СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ФЛОАТ-СТЕКЛА Российский патент 2000 года по МПК C03B18/02 

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к производству ленты стекла и может быть использовано на линиях, вырабатывающих стекло флоат-способом.

Уровень техники
Известны способы формования стекла, согласно которым стекломасса подается на поверхность расплава олова, заключенного в ванну, футерованную огнеупорным материалом, растекается до равновесной толщины, затем формуется различными технологическими приемами в ленту стекла заданной толщины и ширины, охлаждается и выводится из ванны расплава на транспортирующие валы (патент Франции N 206044, МКИ C 03 B 18/02, патент США N 3508902, МКИ C 03 B 18/00, N 3743495, МКИ C 03 B 19/02, патенты Великобритании N 1068345, МКИ C 03 B 35/00, N 1529555, МКИ C 03 B 18/02).

Согласно указанным патентам расплавленная стекломасса из стекловаренной печи по выработочному каналу поступает на наклонный лоток, с которого стекает на расплав олова. Далее движение стекломассы организуется таким образом, что основное ее количество поступает в направлении вытягивания в сторону выходного конца ванны, растекаясь при этом в стороны. Часть стекломассы, которая контактировала с поверхностью огнеупорного выработочного канала и лотка, направляется назад, в сторону торцевого бруса, а затем в краевые участки формуемой ленты стекла.

Скорость движения потоков стекломассы должна быть такой, чтобы не создавались застойные участки, на которых стекло начинает кристаллизоваться и создавать источники образования дефектов.

Движение потоков стекломассы, особенно при боковом растекании, должно быть ограничено, т.е. стекломасса должна проходить расстояние, не превышающее определенную величину. В процессе бокового растекания стекломасса движется от центра ванны к ее бортам. В поперечном сечении ванны расплава всегда имеет место температурный градиент, а именно температура у бортов ванны ниже температуры в центре ванны. Из этого следует, что поток стекломассы, движущейся к бортам ванны, охлаждается, причем более интенсивно охлаждаются его края и внешние слои (нижние, контактирующие с расплавом олова, и верхние с защитной атмосферой) по сравнению со слоями, находящимися внутри потока. Следствием этого является разная вязкость слоев, а значит и разная скорость их движения относительно друг друга, что влечет за собой образование дополнительной слоистости формуемой ленты, проявляющейся в снижении ее оптических показателей.

Для избежания образования дефектов стекла, перечисленных выше, строго задается конфигурация узла слива и растекания стекломассы в головной части ванны расплава, а также размеры и относительное расположение конструктивных элементов. В частности, строго задаются расстояния от носика лотка до уровня олова и до заднего бруса (длина "затека"), ширина лотка и длина ограничителей растекания (рестрикторов) и т.д.

К примеру, в патенте США N 3508902, МКИ C 03 B 18/00 указываются расстояния от носика лотка до уровня олова 3'', длина "затека" 5,5'' - 6,0'', ширина лотка 40'' при ширине вырабатываемой ленты 130''.

Недостатком перечисленных способов является то, что условия растекания стекломассы в головной части ванны расплава, предусмотренные в них, являются оптимальными только для бесцветного стекла обычного состава.

Применение этих способов для выработки теплопоглощающего или, например, декоративного стекла не позволяет получить высокого качества. Это обусловлено тем, что теплопоглощающее стекло имеет иные вязкостно-температурные характеристики, а именно вязкость такого стекла изменяется в более коротком температурном интервале. При этом повышается вероятность зарухания стекломассы в узлах слива и растекания, образование дополнительной слоистости, формуемая лента не успевает приобрести плоскопараллельность.

Следовательно, для получения высококачественного теплопоглощающего и декоративного стекла необходимы иные условия растекания и формования ленты.

Так, в способе, описанном в патенте Франции N 2012845, МКИ C 03 B 18/02, наиболее близком к заявляемому нами, предлагается для производства теплопоглощающего стекла укоротить в 2 раза длину зоны "затека", т.е. длину участка, на котором часть потока стекломассы, сливаемой с лотка на расплав олова, движется назад, в сторону торцевого бруса.

