Способ гомогенизации стекломассы Советский патент 1983 года по МПК C03B5/18 

Изобретение отно ится к промышлен ности строительства и стройматериалов, в частности к технологии производства стекломассьл для получения стекловолокна. Известен способ гомогенизации стекломассы, в котором стекломассу нагревают промышленным электрическигтоком от многофазного источника пита ния и одновременно накладывают магнитное поле при помощи трехполюсногё Магнита, запитываемого от трехфазног переменного тока l . Известный способ гомогенизации стекла имеет следующие недостатки. З счет объемных электромагнитных сил стекломасса вращается с недостаточной скоростью (порядка З-б см/с), в результате чего не достигается достаточно эффективная интенсификация процессов гомогенизации. Не обеспечи вается выравнивание концентрации отдельных ингредиентов стекла, в частности концентрации SiO и в течение времени, приемлемого для производства непрерывного стекловолокна. Кроме того, не создается достаточно однородное температурное поле по всему объему емкости, в которо производят плавление стекломассы, Известен также способ варки стекла, включающий плавление шихты нагре вом, пропусканием электрического тока через расплав, находящийся между электродами где в течение некоторого времени при осветлении и гомогени зации подвергают воздействию магниткого поля. Напряженность магнитного поля составляет 0,02 т, а плотность тока в объеме расплавленной стекломассы 0,03 А/см 2, Движение расплава стекломассы происходит по круговой траектории под углом к магнитному полю и току, имеет среднюю скорость порядка 4 см/с Стекломасса под воздействием объемных электромагнитных сил вргицается в одной плоскости - либо в вертикальной, либо в горизонтальной, При пропускании электрического тока через три электрода и возбуждении двух электромагнитов, сердечники которых охватывают нижнюю часть каме ры, электрический ток и магнитный по ток, находясь в горизонтальной плоскости и будучи ортогональными друг к другу, оба обращены в течение одного полупериода, В результате сила, действующая на расплавленное стекло, является вертикальной и направлена сверху вниз. Стекломасса вращается лишь в вертикальной плоскости. Известным способом не обеспечивается получение стекломассы с высокой степенью однородности. При пропускании электрического тока через расплав стекломассы, содержбицейся в прямоугольной емкости, через два электрода и при одновременном возбуждении одного магнита, расположенного вертикально вокруг внешней части по всей длине емкости таким образом, что два наконечника электромагнита расположены на каждой стороне емкости, а третий полюс частично введен в дно емкости (между двумя полюсами), стекломасса вращается в горизонтальной плоскости. Вращение стекломассы в горизонтальной плоскости по своему эффекту адекватно вращению стекломассы в вертикальной . плоскости. При пропускании электрического тока через расплав, находящийся в емкости с правильной шестиугольной формой, через три электрода, которые размещены через три чередующиеся стенки шестиугольника и при одновременном возбуждении магнита, представляющего горизонтальный круглый сердечник с тремя полюсами, стекломасса вращается в горизонтальной плоскости, при этом не обеспечивается достаточно интенсивное ее перемешивание. Известен также способ варки стекла, согласно которому пропускание электрического тока и наложение магнитного поля при осветлении осуществляют при температуре, соответствующей вязкости 1-200 П, а при гомогенй зации - при температуре;, соответствующей вязкости 50-500 П, причем направление вектора индукции внешнего магнитного поля изменяют в двух вза-; имно перпендикулярных направлениях, а направление тока поочередно измени- ют в трех взаимно перпендикулярных , направлениях, причем частота переменного тока 50 Гц, плотность 0,03 А/см Переменное магнитное поле одного из двух взаимно перпендикулярных направлений включают одновременно с электрическим током одного из трех взаимно перпендикулярных направлений, перпендикулярных направлению магнитногополя, а переменное магнитное поле второго направления включает по очереди с токами двух других направлений, перпендикулярных этому направлению магнитного поля с последующим повторением цикла 3J , Известный способ разработан для варки оптических и специальных стекол и реализуется при помощи шахтных или Горшковых печей. Гомогенизация стекломассы, предназначенной для получения непрерывного стекловолокна при помощи стекловаренных сосудов, неудобно и экономически нецелесообразно, Цель изобретения - повышение качества стекловолокна,. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу гогдагенизации стекломассы, преимущественно для выработки стекловолокна, путем пропуск кания через стекломассу переменного электрического тока частотой 50 Гц50 кГц, плотностью 0,02-2,0 А/см и наложения переменного- магнитного поля, электрический ток пропускают через стекломассу с ориентацией силовых линий :параллельно. боковым стенкам стеклоплавильного сосуда и сздновременно накладывают горизонтальное магнитное поле с фазнЬй зоной ISo, причем напряженность магнитного пол 0,1-0,3 Т.. На фиг,1 приведена схема электромагнитных сил; на фиг.2 - характер управляемых потоков стекломассы при помощи объемных электромагнитных сил При пропускании через стекломассу электрического тока, направленнрго вдоль плавильной части сосуда, и наложении магнитного поля, создаваемог двухсторонним индуктором с четным числом зубьев, в стекломассе возникают объемные магнитные силы. Амплитуда магнитной индукции под зубцами индуктора постоянна. Фазовый сдвиг между соседними.зубцами равен 180, т.е. магнитное поле под зубцами индуктбра имеет противоположное направ ление, В результате взаимодействия электрического и магнитного полей возни кают в стекломассе объемные магнитны силы. Между соседними зубцами индуктора силы направлены противоположно, т,е, силовое воздействие на стекломассу знакопеременно. Под воздействием этих сил возникают управляемые потоки стекломассы, которые направле ны друг к другу и имеют замкнутые контуры, В результате такого вращения стекломассы концентрация ее ингредиентов в неоднородных участках выравнивается. Стекломасса приобретает более высокую степень однородности. Пример 1, Гомогенизацию стекла состава, вес,%: SVO 71,0, А1гОз 3,0, СаО 8,0, 3,0, 15,0, осуществляют при температуре, соответствующей вязкости стекломассы 250 П, в течение 2 ч. Плотность тока 0,02 А/см , частота SQ Гц, напряженность магнитного поля 0,1 Т.. 1Сбнтрольную плавку проводят при тех же температурно-временных режимах, но без применения магнитного поля. Однородность стекла определяют по светопропусканию порошка стекла в им мерсионной жидкости. Максимальное светопропускание . гиак кюветы с порошком для образцов стекла, полученных при гомогенизации стекломассы в магнитном поле, рав.но 80,1%, для порошка стекла, полученного при контрольной плавке без применения магнитного поля, 68,1%, Пример 2. Гомогенизацию стекла того же состава, что и в примере 1, проводят при температуре, соответствующей вязкости стекломассы 200 П, в течение 1,0 ч. Плотность тока в стекломассе 2,0 А/см, частота 50 КГц, напряженность 0,3 т. Контрольные плавки проводят при тех же температурно-временных режимах, но без применения магнитного поля. Однородность стекла определяют, как в примере 1, Максимальное светопропускание t mas Кюветы с порошком для образцов стекла, полученных при, гомогенизации стекломассы в магнитном поле, равно 81,4%, для порошка стекла, полученного при конт- рольной плавке (без применения магнитного поля), 73,1%, Пример .3,- Гомогенизацию . стекла состава, вес.%: SVO 56,0, AljO-, 5,0, СаО 22,0, 6,0, NajO 11,0, осуществляют при температуре, :соответствующей: вязкости стек- ломассы 200 П, в течение 2 ч. Плотность тока 0,03 А/см, частота 50 кГц, напряженность магнитного поля 0,2 Т. Контрольную плавку проводят при тех же температурно-временных режимах, но без применения магнитного рля. Однородность стекла определяютметодом В.И.Шелюбского, как и в примерах 1 и 2. Максимальное светопропускание тах кюветы с порошком для образцов стекломассы, полученной при гомогенизации в магнитном поле, равно 84,6%, а для стекломассы, полученной при контрольной плавке без применения магнитного поля, 73,1%. Пример. 4. Гомогенизация стекла состава, вес.%: 5(г 63,5, Al20 6,0, СаО 12,5, М/О 2,5, Вас 2,0, МпО 2,0, 2,0, 9,0, проводят при температуре, соответствующей вязкостистекломассы 300 П, в течение 1ч, Плотность тока 1,8 А/см, частота 47,5 кГц, напряженность магнитного поля 0,25 Т.Максимальное светопропускание Z mcxx для стекломассы, полученной при ее варке в магнитном поле, 86,3%, а 1 та X для контрольной плавки 79,4%, .

СПОСОБ ГОМОГЕНИЗАЦИИ СТЕКЛО-МАССЫ, преимущественно для выработки стекловолокна, путем пропускания через стекломассу переменного тока частотой 50 Гц-50 кГц, плотностью 0,022,0 А/см и наложения переменного магнитного поля, отличающийс я тем, что, с целью повышения качества стекловолокна, электрический ток пропускают через стекломассу с ориентацией силовых линий параллельно боковым стенкам стеклоплавильного сосуда и одновременно накладывают-горизонтальное магнитное поле с фазной зоной 180, причем напряженность магнитного поля 0,1-0,3 Т.