Устройство для формования ленты стекла

Устройство для формования ленты стекла

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсиик

Социалистические

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЗЬСТВУ

-е (61) Донолнительмое н авт. свил-ву (22) Заявлено 06. ) 1 . 79 (21) 2837462/29-33 с присоелимеиием заявки Рте (23) Нриоритет (51)М. Кл.

Государственный комитет

С 03 В 13/08

Ito делам нэобретений н открытий

Опубликовамо23.08,81., Бюллетень % 31 (53) УДК6Я.1 ..035..5(088.8) Дата опубликования описания 25.08.8.1

О. А. Голозубов, Н. Г. Кнсиленко, Б.

В. П. Киселев, А. Г. Курзанцев, Г. Б.

Л. П. Сычев, В. Е. Васильченко, С. А. и В. М. Русыник (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Государственный научно-исследователь стекла

« а 1 Я !,эт

1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ ЛЕНТЫ СТЕКЛА

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к оборудованию для стекольных заводов по производству строительных отделочных листовых материалов и может найти применение для производ5 ства прозрачных опалесцирующих, глушеных, окрашенных стекловидных и стеклокристаллических листовых материалов, включая материалы с мраморовидным рисунком, получаемых на основе стекол с высокой (более 1000 С) темперао турой кристаллизации расплава и низкими вязкостями при этих температурах (100-500 П) и может быть использовано как со стеклоформующей прокатной машиной, так и без нее.

Известно устройство для формования ленты стекла из обычной стекломассы ° включающее канал с боковыми стенками и установленный между ними обогреваемый наклонный выступ для слива стекломассы (1).

Однако, с помощью устройства нельзя осуществлять стабильное формование ленты окрашенного стекла с несимметричным неповторякицимся рисунком, так как слив маловязкой жидкотекучей стекломассы с добавкой красителя через наклонный выступ практически не регулируется. В связи с этим на валках прокатной машины неизбежно образуется "луковица", в которой движущиеся стационарные потоки неравномерно окрашенной стекломассы формирутот симметрично расположенный в поперечном направлении повторяющийся рисунок, Кроме того, при такой конструкции вводимый в расплав краситель распределяется по всему обьему,ленты стекла, что влечет повынтенный его расход.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для формования ленты стекла, состоящее из сосуда-накопителя со сливкой щелью, в котором за счет уроз85701

Были изготовлены из оргстекла модели сосудов с различными соотношениями h, Н и а, h, Эти эксперименты позволили подобрать необходимые соотношения между конструктивными размерами сосуда, После проведения моделирования иэ платинового сплава Пл ПР 10 был изготовлен в натуральную величину сосуд и проведены его испытания (в комплекте с прокатной. машиной) на ванной стекловаренной печи Тульского опытного завода ГИС с формованием. малощелочного стекла СВ-9 ня стекломассы поддерживается избыточное гидростатическое давление ее перед валками прокатной машины (2 ).

Однако такое устройство не может быть использовано для выработки силь5 но кристаллизующейся стекломассы, так как в месте сопряжения необогреваемой сливной щели сосуда с валками прокатной машины происходит крис- . таллизация стекломассы. Для нормаль- 10 ной работы устройства необходим разрыв между сосудом и прокатной машиной, Цель изобретения — обеспечение стабильного получения листового стекла с неповторяющимся мраморовидным рисунком из быстрокристаллизующейся стекломассы с высокой температурой кристаллизации и малой вязкостью.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для формования ленты стекла, включающем обогреваемый сосуд экструдер из жаропрочного материала с верхней накопительной и нижней формующей частями со сливной щелью, по крайней мере, один прокатный валок и трубопровод подачи красителя, высота формующей части сосуда экструдера составляет 0,1-0,3 от высоты накопительной части, а ширина сливной щели — 0,1-0,2 от высоты форI мующей части, Кроме того для создания на поверхl ности формуемой ленты стекла неповторяющегося мраморовидного рисунка и снижения расхода красителя, устройство снабжено установленной с зазором в накопительной части экструдера перегородкой, с образованием камеры подачи основного потока стекломассы и камеры подачи окрашенной стекломассы, при этом величина зазора составляет

0,3-0,5 от ширины сливной щели, а объем камеры для окрашенной стекломассы 0 1-0,3 от объема камеры для основного потока стекломассы.

Соотношения между конструктивными размерами сосуда экструдера;

«0,1-0,3 Н ". а =(О, 1 "0,2).11, где И вЂ” высота накопительной части сосуда;

Ф1 - высота формующей части сосуда;

Q --ширина формующей части сосуда, Выбор этих соотношений определяется гидродинамическими условиями протекания вязкого высокотемпературного расплава через сосуд и возможностью стабильного формования ленты стекла, 9 4

Высота накопительной части сосуда Н определяет величину гидростатического давления расплава, которое тем больше, чем больше величина Н, Высота формующей части сосуда 1 определяет величину гидродинамического сопротивления сосуда, которое тем больше, чем больше величина Ь.

