CS222675B2

CS222675B2 - Method of thermal treatment of glass

Info

Publication number: CS222675B2
Application number: CS795625A
Authority: CS
Inventors: Raymond P Cross; Gordon T Simpkin
Original assignee: Pilkington Brothers Ltd
Priority date: 1978-08-17
Filing date: 1979-08-17
Publication date: 1983-07-29
Also published as: ES483435A1; NL7905983A; AR218153A1; JPS5547230A; SE7906807L; FR2433486A1; TR20447A; BE878298A; AU525579B2; GB2039274A; GB2039274B; ZW15679A1; PL117108B1; FI792552A; NZ191275A; IT7968681A0; PT70073A; PL217813A1; DK345579A; DD145524A5

Description

VyoOá.ez se týká tepelné úpravy SkLa, zejména se týká tepelného vytvrzování plochého skla nebo ohnutých skleněných tabuí, například skleněných tabtUÍ pro samootatné poožití jako předního ochranného skla vozidel nebo jako část vrstvených předních ochranných skel motorových vozidel, postranních světel nebo zadních světel pro ' motorová vozidla nebo pro použití v konstrukci sestav ochranných skel pro letadla a železniční lokomotivy.

V Československém - patentu č. 212 240 je popsán způsob tepelné úpravy skleněných výrobků zalhřátm každého skláněného předmětu na teplotu nad jeho dolní cJhLadicí teplotu a rychlým ocIhLazenito . skleněného předmětu uložením do plynem fLLuidované vrstvy zrnitého materiálu, která je v klddovém rovnoměrně expandovaném stavu fluddace částic řízenm rozložení ^^dačo^o plynu v zrnitém matteiálu při rych-osti proudění plynu zroiým materiálem mezi ryd^etí uddooíddtící počáteční fluidaci a rychcssí od^olá^ící maaimáání expoozi zrnitého maateiálu.

Tento stav fluddace vrstvy je takový, že se vyvolá promíchávání fludoovirného zrnitého m^at^e^iálu na žhavých ponořených površích sk-a, když se sklo odhazuje ve fluidní vrstvě, ale jakUTCH přechodná tahová pnuuí vyvolaná v povrchu žhavého slda, - když se ' jeho přední nejdříve dostane do styku s fluidní vrstvou, nejsou tak velká, aby Uhr)tilt sklo. Tudíž má tento postup vysoký výtěžek.

Stupeň vy tvrzení skleněné tabd.e, která je ponořena - v této fluidní vrstvě, závisí na míře přestupu tepla mmzi fludoovným zrniým áatertáleá a žhavou tabkí, která je do něj ponořena a na rychlém přesunu horkých částic pryč z blízkosti skleněné - tabule se souběžným rychlým přívodem chladnějších částic z tělesa fluidní vrstvy do blízkosti skleněné tabule.

Pohyb čáe1t±c v blízkosti povrchů sld-a je rycihejší, než pohyb částic v objemu vrstvy vzhledem k rychlému promíchávání fluiOovодtho zrnitého ááteerálu, které se vyvolá na žhavých ponořených površích skla vivvem zahřívání zrnitého maateiálu u slda, které polaračuje, když se sklo chladí ve fluidní vrstvě.

Promíchávání zrnitého m^ac^e^iá^lu u povrchů skla se značně zvýší, když se pou^je vybraného zrnitého áattri.áLu, v němž je skryta možnost vývoje plynu tak, že nastane rychlé uvolňován plynu ze zrnitého maateiálu, když se zahřeje v blízkosti povrchů slda.

Nmí bylo zjištěno, že existují tři faktory, - které převažují při řízení tepelného vytvrzování skla v plynném ПиШуи^ zrn^ém maatelHu a zejména které řídí stupeň vytvrzeoí žhavé skleněné tab^e, když tato tabule přijde do styku s plynem Πυ^νιο^ zrniým áattriáltá.

Tyto faktory jsou násseddujcí:

1. tažmosi vývoje plynu ze zrnitého áaatriáLu.

2. Tepelná kapaacta na jednotku objemu zrnitého maateiálu při minlmmU fluidaci, která je odvozena z měrného tepla maatriHu měřeného při 50 °C a hustoty maatrHlu vrstvy mě řené - při minlm^ní fluMaci meate-iHu.

3. Tetautost zrnitého maaterálu, jak je definována dále, je součtem čtyř hodnot, které jsou přiděleny maateHlu staouoroím čtyř vlastnost ztekutitelného zrnitého mBate-Hlu. Výraz tekutost, jak se zde používá, má význam, který byl uveden.

Tyto čtyři vlastnosti zakuti ttOného zrnitého maateiálu a způsob získání hodnot jsou popsány v článku Vyhodnocování tokových oltttotstí pevných látek od Rdph L. Ca^ra Je., Eogioeteiog Volume 72, číslo 2, leden 16, 1965 a jsou oá8Sedijjcí:

100 (P-A)

1. Stlačítelnost = ------------%,

P kde

P = sypná hmoOnost v hutném stavu a

A - sypná hmoOnost v nakypřeném stavu.

2. Sypný úhel: je to úhel ve stupních mezi horizontálou a sklonem hromady zrnitého matteiálu vypouštěného z jednoho bodu nad horizontálou až se naměří konstantní úhel.

3. Úiel ploché lopatky: plochá lopatka se vsune vodorovně do spodku hmoty suchého zrnitého maaseiálu a zvedne se přímo nahoru a ven z maaseiálu. Průměrná hodnota ú&Lu ve stupních k horizontále na straně hromádky maateiálu na ploché lopatce je úhlem ploché Lopatky.

4. Rozložení velikosti částic (nazývané koeficeeneem rovnorněěrnoti ve výše uvedeném článkí), které je popsáno ve výše uvedeném článku jako číselná hodnota dosažená poděleni šířky otvoru síta (tj. velikosti šásstc), kterou projde 60 % zrnitého maatriálu šířkou otvoru síta, kterou projde jen 10 % zrniéého mat^ei-álu.

Všechny hodnoty rozložení velikosSi čássic, které jsou zde uváděny byly měřeny známým způsobem, postupem používajícím Coolterův počítač k určení průměrů částic příslušných k získaný^ součtovým hmoOnostni množstvi 40% a 90% odpoovdajícím šd^ř^l^ťm otvorům síta, kterými projde 60 % a jen 10 % zrnitého mattriálu.

Číselné hodnoty stlačitelnos^ sypného úhlu a úh.u ploché lopatky byly měřeny . za použití Hosakawova zkušebního přístroje. na prášky vyrobeného Hosakawa Μ^τοιηβ^ί^ Labooatory, The Hosakawa Iron Wooka, Osaka, Japonsko, přičemž tento zkušební přístroj na prášky je speciálně určen pro pooužtí při určování '‘tekutosti prášků, jak bylo výše uvedeno.

Telkitost zrnitého ' maateiálu je v základě závislá na faktorech, jako je střední velkost čássic, rozložení velikosSi částic a tvar čássic, který se někdy označuje jako hranatost čássic, to znamená, zda maj oblý nebo hranatý tvar. Hoodiota tekutosti se zvyšuje s růsem střední veeikossi čááSic, se zúžením rozložení veeikossi částic a se sníženi hraiaaooSi čássic.

Tepelná kapaacta na jednotku objemu při minimáání fluidaci je závislá na měrném teple mattriSlu a na hustotě fluidní vrstvy při minimáání fluidaci, přičemž tato hu&tota vzrůstá se zužováním rozložení velikosSi čássic.

Vysoká vySvrzovaného pnuuí se vytvoří ve slie, když se SoSo SíLo occhladí ve fluidní vrstvě, která má optimální tekutost. Některé maaterály, které vytváej požadované vySvrzovací pnnuí, jtou komerčně dostupné. Jiné komerčně dostupné matseiSly mohou být moOifkOovány pro vytvoření požadovaných vytvrzovacích pnuuí prosásm matteiSlu, čiž te změní jeho střední velikost částic a rozložení vel.ikosSi ^^í^Sic.