Однако это решает проблему качества теплопоглощающего и декоративного стекла лишь частично.

Действительно, укорочение длины зоны "затека" позволяет потоку стекломассы в более короткое время пройти путь до торцевого бруса и в сторону рестрикторов, выводя дефектную стекломассу в краевые участки формуемой ленты.

Но этот поток составляет всего лишь 3-6% от всей стекломассы, сливаемой с лотка на расплав олова. Основная же часть стекломассы растекается в направлении вытягивания и в стороны, в направлении бокового растекания, где и закладываются оптические и плоскостные показатели формуемой ленты.

Поскольку вязкость теплопоглощающего стекла изменяется в более коротком температурном интервале, а длина участка бокового растекания согласно данному патенту сохраняется такой же, как и для растекания бесцветного стекла, то неизбежными будут низкие оптические показатели выработанного стекла из-за образования дополнительной слоистости, механизм образования которой представлен в начале данного описания, а также показатели плоскостности, из-за того что стекломасса быстро приобретает высокую вязкость и не успевает растечься в плоскопараллельный слой.

Сущность изобретения
Предлагаемый нами способ производства, в частности, теплопоглощающего, декоративного флоат-стекла включает подачу стекломассы по выработанному каналу в ванну с расплавом металла, ограничение ее растекания назад в направлении заднего смачиваемого бруса, растекание вперед и в стороны с укорочением бокового растекания и последующим вытягиванием и выводом сформованной ленты из ванны расплава.

Укорочение длины бокового растекания достигается установлением отношения ширины вырабатываемой ленты к ширине лотка в интервале от 1,0 до 2,5 и является существенным отличием от решения, представленного в патенте Франции N 2012845, МКИ C 03 B 18/02, как наиболее близкого к предлагаемому нами техническому решению. В упомянутом патенте предлагается для производства теплопоглощающего стекла укоротить лишь длину зоны "затека". Мы же наряду с этим предлагаем укоротить длину зоны бокового растекания, что осуществляется, например, за счет увеличения ширины лотка (a) при сохранении прежней ширины вырабатываемой ленты (b) (см. чертеж).

Выдерживание вышеуказанного соотношения важно именно для получения теплопоглощающего и декоративного стекла высокого качества.

Действующие промышленные линии ориентированы преимущественно на выработку бесцветного стекла и соотношение ширины вырабатываемой ленты к ширине лотка составляет для них более 2,5, что отрицательно скажется при выработке теплопоглощающего и особенно декоративного стекла (например, на высокопроизводительных линиях Саратовского и Салаватского заводов ширина лотка составляет 1000 мм при ширине вырабатываемой ленты 2600-3100 мм, а на лицензионной линии Борского завода ширина лотка составляет 1016 мм при ширине ленты 2700-2900 мм и соотношение, соответственно, составляет более 2,5).

При предлагаемых нами соотношениях поток стекломассы теплопоглощающего или декоративного стекла проходит более короткий путь при боковом растекании. При этом вязкость ее повышается незначительно, что создает более благоприятные условия для приобретения плоскопараллельности ленты и резко снижает образование дополнительной слоистости.

Укорочение длины зоны бокового растекания имеет и еще один важный аспект.

Получение различных видов декоративных стекол, имитирующих, например, природный мрамор, янтарь или другие природные минералы, предусматривает глушение ленты стекла после того, как она приобрела требуемые параметры ширины, толщины, а также плоскопараллельность верхней и нижней поверхностей.

Глушение сформованной ленты стекла производится в одну или две стадии и требует определенной протяженности зоны по длине ванны расплава. При этом для воспроизводимости имитирующего рисунка требуется более протяженная зона. Иными словами, требуется удлинение ванны расплава.

