CS200883B1

CS200883B1 - Process for the clarification of glass

Info

Publication number: CS200883B1
Application number: CS743978A
Authority: CS
Inventors: Lubomir Nemec
Original assignee: Lubomir Nemec
Priority date: 1978-11-15
Filing date: 1978-11-15
Publication date: 1980-10-31

Description

Předmětem vynálezu je způsob čeření skloviny. Přesněji řečeno, vynález se týká pracovního postupu při čeření skloviny v kontinuálních vanových pecích.The present invention relates to a process for clarifying glass. More specifically, the invention relates to a process for refining glass in continuous bath furnaces.

Převážná část skloviny, zejména skloviny určené k výrobě plechého a obalového skla se v současné době vyrábí v kontinuálních vanových pecích, v nichž se sklovina pohybuje horizontálním směrem od základky vsázky k místu odběru. Vlivem rozdílů mezi hustotami skloviny na různých místech sklářské vany způsobených nestejnoměrným zahříváním skloviny vzniká poměrně složité proudění o rychlosti řádově v jednotkách m/s. Aby bylo dosaženo cíle čeření, to je úplného nebo alespoň 00 nejvíce možného odstranění bublin ze skloviny, je nutné, aby veškerá sklovina prošla oblastí velkých teplot, kde čeříoí přísady působí nejúčinněji} toho se dosahuje vhodným rozdělením teplot ve sklářské vaně, kde přibližně v jedné až dvou třetinách vzdálenosti mezi místem zakládky a odběru se na hladině skloviny nachází místo maximálních teplot. Chladnější sklovina je v tomto prostoru vynášena k hladině, přičemž část z ní se zpětným proudění vrací směrem k zakládce a část pokračuje v pohybu směrem k místu odběru skloviny. Přitom v prostoru oblasti s maximem teplot a v oblasti bezprostředně za ní následující musí v podstatě dojít k odstranění bublin ze skloviny, což se dosahuje tím, že v těch místech je u hladiny vrstva skloviny, která je prohřátá na teplotu postačující k zajištění činnosti čeřících přísad. Za daných teplotníchThe bulk of the glass, especially glass for the production of sheet metal and container glass, is currently produced in continuous tub furnaces in which the glass moves horizontally from the base of the charge to the collection point. Due to the differences in glass densities at different locations in the glass tank due to the uneven heating of the glass, a relatively complex flow of velocity in the order of m / s is produced. In order to achieve the fining goal, that is to say the total or at least 00 removal of bubbles from the glass, all the glass needs to pass through the high temperature region where the fining additives work most effectively. up to two-thirds of the distance between the place of loading and sampling is located at the surface of the enamel instead of maximum temperatures. In this space, the colder glass is carried to the surface, with a portion of it returning back to the stack and a part of it continuing to move towards the glass collection point. At the same time, in the area of the maximum temperature area and in the area immediately thereafter, bubbles must be substantially removed from the molten glass, which is achieved by having a layer of molten glass at the temperature level sufficient to ensure the action of the fining additives. . Under given temperature

200 883200 883

- 2 podmínek určených v podstatě již konstrukoí pece a způsobem ohřevu se výkon peoe přizpůsobí tak, aby sklovlna z ní vycházející byla prosta vad, to je, aby neobsahovala bubliny %- 2 conditions determined essentially by the design of the furnace and by the method of heating, the performance of the furnace is adjusted so that the glass coming out of it is free from defects, that is to be free of bubbles%