Existuje však problém v tom, že je limit v míře do jakého stupně být řízena vytvrzovací pmiuí vyvolaná ve skle změnou tekutosSi komerčně dostupných.maaserálů. Maeriály s požadovanou SekLitosSí nemusí být komerčně dostupné. Výroba velkého mnosSví naa-erá^, který má požadovanou tekutost, může zahrnovat prosévání velkého íuOžSví zrnitého mmaeriálu. Naaíc, když se pou^je jeden mattriéS, je jedinou cestou . úpravy tepelné kapaacty fluidní vrstvy snížení rozložení velikost.! čásSic, takže neeeistuje žádný způsob moOdfikace tepelné kapaacty nezdá^le na změně SekntooSi, která se vytvoOí zúžením rozložení velikosti čásSic.

Nyní bylo zjištěno, že může být vytvořen zrnitý materiál, který má optimální plynotvorné vlastnosti, tepelnou kapacitu a tekutost pro vytváření požadovaných vytvrzovacích tlaků ve skleněném předmětu použitím směsi zrnitých materiálů, z nichž každý přispívá к optimálním vlastnostem směsi·

Výběrem zrnitých materiálů a podílů, ve kterých jsou smíchány, může být plynem fluidovaný zrnitý materiál uzpůsoben pro zajištění jakýchkoli požadovaných vytvrzčvacích pnutí v Širokém rozmezí.

Vynález tudíž vytváří způsob tepelné úpravy skla, při kterém se kklo zahřeje na předem stanovenou teplotu, potom se uvede do styku s plynem fluidovaným zrnitým materiálem, jehož podstata spočívá v tom, že zrnitý materiál je směs vybraných zrnitých materiálů, z nichž alespoň jeden je zrnitý materiál, který má plynotvorné vlastnosti, schopný uvolnit od 4 % do 37 % hmotnosti plynu ze své vlastní hmotnosti po zahřátí na konstantní hmotnost při teplotě 800 °C, přičemž podíly jednotlivých zrnitých materiálů směsi se zvolí tak, aby směs zrnitých materiálů měla tepelnou kapacitu na jednotku objemu při minimální fluidaci v rozmezí od 1,02 do 1,73 MJ.m“³.K“¹.

Je výhodné, když se uvedené zrnité materiály smíchají v předem stanovených podílech, které udělí směsi tekutost v rozmezí 71 až 83 a tepelnou kapacitu na jednotku objemu při minimální fluidaci v rozmezí 1,09 MJ.m”³.K“^ až 1,38

Dále je výhodné, když plynotvorným zrnitým materiálem je gama-oxid hlinitý.

Dále je výhodné, když směs obsahuje gama-oxid hlinitý a alfa-oxid hlinitý.

Dále je výhodné, když směs obsahuje od 7 do 86 % hmotnosti gama-oxldu hlinitého a od 14 do 93 % hmotnosti alfa-oxidu hlinitého.

Dále je výhodné, když směs obsahuje plynotvorný zrnitý materiál a alespoň jeden zrnitý oxid kovu, jehož tepelná kapacita na jednotku objemu při minimální fluidaci je v rozmezí od 1,76 MJ.nT^.K*¹ do 2,01 MJ.m³.lT¹, přičemž směs má tepelnou kapacitu na jednotku objemu při minimální fluidaci v rozmezí od 1,27 MJ.nT^.K*¹ do 1,76 a tekutost v rozmezí od 71 do 82.

j

Dále je výhodné, když zrnitým oxidem kovu je sferoidní oxid železitý a-FegOj.

Dále je výhodné, že směs obsahuje 30 až 70 % hmotnosti sferoidního oxidu Želežitého.

Dále je výhodné, když směs obsahuje 70 až 30 % hmotnosti gama-oxidu hlinitého jako plynotvorný materiál.

Dále je výhodné, když směs obsahuje 28 až 35 % hmotnosti sferoidního oxidu železitého a 45 až 56 % hmotnosti alfa-oxidu hlinitého, přičemž zbytek je gama-oxid hlinitý jako plynotvorný materiál.

Dále je výhodné, když zrnitým oxidem kovu je zirkon ZrOg.SiOg·

Dále je výhodné, když směs obsahuje od 10 do 70 % hmotnosti monohydrátu oxidu hlinitého AlgOj.HgO jako plynotvorný materiál a od 30 do 90 % hmotnosti zirkonu.

Dále je výhodné, když plynotvorným zrnitým materiálem je hlinitokřemičitan.

Dále je výhodné, když hlinitokřemičitaném je zeolit a směs obsahuje od 8 do 10 % hmotnosti zeolitu a 90 až 92 % hmotnosti alfa-oxidu hlinitého.

Dále je výhodná, když plymLotvorTým zrnitý materiálem je monohydrát oxidu hlinitého u₂o₃.H₂o.

Dále.je výhodné, když směs obsahuje karbid křemíku SiC a plynotvorný zrnitý mateeiál.

DáLe je výhodné, když směs obsahuje 17 % hmotnoS! m^o^n^oy^ddi^ieu oxidu hlinitého a 33 % ^ο^κ^Ι karbidu křemíku.

Dále je výhodné, když plynotv orným zrniýfa materiálem je tr hydrát oxidu hlinitého A^O^^O.

Dále je výhodné, když směs ob stahuje dva pldnotvorné zrnité materiály, tr hydrát oxidu hLinitého AlgOylHgO a gamm-oxid hlinitý ve stejných podílech.

Dále je výhodné, když plynotvoriým zrniýfa mmaeriálem je hydrogerLnlličitao sodný NaHCO₃.

Konečné je výhodné, když směs obsahuje 10 % hmoonnosi yydrogerolhičitaou sodného a 90 % УmohnohSi aLía-oxidu hLinitého.

Těmito opatřeními podle vynálezu se dosahuje význ^m^ho zlepšení při tepelném vytvrzování e-bulovéУh skla stykem s plynem fludoovným zrnitým mmaeriálem, neboť směs používaná při provádění způsobu podle vynálezu umožňuje lepší řízení pnutí ve skLe při jeho tepelném vytvrzování, než bylo možno dosáhnout podle známého stavu techniky.

Nyní budou popsána některá provedení pornooí příkladů s odkazem na výkresy, ve kterých obr. 1 znázorňuje schemmticky vertikální řez zařízením pro tepelnt vytvrzování skleněných tabu! způsobem tohoto vynálezu, obr. 2 je graf středního teУooého ' nappěí oyorsroéhh oproti podílům směsi zrnitých materiálů, tvořících plynem fingovanou vrstvu, znéázoňňuící změny napptí se změnou těchto počinů, obr. 3 je graf podobný jako v obr. 2 a znázorňuje změnu středového t-hooéУo napptí se změnami poddlů směsi zrnitých matteiálů, obr. 4 je graf podobný jako v obr. 3 a znázorňuje změnu phVňchLhoéhh tlakového napptí ve skle o tloušťce

2,3 mm opřen změně ve složení plynem fU^dovant vrstvy, obr. 5 je graf podobný jako v obrázku 3 a znázorňuje středovt tahovt nappěí vyvolent ve skle o tloušťce 6 mm, obr. 6 je graf podobiý jako v obr. 4 a znázorňuje změnu phvrcУhoéhh tlakového nappěí vyvolenou ve skle o tloušťce 6 mm, obr. 7 je graf podobný jako v obr. 3 pro sklo o tloušťce 12 mm, obr. 8 je graf podobný jako v obr. 4 pro sklo o tloušťce 12 mm a obr. 9, 10 a 11 znázorňují změnu středovéУo taУhoého nappěí v z^^^í-slo^t^i na složení soOsí zrnitých mattriálů při třech jných postupech provádění způsobu tohoto vynálezu.

Na obr. 1 je znázorněna vertikální vytvrzovací pec £, která má postraní stěny 2 a klenbu J. Postranní stěny 2 a klenba J jsou vyrobeny z obvyk^ho žáňhvzroňnéУo mottriáll a dno pece j má otevřent ússí 4 vymezent podtl-iým otvorem v základovt desce J, o- ktert je uložena vytvrzovací pec j..

