УСТРОЙСТВО для УПРОЧНЕНИЯ СТЕКЛА Советский патент 1973 года по МПК C03C21/00 C03C21/00 C03C21/00 

1

Изобретение относится к устройствам для упрочнения стекла в процессе формования за счет ионного обмена.

Известно устройство, включающее машину для вытягивания лепты стекла, холодильники и приспособление для подвода к стеклу ионизированной среды.

Цель изобретения - увеличить -степень упрочнения стекла.

Достигается это тем, что предлагаемое устройство снабжено устройством для осуп1,ествления дополнительного ионного обмена, выполненным в виде контактирующих с лентой стекла и пропитанных обрабатывающей ионизированной средой валков.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Камера вытягивания 1 состоит из огнеупорных стенок 2-7. Стенка 2 является торцовой, стенка 7 - экраном, стенка 4 я 5 находятся на 1 см ниже уровня расплавленного стекла.

Основные потоки стекла в ванне 8 обозначены стрелками и состоят из движущегося вперед потока 9, образующего заднюю часть 10 вытягиваемого листа стекла 11 наряду с движущимся вперед потоком 12, который течет под направляющее огпеупорное тело 13 и разделяется на потоки. 12, 12 и 12. Потоки 12, 12 и 12 образуют фронтальную поверхность вытягиваемой ленты стекла, в то время как другая часть потока 12 стекает вниз и образует более холодное обратное течение 14.

Стекло вытягивают из ванны 8, причем вначале оно имеет форму мениска 15, толщина которого уменьшается по мере вытягивания. В вершине мениска лента стекла почти достигает, но еще не окончательно, нормальной толщины. Вытягивание ведут через камеру, верхняя часть которой образована наклонными стенками 16 и железодеревянными стержнями 17. Лента проходит через участок 18 машины, в которой друг за другом размещены пары вытяжных валков 19. Стекло, находящееся в камере вытягивания, охлаждают при помощи холодильников 20.

Между стенками 2, 3, 4 и поверхностью ванны 8 находится камера 21, подобная ей камера 22 образована на поверхности ванны стенками 5, б и 7. В камеру 22 подают пары Li2S04. Расплавленное стекло, подвергаемое воздействию паров в камере 21, имеет температуру 1080°С, в то время как стекло под камерой 22-1050°С.

Над поверхностью ванны в камере вытягивания с обеих сторон от мениска 15 расположены не очень большие емкости 23 и 24, отделенные от верхней части камеры вытягивания неокисляющимися стенками 25 и 26, причем высота их расиоложения регулируется. Патрубки 27 проходят через емкости 23 и 24. В емкостях 23 и 24 циркулирует теилообменная жидкость, благодаря чему температура расплавленных солей поддерживается на заранее заданном, постоянном уровне.

Слой этих расплавленных солей имеет толщину 3 см и следующий состав, вес. %: Li2C036

LiCl4

NaNOs90

Температура стекла, соприкасающегося со слоями 28 и 29 расплавлеииых солей, уменьщается к мениску соответственно от 1050 до 900° С и от 1080 до 900°С.

В верхней части участка 18 на уровне, где температура ленты стекла ппже температуры отжига, расположена пара валков 30 и 31 из пористого асбеста. На эти валки через каналы 32 и 33 подают смесь расплавленных солей, содержащих KNOs и KNOa. Валки 30 и 31 вращаются с той же скоростью, что вытяжные валки J9.

На внутренних концах стенок 25 и 26 расположены холодильники 34 и 35. По мере вытягивания стекла небольщое количество Li2SO4 увлекается из камеры 22 прямым потоком 9, благодаря чему небольшая «онцеитрация лития содержится в ленте стекла. Прямой поток 9 после выхода из камеры 22 обогащается литием от расплавленных солей слоя 29, в то время как прямой поток 12 получает лптпй от окружающих его расплавленных солей слоя 28. В результате этого количество лития, попадающего в переднюю и заднюю поверхности ленты стекла, практически одинаково.

Соли в камере 22 н в слоях 28, 29 постоянно обновляются. Пленки солей, плотно прилегающие к поверхности вытягиваемого стекла, при подходе к мениску упрочняются благодаря холодильникам 34, 35, которые снижают температуру наружных слоев стекла.

Вследствие охлаждения этих тонких слоев обмен ионов между солью и стеклом при достижении стеклом уровня 36 практически прекращается.

Проходя между валками 30 и 31, лента стекла контактирует с солями калия и ионы калия проникают в стекло. При исследовании, образцов упрочненного стекла, взятых из ленты в месте расположения холодильников 20, было обнаружено, что ионы лития уже ироиикли до средней плоскости листа стекла. В этой внутренней центральной зоне обычно содержащиеся там 5% натрия были замещены

0 литием. Величина концентрации лития, возрастала постоянно к наружным поверхностям, где было заменено 15 % натрия. Величина концентрации была немного выще. При исследовании образцов стекла, взятых

5 из ленты после ее выхода из машины, было установлено, что ионы калия прониклп в стекло п заменили ионы натрия и лития. Ионы калия проникли в стекло на несколько микрон от наружных поверхностей стекла. Если бы

0 ионы соприкасались со стеклом до того, как ионы лития проникли в стекло, то ири равных условиях иоиы калия не смогли бы проникнуть в стекло на глубину более двух микрон и величина концентрации ионов калия была бы,

5 следовательно, намного вьппе. Испытания показали, что ионы калия заменили 5% ионов натрия на поверхности стекла. Концентрация натрия и лития внутри стекла изменилась в небольшой степени лишь иосле вторичного

0 обмена ионами.

Эти два обмена ионами имели целью провести упрочнение стекла, т. е. подвергнуть наружные слои стекла сжатию и уменьшить коэффициент расширения этих слоев.

Предмет изобретения

Устройство для уирочнения стекла в процессе формования за счет ионного обмена, содержащее мащину для вытягивания ленты стекла, холодильники, ириспособления для подвода к стеклу ионизированной среды, отличающееся тем, что, с целью увеличения степепи упрочнения стекла, оно снабжено устройством для осуществления дополнительного ионного обмена, выполненным в виде контактирующих с лентой стекла и иропитанных обрабатывающей ионизироваииой средой валков.

12