a nečistoty, například kaménky. Výsledky z provozu ukázaly (Tavení skla. Hutní sklářská příručka. SUTI 1970), že vrstva sklovlny ohřívané na vysoké teploty mívá tloušťku obyčejné 10 cm nebo méné, takže čeření probíhá v nepříliš silné vrstvě. Pokud je ze sklářské vany odebíráno větší množství sklovlny, než odpovídá množství správně prohřáté sklovlny, vyplývá z toho nebezpečí, že sklovlna nebude dokonale vyčeřena a že ve výrobcích budou obsaženy bubliny, kterými je čeříoí výkon snížen nebo znehodnocem. Proto je nutné, aby takové bubliny byly ze sklovlny odstraněny ještě v oblasti vysokých teplot na úseku čeříoí oblasti a aby byl zamezen průchod sklovlny s bublinami do pracovní části vany s nižšími teplotami. Přitom je nutno vzít v úvahu i mechanismus působení čeřlv ve vztahu k růstu a absorbol bublin v průběhu čeření (Cable M. Glaes technology 1,144 (1960)} Kuhl U. a kol.} Qlastechnik Ber* 16 (1938) 37} Mulfinger H.O.: Glasteohn.Ber. 45 (1972) 238), kte ré celý průběh čeření mohou ovlivnit například nepříznivě. Ukázalo se proto jako účelné a výhodné, aby byl vyřešen takový způsob Šeření, při kterém bude oo nejvíoe omezeno, popřípadě zoela zamezeno znečištění sklovlny v pracovním prostoru bublinami. Tomuto oíli se přiblížil pracovní postup podle vynálezu, jehož předmětem je způsob čeření sklovlny v průtokové vanové peol se stálou délkou oblasti čeření, při kterém se sklovině přivádí teplo v závislosti na stávající homogenitě sklovlny a na množství tuhých příměsí nebo/a bublin plynu obsažených ve sklovině*and impurities such as calculi. The results from operation have shown (Glass Melting. Glass Handbook. SUTI 1970) that the high temperature glass layer has a thickness of ordinary 10 cm or less, so that the fining is carried out in a not very thick layer. If more glass is taken from the glass pan than the amount of properly heated glass, there is a risk that the glass will not be perfectly clarified and bubbles will be included in the products to reduce or deteriorate the clarification performance. Therefore, it is necessary that such bubbles are removed from the glass in the region of high temperatures in the region of the clarification area and that the glass with bubbles is prevented from passing into the working part of the bath at lower temperatures. The mechanism of action of the jaws in relation to growth and the absorbol of bubbles during clarification should also be taken into account (Cable M. Glaes technology 1,144 (1960)} Kuhl U. et al.} Qlastechnik Ber * 16 (1938) 37} Mulfinger HO: 45 (1972) 238), which may adversely affect the entire course of the fining process. It has therefore proved to be expedient and advantageous to provide a method of leaching in which the bubble of the glass in the working space is reduced or reduced as much as possible. The process of the present invention is the object of the present invention to provide a process for refining a glass in a continuous bath fin with a fixed length of refining area wherein the glass is supplied with heat depending on the glass homogeneity present and the amount of solids and / or gas bubbles contained therein. *

Podstatou vynálezu je pracovní postup, při kterém se při daném přívodu tepla tloušťka vrstvy sklovlny udržuje řízením odvodu sklovlny na hodnotěThe present invention is based on a process in which, with a given heat input, the glass layer thickness is maintained at a value of

kde znamenáwhere it means

Q_ni původní množství sklovlny odváděné ze sklářské pece při průtočném objemu Q_v1, ^h2 zvýšené množství sklovlny odváděné při průtočném objemu Q_y2 ze sklářské pece po zvýšení přívodu tepla sklovině na hodnotu potřebnou k rozpuštění písku a odstranění bublin obsažených ve sklovině,Q _n i the original amount of glass discharged from the glass furnace at a flow volume Q _v1 , h2 increased the amount of glass discharged at a flow volume Q _y2 from the glass furnace after increasing the heat supply to the glass to a value necessary to dissolve the sand and remove bubbles contained in the glass

Q_y průtočný objem I? · T\ ΐΛτ¹ skutečný objem proudící sklovlny za jednotku času, s hustotu proudící sklovlny hmotnost sklovlny,Q _y flow volume I? · T \ ΐΛτ ¹ actual volume of flowing glass per unit of time, with density of glass flowing mass of glass,

J? objem sklovlny, h₁ tloušťku vrstvy sklovlny přehřívané na čeřící teplotu v oblasti maxima teplot při původním průtočném množství sklovlny Q_y1,s aJ? glass volume, h ₁ thickness of the glass layer superheated to the fining temperature in the region of maximum temperatures at the original glass flow rate Q _y1 , s

- 3 200 003 hg tloušíku vrstvy skioviny prohřívané na čeřící teplotu v oblasti maxima teplot při zvýšeném průtočném množství skloviny Q_vg.s- 3 200 003 hg of the thickness of the ski-bed layer heated to the fining temperature in the region of the maximum temperature at an increased flow rate of glass Q _in gs

Výhoda vynálezu spočívá v tom, že se jím značně omezí znečištění skloviny v pracovním prostoru bublinami*The advantage of the invention is that it greatly reduces the bubble contamination of the glass in the working space.