Posuvný uzávěr, který není znázorněn, je uzpůsoben k uzavírání ústí 4 známým způsobem. TabuLe slkLa, která má být ohnuta a potom tepelně vy^rzena, se zavěsí v peci £ kleštěmi 2, ktert svvrají horní ofraj skleněnt tabule 6. KLeště 2 visí z - klešťovt tyče 8, která je zavěšena z obvyklého výtahu, který není ' znázorněn, a která pořídí na vertikálních vodítkách 2, ktert proběh jí dolů z pece J. k vedení spoutání a zvedání klešťovt tyče 8.

Drouce ohýbacích nástrojů £0 a 11 je uložena bezprostředně pod ústím 4 pece 1 v zahřív&nt komoře £2. která se udržuje při takovt teplotě, že ohýbací nástroje £0. 11 mmjí tuttž teplotu jako žhavt slkLo, ktert se má olýbat. Komora 12 je vyhřívána horkými plyny vedenými vlety . 1_2a. Když se ohýbací nástroje £0. 11 otevřou, ' jsou umístěny na obou stranách dráhy skleněnt tabule 6. Olýbaaí nástroj 10 je pevný íssovník upevněný na rameni 13 a má zakřivený přední povrch, který vymezuje za^ivení, ktert má být vytvořeno na žhavt skleněné tabuli 6. Ohýbací nástroj 11 je prstencová rámová lisovnice nesená vzpěrami 14 upevněnými na zadní desce 12* která je upevněna na rameni 16. Zakřivení rámové lisovnice lícuje se zakřivením povrchu lisovníku·

Vodítka 2 probíhají dolů po každé straně ohýbacích nástrojů 10, 11 směrem к nádobě pro fluidní vrstvu 17 zrnitého Žárovzdorného materiálu, ve kterém se má žhavá zakřivená skleněná tabule 6 ochladit snížením tabule 6 dolů do vrstvy.

Nádoba pro fluidní vrstvu 17 obsahuje nahoru otevřenou pravoúhlou nádrž 18, která je upevněna na zvedací plošině 12· Když je plošina 19 ve své zvýšené poloze, vrchní okraj nádrže 18 je právě pod ohýbacími nástroji 10 a 11·

Membrána 20, zajištující velký pokles tlaku, prochází napříč základny nádrže 18.

Okraje membrány 20 jsou upevněny mezi přírubu 21 na nádrži a přírubu 22 na přetlakové komoře 23. která tvoří základ nádrže· Příruby 21. 22 a okraje membrány 20 jsou sešroubovány dohromady, jak je označeno vztahovým číslem 24. Plynové vstupní potrubí 25 je připojeno к přetlakové komoře 23 a fluidační vzduch se přivádí do potrubí pod řízeným vysokým tlakem· Dochází к vysokému poklesu tlaku alespoň 60 % napříč membrány 20, což má za následek rovnoměrné rozložení fluidačního vzduchu v zrnitém materiálu při rychlosti proudění plynu zrnitým materiálem mezi rychlostí odpovídající minimální fluidaci s částicemi právě suspendovanými v nahoru proudícím vzduchu, a rychlostí odpovídající maximální expanzi zrnitého materiálu, při které se udržuje fáze hutné fluidace.

Expandovaná vrstva je v podstatě v bezbublinovém klidovém stavu fluidace částic s horizontálním klidným povrchem, kterým skleněná tabule 6 vchází do vrstvy·

Membrána 20 může obsahovat ocelovou desku, která má pravidelné rozložení otvorů a několik vrstev tlustého mikroporézního papíru položeného na desce. Například může být použito 15 listů papíru· Membrána 20 je doplněna sítem z drátěného pletiva uloženým na vrstvách papíru, např. sítem z korozivzdorné oceli.

Koš pro zachycování střepů může být uložen blízko membrány 20 a je konstruován tak, aby nepřekážel rovnoměrnému proudění fluidačního plynu nahoru z membrány 20.

Vodítka 2 zasahují dolů do polohy pod ohýbacími nástroji 10, 11 a končí v oblasti horního okraje nádrže. Pevný rám 27 je upevněn v nádrži 18 a má nahoru zahnutou patku 28, na jejímž základě se zachytí spodní okraj skleněné tabule 6 ponořené do fluidní vrstvy, když se kle šlová tyč 8 spustí pod ohýbací nástroje 12* 11 výtahem.

Aby se dostala skleněná tabule 6 do zařízení, sníží se zvedací plošina 12 a 8 klešlovou tyčí 8 v nejnižší poloze u spodku vodítek se skleněná tabule 6, jež má být ohnuta a vytvrzena, zavede do kleští £.

Výtah potom zvedne zavěšenou skleněnou tabuli 6 do pece 1, která se udržuje na teplotě např. 850 °C, takže skleněná tabule 6 se rychle ohřeje na teplotu blízkou své dolní chladicí teplotě, např. v rozmezí 610 až 680 °C. Když skleněná tabule 6 dosáhla rovnoměrně požadované teploty, uzávěr uzavírající ústí £ se otevře a Žhavá skleněná tabule se spustí výtahem do polohy mezi otevřenými ohýbacími nástroji 10 а 11. Ramena 13 a 16 se uvedou do provozu a ohýbací nástroje 10. 11 se sevřou, aby ohnuly tabuli 6 do požadovaného zakřivení.

Když má bý\ vtisknuto tabuli 6 požadované zakřivení, např. aby se umožnilo, že tabule se může použít jako složka vrstveného předního ochranného skla pro motorová vozidla, ohýbací nástroje 10. 11 se otevřou a žhavá zakřivená skleněná tabule 6 se rychle spustí do fluidní vrstvy 17 v nádrži 1§, která byla zvýšena do chladicí polohy zvednutím zvedací plošiny

19. zatímco skleněná tabule 6 byla zahřáta v peci 1· Fluidní vrstva 17 se udržuje na teplotě mezi 30 °C až 150 °C vodním chlazením pláštěm 29 upevněným к plochým podélným stěnám nádrže J8.

Fluidní vrstva 17 je tvořena plynem fluidovaným zrnitým materiálem, který je směsí předem stanovených podílů několika zrnitých materiálů, z nichž alespoň jeden má plynotvorné vlastnosti a je schopen uvolnit plyn, když přijde fluidní materiál do styku se žhavým sklem.

Vhodný plynotvorný zrnitý materiál je schopen uvolnit 4,0 % až 37 % své vlastní hmotnosti plynu, když se zahřeje do konstantní hmotnosti při 800 °C« Vhodnými materiály jsou gama-oxid hlinitý γ-Α1₂0ρ který je porézní a obsahuje vodu adsorbovanou ve svých pórech; hlinitokřemičitany, které jsou porézní a obsahují vodu adsorbovanou ve svých pórech; hydráty oxidu hlinitého, jako je trihydrát oxidu hlinitého Al₂0y3H₂0, obsahující spojenou krystalickou vodu, a monohydrát oxidu hlinitého AlgOyHgO, obsahující krystalickou vodu, který je porézní s vodou, která je také adsorbována v pórech; materiály, které vytvářejí plyny jiné, než je voda, např· hydrogenuhličitan sodný NaHCOy

К vytvoření požadovaných vytvrzovacích pnutí ve skle se složky směsi zrnitého materiálu smíchají v předem stanovených podílech, které udělují směsi tekutost v rozmezí 60 až 86 a tepelnou kapacitu na jednotku objemu při minimální fluidaci v rozmezí 1,02 až 1,75 MJ. .βγΛκ·¹.

