Способ махид варки стекла

Способ махид варки стекла

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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 электропроводягщем 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.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (50 4 С 03 В 5 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕКНЬЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изОБРетений. и ОткРытий

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3891221/29-33 (22) 23.04..85 (46) 23.01.87, Бюл. Ф 3

- (71) Институт физики АН ЛатвССР (72) А.Д.Османис, А.Э.Микельсон р. М.Ю.Абрицка (53) 666 ° 1.031 (088.8)

1 (56) Патент Франции Ф 2067361, кл. С 03 В 5/00, 1971.

Авторское свидетельство СССР

1(872465, кл. С 03 В 5/02, 1981. (54) СПОСОБ МАНЯЩ ВАРКИ СТЕКЛА (57) Изобретение позволяет получить оптическое стекло с высокой степенью однородности. Варку производят путем последовательного введения компонентов шихты с последующим повышением температуры. Из компонентов, составляющих 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 электропроводя 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 эв1ектике, 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 стеклообразующих окислов, а в последнюю очередь вводят глинозем в смеси с остатком щелочных окислов. На стадии осветления стекломассы накладывают упругие колебания повышенной частоты путем пропускания переменных токов через индуктор повышенной частоты и индуктор промыншенной частоты. 4 ил., табл.

1?849 i0

Изобретение относится к промьцпленности строительных материалов, в частности к производству стекла, и касается технологии производства высокооднородног0 оптического стекла.

Цель изобретения — повышение качества стекла.

На фиг.1 изображено направление вектора индукции В высокочастотного магнитного поля и плотности тока в корпусе электропроводящего тигля

,при нагреве шихтной смеси, соответствующей составу наиболее легкоплавкой эвтектики, на фиг.2 — направление векторов индукции магнитного поля В, плотности токон j, !, объемной магнитной силы Е в стекломассе и упругих колебаний P в стекломассе, -направленных перпендикулярно стенкам тигля при силикато- и стеклообразовании, а также на стадии гомогенизации стекломассы; на фиг ° 3 — направление векторов индукции магнитного поля В, плотности тока j и упругих колебаний P на стадии осветления стекломассы, на фиг.4 — зависимость индукции низкочастотного магнитного поля В и акустического давления Р от времени

Пример 1. Цля варки стекла, вес.7.: SiOg 66,9, В Оз 20,3,А1 0э

3,5, Na О 3,9 и К О 5,4, приготовляют и взвешинают материалы для шихты (весом на 10,0 кг), кг: кварцевый песок 5,52, Н ВО э 2,98, Аl Оз 0,29, Na>CO 0,56 и К СОэ 0,65.

Для первой засыпки (весом 1,5 iver) приготовляют шихтную смесь, содержащую, Kr: кварцевый песок 0,53, Н ВОз 0,48 и Na.СОэ 0,49, что соответствует соотношениям окислов в эвтектическом составе, вес.7.: SiO

48,0, В Оз 25,0 и Na О 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 К СО, что соответствует соотношениям окислов эвтектического состава, вес.7.:

SiO 71,84 и К О 28,16, с т. пл.

7700С, Шихтная смесь для последующих двух засыпок содержит по 2,02 кг кварцевого песка и 1,25 кг Н ВО, а последняя 0,25 кг глинозема, 0,06 кг

NazCO> и 0,11 кг К ОО,.

Варк стc кля ос% ще I F> яю r ющим образом. .)лектропрон< лящий тигель на ревают до 5 0 С со скоросттк около

1О С/мин при помощи переменного маг-О нитного . оля В, с индукцией 0,03 Т, создаваемого переменным током 1., 2 плотностью 1, =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 засыпаот вторую засыпку шихтной смеси, состав которой соответствует соотношениям окислов состава более тугоплавкой эвтектики, и дополнительно накладывают низкочастотное магнитное поле В с индукцией О,1 Т

20 путем пропускания тока I 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 н рабочей емкости печи повышают со скоростью

8 С/мин до 780 С.

Две последующие засыпки проводят также над расплавом, а температуру о со скоростью около 7 С/мин доводят до 1200 С. Затем проводят последнюю засыпку, а температуру повышают со

О О скоростью 7 С/мин до 1400 С, что соответствует динамической вязкости

35 стекломассы 18 = 2,3 П.

Гомогенизацию стекломассы провоо дят при 1350 С, что соответствует ее динамической вязкости 18 =2,4 П.

