита пропускают ток промышленной частоты, равна 5-20 мин. Длительностьимпульса тока повышенной частоты, пропускаемого через обмотку электромагнита, равна 0,5-2,5.Кроме того, длительность цикла, включающего время, в течение которого стекломассу подвергают воздействию дополнительным магнитным полем повышенной частоты, осуществляют пропускание импульсно через обмотку электромагнита тока повышенной частоты, а затем тока промышленной частоты, равна 15-60 мин.На фиг,1 представлена схема осуществления способа (сплошными линиями изображена ориентация силовых линий 0 переменного магнитного поля промышленной частоты, пунктирными линиями силовых линий дополнительного магнитного поля повышенной частоты); на фиг.2 - разрез А-А на Фиг.1 (контуры 15 перемещения управляемых потоков стекломассы); на фиг,З - то же направление колебаний ультразвуковой частоты ); на фиг.4 - графики режимов варки стекла. 20Кривая 1 ( Фиг, 4) представляет собой график температурно-временного режима без применения магнитных полей кривая 2 - то же, с применением магнитных, полей, кривая 3 - темпеРатУР- ная зависимость динамической вязкости стекла.Ориентация силовых линий дополнительного магнитного поля повышенной частоты совпадает с направлением силовых линий основного переменного магнитного поля промышленной частоты ( фиг.1). Возникают объемные магнитные силы, которые вращают стекломассу в вертикальной плоскости, образуя при этом замкнутые круговые контуры 35 фиг.2), В то же время возникают Упругие колебания ультразвуковой частоты, При этом роль промежуточного звена, ответственного за перенос энер гии к стекломассе, выполняют силовые 40 линии магнитных полей. Направление упругих колебаний перпендикулярно к дну бассейна (Фиг.З ), а частота определяется в основном частотой пропускаемого через катушку электромаг нита тока повышенной частоты. Период воздействия дополнительным магнитным полем на стекломассу заканчивается с прекращением пропускания тока про" мышленной частоты через катушку.В последующем периоде цикла через обмотку электромагнита пропускают импульсно ток повышенной частоты. Стекломассу подвергают воздействию упругими колебаниями. Перемешивание стекломассы в виде замкнутых круговых контуров прекращается, так как на данном периоде цикла управляемые потоки стекломассы отсутствуют.В завершающем периоде цикла через обмотку электромагнита пропускаютток промышленной частоты. Переменное магнитное поле промышленной частоты во взаимодействии с переменным током промышленной частоты, пропускаемым через электроды, создают объемные магнитные силы, которые образуют управляемые потоки стекломассы, которые однотипны ( на Фиг.2). После этого периода, завершающегося в течение 5 - 20 мин, цикл, длившийся 1 5-60 мин, повторяют.П р и м е р, Цля варки оптичес,кого стекла используют шихту, содержащую,следующие химически чистые материалы, г; кварцевый песок 650,5; На.ВОь 150,0; А 10 12,1; ЯЬ 042 4,ЙаСО 103,8; Ма ЙО 40,7 и СеО 7,0.Теплопроводимость стекла 1,0 ккал/м чград. Удельная теплоемкость 0,2 ккал/кгпв град. Температурная зависимость динамической вязкости стекла= т Ь) приведена на фиг.4 кривая 3). Контрольная плавка стекла без применения магнитного поля проводилась по приведенному температурно-временному режиму фиг,4, кривая 1). В табл.1 приведены результаты варки стекла.с использованием электромагнитных полей по одному температурно-временному режиму, при различных режимах работы электромагнита.В д о 3 Н 11 ОХ 1 Х о н Цоахо оахооое п 1 х Е х х х й 1 ц СЭЩ он эйнооэцоха о 1 аЕьйий и о о о о а а а а о о о о о о о о а а СЧ СЧ о о а а о о а а м м о о Ъ % о о Ю Р о о а еЧ СЧ Гф) Ф102442 3 Т а б л и ц а 2Т Режим работыэлектромагнита Темпе.эатурно-временнойрежимварки стекла Количество пузырейдиаметром 0,3 мми выше, соответствующее классам Свильность А Б В Г до до до до10 30 100 300 164 54 4 б 28 49 В табл.2 приведены результаты оценки пурырностисогласно ЯО 2498 10,33 342 путем просмотра нумерованных образцов проб блочного, стекПредлагаемый способ варки стекла имеет следующие преимущества: магнитные поля интенсифицируют одно-30 временно процессы осветления и гомогениэацин, кроме того, обеспечивается возможность интенснфицирования энергоемких процессов варки тугоплавких оптических стекол, Упругие коле ла объемом 200 смэ ЦОх 10 х 2 мм) на ус=ановке СНи ЛАК, а также результаты оценки бессвильностисогласно ОСТ 3-1200-72). Свиль не обнаружена Свиль не обнаружена Свиль не обнаружена Свиль не обнаружена Свиль не обнаруженабания,интенсифицирующие процессыосветленияи гомогениэации стекломассы,в расплав стекломассы вводят бесконтакт" но,что предотвращает стекломассу от закрашивания и загрязнения ионами, содержащимся в металлах и сглазах, иэ которых обычно иэготовлякт концентраторы и волноводы магнитостри кторов.