Ванна для закалки листового стекла Советский патент 1993 года по МПК C03B27/02 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к оборудованию для термоупрочнения стекла.

Цель изобретения - повышение качества стекла.

На фиг. 1 представлен продольный разрез установки; на фиг. 2 - вид установки по сечению А-А на фиг. 1.

Установка содержит ванну (камеру) 1, в которой размещена охлаждающая закалочная среда - ферромагнитная жидкость 2 (далее в тексте ФМЖ). Транспортирующие нижние валки 3 размещены снаружи и внутри камеры 1. Транспортирующий верхние валки 4 расположены внутри камеры 1. Валки 4 могут быть выполнены подпружиненными (на фиг. 1 не показано).

Для создания равномерного температурного режима охлаждающей среды служат регуляторы 5 (холодильники или нагреватели), а также мешалки (на фиг. 1 и фиг. 2 не показано). Трубопровод 6 установлен в верхней части камеры 1 над ферромагнитной жидкостью 2, а индуктора 7 расположены перед камерой и за ней. Нагреватели 8 служат для нагрева направляемого на закалку в камеру 1 стекла

9 валками 3 и 4, которые имеют магнитожид- костные уплотнители (сальники) 10, предотвращающие вытекание ФМЖ из камеры,

Установка работает следующим образом.

Стекло 9, нагретое в печи нагревателями 8 до температуры закалки (650°С), перемещается с помощью транспортирующих валков 3 к камере 1. В камере лист стекла 9 дополнительно захватывается верхними валками 4, ориентирующими его по направлению к выходному отверстию камеры 1 (по стрелке на фиг. 1 слева направо). При этом лист стекла быстро вводится внутрь объема охлаждающей ФМЖ, удерживаемой от вытекания из камеры 1 индукторами 7, которые питаются .постоянным током (напряжением) от клемм + и - источника тока (на фиг. 1 и фиг. 2 не показан). Стекло резко охлаждается . и в нем возникают остаточные напряжения, повышающие прочность стекла по сравнению с исходным отожженным стеклом. Температура охлаждающей ФМЖ с помощью регуляторов 5 может при необходимости поддерживаться на уровне 50-150°С (органическая основа), 20-95°С (вода) или 50-400°С (металлические ферромагнитные жидкости,

ел

с

со

со

vj

;Јь Ю

т.е. металлические расплавы типа Pb, Sn. BI или сплавов типа сплава Вуда).

Величина электрического напряжения и тока, подаваемого на обмотку (катушку) индуктора 7, подбирается в зависимости от высоты (уровня) ферромагнитной жидкости 2, размещенной в камере 1.

Для предотвращения окисления ФМЖ на ее поверхность подают защитно-восстановительный газ типа С02, N2, H2 или, например, смесь газов азота (86-92%) с водородом (8-14%). Возможна также подача защитно-восстановительного газа к ФМЖ на входе и выходе камеры 1 (трубопровод на фиг. 1 не показан).

Ниже приведены примеры реализации установки для закалки листового стекла.

Пример 1. Стекло состава, мае. %: SI02 72,2; Na20 14,2; 1,4; Ре20з 0,10; СаО 7,8; МдО 3,7; 50з 0,6, и размерами 740 х 1200x3 мм перемещают транспортирующими валками 3 со скоростью 120 м/ч в печи (на фиг. 1 не показана) и нагревают с помощью нагревателей 8 до закалочной температуры (650°С), а затем скорость вращения валков 3 (может быть отдельная приводная секция с автономным приводом) возрастает, и нагретое стекло 9 вводят в камеру 1 со скоростью до 10 м/мин (600 м/ч и более) с тем, чтобы все стекло быстрее полностью вошло в объем охлаждающей ФМЖ, температура которой поддерживается на уровне 120°С. При этом в качестве ФМЖ используют известную ферромагнитную жидкость на основе кремнийорганики. Она представляет собой диспергированный ферромагнитный материал (дисперсная фаза - карбонильное железо с размерами частиц 6-20 нм в количестве 5-15 объемных %) на основе органической жидкости с намагниченностью насыщения 104 Гс (диапазон рабочих температур для данной ФМЖ от (-150)°С до (+150)°С).