Ширина формующей части сосуда а также определяет величину гидродинамического сопротивления сосуда, которое тем больше, чем меньше величина а.

При постоянном значении а при большой величине Ф1(относительно H ) сосуд окажет столь большое гидродинамическое сопротивление, что через сосуд пройдет лишь маленький поток расплава.

При малой величине h (относительно Н) сосуд оказывает малое гидродинамическое сопротивление и расплав протекает через сосуд практически без формования.

При постоянном соотношении h Н при малой величине а(относительно h) сосуд оказывает большое гидродинамическое сопротивление и через него про— текает слабый поток расплава. При большой величине О (относительно h) сосуд оказывает малое гидродинамическое сопротивление, и расплав протекает через сосуд практически без формования.

Для такой сложной формы сосуда нет методов теоретического расчета потоков жидкости. Кроме того, расчеты затруднены отсутствием многих па-. раметров материала сосуда и расплава в высокотемпературной области.

Для получения необходимых данных было проведено экспериментальное физическое моделирование процессов формования вязкой жидкости(с вязкостями, близкими к вязкостям расплавов при температурах формования).

857019 6 хлористого лития в глицерине вязо

Р костью 100 П при 25 С) представлены в таблице.

0,025

0,08

100 8 2

0,17

0,12

100 12 2

То же

°t

0,24

Формование ленты стекла осуществляется в два этапа: сначала лента формуется методом экструзии, а затем производится окончательная ее прокатка. Благодаря конструктивньвю особенностям экструдера в нем обесгечивается стабильность уровня стекломассы, а следовательно, и стабильность процесса формования ленты стекла. При такой схеме формования не происходит циклического накопления на валках прокатной машины «пульсирующей луковицы", что и способствует в итоге при подаче в одну иэ камер экструдера неравномерно окрашенной стекломассы

Условия формования ленты при моделировании процесса истечения вязкой жидкости из сосуда(жидкость:402

Н, 1 h а, ) hLH (a/h

100 5 2 0 05 0 4

100 15 2 0,15 0,13

100 20 2 0,20 0,10

100 20 3 0,20 0,15

100 25 3 0 25 0 12

100 30 3 0,30 1,10

100 35 4 О 35 0 11

100 35 5 0 35 014

100 25 2 0 25 0 08

100 25 5 0,25 0,20

100 25 6 0,25

Характер истечения жидкости

Быстрое протекание струи без образования ленты

Образование ленты жидкости,. истечение неустойчивое

Образование ленты жидкости, истечение устойчивое

Слабое протекание жидкости, разделение потока на несколько струй

То же, разделение потока на две части

Слабое протекание жидкости разделение потока на несколько струй

Образование ленты жидкости, истечение устойчивое

Слабое протекание жидкости, вазлеление потока на две части получению ленты стекла, с неповторявщимся мраморовидным рисунком.

На фиг. 1-2 изображен сосуд-зкструдер, общий вид; на фиг. 3 — процесс формоваиия ленты стекла с ломощьв сосуда-зкструдера и прокатной машины.

Сосуд-зкструдер 1 изготовлен из платинородиевого сплава и состоит из двух частей; накопительной 2 и формую щей 3. Помещается он в металлический корпус 4, в котором предусмотрен слой теплоизоляции 5.. Для уменьшения теплопотерь верхняя часть зкструдера закрыта крышкой 6, выполненной из шзоля7 857019 ционного материала. С целью обеспечения жесткости всей конструкции метал- лический корпус 4 снабжен специальными ребрами 7. Прочность нижней части экструдера обеспечивается швелеро5 образным профилем 8. Подвод электро» энергии для обогрева экструдера 1 осуществляется с помощью специальных токоподводов 9, расположенных на его торцевых стенках. Зазор между нижним обрезом экструдера и поверхностью вала прокатной машины регулируется механизмом 10. При формовании окрашенной ленты стекла накопительная часть экструдера может быть разделена на две камеры перегородкой ll, сообщающиеся в районе перехода накопительной части в формующую по всей ширине сосуда.

Пример 1. Требуется получить ленту глушеного стекла шириной 0,5 м, толщиной 5 мм, при производительности по стекломассе 300 кг/ч и скорости проката 42 пог. м/ч. Для получения ленты используется малощелочное ликви-?5 дирующее стекло СВ-92, имеющее химический состав,7.: S1 0 67; Са0 26;

И О 3;; At 0>1;Nq 0 3. Температура о верхнего предела кристаллизации 1350 С.

Вязкость расплава в экструдере поддер-Зо живается постоянной, равной 100 П.

Струя стекломассы подается в экструдер 1, установленный перепрокатной машиной. Для стабильной работы устройства в заданном режиме ширина сосу- 55 да составляет 0,45 м, высота накопи- тельной части равна 300 мм,формующей60 мм, ширина сливной щели 7 мм.