Jiné složky směsi, které jsou smíchány s plynotvorným zrnitým materiálem, jsou zrnité materiály, které jsou inertní v tom smyslu, že v podstatě žádný plyn se neuvolní z materiálu, když se tento materiál zahřeje· Příklady jsou alfa-oxid hlinitý a -AI₂0^; zirkon ZrOy • Si0₂; karbid křemíku a kuličkoví tý oxid železí tý a-FegOy

Tyto zrnité materiály jsou hutné a neporézní a jsou vybrány tak, aby měly tekutost a tepelnou kapacitu rozdílnou od tekutosti a tepelné kapacity plynotvorného zrnitého materiálu tak, že v závislosti na podílu použitého hutného neporézního materiálu, jsou účinné pro modifikaci tekutosti a tepelné kapacity směsi zrnitých materiálů v takové míře, že se vytvoří požadovaný stupeň vytvrzovacích pnutí ve skle·

Předpokládá se, že když se žhavá skleněná tabule rychle ochladí v plynem fluidované vrstvě této směsi zrnitých materiálů, rychlé uvolnění a expanze plynu uvolněného z plynotvorného zrnitého materiálu vlivem zahřátí tohoto zrnitého materiálu u skleněných povrchů zvýší místní promíchávání směsi zrnitých materiálů na skleněných površích způsobem blízkým vření kapaliny, což má za následek to, že tam existují promíchávané vrstvy plynu a zrnitého materiálu, proudící po površích skla, když se sklo ochlazuje ve fluidní vrstvě·

Smícháním složek směsi v předem stanovených podílech se dosáhne optimálního přestupu tepla od skleněných povrchů do objemu vrstvy, což vyvolá požadovaná napětí, která se mají zavést do skla, dosahuje se stálého rozptylování tepla do vzdálenějších částí vrstvy, a to tepla, které se extrahuje zé skla promícháváním fluidního zrnitého materiálu, bezprostředně obklopujícího skleněnou tabuli·

Vodou chlazený plášl 2J udržuje odlehlejší části vrstvy chladné, takže tyto působí ve skutečnosti jako odváděč tepla· Intenzívní promíchávání zrnitého materiálu na skleněných površích pokračuje ještě dost dlouho po ochlazení skla pod dolní chladicí teplotu, což zajišťuje, že teplotní gradienty od středu к povrchu skla zpočátku vyvolané ve skle, když je sklo ve fluidní vrstvě, se udržují, když se sklo ochlazuje v oblasti dolní chladicí teploty, načež se vytvoří požadované vytvrzovací pnutí během pokračujícího chlazení skla, zatímco je toto sklo stále ponořeno ve vrstvě·

Spodní okraj žhavé skleněné tabule se rovnoměrně ochlazuje, když spodní okraj vstupuje do horizontálního klidového povrchu expandované fluidní vrstvy· V podstatě tatáž tahová napětí se vytvoří v různých oblastech povrchu okraje skleněné tabule tak, že se vyskytuje velmi nízký lom.

Během spouětění spodního okraje skla do vrstvy každá Část spodního okraje vždy přijde do styku s fluidním materiálem, který je v klidovém, rovnoměrně expandovaném stavu fluidace částic, a tato rovnoměrná úprava spodního okraje bez ohledu na proudění proudu srnitého materiálu, které může být vytvořeno na žhavých skleněných površích vývojem plynu z plynotvorné složky směsi, rozsáhle předchází lomu a následným problémům zacházení s úlomky skla ve vrstvě, což spolu se zábranou ztrát skleněných tabulí vlivem změny tvaru skleněných tabulí a/nebo poěkození kvality povrchu žajiěluje komerčně výhodný výnos vytvrzených skleněných tabulí.

Některé příklady provádění vynálezu s vybranými směsmi zrnitého materiálu jsou uvedeny dále. V každém z příkladů je číselná hodnota součinu hustoty částic v g/cm^ a střední velikosti částic v mikrometrech každé složky směsi menSÍ než 220. To je kritérium, které se ukázalo být výhodné pro hodnocení, zda je určitý zrnitý materiál vhodný pro fluidací v klidovém, rovnoměrně expandovaném stavu fluidace částic, když se používá vzduch při teplotě okolí a tlaku okolí. Směs jednotlivých zrnitých materiálů je potom schopná fluidace v klidovém, rovnoměrně expandovaném stavu fluidace částic.

Příklad 1

Fluidní vrstva JJ byla vytvořena směsí gama-oxidu hlinitého jako plynotvorného zrnitého materiálu a alfa-oxidu hlinitého.

Použitý gama-oxid hlinitý byl mikroporézní materiál mající póry o průměru v rozmezí 2,7 až 4,9 nm a od 20 % do 40 % volného porézního prostoru. Póry obsahovaly adsorbovanou vodu, která se uvolňuje jako plyn, když se materiál zahřívá.

Použitý gama-oxid hlinitý měl následující vlastnosti:

střední velikost částic	119 /m
rozložení velikosti částic	2,34
tekutost	90,25
obsah vody (ztráta hmotnosti při 800 °C) tepelná kapacita na jednotku objemu při minimální fluidaci	4,3 « 1,09 MJ.m~³.K·

Použitý alfa-oxid hlinitý byl hutný a neporézní a měl následující vlastnosti:

střední velikost částic 30 рш rozložení velikosti částic 1,22 tekutost 70 tepelná kapacita na jednotku objemu při minimální fluidací (MJ.m“³.K¹) 1,3

Pokusy byly prováděny se směsmi gama-oxidu hlinitého a alfa-oxidu hlinitého, které byly smíchány dohromady v předem stanovených podílech.

Tabule skla sodnovápenatokřemičitého složení o tloušice 2,3 mm byly nařezány a jejich okraje byly upraveny zaoblením pomocí kotouče s jemnou diamantovou drtí. Každá tabule byla zahřáta na 660 °C v peci £ předtím, než byla ohnuta a ochlazena ve fluidní směsi, která byla v klidovém, rovnoměrně expandovaném stavu fluidace částic. Tabulka I shrnuje vlastnosti různých směsí těchto materiálů v rozmezí 30 % až 90 % hmotnosti alfa-oxidu hlinitého a 70 % až 10 % hmotnosti gama-oxidu hlinitého, dále středové tahové napětí vyvolané ve skleněných tabulích, když byly ochlazeny. Pro srovnání je v tabulce I také uvedeno středové tahové napětí vytvořené, když se použije pouze alfa-oxid hlinitý samotný a také pouze gama-oxid hlinitý.

Tabulka I

	Procenta ve směsi
alfa-oxid hlinitý	0	30	50	70	90	100
gama-oxid hlinitý	100	70	50	30	10	0
tekutost směsi	90,25	81 ,5	75	74	72,25	70
tepelná kapacita směsi na jednotku objemu při minimální fluidaci )	1,09	1,16	1,20	1,24	1 ,28	1,3
středové tahové napětí (MPa)	41	43	49	49	47	32

Obr. 2 znázorňuje změnu středového tahového napětí se složením směsi.

Gama-oxid hlinitý samotný má tekutost, která je příliš vysoká pro vytvoření maximálního vytvrzovacího pnutí ve skleněných tabulích, zejména vzhledem ke své velké střední velikosti částic a skutečnosti, že tyto částice jsou relativně hladkého, nehranatého tvaru. Přídavek podílu alfa-oxidu hlinitého, který má nižší tekutost než gama-oxid hlinitý, vzhledem к menší střední velikosti částic alfa-oxidu hlinitého a hranatosti svých jednotlivých částic, snižuje tekutost směsi.

Tekutost směsi se snižuje, když se zvyšuje množství alfa-oxidu ve směsi a nastává úměrné zvýšení vytvořeného středového tahového napětí. Maximální středové tahové napětí 49 MPa se dosáhne, když byla tekutost nastavena na optimální hodnotu 74 a směs obsahovala asi 70 % hmotnosti alfa-oxidu hlinitého a 30 % hmotnosti gama-oxidu hlinitého.

Alfa-oxid hlinitý má vyšší tepelnou kapacitu než gama-oxid hlinitý a jak se zvyšuje podíl alfa-oxidu hlinitého ve směsi, dochází к postupnému zvýšení tepelné kapacity směsi, což přispívá к vzrůstu napětí, kterého se dosáhne.

Další přídavek alfa-oxidu hlinitého v podílu nad 70 % hmotnosti zvyšuje tepelnou kapacitu mírně dál a udržuje přiměřenou tekutost, ale snižuje středové tahové napětí vyvolané ve skle, poněvadž podíl plynotvorné složky, gama-oxidu hlinitého, byl snížen na nízkou hodnotu.

