Способ изготовления стекла Советский патент 1982 года по МПК C03B19/08 

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТЕКЛА

Изобретение относится к производству оптического стекла, а именно к способам очистки стекла от посторонних включений.

Известен способ изготовления стекла, преимущественно кварцевого или оптического, включающий варку стекломассы в контейнере, охлаждение в нем стекломассы до образования блока, затем деление блока на более мелкие форматы с целью удаления загрязненных пузырями и твердыми включениями зон, формирование изделий и отжиг.

Стекло варят в печи, содержащей контейнер с сосудом для стекла и огнеупорной изоляцией между ними, причем контейнер размещен в индукTop.etl.д

При этом способе качество стекла низкое, производство стеклоизделий очень трудоемкое и дорогое.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ очистки стекла от газовых включений, по которому неочищенную стекломассу непрерывно подают в быстро вращающийся контейнер и подвергают воздействию .центробежных сил, значительно превышающих силу тяжести стекла, в стекломассе создают перепады статического

давления, вызывакядие миграцию газовых включений к участкам с более низким статическим давлением и в атмосферу. Осветленную таким образом стекломассу выпускают из контейнера через патрубок вдне . Контейнер с размещенным внутри него сосудом и огнеупорной изоляцией между ними установлен с возможностью вращения от

10 привода. Температуру стекломассы в контейнере поддерживают постоянной С2 .

По такомуспособу стекло очищают только от газовых включений. Между

15 тем известно, что оптические стекла содержат большое количество твердых включений, видимых невооруженным глазом, так называемыхкамней| а также .большое количество никровключе20ний, видимых только в микроскоп. Природа этих твердых микровключений может быть самой разной - от металлических частиц, например- частиц платины, никеля,железа и других до частиц ке25рамического происхождения. Для ряда областей применения оптического стекла твердые микровключения в нем недопустимы.

По этому способу стекло не очища30ют от твердых: включений. При отливе и затвердевании стекла твердые включения в нем остаются.

Целью иэобветения я1вляется повышение качества оптического стекла эа счет очистки от газовых и твердых включений.

Эта цель достигается тем, что в способе изготовления стекла, включающем отливку стекломассы во враадгиощийся контейнер,формование и отжиг,формовэние осуществляют в контейнере, не

Iпрекращая его вращения до образова ния блока, а после отжига: производят механическую обработку блока с удалением загрязненных зон.

На фиг, 1 схематически изображено устройство и индуктором для осуществления предлагаемого способа, про- дольный разрез., вариант; на фиг. 2 - устройство с электрическим нагревателем сопротивления, продольный разрез, вариант.

Способ очистки стекла от включений осуществляется следующим образом,;

Неочищенную заготовку оптического стекла или стекломассы помещают в контейнер и приводят его во вращение со скоростью, при которой нормальное ускорение Wj, значительно больше ускорения свободного падения ( с ) , например 20-30t . Стекломассу нагревают до температуры освётления (вязкость 40-100 п) . Время рращения устанавливается экспериментально. Затем, не останавливая вращения, остужают стёкломассу до затвердевания, прекращают вращение, остужают стекло по режиму грубоЕО отжига до комнатной температуры, вынимают блок стекла из контейнера, производят тонкий отжиг и путем механической обработки (обдирКи, распиловки и т.д.) удаляют наружные-и внутренние загрязненные зоны в блоке.

Способ изготовления оптического

45 высококачественного стекла осущест

вляют. в устройстве, содержащем контейнер 1, выполненный из диэлектрического термостойкого материала например ситалла. В контейнер помещен цилиндрический сосуд 2 для стекла также из диэлектрического материала, например кварца. Вокруг этого .сосуда размещен нагреватель 3, выполненный в виде цилиндрического стакдна из токопроводящего материала, например платины или ее сплавов. Между нагревателем 3 и сосудом 2 помещена антиприлипающая огнеупорная засыпка 4. Стенки контейнера 1 отделены от нагревателя 3 огнеупорной теплоизоляцией5, выполненной, например, из ВЕЛсокоглиноземистого легковеса ВГЛ-1,3 Контейнер 1 закрыт крышкой 6, закреплен на площадке 7, соединенной с валом 8 привода, и помещен в индуктор 9.

Устройство может быть выполнено по другому варианту.

Контейнер 1, входящий в устройство, в лполнен, например, из стали. В этот контейнер помещен цилиндрически сосуд 2 из кварца. Нагреватель 3 в виде ленты из платинового сплава намотан по спирали вокруг этого сосуда Между нагревателем 3 и сосудом 2 помещена антиприлипаквдая огнеупорная засыпка 4..Стенки контейнера 1 отделены от нагревателя 3 огнеупорной теплоизоляцией 5, выполненной, например, из высокоглиноземистого легковеса ВГЛ-1,3. Контейнер 1 закрыт крышкой б, закреплен на площадке 7, соединенной с валом 8 привода. Электрический ток к нагревателю 3 подается через скользящие контакты, условно показанные стрелками 9.

Устройство работает следующим образом.

Для изготовления стекла из готового блока его закладывают в сосуд 2 и на индуктор 9 или нагреватель 3 подают напряжение. Сосуд 2 разогревается, расплавляя заготовку 10 до температуры осветления. Для очистки расплава стекла в предварительно разогретый сосуд 2 загружают стекломассу 10. Контейнер 1 из диэлектрика индуктором при этом не разогревается. Теплоизоляция 5 защищает стенкиконтейнера 1 от перегрева за счет тепла сосуда 2, так что их прочностные свойства не снижаются. Затем контейнер 1 с помощью вала 8 приводится во вращение с такой угловой скоростью, чтобы действующие на стекломассу центробежные силы были значительно больше сил тяжести расплва, т.е. возникающая нормальная составляющая ускорения Wp должна быть: WP 7t , где« 9,8 м/с2- ускорение свободного падения. Время вращения должно быть Достаточным, чтобы все включения переместились в наружную и внутреннюю зоны расплава от оси вращения контейнера. После этого, не Прекращая вращения, постепенно снижа температуру нагревателя 3, расплав остужают до температуры затвердевани (вязкость 4-10 п) и контейнер 1 останавливают.

Использование предлагаемого способа изготовления стекла, свободногоот включений, обеспечивает по сравнению с известными способами следующие преимущества: возможность очистки стекда не только от газовых включений, но и от твердых; возможность очистки стекла -не только от крупных, видимых невооруженным глазом включений, но и от микровключений, так как время вращения контейнера может быть выбрано достаточно большим, а стекло расплавлено до малых значений вязкости; возможность очистки не

только расплава стекла на последнем этапе его варки, но и готового стекла, забракованного ранее из-за включений.

Формула.изобретения

Способ изготовления стекла, включающий отливку стекломассы во вращгиощийся контейнер, формование и отжиг, отличающийся тем,что, с целью повышения качества оптического стекла за счет очистки

от газовых и твердых включений,формирСГВание осуществляют в контейнере, не прекращая его вращения до образо-, вания блока,а после отжига производят механическую обработку блока с удё1ле-( ние загрязненных зон.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

с. 563-580.

Фиг.1

Фиг.1