Под действием гидростатического напора расплава при 1370 С из экструо дера формуется первичная лента стекла шириной 0,45 м и толщиной 7 мм. Перегибаясь в горизонтальном положении, лента стекла подается на поверхность нижнего прокатного вала 12, где она слегка охлаждается, а затем окончательно прокатывается в зазоре между валками 12 и 13 до ширины 0,50 мм и толщины 5 мм. 50

Hp и м е р 2. Требуется получить ленту стекломрамора шириной 0,8 м и толщиной 8 мм из ликвидирующего стекла СВ-92. Поверхностное окрашива55 ние производится этим же составом стекла, с добавками 1Х Са0.(синий цвет);12 Сгф (зеленый цвет);23 Fe<0> (серый цвет) .

Струя 14 основной стекломассы и струя 15 неравномерно закрашенная одним (или несколькими ) из упомянутых красителей, подаются в соответствующие камеры экструдера 1. Для получения ленты стекла заданных размеров с поверхностным мраморовидным рисунком, экструдер имеет следующие геометрические размеры: ширина сосуда 0,75 м, высота накопительной части 400 мм, высота формующей части 100 мм, ширина щели 10 мм„ объем камеры для окрашенной стекломассы составляет 0,25 от объема камеры для основной стекломассы, а величина зазора 4 мм, Процесс формования ленты стекла с неповторяющимся мроморовидным рисунком протекает по аналогии с примером

1. Окраска ленты в этом случае происходит лишь в поверхностном слое на глубину не более 1/3 толщины ленты.

Пример 3. Конструкция устройства для формования ленты стекла может быть использована в комбинации с одновалковой прокатной машиной.

В этом случае толщина ленты. регулирует-, ся с помощью механизма .10 и скорости прокатной машины. При таком варианте использования экструдера можно получить ленту стекла с неповторяющимся мраморовидным рисунком с высококачественной поверхностью.

Пример 4. Конструкция устройства для формования ленты стекла может быть использована для получения разнообразных по цвету марблитов, окрашенных лишь в поверхностном слое.

В этом случае в одну из камер 2 подается струя равномерно окрашенной стекломассы. формование может производиться как на двухвалковой, так и на одновалковой прокатной машине, Приведенная технология формования ленты стекла, технологические и конструктивные параметры (температура, вязкость расплава, ширина щели сосуда, высота его накопительной и формующей частей, наличие двух камер в накопительной части сосуда)обеспечивают стабильность уровня в экструдере, а следовательно, и стабильность всего процесса формования, в результате чего получается лента стекла с неповторяющимся мраморовидиым рисунком.

Другим существенным достоинством конструкцин является возможность формования ленты стекла из сильно кристал- лизующеися стекломассы с малой вяз10

8570)9

Формула изобретения

ЭО костью, которую невозможно формовать традиционным способом.

С помощью данной конструкции экструдера окрашивание ленты стекла осуществляется в поверхностном слое, что позволяет существенно сократить расход красителей.

Применение этой конструкции позволит получать непрерывным методом из дешевого сырья такие материалы как марблит, облицовочные плиты, листы стекломрамора. Эти материалы, имеющие качественную декоративную поверхность и обладающие высокой устойчивостью к атмосферному воздействию, най1 дут широкое применение в промышленном и гражданском строительстве, Экономическая эффективность от применения стекломрамора с цветным поверхностным рисунком вместо природ- о ного мрамора составит около 10 руб, на 1 м, или 5 млн. руб. при произвол г дительности линии 500 тыс. м в год.

При этом доля, приходящаяся на применение экструзионного питателя, состав-г ляет около 20% или 1 млн. руб. в год.

1. Устройство для формования ленты стекла, включающее обогреваемый сосуд экструдер из жаропрочного материала с верхней накопительной и нижней формующей частями со сливной целью, по крайней мере, один прокатный валок и трубопровод подачи красителя, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью стабильного получения листового стекла с неповторяющимся мраморовидным рисунком из быстрокристаллизующейся стекломассы с высокой температурой кристаллизации и малой вязкостью, высота формующей части сосуда-экструдера составляет 0,1-0,3 от высоты накопительной части, а ширина сливной щели 0,1-0,2 от высоты формующей части.

2, Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью создания на поверхности ленты неповторяющегося мраморовидного рисунка и снижения расхода красителя, оио снабжено установленной с зазором в накопительной части экструдера перегородкой, с образованием камеры подачи основного потока стекломассы и камеры подачи окрашенной стекломассы, при этом величина зазора составляет 0,30 5 от ширины сливной щели, а объем камеры для окрашенной стекломассы 0,10,3 от объема камеры для основного потока стекломассы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 11- 3573890, кл. 6590, 1971.

2, Авторское свидетельство СССР

У 184400, кл. С 03 В 13/04, 1962.