Способ производства листового стекла - RU2166482C2
Код документа: RU2166482C2
Описание
Изобретение относится к способам производства листового стекла с использованием для формования поверхности стекла расплавленного металла и может быть использовано как для выработки стекла архитектурно-строительного назначения, так и для выработки технического и оптического стекла.
1. Уровень техники.
В настоящее
время выработка листового стекла включает операции слива стекломассы в ванну на расплав металла, формования в ванне плоскопараллельной ленты стекла заданной толщины с одновременным охлаждением ее до
≈ 600oC, отжига ленты стекла (в том числе ответственного) в тоннельной печи на рольганге из валков [1, 2, 3]
Недостатком такого способа выработки является то, что
ответственный отжиг ленты стекла осуществляют на рольганге из валков после выхода отформованной ленты из ванны с расплавом металла. Валки, как правило, изготовлены из металла, их тепловые
характеристики существенно отличаются от характеристик газового пространства печи над лентой стекла.
Поэтому интенсивность отбора тепла из нижней и верхней поверхности стекла различна, что существенно снижает качество отжига, особенно в случае выработки оптического стекла, где особенно жесткие требования к качеству отжига.
Еще более сложным становится отжиг стекла в тоннельной рольгинговой печи в случае выработки тугоплавких оптических стекол типа баритовых кронов, тяжелых и сверхтяжелых кронов, в которых верхняя температура отжига на 100-150oC превышает верхнюю температуру отжига большинства технических стекол и может достигать 660oC /4/.
Указанные недостатки устраняются тем, что наиболее ответственную часть отжига стекла осуществляют в ванне расплава металла.
2. Сущность изобретения.
Предлагаемый способ производства листового стекла включает слив разогретой стекломассы в ванну с расплавом металла, формование плоскопараллельной ленты стекла с заданными геометрическими параметрами и охлаждение ленты до верхней Тo отжига. Отличительная особенность заявляемого технического решения состоит в том, что ответственный отжиг (полностью или частично) осуществляют в ванне расплава, а операции быстрого и ускоренного охлаждения на газовоздушной подушке и валах рольганга.
Как известно, технологическая операция отжига стекла состоит из следующих частей: ответственного отжига, операции быстрого охлаждения и операции ускоренного охлаждения. Наиболее ответственна первая операция, не допускающая значительных перепадов температур по ширине и толщине ленты стекла.
Ванна расплава металла является идеальным пространством для отжига стекла, так как позволяет поддерживать практически одинаковую температуру по ширине и толщине ленты. Это обеспечивается характером опоры (расплавленный металл), обладающей большой теплопроводностью, усредняющей температуру металла и стекла.
Оптические стекла ТК-14 и СТК-3, так называемые тяжелые кроны, имеют диапазон ответственного отжига 660-590oC и точку дилатометрического размягчения более 700oC. Для сравнения широко применяемые "длинные" стекла имеют диапазон ответственного отжига 580-460oC и точку размягчения ≈ 595oC.
Ванна расплава охватывает диапазон температур от 1000 до 600oC. Таким образом, формование тяжелых кронов заканчивается на первой половине ванны (1000-790oC), а отжиговый диапазон температур попадает во вторую часть ванны.
В соответствии с предлагаемым изобретением после окончания формования температуру в ванне на участке 4-ой зоны снижают до 660oC (верхняя температура отжига стекла ТК-14) со скоростью 20-100o/мин и далее охлаждают до 590oC на участке 5, 6 и 7-ой зон ванны со скоростью 10-18o/мин. Снижение температуры достигается уменьшением нагрузок на соответствующих нагревателях, что дает экономию на затратах электроэнергии.
Кроме того, стекло, пройдя операцию ответственного отжига, на последующих операциях допускает охлаждение с очень большими скоростями (60o/мин и более), что выражается в уменьшении длины охлаждающего агрегата после ванны расплава, сокращении общей длины линии.
3. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.
Предлагаемый способ проверен на опытно-промышленной линии на сверхтяжелом кроне (СТК-3). Интервал ответственного отжига соответствовал интервалу вязкости 1012 - 1018 Па•С и охватывал температуры 680-590oC. Точка дилатометрического размягчения, определенная на дилатометре ДКВ-5А, равнялась 705oC. Для проверки способа ковш с расплавленным стеклом вносили в 1-ую зону ванны расплава металла и при 1000oC выливали на расплавленный металл. Стекло расплывалось в плоский образец, который приклеивали к борту движущейся ленты стекла и пропускали через все зоны ванны.
Затем образец препарировали и измеряли торцевые напряжения в нем. Они составили величину 10-12 кг/см2 (1,0-1,2 мПа) при пересчете на 1 мм толщины стекла, что свидетельствует о том, что образец прошел операцию ответственного отжига.
Наибольший эффект от применения данного изобретения следует ожидать от производства стекол, относящихся к классу еще более "коротких" стекол, например, с очень коротким интервалом отжига (менее 70oC) [4].
По предлагаемому способу можно вырабатывать и "длинные" стекла, но для этого необходимо удлинить ванну расплава, примерно на 1/4 часть для того, чтобы в ней разместилась зона ответственного отжига.
Источники информации
1. SU 141822, 24.11.60.
2. SU 1046195, 13.01.66
3. SU 2079195, 18.08.75
4. Физико-химические основы производства оптического стекла, сб. под ред. Л.И.Демкиной, Л.: Химия, 1976, с. 440.
Реферат
Использование: для получения стекла архитектурно-строительного назначения, технического и оптического стекла. Сущность изобретения: ответственный отжиг стекла в интервале вязкости 1012 - 1018 Па • C полностью или частично осуществляют в ванне расплава металла. Операции быстрого и ускоренного охлаждения ведут на газовоздушной подушке и валках рольганга.