Наряду с описанными выше преимуществами предлагаемый нами способ не требует увеличения длины ванны расплава по сравнению с ванной для выработки бесцветного стекла при одинаковой единичной мощности линии, т.е. позволяет на одной и той же ванне получать как прозрачное, так и декоративное стекло, т. к. ускоренное боковое растекание стекломассы происходит на более коротком промежутке ванны расплава и, таким образом, "высвобождается" часть длины ванны расплава, на которой и производится глушение ленты стекла.

Экспериментально выверено и подтверждено на флоат-линии ЭПКС-4000, что высокое качество теплопоглощающего и декоративного стекла достигается тогда, когда величина отношения ширины вырабатываемой ленты стекла к ширине лотка находится в интервале от 1,0 до 2,5.

Таким образом, отличительными признаками предлагаемого нами способа является то, что для производства теплопоглощающего и декоративного стека с высокими показателями качества укорачивается длина участка бокового растекания, при этом отношение ширины вырабатываемой ленты к ширине лотка должно находиться в интервале от 1,0 до 2,5.

Перечень фигур
На чертеже - способ производства флоат-стекла: 1 - лоток, с которого стекломасса сливается на расплав олова; 2 - ванна с расплавом олова; 3 - задний ограничительный брус; 4 - ограничители (рестрикторы); 5 - лента стекла; a - ширина лотка; b - ширина ленты.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Предлагаемое изобретение опробовано на флоат-линии ЭПКС-4000 ОАО "СИС" и с его использованием выработаны опытные партии высококачественного теплопоглощающего и декоративного глушеного стекла.

Согласно предлагаемому изобретению способ производства стекла включает регулируемую подачу стекломассы по выработанному каналу, слив стекломассы с лотка 1 в ванну с расплавом олова 2, растекание стекломассы назад в сторону заднего ограничительного бруса 3, боковое растекание стекломассы, ограничиваемое рестрикторами 4 и последующее вытягивание сформованной ленты к выходному концу ванны расплава, при этом отношение ширины вырабатываемой ленты к ширине лотка составляет от 2,5:1 до 1,0:1.

Ниже приведены примеры выработки ленты стекла с заданными светотехническими характеристиками с применением предлагаемого способа.

Пример 1
1. Расход стекломассы 100 т/сут.

2. Скорость выработки 170 м/ч.

3. Толщина вырабатываемого стекла 5 мм.

4. Ширина вырабатываемой ленты стекла 1840 мм.

5. Ширина лотка составляет 750 мм.

6. Состав стекла соответствует теплопоглощающему.

7. Оптические искажения сформованного стекла отсутствуют.

Пример 2
1. Расход стекломассы 100 т/сут.

2. Скорость выработки 45 м/ч.

3. Толщина вырабатываемого стекла 20 мм.

4. Ширина вырабатываемой ленты стекла 1840 мм.

5. Ширина лотка составляет 1250 мм.

6. Состав стекла соответствует глушеному декоративному типа "Черный Марблит".

7. Стекло имеет плоскопараллельные поверхности, разнотолщинность не превышает 0,5 мм.

Изобретение относится к производству ленты стекла и может быть использовано на линиях, вырабатывающих стекло флоат-способом. Техническая задача изобретения - получение теплопоглощающего и декоративного стекла с высокими показателями качества. Флоат-стекло получают путем сокращения длины участка бокового растекания потока стекломассы в узле слива. Сокращение длины участка бокового растекания осуществляется за счет увеличения ширины лотка при сохранении прежней ширины вырабатываемой ленты. Величина отношения ширины вырабатываемой ленты к ширине лотка находится в интервале от 1,0 до 2,5. 1 ил.

Способ производства флоат-стекла, в частности теплопоглощающего, декоративного, включающий подачу стекломассы по выработочному каналу в ванну с расплавом металла, ограничение ее растекания назад в направлении заднего смачиваемого бруса, растекание вперед и в стороны с последующим вытягиванием и выводом сформованной ленты из ванны расплава, отличающийся тем, что для укорочения участка бокового растекания стекломассы отношение ширины вырабатываемой ленты к ширине лотка устанавливается в интервале от 1,0 до 2,5.