Способ МАХИД варки стекла Советский патент 1987 года по МПК C03B5/02 

112

Изобретение относится к промышленности строительных материапов, в частности к производству стекла, и касается технологии производства высокооднородного оптического стек- ла.

Цель изобретения повышение качества стекла.

На фиг.1 изображено направление вектора индукции В, высокочастотного магнитного поля и плотности тока j( в корпусе электропроводящего тигля ,при нагреве шихтной смеси, соответствующей составу наиболее легкоплавкой эвтектикиJ на фиг.2 - нап равле- ние векторов индукции магнитного поля В , плотности токов J,, j , 5 объемной магнитной силы f в стекломассе и упругих колебаний Р в стекломассе, -направленных перпендикулярно стенкам тигля при силикато- и стеклообразо- вании, а также на стадии гомогенизации стекломассы; на фиг.З - направление векторов индукции магнитного поля Bj, плотности тока j, и упругих колебаний Р на стадии осветления cтeклoмaccы на фиг.4 - зависимость индукции низкочастотного магнитного поля В и акустического давления Р от времени t.

Пример 1. Для варки стекла, вес.%: SiOj 66,9i , 20,3, 3,5, 3,9 и 5.,4, приготовляю и взвешивают материалы для шихты (весом на 10,0 кг), кг: кварцевый песок 5,52, Н,ВО, 2,98, 0,29 Na2CO,0,56 и 0,65.

.Для первой засыпки (весом 1,5 кг) приготовляют шихтную смесь, содер- жащую, кг: кварцевый песок 0,53 , 0,48 и Na,,CO 0,49; что соответствует соотношениям окислов в эвтектическом составе, вес.%: SiO 48,OJ ВзОз 25,0 и 27,0, с т.пл. 520°С.

.Для второй засыпки приготовляют смесь также весом 1,5 кг из 0,96 кг кварцевого песка и 0,54 кг , что соответствует соотношениям окис- лов эвтектического состава, вес.%: SiOi 71,84 и К..,0 28,16, с т. пл. 7700с.

Шихтная смесь для последующих .двух зас.ыпок содержит по 2,02 кг кварцевого песка и 1,25 кг а последняя 0,25 кг глинозема, 0,06к1 Ка,СОз и 0,1 кг ,..

5 0

5

0

r

0 5

0

5

0;

Варку стокла р.пякп . jiv ющим образом.

.);гектро1)оводяи1ий тиге.пь piarpe- вают до 540 С со скоростью около

1о С/мин при помощи переменлого маг-- нитного г оля В( с иртдукцией 0,03 Т, создаваемого переменным током Т., плотностью i| 0,8 А/см и частотою 45,5 кГц, пропускаемым через индуктор переменного тока повышенной частоты (фиг.1) и производят первую засыпку шихтной смеси.

После провара стекломассы над расплавом засыпа от вторую засыпку шихтной смеси, состав которой соответствует соотношениям окислов состава более тугоплавкой эвтектики, и дополнительно накладывают низкочастотное магнитное поле Bj с индукцией 0,1 Т. путем пропускания тока 1 с частотой 50 Гц через второй индуктор и электроды, погруженные в стекломассу. Одновременно накладывают упругие колебания Р с частотой 45,5 кГц (фиг.2),а температуру в рабочей емкости печи повышают со скоростью 8°С/мин до-780°С.

Две последующие засыпки предводят также над расплавом, а температуру со скоростью около 7°С/мин доводят до 1200 С. Затем проводят последнюю засыпку, а температуру повьш1ают со скоростью 7 С/мин до 1400 С, что соответствует динамической вязкости стекломассы Ig 2,3 П.

Гомогенизацию стекломассы проводят при 1350 С, что соответствует ее динамической вязкости Igg 2,4 П.

Осветление стекломассы проводят при 1450 С, что соответствует динамической вязкости ,1 П под воздействием упругих колебаний Р, создаваемых путем пропускания переменных токов 1 и I, через индуктор промьш1ленной и повышенной частот (фиг.З). Зависимость индукции низкочастотного магнитного поля Е и акустического давления Р от времени t показана на фиг.4,

Пример 2. Для варки стекла, вес.%: SiOi 58,5; , 20,О; 1,5 и 20,0, для шихты на 100кг приготовляют и взвешивают следующие материалы, кг: молотый кварцевый песок 4,51-, , 2,73, А1,0, 0,12 и , 2,64.

Для первой засыпки (весом 3,0кг) приготовляют смесь, содержащую, кг:

кварцевый песок 0,54 Н,ВО 0,81 и 1,65, что соответствует эвтектическому составу, вес.%: SiOj

В,0,

23,6 и Na О 48,9, с т.пл

21,5- 530°С.

Шихтная смесь для второй засыпки (весом 1,5 кг) содержит, кг: 0,9 и , 0,6, что соответствует эвтектическому составу, вес.%: , 72,3 и Na,.,0 27,7, с т.пл. 722°С.

Шихтная смесь для двух последующих засыпок содержит по 1,9 кг кварцевого песка и 0,5 кг ,.

Для последней засыпки остается смесь, кг: глинозем 0,12 и Na 0,39.

Варку стекла осуществляют следующим образом.

Электропроводящий тигель нагревают со скоростью 10,о С/мин до 550 С при помощи переменного магнитного поля В, с индукцией 0,01 Т, создаваемого переменным током If (плотность тока J, около 0,5 А/см, частота 50,3 кГц), пропускаемым через индуктор переменного тока повышен-. ной частоты (фиг.1) и производят первую засыпку шихтной смеси.