При подаче электрического напряжения на катушку индуктора 7 по ее обмотке протекает ток определенного направления. Создаваемое внутри катушки индуктора (соленоид) магнитное поле воздействует на ФМЖ и удерживает ее на заданном (постоянном) уровне в камере 1, не давая вытекать из нее. Защитно-восстановительный газ (8% На - 92% N2) подают по трубопроводу (трубопроводам) 6. При этом камера 1 может быть сверху закрыта кожухом (на фиг. 1 не показан). После указанных операций прочность стекла на изгиб после термоупрочнения (закалки)возрастает в 2,5-3 раза.

П р и м е р 2. Лист стекла того же состава имеет толщину 2 мм, его нагревают до 650°С при тех же технологических параметрах, что и в примере 1. В качестве ФМЖ используют

ферромагнитную жидкость в виде металлического расплава, основа которого - сплав Вуда, состоящий из 50% Bi; 25% Pb; 12,5% Sn и 12,5% Cd (температура плавлениясплава 168°С), в котором равномерно распределены мелкодисперсные частицы кобальта (Со) размерами 80-100 нм. Охлаждение стекла производится при температуре 80 300°С. П р и м е р 3. Лист стекла того же состава, но толщиной 1 мм нагревают до 650 С, а в качестве ФМЖ используют суспензию, состоящую из воды (керосина, масла) и смеси железа и магнитожесткого феррита. Остальные параметры, что и в примере 1.

5 Охлаждение стекла производят при 20- 95°С. Уплотнение транспортирующих валков в камере 1 осуществляют с помощью магнитожидкостного уплотнения 10. При этом вытеканию ФМЖ из камеры 1 препят0 ствует магнитная сила, создаваемая насаженными на валки 3 и 4 постоянными магнитами (на фиг. 2 отдельно не показаны). Возможна также закалка нагретых до температуры закалки мерных отформован5 ных изделий из стекла, выходящих сразу из прокатной машины или флорат-ванны,

Реализация установки для закалки листового стекла по сравнению с существующими установками для закалки листового

0 стекла позволит:

снизить толщину закаливаемых стекло с 4-3 мм до 2--1 мм при тех же показателях прочности;

повысить надежность работы установки

5 и качество закаленных стеклоизделий (снижение деформации, коробления);

уменьшить энергозатраты и сырье. Использование в качестве закалочной среды ферромагнитной жидкости вместо во0 ды и воздушных потоков обеспечивает своевременное и равномерное по ширине и длине листа охлаждение и исключение деформации поверхности стекла и, следовательно, повышение количества упрочненного стекла.

5 Отсутствие обдува стекла воздушными струями снижает шум и запыленность рабочего места.

Использование электромагнитных индукторов, расположенных на входе и выходе

0 ванны с ферромагнитной жидкостью, обеспечивает надежную герметизацию входного и выходного отверстий ванны, исключает вытекание жидкости через отверстия и, следовательно/позволяет вести процесс закал5 ки стекла стабильно и непрерывно с высоким качеством.

Формула изобретения Ванна для закалки листового стекла, за1 полненная закалочной средой и выполненная с входным и выходным отверстиями и

механизмом перемещения стекла, о т л и-нитными индукторами и расположенным в

ч а ю щ з я с я тем, что, с целью повышенияее верхней части трубопроводом для подачи

качества стекла, она снабжена установлен-защитно-восстановительных газов, а ванна

ними на входе и выходе ванны электромаг-5 заполнена ферромагнитной жидкостью.

Сущность изобретения: ванна для закалки листового стекла, заполненная ферромагнитной жидкостью, выполнена с входным и выходным отверстиями и механизмом перемещения стекла. Ванна также снабжена установленными на входе и выходе электромагнитными индукторами и расположенным в ее верхней части трубопроводом для подачи защитно-восстановительных газов. 2 ил.

Фиг. 2