Příklad 2

Fluidní vrstva byla vytvořena směsí gama-oxidu hlinitého jako plynotvorného zrnitého materiálu a alfa-oxidu hlinitého.

Použitý gama-oxid hlinitý byl mikroporézní materiál o velikosti pórů v rozmezí 2,7 až 4,9 nm a se 20 % až 40 % volného porézního prostoru. Póry obsahovaly adsorbovanou vodu, která se uvolnila jako plyn, když byl materiál zahřát.

Použitý gamo-oxiU měl následující vlastnosti:

střední velikost částic 64 цщ rozložení velikosti částic1,68 tekutost 'Θ4 obtah vody (ztráta -hmoOnnoti při 800 °C)4 % tepelná kapacCta na jednotku objemu při rniniaální fluidMi (MJ.m^-3.^¹)1,66

Byl použit stejný alfa-oxid hlinitý jako v příkladu 1.

Byly provedeny pokusy se směsmi garnoaoxidu hlinitého a alfa-oxidu hLinitého, které byly smíchány v předem stanovených podílech od 100 % gamo-oxidu hlinitého a 0 % alfa-oxidu hlinitého Uo 0 % gamaaoxidu hlinitého a 100 % alfa-oxidu hlinitého.

Tabulka II shrnuje tepelnt kapacity na jednotku objemu při oinioOání fluidaci a tekutosti pouHtých směsS.

Tabulka II

Směs (%)	Tepelná kapaecta	Tetaitost
gamo-oxiU hinitý	alfa-oxid hlinitý
100	0	1 ,05	84
86	14	1 ,09	82,75
61	39	1,15	79
40	60	1 ,20	76
22	78	',25	73,25
7	93	1,29	71
0	100	1,30	70

Tabule Skla todnooVáPnnCoOkemiččtého složení 2,3 mm tlustt byly nařezány a jejich olaraje byly upraveny zaoblením za pouuití kotoučů z jemná diamantovt drti. KaiUá tabule byla zavěšena kleštěmi J a byla zahřáta v peci j. předtím, nei byla ohnuta a ochlazena.

Výsledky jsou uvedeny v obr. 3 a 4. Vodorovná úsečka kaiUt křivky představuje hmoonostní složení směsi v %· V kažUtm z obr. 3 a 4 jsou čty^i křivky, odppoííující středovému tahovtmu nappsí (obr. 3) a povrchovému tlkkovému nappsí (obr. 4), vyvolant ve skleněných tabulích o tloušlce 2,3 mm, ktert byly zahřátý na teploty 610, 630, 650 nebo 670 °C a potom ochlazeny ve fluidní vrstvě £7» která byla udržována v klddovtm, rovnoměrně expandovaném stavu fluddace částic a přd teplotě v rozmezí 60 až 80 °C.

Křivky ukázní, že bylo výhoUnt užít oU 7 Uo asi 86 % hmoOnootd alfa-oxidu hlinitého a^iíchaněho s gcma-oxidem hldndým. Jak se pod dl alfa-oxidu hlinitého ve smési zvyšuje, středovt tahovt nappěí a povrchovš tlakovt nappěí vyvolcnt ve skle při postupu tepelntho vytvrzování se zvyšuje na maximum, ktertho se dosáhne, když množní alfa-oxidu hlinitého je asi 70 až -80 % hmoonooSi uměS. Obecně byla nejvyšší napěěí vyvolána, když množní alfa-oxidu hlinitého bylo oU 55 Uo 85 % hmoOnooti Vyšší poodl alfa-oxidu hlinitého ve smési působí snižování vyvolaných ncppěí.

Vhodným výběrem podílů gamea-oxidu ^dnitého a alfa-oxidu hlinitého měla směs plynotvornt vlcltoosli, tepelnou kapacitu na jednotku objemu při odndoOlní fluidní při 50 °C a tekutost takové, že se vytvooily pozoruhodně vysokt hodnoty ttřeUuvéhu teho/tho nappěí a

1 povrchového tlakového napětí v tabulích skla o tloušťce 2,3 mm· NapřiIkLad, když se sklo zahřeje na 670 °C a potom se oclh.adí, může bý vyvoláno požadované středové tahové napětí v rozmezí 42 MPa až 49 MPa a odpooííaaící povrchové tlakové napětí v rozmezí 83·MPa až 103 MPa ve skle výběrem předem stanovených podílů gamaaoxidu hlinitého a alfa-oxidu hlinitého ve směti v rozmezí od 7 do 86 % hmoonnosi gamaaoxidu hlinitáho a od 93 do 14 % hmotm^o^ttL alfa-oxidu h.initáho.

Příklad _ 3

TabbULe todnová¹oeoPn^třee⁰δitáht sida o taouěíce 6 mm ^byly h^znuV a jejic^h ofraje upraveny, potom byly zahřátý a ochlazeny ve fluidní vrstvě·v klidovém, rovnoměrně expandovaném stavu fuuddace částac, tvořené směsí téhož zrnitého gamg^a-^j^idu hlinitáho a alfa-oxidu h.initáho jako v příkladu 2.

Obr. 5 a 6 jsou grafy podobné grafům z obr. 3 a 4, které znászoruuí výsledky získané pro skleněné ta^^e zahřátá na · teptáty 61^ 630, ⁶⁵⁰ a ⁶⁷⁰ °C a ^potom ochlazené.

Výsledky u^i^ssv^ují» že požadovaná vytvrzovací · mohou být vyvolána ve skle v závislosti na podílech gameaoxidu hLinitáho a alfa-oxidu h-initáho ve sočis. M^p^Xl^OIi^zí napětí byla získána, když směs obsahovala asi 65 až 95 % hrnotnossi alfa-oxidu hlinitáho. Například, když bylo sklo zah^áto na 670 °C a potom ochlazeno ve fluidní směěi 22 % hmotnosti ga^e^a(^J^l.du hlinitáho a 78 % hmotnost alfa-oxidu hlinitáho, mělo .středové tahové ορρ^ΙΙ vyvolané ve skle hodnotu 91 MPa a povrchové tlakové napěěí 216 MPa.

Toto vysoce pevné sklo o tloušťce 6 mm bylo použito pro výrobu okenních sestav pro letadla a železniční ltkoao0iíy.

Podobné výsledky byly získány, když se vytvrzovaly tabule stdnovááoenaotř^,emOiitého ska o tloušíce 10 mm. Tyto skleněné tabule jsou používány ve výrobě okenních sestav pro letadla, které mohou např. obsahovat dvě · tabule vytvrzeného skla o tlouštce 10 mm a vnější tabtui o tloušťce 3 mm. TabiU.e jsou vrstveny spolu s plastickými aeeivrttvaai známého druhu.

Příklad 4

Tabule sodnovááoeoPntj^;eaOiitéht skla o tloušťce 12 mm byly nařezány a jejich okraje upraveny, načež byly zahřátý a ochlazeny ve fluidní vrstvě tvořené směsí ga^s^ac^n^idu hlinitého a alfa-oxidu h-initáho v předem stěnovaných podílech sten^ým způsobem jako v příkladu 2. Byly získány výsledky pro skleněné tabule zahřáté na 610, 630, 650 a 670 °C s rozmezím poddlů game^a-^n^idu hinitáho a alfa-oxidu hlinitáho a výsledky jsou znázorněny křivksmi v obr. 7 a 8.

M^p^Xl^01l^2Í hodnoty n^i^Pttí byly naměřeny, když fluidní směs obsahovala asi 65 až 85 % hmo0notti alfa-oxidu hlinitáho. Když byla tabule zahřáta na 670 °C a ochlazena ve fluidní vrstvě směěi 22 % hnoonnosi gaaoaoxiiu hlinitáho a 78 % hmoOnooti alfa-oxidu hlinitáho, bylo středové tahové napětá ve skle 124 MPa a povrchové tlakové opp0tí bylo 261 MPa.

Obr. 7 a 8 znászoňuuí, jak široký rozsah hodnot íytírztípcích napěěí může být vyvolán ve skle, když se to požaduje, výběrem složek sošií zrnitých aaPtrillů vzhledem k příslušné teplotě, na kterou se sklo zadívá před ochlazením.