После провара стекломассы над расплавом производят вторую засыпку щихтной смеси, состав которой соответствует соотношениям окислов к эвтектическому составу с т.пл. 722 С и дополнительно накладывают низкочастотное магнитное поле В с индукцией 0,07 Т путем пропускания тока

Режимы варки стекла

Количество пузырей диаметром 0,03 мм н выше, соответствующее классам

А

До 10

Предлагаемым способом

Без использования полейПредлагаемымспособом

Без использования полей

Ю

15

2 с частотой 50 Гц через второй индуктор и электроды, погруженные в стекломассу. Одновременно накладывают упругие колебания с частотой 50,3 кГц (фиг.2), а температуру в тигле повьппают со скоростью 10 С/мин до 780 С. С введением последующих засыпок температуру повышают до температуры, соответствующей динамической вязкости стекломассы Ig 2,3. В последнюю очередь вводят над стекломассой шихтную смесь, содержащую .1,2 кг глинозема и 3,9 кг . После силикато- и стеклообразования стекломассу гомогенизируют при температуре, соответствующей динамической вязкости стекломассы, равной 1§2 2,5. Стадию осветления осуществляют при температуре, соответствующей вязкости стекломассы ,0 под воздействием упругих колебаний Р, создаваемых путем пропускания переменных токов Ij и I, через индукторы промьшшенной и повышенной частот (фиг.З).

Результаты оценки пузыриости путем просмотра нумерованных образцов проб блочного стекла объемом 200 см

30 (10102 см) на установке, а также результаты оценки бессвильности, приведены в таблице и сравниваются с образцами, варка,которых осуществляется по тем же температурным ре35 жимам, но без использования электромагнитных полей.

20

Свильность

В

До 30

До 100

До 300

24

свилей ie обнаружено

наблюдались 113 нитевидные свили

свилей не об- - наружено

наблюдались 127 нитевидные свили

512

Предлагаемый способ варки стекла по сравнению с известными обладает следующими преимуществами: оптическое .стекло приобретает высокую однородность, высокую степень осветлен- ности и предотвращается загрязнение инородными ионами в результате того, что наиболее трудоемкие и энергоем7 кие стадии варки осуществляются без применения механических мещалок, контактирующих со стекломассой П15И высоких температурах повышается постоянство химического состава оптических стекол в результате того, что значительная часть легкоиспаряющихся окислов, в частности BjO, и (KjO, ), вводят в.шихтной смеси, соответствующей соотношению этих окислов составам легкоплавких эвтек.- тик, сокращается продолжительность варки стекла в результате того, что наиболее тугоплавкие компоненты шихты, например глинозем, вводят в смеси с небольшим количеством щелочных окислов, которые плавятся при низких температурах, пронизывают зерна глинозема и, тем самым, ускоряют плавление последних.

Ji

(pm.l

9

5

0

5

50 .6

Ф (3 Р м у п 3 и 3 |1 б р f т е и и я

Способ варки стекла путем последовательной загрузки, нагрева и расплавления в магнитном поле, создаваемым индуктором повышенной частоты порции, начиная от легкоплавкой и кончая тугоплавкой шихты, гомогенизацию и осветление полученного расплава, отличающийся тем, что, с целью повыше1гия качества стекла, порции шихты готовят из стеклообразующего компонента с добавкой компонентов, образующих с ним легкоплавкие и тугоплавкие эвтектики, при плавлении тугоплавких порций шихты дополнительно накладывают магнитное поле пропусканием тока промышленной частоты через дополнительный индуктор и погружаемые в стекломассу электроды, а затем вводят шихту, содержащую остатки стек- лообразующих окислов, глинозем и щелочные оксиды, причем на стадии осветления накладывают упругие колебания путем пропускания переменного тока через индукторы промышленной и повышенной частот.

N, «Оh

Jf

cpuz.Z

фиг.

в.

Редактор Н.Бобкова

Составитель Т.Буклей

Техред А.Кравчук Корректор М.Самборская

Заказ 7550/25Тираж 428Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

. к.. ....--..- .....«. «.«...

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

фигЛ

Изобретение позволяет получить оптическое стекло с высокой степенью однородности. Варку производят путем последовательного введения компонентов шихты с последующим повышением температуры. Из компонентов, составлякмцих шихту заданного состава, приготовляют навески для первых засыпок так, что соотношение окислов соответствует составам на инвариантных точках диаграмм состояния стеклообразующих систем. Навески шихтной смеси, соответствующие составам наиболее легкоплавкой эвтектики, нагревают в электропроводяг- щем тигле до температуры плавления при помощи магнитного поля, создаваемого путем пропускания переменного тока через индуктор повышенной частоты. Затем над расплавом засыпают содержимое навесок, соответствующих более тугоплавкой эвтектике, и дополнительно накладывают низкочастотное переменное магнитное поле путем пропускания тока через индуктор промышленной частоты и погружаемые в стекломассу электроды. С последующими засыпками вводят смесь, содержащую остатки стеклообразунлцих окислов, а в последнюю очередь вводят глинозем в смеси с остатком щелочных окислов. На стадии осветления стеклоК1ассы накладывают упругие колебания повышенной частоты путем пропускания переменных токов через индуктор повышенной частоты и индуктор промышленной частоты. 4 ил., 1 табл.