Устройство для формования ленты стекла

Союз СоветскикСоциалистическиеРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЗЬСТВУ(22) Заявлено 06.11. 79 (21) 2837462/29-33с присоелинеиием заявки РЙДата опубликования описания 25.08.8. О, А. Голозубов, Н, Г. Кнсиленко, Б. В. П. Киселев, А. Г. Курзанцев, Г. Б Л. П. Сычев, В, Е. Васильченко, С. Аи В. М. Русыник(72) Авторы изобретени 1) Заявитель рственный чно-нсследовательекла 54)УСТРОЙС ЛЕНТЫ СТЕКЛА ФОРМОВАН к промышленалов, в частстекольных Изоб кие от тельны е ности стности кзаводов ованию д итель устройс а из обыч канал с вленный онный вы звестн ы стек левк ч ми и уста ваемый на стекломас по производству стра ных отделочных листовых материалов и может найти применение для производства прозрачных опалесцирующих, глуше ных, окрашенных стекловидных и стекло- кристаллических листовых материалов, включая материалы с мраморовидным рисунком, получаемых на основе стекол с высокой (более 1000 С) темпераотурой кристаллизации расплава и низкими вязкостями при этих температурах (100-500 П) и может быть использовано как со стеклоформующей прокатной машиной, так и без нее. во для формованияной стекломассы,оковыми стенка- ежду ними обогретуп для слива Однако, с помощью устройства нельзя осуществлять стабильное формование ленты окрашенного стекла с несимметрнчным неповторякищимся рисунком, так как слив маловязкой жидкотекучей стекломассы с добавкой красителя через наклонный выступ практически не регулируется. В связи с этим на валках прокатной машины неизбежно образуется "луковица", в которой движущиеся стационарные потоки неравномерно окрашенной стекломассы формируют симметрично расположенный в поперечном направлении повторяющийся рисунок. Кроме того, при такой конструкции вводимый в расплав краситель распределяется по всему обьему,ленты стекла, что влечет повывенный его расход,Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для формования ленты стекла состоящее из сосуда-накопителя со сливкой щелью, в котором за счет уро85701 30 45Были изготовлены из оргстекла модели сосудов с различными соотношениями Ь, Н и а, Ь,Эти эксперименты позволили подобрать необходимые соотношения междуконструктивными размерами сосуда,После проведения моделированияиэ платинового сплава Пл ПР 1 О былизготовлен в натуральную величинусосуд и проведены его испытания (вкомплекте с прокатной. машиной) наванной стекловаренной печи Тульскогоопытного завода ГИС с формованием.малощелочного стекла СВня стекломассы поддерживается избыточное гидростатическое давление ееперед валками прокатной машины 12 1.Однако такое устройство не можетбыть использовано для выработки силь 5но кристаллизующейся стекломассы,так как в месте сопряжения необогреваемой сливной щели сосуда с валками прокатной машины происходит крис- .таллизация стекломассы. Для нормальной работы устройства необходим разрыв между сосудом и прокатной машиной.Цель изобретения - обеспечениестабильного получения листового стекла с неповторяющимся мраморовиднымрисунком из быстрокристаллизующейсястекломассы с высокой температуройкристаллизации и малой вязкостью,Поставленная цель достигается тем,что в устройстве для формования ленты стекла, включающем обогреваемыйсосуд экструдер из жаропрочного материала с верхней накопительной и нижней формующей частями со сливной 25щелью, по крайней мере, один прокатный валок и трубопровод подачи красителя, высота формующей части сосудаэкструдера составляет 0,1-0,3 от высоты накопительной части, а ширинасливной щели - 0,1-0,2 от высоты форФмующей части,Кроме того для создания на поверхности формуемой ленты стекла неповторяющегося мраморовидного рисунка иснижения расхода красителя, устройство снабжено установленной с зазором внакопительной части экструдера перегородкой, с образованием камеры подачи основного потока стекломассы и камеры подачи окрашенной стекломассы,при этом величина зазора составляет0,3-0,5 от ширины сливной щели, аобъем камеры для окрашенной стекломассы 0,1-0,3 от объема камеры дляосновного потока стекломассы.Соотношения между конструктивнымиразмерами сосуда экструдера;ф 0,1-0,3 Н ". а =(,О,1"0 2 ) 11,где И - высота накопительной частисосуда;Ф 1 - высота формующей части сосуда;О -ширина формующей части сосуда,Выбор этих соотношений определяется гидродинамическими условиями протекания вязкого высокотемпературногорасплавачерез сосуд и возможностьюстабильного формования ленты стекла,9 4Высота накопительной части сосуда Нопределяет величину гидростатическогодавления расплава, которое тем больше,чем больше величина Н, Высота формующейчасти сосудаопределяет величину гидродинамического сопротивлениясосуда, которое тем больше, чем больше величина и.