Осветление стекломассы проводят

40 при 1450 С, что соответствует динамической вязкости 1я g =2,1 П под воздействием упругих колебаний Р, создаваемых путем пропускания переменных токов I u I через индуктор

45 промышленной и повышенной частот (фиг.3), Зависимость индукции низкочастотного магнитного поля В и акустического давления P от времени показана на фиг.4.

Пример 2. Для варки стекла, вес.7.: S10g 58,5, В О 20,0, А1 0з

1,5 и Na<0 20,0, для шихты на 100 кг приготовляют и взвешивают следующие

55 материалы, кг: молотый кварцевый песок 4,51; НэВОэ 2,73, Al 0 0,12 и Na СО> 2,64.

1пя первой засыпки (несом 3,0 кг) приготовляют смесь, содержащую, кг:

1284950

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

Режимы варки стекла

Пример

Свильность.А Б В Г

До 10 До 30 До 100 До 300

Предлагаемым способом свилей не обнаружено

Без использования полей на блюдалис ь нитевидные свили свилей не обнаружено

113

Предлагаемым способом

27 наблюдались нитевидные свили

Без использования полей

127 кварцевый песок 0,54, Н ВО 0,81 и

На СО 1,65, что соответствует эвтектическому составу, вес.7: SiO

27,5, В О. 23,6 и Na О 48,9, с т.пл.

530 С.

Шихтная смесь для второй засыпки (весом 1,5 кг) содержит, кг: Н ВО>

0,9 и Ма СО 0,6, что соответствует эвтектическому составу, вес.Х: В О

72,3 и Na O 27,7, с т.пл. 722 С.

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

Для последней засыпки остается смесь, кг: глинозем 0,12 и Иа СОэ

0,39.

Варку стекла осуществляют следующим образом.

Электропроводящий тигель нагревают со скоростью 10 0 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 повышенной частоты (фиг.1) и производят первую засыпку шихтной смеси.

После провара стекломассы над расплавом производят вторую засыпку шихтной смеси, состав которой соответствует соотношениям окислов к

0 эвтектическому составу с т.пл. 722 С и дополнительно накладывают низкочастотное магнитное поле В с индукцией 0,07 Т путем пропускания тока

Iz с частотой 50 Гц через второй индуктор и электроды, погруженные в стекломассу. Одновременно накладывают упругие колебания с частотой

5 50,3 кГц (фиг.2), а температуру в о тигле повышают со скоростью 10 С/мин о до 780 С. С введением последующих засыпок температуру повышают дО температуры, соответствующей динамической вязкости стекломассы lgg =2,3.

В последнюю очередь вводят над стекломассой шихтную смесь, содержащую

1,2 кг глинозема и 3,9 кг Иа СОэ.

После силикато- и стеклообразования стекломассу гомогенизируют при температуре, соответствующей динамической вязкости стекломассы, равной

1g $ =2,5. Стадию осветления осуществляют при температуре, соответствующей вязкости стекломассы Ig ) 2 0 под воздействием упругих колебаний

Р, создаваемых путем пропускания переменных токов I> и I через индукторы промьппленной и повышенной частот (фиг.3).

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

30 (10 10 2 см) на установке, а таусже результаты оценки бессвильности, приведены в таблице и сравниваются с образцами, варка. которых осуществляется по тем же температурным ре35 жимам, но без использования электромагнитных полей.

1?849 )0

Предлагаемый способ варки стекла по сравнению с известными обладает следующими преимуществами: оптическое стекло приобретает высокую однородность, высокую степень осветленности и предотвращается загрязнение инородными ионами в результате того, что наиболее трудоемкие и энергоемкие стадии варки осуществляются без применения механических мешалок, контактирующих со стекломассой при высоких температурах, повышается постоянство химического состава оптичес1О ких стекол в результате того, что значительная часть легкоиспаряющихся окислов, в частности Б20 и R О (К О, Ха О), вводят в.шихтной смеси, соответствующей соотношению этих окислов составам легкоплавких эвтек3тик, сокращается продолжительность 20 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.

Ф о р м у и а и з о б р е т е н 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 повышения 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 стеклообраэующих окислов, глинозем и щелочные оксиды, причем на стадии осветления накладывают упругие. колебания путем пропускания переменного тока через индукторы промышленной и повышенной частот.! 284950

Составитель Т.Буклей .Техред А.Кравчук Корректор М.Самборская

Редактор Н.Бобкова

Заказ 7550/25 Тираж 428 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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