Výsledky znázorněné· v obr. 3 až 8 maad to společné, že vyšší vytvrzovací napětá se dosáhnou, když se zvýší ve směsi poddl složky o vyšší tepelné kapaaitě (alfa-oxid hlinitý) až do bodiu, kdy ' d^Lší zvýšení poddlu snižuje poddl · olyotnítrné složky (ga^e^a-^n^id h.Lnitý) na nežádoucí úroveu.

podílů plynotvorného materiálu a další složky nebo složek směsi zajištuje tekutost srnmsi v rozmezí 60 až 86, která je taková., že povaha promícháváni je příznivá pro ochlazení skla v takové míře, že se dosáhne požadovaných hodnot napěSí ve slkle.

Chlazení skla nastává vlivem rychlého promícháviání zrnitého maateiálu v·blízkosti povrchu skla, přičemž míchání je v poddtatS způsobeno vývojem vodní páry z gama-oxidu hlinitého ve směsi.

Vyšší poodl alfa-oxidu hlinitého zvyšuje míru odběru tepla ze sídla, stejně jako modifikuje tekutost simsi.

Příklad 5

Fluiíní vrstva byla tvořena · sidOs! gamm-oxidu hlin^ého jako plynotvorné složky s podílem kulovitého oxidu železiéého a-FegOj a jednoho nebo dvou druhů alfa-oxidu hlinitého.

Gl-něaoxid hlinitý měl následujcí ilaientsil:

střední velikost částic 84 pm rozložení velikosti částic 1,94 tekutost

87,25 obsah vody (ztráta hmotnnssi při 800 °C) 6 % tepelná kapsacta na jednotku objemu při minimmání fluidaci

1,063

Kulovitý oxid želežitý měl vlastnooU:

střední velikost částic rozložení velikosti částic tekutost tepelná ka]paaita na jednotku objemu při о1п1о01п1 fluidaci pm ,69

76,5

2^1 MJ.·“³.^

První alfa-oxid hlinitý měl následujcí ^1-^по£^1:

střední velikost částic rozložení velikosti částic tekutost pm '25 tepelná kapsacta na jednotku objemu při οΙπΙοΟΙπΙ

1,192 MJ.°“³.K·¹

SlklenSné tabule iodnotVlpraaotkeměčieého složen ni o tloušťce 2,3 mm byly zahřátý na 660 °C a ochlazeny ve fluidních siamsích výše uvedených m^at^el^i^^lů, které byly v klddovém, rovnoměrně expandovaném stavu fluidace částic.

Vlaienosii směsí a výsledná středová tahová napěSí vytvořené ve skleněných tabulích jsou uvedeny v tabulce III.

»3

Tabulka III

	(1)	HoSrnostní koncentrace ve směsi (%)	(5)
(2)	(3)	(4)
gamen-oxid hLinitý	70	50	30	20	16
kuLovitý oxid železitý	30	50	70	35	28
aLfa-oxid hlinitý (1)	-	-	-	45	36
alfa-oxid hLinitý (2)	-	-	-	-	20
tekutost směsi	82	79	78	74	73,5
tepelná kapeacta směsi na jednotku objemu při оХп1о01пХ fluidmc! MJ.^m_3.K^_1	1,347	1,54	1 ,726	1,502	1 ,44
středové tahové puti MPa	45	49	50	57	53,0

Obr. 9 znázorňuje změnu středového-tahového pnutí se složením směsí (1, 2 a 3) z gama-oxldu hlinitého a a-F^gO^ v tabulce III. Středová tahová napětí vzniklá následkem pootití gamm-oxidu hlinitého samotného a- a-FegOj samotného byla 41 MPa a resp. 32 MPa.

Jako v příkladu.1 má gama~oxid hLinitý, který byl poutit v tomto příkladu, tekutost, která je přilit vysoká pro vytvoření meacimálního vytvrzovacího napětí ve skleněných tabulích. Kutovitý oxid ielezitý má niití tekutost nei gamaaoxid hlinitý, zejména z důvodu menší střední velikosti částic. Přídavek rostoucích minoitví kuLovitého oxidu železného k gamaaoxidu hLi^niému ve směsích (1, 2 a 3) z tabulky III má postupný účinek na snížení tekutosti směsi postupným snižováním střední velikosti částic směss, jak se zvyšuje množství k^Lovitého oxidu železitého ve směsi.

Jak se tekutost směsi snižuje, dochází k postupnému vzrůstu středového tahového napětí vytvořeného ve skleněných tabu.ích. Maximálního středového tahového napptí 50 MPa se dosáhne, když směs obsahuje asi 70 % kulovitého oxidu železitého a 30 % gama-oxidu hLiniéého.

Tekutost kuLičkovítého oxidu železitého není tak nízká jako tekutost alfa-oxidu hlinitého použitého v příkladu 1 , pontvadž oxid železitý má Větší střední velikost částic a částice jsou hladce Zaoblené Ve srovnání s hranatými ' částicemi alfa-oxidu hlinitého. KuHčkovitý oxiLd železitý není tedy tak účinný při· snižování tekutosti směsi jako alfa-oxid hlinitý z příkladu 1.

Směs (3) tohoto příkladu obsedhujcí 70 % hmoonoosi kuličkovitého oxidu železitého a 30 % h^onas^ gamm-oxidu hLin^ého, která vytváří maximmání středové tahové napptí 50 MPa, má tekutost 78, která je vyšší než optimální tekutost 74 směsi 70 % hJOoSnosSi alfa-oxidu hLin^ého a 30 % h]oosnossi gamm-oxidu hlLnitéhs, která vytváří vysoké středové tahové napttí v příkladu 1.

Meacimminí středové tahové napětí vytvořené smě ti (3) v tomto příkladt je však p^ibližnt stejné jako maximmání středové tahové napětí vytvořené směsí z příkladu 1. To je tím, že ačkooi tekutost směsi (3) je trochu vyšší než optimální tekutost, při které se vytváří m^ximání napptí, má k^li^čko^itý oxid železitý pouHtý ve směsi (3) značnt vyášzí tepelnou kapaactu, než je tepelná kapaaita alfa-oxidu minlém^ použitého v pokladu 1.

Pontvadž se mělo za to, že tekutost směsi (3) je příliš vysoká, byla připravena směs (4), která obsahovala pooíl alfa-oxidu hLinl^ho, jaký byl pou^t v příkladu 1. To snížilo tekutost smmsi na o^^íí^^^Il^^í hodnotu 74 a směs vytvooila další zvýšení středového tahového napptí na 57 MPa navzdory snížení tepelné kapaacty.

Směs (4) má tutéž optimální hodnotu tekutosti, tj. 74, jako směs z příkladu 1, obsahující . 30 % gamea·oxidu hliniééhs a 70 % alfa-oxidu hliniééhs, která vytvilří maxXmminí středové tahové napptí 49 MPa. Fakt, že směs (4) vytváří vyěěí středové tahové napětí ⁵⁷ .je ' způso^bena v^yěěí ^^loou topaa^ou ⁽4^ ^kter^á je ^1,5^{02 M}J.m~³.K“', ve srovnání s 1,24 směsi z příkladu 1.

Daaěí snížení teklvyplývající ze zahrnutí podílu druhého alfa-oxidu hlinitého ve směsí (5), bylo vytvořeno snížením tepelné kapaaCty . směsi ve srovnání se směsí (4) s doprovodným.malým snížením středového tahového napětí.

Příklad 6

Fluidoí vrstva byla tvořena směsí plynotvorného zrnitého majtrlllu z monohhddátu oxidu МЛо^ёРт ΑΙ2Ο3.Η2Ο a zirkonu Zr^.SiOg.

MonoOhclrát oxidu МЛо^ёгт byl ve formě boetamtu, což je porézní maaeriál, nbsthutjeí 15 % Η^^ηο^Ι krystalické vody a 13 % hnoOnosti vody ve svých pórech. Adsorbovaná voda se uvolňovala během cJh.azení skla a byla zvlášť účinná pro . vývoj plynu, který působí zvýšené promíchávání zrnitého majtrillt v blízkost povrchů skla.