Ширина формующей части сосуда атакже определяет величину гидродинамического сопротивления сосуда, котороетем больше, чем меньше величина а,При постоянном значении а при большой величине Ь (относительно Н ) сосудокажет столь большое гидродинамическое сопротивление, что через сосудпройдет лишь маленький поток расплава,При малой величине Ь (относительно Н)сосуд оказывает малое гидродинамическое сопротивление и расплав протекает через сосуд практически безформования,При постоянном соотношении Ь; Нпри малой величине а(относительно Ь)сосуд оказывает большое гидродинамическое сопротивление и через него про -текает слабый поток расплава. Прибольшой величине О (относительно Ь)сосуд оказывает малое гидродинамическое сопротивление, и расплав протекает через сосуд практически без формования,Для такой сложной формы сосуданет методов теоретического расчетапотоков жидкости, Кроме того, расчеты затруднены отсутствием многих па-.раметров материала сосуда и расплавав высокотемпературной области.Для получения необходимых данныхбыло проведено экспериментальноефизическое моделирование процессовформования вязкой жидкости(с вязкостями, близкими к вязкостям расплавовпри температурах формования),857019 6хлористого лития в глицерине вяэокостьюл 100 П при 25 С) представлены в таблице. 0,025 0,08 00 8 2 0,17 0,12 100 12 2 То же 0,24 формование ленты стекла осуществляется в два этапа; сначала лента формуется методом экструзии, а затем производится окончательная ее прокатка. Благодаря конструктивнъак особенностям экструдера в нем обесгечивается стабильность уровня стекломассы, а следовательно, и стабильность процесса формования ленты стекла. При такой схеме формования не происходит циклического накопления на валках прокатной машины пульсирующей луковицы" ,что и способствует в итоге при подаче в одну иэ камер экструдера неравномерно окрашенной стекломассы 5Условия формоцания ленты при моделировании процесса истечения вязкой жидкости из сосуда(жидкость:402 Н,1 й, а, ) 1 На/й 100 5 2 0,05 0,4 100 15 2 0,15 0,13 100 20 2 0,20 0,10 100 20 30,20 0,15 100 253 О, 25 0,12 100 30 3 0,30 1,10 100 35 4 О 35 0 11 100 35 5 0,35 О, 14 100 25 2 О, 250,08 100 25 5 0,25 0,20 100 25 6 0,25 Характер истечения жидкости Быстрое протекание струи безобразования ленты Образование ленты жидкости,истечение неустойчивое Образование ленты жидкости 1истечение устойчивое Слабое протекание жидкости,разделение потока на несколькоструй То же, разделение потока надве части Слабое протекание жидкостиразделение потока на несколькоструй Образование ленты жидкости,истечение устойчивое Слабое протекание жидкости, вазлеление потока на две части получению ленты стекла, с неповторявщимся мраморовидным рисунком.На фиг, 1-2 изображен сосуд-зкструдер, общий вид; на фиг. 3 - процесс формования ленты стекла с ломощьв сосуда-зкструдера и прокатной машины.Сосуд-зкструдеризготовлен из платинородиевого сплава и состоит из двух частей; накопительной 2 и формую щей 3. Помещается он в металлический корпус 4, в котором предусмотрен слой теплоизоляции 5 Для уменьшения тепло- потерь верхняя часть зкструдера закрыта крышкой 6, выполненной из изоля 7 857019 ционного материала. С целью обеспечения жесткости всей конструкции метал-лический корпус 4 снабжен специальными ребрами 7. Прочность нижней части экструдера обеспечивается швелеро 5 образным профилем 8. Подвод электро энергии для обогрева экструдера 1 осуществляется с помощью специальных токоподводов 9, расположенных на его торцевых стенках. Зазор меяцу нижним обрезом экструдера и поверхностью вала прокатной машины регулируется механизмом 10. При формовании окрашенной ленты стекла накопительная часть экструдера может быть разделе" на на две камеры перегородкой 1, сообщающиеся в районе перехода накопительной части в формующую по всей ширине сосуда.П р и м е р 1. Требуется получить ленту глушеного стекла шириной 0,5 м, толщиной 5 мм, при производительности по стекломассе 300 кг/ч и скорости проката 42 пог, м/ч, Для получения ленты используется малощелочное ликвидирующее стекло СВ, имеющее химический состав,7,: 51067; СаО 26; И 0 3 А 101;Ис 0 3. Температурао верхнего предела кристаллизации 1350 С, Вязкость расплава в экструдере поддер-Зо живается постоянной, равной 100 П.Струя стекломассы подается в экстрХцер 1, установленный перепрокатной машиной. Для стабильной работы устройства в заданном режиме ширина сосу да составляет 0,45 м, высота накопи- тельной части равна 300 мм,формующей мм, ширина сливной щели 7 мм.