способ производства листового стекла

Формула изобретения

Способ производства листового стекла, включающий слив разогретой стекломассы в ванну с расплавом металла, формование плоскопараллельной ленты стекла с заданными геометрическими параметрами, охлаждение ленты до верхней температуры отжига и отжиг стекла, отличающийся тем, что ответственный отжиг в интервале вязкости 10¹² - 10¹⁸ ПаС полностью или частично осуществляют в ванне расплава, а операции быстрого и ускоренного охлаждения - на газовоздушной подушке и валках рольганга.

Описание изобретения к патенту

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 600^oC, 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 100-150^oC превышает верхнюю температуру отжига большинства технических стекол и может достигать 660^oC /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 Т^o 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 660-590^oC и точку дилатометрического размягчения более 700^oC. Для сравнения широко применяемые "длинные" стекла имеют диапазон ответственного отжига 580-460^oC и точку размягчения 595^oC.

Ванна расплава охватывает диапазон температур от 1000 до 600^oC. Таким образом, формование тяжелых кронов заканчивается на первой половине ванны (1000-790^oC), 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 660^oC (верхняя температура отжига стекла ТК-14) со скоростью 20-100^o/мин и далее охлаждают до 590^oC на участке 5, 6 и 7-ой зон ванны со скоростью 10-18^o/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 (60^o/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 ПаС и охватывал температуры 680-590^oC. Точка дилатометрического размягчения, определенная на дилатометре ДКВ-5А, равнялась 705^oC. Для проверки способа ковш с расплавленным стеклом вносили в 1-ую зону ванны расплава металла и при 1000^oC 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 70^oC) [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.