Monotydrát použitého oxidu &Ио^ё1т měl následníci vlastnost:

střední velikost částic rozložení velikost,! částic tekutost obsah vody (ztráta hmohnonsi při 800 °C) tepelná kapsa!ta oa jednotku objemu při miniméftní flui^ci

5i m »00

28,4 %

Μβ M^.m^-^.K^-1

Zirkon, který je inertním nepo^o^ k^m^ianém zirkoničitým n vyšší tepelné kapacitě než alfa-oxid h.ioitý, měl následnici alateooвti:

střední velikost částic	34 jim
rozložení velikosti částic	1.73
tekutost tepelná kapaacta oa jednotku objemu při minim&ní ^uičLaci	67 1^,76 MJ.^o_3.K^¹

Skleněné tabule o tloušťce 2,3 mm byly zahřátý oa 660 °C a ochlazeny ve smétích monohydrátu oxidu hHo^ého a zirkonu, jak je uvedeno v tabulce IV, která shrnuje vlastnost sibOs! a středová tahová oapptí ' vytvořeni' ve '' skleněných tabulích.

Tabulka IV

	HmonnoSní tložení směsi
monoOh^rУrát oxidu h.iniéého	100 %	70 %	50 %	20 %	10 %	0 %
zirkon	0 %	30 %	50 %	80 %	90 %	100 %
tekutost směsi	78	75,5	74	73 .	71	67
tepelná kapaacta na jednotku objemu při oinioOání fluidaci (MJ.^m_3.ť··’)	1 ,005	1,277	1 .41	1,62	1,70	1,76
středové tahové napětí	37	42	44	46,5	39	23

Obr. 10 znázorňuje změnu středového tepového napětí se složeni sm^si..

Monotydrát oxidu hLinitého má dobré plynotvorné vlastnosti a nižší hodnotu tekutosti, než jsou u gamaaoxidů hlinitých uvedených v příkladech 1 a 5. Ovšem tekutost monooihdrátu oxidu hlinitého je vyšší než optimální tekutost, která vytváří maairnmání středové tahové nappěí, a tepelná kapaaCta je relativně nízká. Zirkon má nižší tekutost a vyšší tepelnou kapaaCtu než monnohrddát oxidu M^hého a jak roste poddl zirkonu ve sioOsS, nastává postupné zvýšení středového tahového napěěí vytvořeného ve skle vl^em jak postupného snižování tekitooti, tak zvyšování tepelné kapacCty směss.

Zirkon má vysokou tepelnou kapaaCtu, která významně přispívá ke zvýšení středového tahového napěěí ve skleněných tabulích stejiým způsobem jako kulovitý oxid železitý v příkladu 5. Poněvadž zirkon má nižší tekutost než kuLovvtý oxid železitý z příkladu 5, je účinnější při snižování tekutooti s^ě^sS, tudíž vytváří větší příspěvek ke zvýšení středového tahového nappěí, které je způsobeno snížením hodnoty tekutooti směsí.

Maaimáání středové tahové nappěí 46,5 MPa se dotáhne, když směs obsahuje asi 20 % monohydrátu oaidu hlin^ého a 80 % zirkonu, přičemž směs má tekutost na optimální hodnotě 73.

Daaší přídavek zirkonu okolo 80 % hmoonnoíi zvyšuje tepelnou kapaaCtu soOsí, ale má za následek snížení středového tahového nappěí vivvem významného snížení tekutosti pod optimální hodnotu a snížení poodlu ply-not-vorné složky, tj. m>nc^oh^y^d^í^1tu oxidu hLioitého, na níže účinnou úroveň.

P říkl a d 7

Fluidní vrstva byla tvořena směsí alfa-oxidu hLinitého te stejrými podly každého ze čtyř gcmocoxidů hlinitých označených A, B, C a D v tabulce V, která shrnuje vlastnosti gaoaaoχirů hLinitých.

Tabulka V

Gana-oxidy hlinité

	A	B	C	D
střední velikost částic (m)	70	61	57	72
rozložení velikosti částic	1,47	1,67	1,66	1,65
tekutost	88,5	88	85	86

Gamm-oxidy hLinité pokračování tabulky V

	A	B	C	D
obsah vody (% hmoOnoolní ztráty při 800 °C)	7	7	7	7
tepelná kapacita na jednotku objemu při minim^ní ^fluidaci ^(MJ.m“³.^K ⁾	1,16	1.16	1'2	1,12

Vlastnosti alfa-oxidu hlinitého byly násladdUící:

střední velikost částic	22 \|ЦШ
rozložení velikosti částic	1,69

tekutost tepelná kapacita na jednotku objemu při ainia^alní'fluidaci

1,24 MJ.rn^_3.K

Skleněné tabule so(dlooáppdnCtOkeaiiittho složení o tloušťce 2,3 mm byly zahřátý na 660 °C a ochlazeny v plynem fluddova-ných směsích výše uvedených ma^elá^, které byly v klidovém, rovnoměrně expandovaném stavu fundace částic.

Vlastnosti směsí a výsledná středová tahová napětí vytvořená ve skleněných tabulích jsou uvedena v tabulce VI.

Tabulka VI

	Hmotností . složení směsi
směs 4 gama-oxidů hlinitých	100 %	40 %	20 %	10 %	0 %
alfa-oxid hlinitý	0 %	60 %	80 %	90 %	100 %
tekutost směsi	87	70	67	65	63
tepelná kapacita na jednotku objemu ^při miniminí fluiteci (MJ.m^.K¹)	1,14	1,20	1 ,22	1,23*	1,24
středové tahové pnutí	39	40	35	31	25

Obr. 11 znázorňuje změnu středového tahového nappěí se složením lmaěl.

Kedcihzzdjcí příklady ukázaly, jak mohou být vytvořeny vyšší tlaky směsmi plynotvorného ' zrnitého maatelálu s inertním aaceriálea, než mohou být vytvořeny použitm samotného plynotvorného zrnitého aaCeeiálu. Může být ovšem požadováno vytvořit nižší hodnoty nappěí, než se mohou dosáhnout použitím plynotvorného zrnitého mmatriálu samotného.

V ' tomto příkladu se 'toho dosahuje použitím alfa-oxidu hlin^ého, který má malou střední velikost částic a relativně široké rozložení velikosti čásUc, což má za následek význačně nižší tekutost, než je tekutost alfa-oxidů hlinitých použitých v předchhzzdíiíih příkladech.

Maximmání středové tahové nappěí, které bylo vytvořeno, bylo 40 MPa při p^t^uži^zí směsi 40 % gcmaaoxidu hlinitoho a 60 % alfa-oxidu hlinitého, která měla tekutost 70. To jen málo vyšší, než je středové tahové napětí 39 MPa vytvořené při použití gama-oxidu hlinitého samotného.

Postupný přídavek dalšího alfa-oxidu hLi^o^ié^ř^o ve směti rychle snižuje tekutost směsí na tak nízké hodnoty, ie středové tahové napětí vytvořené ve skleněných tabulích je menší než středové tahové napětí vytvořené za poožití gamm-oxidů hlinitých samotiých.

Příkl a d 8

Fluidní vrstva byla tvořena směsí 9 % hmoonnosi zeeoitu, který je porézním krystalickým hliniOoЬeeoiδitoeeo, který má adsorbovanou vodu ve svých pórech, a 91 % hmoonnosi alfa-oxidu hlinitého. Zeeolt měl následující vlastnooti:

střední velikost částic	37 /uo
rozložení velikost částic	1 ,682
tekutost	70

tepelná kapaacta na jednotku objemu při minimální fluidaci 1^,4 MJ.m^-3.K“¹

Alfa-oxid hlinitý měl oásseduuící vlastnosti:

střední velikost částic	37 )im
rozložení velikost,! částic	1 ,682
tekutost	70
tepelná kapa^ta oi jednotku objemu při minimální fluidaci	1^,4 MJ.m~³.K“

Tepelná kapaacta na jednotku objemu při minimáání fluidaci směli ^byla ^1,3^{4 MJ}.m^-3.K^-1a tekutost směli byla 60.