Под действием гидростатического 4 в напора расплава при 1370 С из экструодера формуется первичная лента стекла шириной 0,45 м и толщиной 7 мм. Перегибаясь в горизонтальном положении, лента стекла подается на поверхность нижнего прокатного вала 12, где она слегка охлаждается, а затем окончательно прокатывается в зазоре между валками 2 и 13 до ширины 0,50 мм и толщины 5 мм, 50П р и м е р 2. Требуется получитьленту стекломрамора шириной 0,8 ми толщиной 8 мм из ликвидирующегостекла СВ, Поверхностное окрашива 55ние производится этим же составомстекла, с добавками 1 Е СаО,(синийцвет);12 СЯ (зеленый цвет);23 Ге 05(серый цвет),8Струя 4 основной стекломассы и9струя 15 неравномерно закрашеннаяодним (или несколькими) из упомянутыхкрасителей, подаются в соответствующиекамеры экструдера 1. Для полученияленты стекла заданных размеров с поверхностным мраморовидным рисунком,экструдер имеет следующие геометрические размеры: ширина сосуда 0,75 м,высота накопительной части 400 мм,высота формующей части 100 мм, ширинащели 10 мм объем камеры для окрашенной стекломассы составляет 0,25 отобъема камеры для основной стекломассы, а величина зазора 4 мм,Процесс формования ленты стекла снеповторяющимся мроморовидным рисунком протекает по аналогии с примером1. Окраска ленты в этом случае происходит лишь в поверхностном слое наглубину не более 1/3 толщины ленты,П р и м е р 3, Конструкция устройства для формования ленты стекла может быть использована в комбинациис одновалковой прокатной машиной,В этом случае толщина ленты. регулирует-,ся с помощью механизма 10 и скоростипрокатной машины, При таком вариантеиспользования экструдера можно получить ленту стекла с неповторяющимсямраморовидным рисунком с высококачественной поверхностью,П р и м е р 4. Конструкция устройства для формования ленты стекламожет быть использована для получения разнообразных по цвету марблитов,окрашенных лищь в поверхностном слое.В этом случае в одну из камер 2 подается струя равномерно окрашеннойстекломассы. формование может производиться как на двухвалковой, так ина одновалковой прокатной машине,Приведенная технология формования ленты стекла, технологические и конструктивные параметры (температура, вязкость расплава, ширина щели сосуда, высота его накопительной и формующей частей, наличие двух камер в накопительной части сосуда)обеспечивают стабильность уровня в экструдере, а следовательно, и стабильность всего процесса формования, в результате чего получается лента стекла с неповторяющимся мраморовидиым рисунком.Другим существенным достоинством конструкцин является возможность формования ленты стекла из сильно кристал- лизующейся стекломассы с малой вяз1 О 857019 Формула изобретения ЭО костью, которую невозможно формоватьтрадиционным способом,С помощью данной конструкции экструдера окрашивание ленты стекла осуществляется в поверхностном слое,что позволяет существенно сократитьрасход красителей,Применение этой конструкции позволит получать непрерывным методом издешевого сырья такие материалы какмарблит, облицовочные плиты, листыстекломрамора. Эти материалы, имеющие качественную декоративную поверхность и обладающие высокой устойчивостью к атмосферному воздействию, най 1дут широкое применение в промышленноми гражданском строительстве,Экономическая эффективность отприменения стекломрамора с цветнымповерхностным рисунком вместо природ- Оного мрамора составит около 1 О руб,на 1 м , или 5 млн. руб. при произво 3.гдительности линии 500 тыс. м в год,При этом доля, приходящаяся на применение экструзионного питателя, состав-гЗляет около 20% или 1 млн. руб, в год,1, Устройство для формования ленты стекла, включающее обогреваемый сосуд экструдер из жаропрочного материала с верхней накопительной и нижней формующей частями со сливной целью,по крайней мере, один прокатный валок и трубопровод подачи красителя, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью стабильного получения листового стекла с неповторяющимся мраморовидным рисунком из быстрокристаллизующейся стекломассы с высокой температурой кристаллизации и малой вязкостью, высота формующей части сосуда-экструдера составляет 0,1-0,3 от высоты накопительной части, а ширина сливной щели 0,1-0,2 от высоты формующей части.2, Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью создания на поверхности ленты неповторяющегося мраморовидного рисунка и снижения расхода красителя, оио снабжено установленной с зазором в накопительной части экструдера перегородкой, с образованием камеры подачи основного потока стекломассы и камеры подачи окрашенной стекломассы, при этом величина зазора составляет 0,3- 0,5 от ширины сливной щели, а объем камеры для окрашенной стекломассы 0,1- 0,3 от объема камеры для основного потока стекломассы. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент США 9 3573890, кл. 6590, 1971,2, Авторское свидетельство СССРУ 184400, кл. С 03 В 13/04, 1962.857019ИИПИ Заказ 7123/31ираж 520 Подписное Филиал ППП "Патент",