Vynález vychází z předpokladu, že má-li se při uvažovaných konstantních rozměrech bublin a při stejných hodnotách hustoty skloviny, ěířky vany a průměrné ryohlosti proudění ve směru osy X zvýšit kapacita čeření skloviny, musí být úměrně zvětšena délka oblasti čeření, tedy úměrně k závislosti na prodloužené délce čeřící oblasti bylo by nutno prodloužit celou vanu. Protože za jinak stejných podmínek platí přímá úměrnost mezi hodnotou délky čeřící oblasti a tloušíkou vrstvy přehřívané na čeřící teplotu, jsou tím dány i hodnoty velikosti tloušíky skloviny, které bývají malé. V důsledku toho se v praxi čeří v relativně tenké vrstvě skloviny, přičemž se v čeřící oblasti někdy tloušíka vrstvy skloviny záměrně ztenčuje. Pozorování sklovin při čeřících teplotách a sledování rozměrů bublin ukázalo, že při čeření vždy dochází k růstu bublin, což má význam pro zvýšení čeřícího výkonu vany. Předpokládáme-li pro zjednodušéní, že při lineárním růstu rozměrů bublin v závislosti na čase jsou stejné izotermní podmínky, hodnota tloušíky skloviny v oblasti čeření zahřívané na čeřící teplotu je dána výrazemThe present invention is based on the assumption that if the bubble dimensions and the same glass density, tub width and average flow velocity in the X-axis direction are to be increased, the glass fining capacity must be proportionally increased, i.e. the extended length of the fining area would have to extend the entire bath. Since, under otherwise identical conditions, there is a direct proportion between the length of the fining zone and the thickness of the layer overheated to the fining temperature, this also gives the values of the glass thickness, which are usually small. As a result, in practice, it ripples in a relatively thin layer of glass, whereby the thickness of the glass layer is sometimes intentionally thinned in the fining area. Observation of the enamel at the fining temperatures and observation of the bubble dimensions showed that the fining always causes bubbles to grow, which is important for increasing the fining capacity of the bath. Assuming, for simplicity, that the same isothermal conditions are the same as the bubble dimensions grow over time, the value of the glass thickness in the fining region heated to the fining temperature is given by:

kde význam symbólů je stejný, jak je uvedeno v předchozím textu. V praxi to tedy znamená, že má-li být proti danému stavu kvalita nebo/a kvantita čeření skloviny zvětšena, je nutno zvětšit tloušíku vrstvy čeřené skloviny v oblasti čeření s dostatečným nebo vedlejším ohřevem a přívodem tepla do oblasti čeření, K tomu je nutno znovu zdůraznit, že vztah udává teoretické zvýšení čeření za zjednodušujících předpokladů. Ve skutečnosti obvykle je nutno zjištěný výsledek opravit připočtením korekce, kterou je nutno provést zejména se zřetele® na případný vznik vertikálního konvekčního proudění jako důsledku prohřívání větších vrstev skloviny, vož může mít za následek strhávání bublin do pracovního prostoru sklářské vany. Výhody tohoto řešení jsou zřejmé z dále uvedených příkladů provedení, které objasňují podstatu vynálezu, aniž by ho jakýmkoliv způsobem omezovaly.wherein the meaning of the symboles is the same as above. In practice, this means that if the quality and / or quantity of the enamel finings is to be increased compared to a given condition, the thickness of the fined glass layer in the fining region must be increased with sufficient or partial heating and heat supply to the fining region. emphasize that the relationship indicates a theoretical increase in ripple under simplifying assumptions. In fact, it is usually necessary to correct the result by adding a correction, which must be made especially with regard to the possible occurrence of a vertical convection flow as a result of heating larger layers of glass, which may result in entrainment of bubbles into the working space of the glass pan. The advantages of this solution are apparent from the following examples which illustrate the invention without limiting it in any way.

PříkladExample

Pracuje se ve sklářské vaně o déloe tavící části 14,4 m a šířce 12 m«, zahřívané plynovými hořáky, která je do výšky 130 cm naplněna sodnovápenatou sklovinou sestávající ze 74 % hmot. kysličníku křemičitého, 10 % hmot. kysličníku vápenatého a 16 % hmot. kysličníku sodného. Hrubá výroba v této vaně byla až dosud 360 tun skloviny/24 hodin, přičemž tloušíka vrstvy skloviny zahřáté na teplotu nejméně rovné teplotě čeření, to je 1 450 °C byla coa 0,08 m* Tloušíka vrstvy skloviny byla zjišíována měřením vertikálníhoThe work is carried out in a glass tank with a melting length of 14.4 m and a width of 12 m, heated by gas burners, which is filled to a height of 130 cm with soda-lime glass consisting of 74% by weight. % silica, 10 wt. % of calcium oxide and 16 wt. sodium oxide. The gross production in this bath has been up to 360 tons of glass / 24 hours, with the glass layer thickness heated to a temperature at least equal to the fining temperature, i.e. 1,450 ° C, of about 0.08 m * The glass layer thickness was measured by vertical measurement.

200 003200 003

- 4 teplotního gradientu v oblasti maxima teplot pomocí termočlánkové sondy, umístěné přímo v sklářské vaně* Po spuštění probublávaoloh trysek v tavící části sklářské vany a po zvýšení příkonu tepla do oblasti nakládky se tavioí výkon vany zvýěí až na přibližně 720 tun sklovlny/24 hodin, je věak nutno zvýšit i kapacitu šeření, aniž by se prodlužovala oblast šeření. To znamená, že je nutno zvýšit tloušťku vrstvy skloviny o teplotě nejméně 1 450 °C na hodnotu, odpovídající vztahu- 4 temperature gradients in the region of the maximum temperature using a thermocouple probe located directly in the glass pan * After starting the nozzle in the melting part of the glass pan and after increasing the heat input to the loading area, the melting capacity of the pan is increased up to approx. however, it is also necessary to increase the capacity of the strip without extending the strip. This means that it is necessary to increase the thickness of the glass layer at a temperature of at least 1450 ° C to a value corresponding to the relation

3/23/2

720 tun hg 0,08 m ———— 0,23 »·720 tons hg 0,08 m ———— 0,23 »·

360 tun360 tons

Protože při této tloušťce vrstvy skloviny o teplotě 1 450 °C může nastat vertikální proudění, které zmenšuje účinnost čeření«vypočtená tloušťka vrstvy skloviny se zvětší ještě o dalších 10 %, to je přibližně na 0,3 nuBecause at this glass thickness of 1,450 ° C a vertical flow can occur which reduces the fining efficiency «the calculated thickness of the glass layer increases by a further 10%, that is to about 0.3 nu

Kontrola správného nastavení velikosti prohřívaoí elektrické energie se provádí automaticky zjišťováním obsahu bublin ve sklovině. Počet bublin nesmí přestoupit 2 bubliny na tunu skloviny*The correct setting of the size of the electric heater is carried out automatically by detecting the content of bubbles in the glass. The number of bubbles must not exceed 2 bubbles per tonne of glass *

Claims

A method of refining glass in a continuous bath furnace with a fixed length of refining area, wherein the glass is supplied with heat depending on the existing homogeneity of the glass and the amount of solids and / or gas bubbles contained in the glass. maintains the enamel by controlling the value of the enamel

QM1 Prolific molten glass discharged from the furnace at a flow volume ^ u2 ^Vol ýšené molten glass discharged at a flow volume ^of Q _v2 glass peoe after increasing the supply of heat the glass to a value needed to dissolve the sand and to remove bubbles contained in the molten glass,

Q _{in the} flow volume l \ t “ ¹ ,

L ³ , T “ ¹ actual volume of flowing glass per unit time, with density of flowing glass M * L,

M mass of glass,

L glass volume, h ₁ thickness of the glass layer heated to the fining temperature in the region of maximum temperatures at

200 003 of the original flow rate Q _v1 «e &

the thickness of the ski layer heated to the fining temperature in the martma temperature region at an increased flow rate of glass Q _v2 · ⁸ ·