Skleněná tabule o tloušlce 2,3 mm byla zahřáta na 660 °C a ochlazena ve fluidní směli a v tabuui bylo vytvořeno středové tahové napětí 41 MPa. Změnou vybraných poddlů složek směli mohLo být v tabuui vytvořeno středové tahové napětí v rozmezí 25 MPa až 41 MPa.

Příklad 9

Směs zrnitých maaeeiálů pro fluidaci obsahovala 20 % hmotnost ga^g^aos^idu hliniéého a 40 % hmotn^si každého ze dvou alfa-oxidů hLi^oitý^c^h, které byly snadno dostupné a které byly pouužty místo jednoho vzácnějšího alfa-oxidu

Vllstoooti gaimaoxtdů hlinitých byly násseddujcí:

střední velikost částic	57 ^^m
rozložení velikostmi částic	1 ,66
tekutost	85
obsah vody (hmoonootní ztráta při 800 °C)	7 %

1,18 tepelná kapaacta na jednotku objemu při minimáání fluida! (MJ.rn^-3.K~)

Vlastnosti dvou alfa-oxidů hlinitých А а В jsou uvedeny v tabulce VII.

Tabulka VII

Alfa-oxid hlinitý

	A	В
střední velikost částic Cum)	38	24
rozložení velikosti částic	1,19	1,25
tekutost	75	66
tepelná kapacita na jednotku objemu při minimální fluidaci (MJ.m³.IT¹)	1,14	1.19

Tekutost směsi byla 73,5 a její tepelná kapacita na jednotku objemu při minimální fluidací byla 1,25

Skleněné tabule o tloušťce 2,3 mm byla zahřáta na 660 °C a ochlazena ve fluidní směsi a v tabuli bylo vyvoláno středové tahové napětí o velikosti 48 MPa. Změnou vybraných poměrných podílů složek směsi mohla být v tabuli vytvořena vybraná středová tahová napětí v rozmezí 34 MPa až 48 MPa.

Příklad 10

Přizpůsobivost způsobu tohoto vynálezu je dále znázorněna přizpůsobením směsi smícháním některých plynotvorných složek a některých inertních složek, které jsou všechny dostupnými a relativně levnými materiály, aby se vytvořila směs, která má plynotvorné vlastnosti a optimální tekutost a tepelnou kapacitu, která vytváří požadovaná napětí ve skle ochlazeném v této směsi, když je v klidovém, rovnoměrně expandovaném stavu fluidace částic.

V tomto příkladu uvedená směs obsahovala 5 % hmotnosti každého ze čtyř gama-oxidů hlinitých А, В, C a D, -JedichŽ vlastnosti jsou shrnuty v tabulce VIII.

Celkové množství 20 % hmotnosti gama-oxidu hlinitého bylo smícháno s 26,67 hmotnosti každého ze tří alfa-oxidů hlinitých E, F a G, jejichž vlastnosti jsou shrnuty v tabulce IX.

Tabulka VIII

	A	Alfa-oxid hlinitý В C	D
střední velikost částic (^un)	70	61	57	72
rozložení velikosti Částic	1,47	1 ,67	1 ,66	1 ,65
tekutost	88,5	88	85	86
obsah vody (% hmot, ztráty při 800 °C)	7	7	7	7
tepelná kapacita na jednotku objemu
při minimální fluidaci (MJ.m“^.K¹)	1,16	1,16	1,12	1,12

Tabulka IX

	E	Alfa-oxid hlinitý F	G
střední velikost částic ((rn)	38	30	24
rozložení velikosti částic	1,19	1 ,22	1.25
tekutost	75	70	66
tepelná kapacita na jednotku objemu ^při minimá^nii Hutaci. ^J.n^.K^-1)	1 ,38	1 ,3	1,19

Tekutost byla 74 a její tepelná kapacita na jednotku objemu při minimální fluidaci byla 1,²⁶ MJ.m“³.K”'.

Skleněná tabule o tloušťce 2,3 mm byla zahřáta na 660 °C a ochlazena ve fluidní směsi a středové tahové napětí vyvolané v tabuli bylo 49 MPa. Změnou vybraných podílů gama-oxidů hlinitých, představu^ících 20 % hmoonooSi směsi, nebo změnou podílů alfa-oxidů hlinitých, tvořících 80 % hmoonnoti směsi, nebo změnou relativních podílů celkového mnoství ga^aa(^j^idu hlinitého k celkovému mírnostv! alfa-oxidu hlinitého ve směsi moř^a výt vytvořena středová tahová napětí v rozmezí 32 až 49 MPa.

Příklad 11

Fluidní zrnitý mateni obsahoval 17 % hmoonnoti monc>hyyrátu oxidu hlinitého z příkladu 6, smíšeného s 83 % hmotnos! karbidu křemíku, který měl následnici vlastnosti;

střední velikost částic	40 μα
rozložení velikosti částic	1 .32
tekutost	72,75
tepelná kapacita na jednotku objemu při minimOlní fluidaci	1,21 MJ.m3.K“

Tekutost směsi byla 75 a její tepelná kapacita na jednotku objemu při minimOlní fluida^ci byl^a 1 ,02 Μ.:·“³.Κ“' .

Skleněná tabule o tloušťce 2,3 mm byla zcl·У^;ánc na 660 °C a ochlazena ve fluidní směsi a vyvolané středové tahové napětí v tabuli bylo 5' MPa. Tyto m^at^e^i.ály vytvooily 0ožnost vytvoření vybraného středového tahového napětí v širokém rozmezí 32 MPa až 51 MPa výběrem předem stanovených složek směsi k přizpůsobení směsi výrobě phSarhvaoéУh napětí ve skle.

Příklad 12

Ve rvhukhmoohoe0ní směsi mohou mít oba zrnité m^at^e^iály · plynotvor^né vlastnosti· Směs byla vyrobena ze stejrých УooOnootních podílů gama-oxidu hlioitého a trily-drátu oxidu hlinitého ΑΙ^Ο^.βΗ^Ο. Poddíl vody krystalické z tr Hydrátu oxidu hlinitého se uvolňoval při zahhívání, což zlepšuje účinek vody uvolněné z pórů gama-oxidu hlinitého.

jum

1,9 %

1,05 MJ.m'³.^’

Vlastnosti ga^a*c^)^l.du hlinitého byly následující:

střední- velikost částic rozložení velikosti částic tekutost obsah vody · (hmoonoolní ztráta při 800 °C) tepelná kapacCta na jednotku objemu při minimáání fluUdcci

Vlastnost trilyUrátu oxidu hlinitého byly násleeduící:

střední velikost částic rozložení velikosti částic tekutost obsah vody (hmoSnoolní ztráta při 800 °C) tepelná kapacita na jednotku objemu při minimáání fludcaci jm

1,42 %

1,56 MJ.m'³.K^_1

Teloitost směsi byla 85,25 a její tepelná kapa^ta na jednotku objemu při minimální byl^a 1^,31 MJ.m^.K¹. .

SIO-ioSoS tabule o tloušťce 2,3 mm byla zadáta na 660 °C a ochlazena ve fluidní směsi a středové tahové · napěsí vyvolané v tabuH bylo 47 MPa. Vybraná středová tahová napěsí v rozmezí 42 MPa až 47 MPa mohla být vyvolána ve skle vhodným výběrem relativních poddlů dvou plynotvorných maateiálů.

Příklad 13

Ptyno^ornré zrnito matoeiály, ^kter^é uvolnuuí pl^yn^y jirté, ne^ž je vodní pára při zadívání, se mohou také použžt, např. hydrogeeohličitco sodný NaHCO^, který uvolňuje adLdiáihičitý stejně jako vodu. Směs 10 % hmoOnooli h/drogeenhličitenu sodného sb88ChιUícíhs 0,6 . 56 hmosnooli ko^id^ího kysličníku křemičitého ke zvýšení jeho tekitossi s 90 56 hrnounoH clfc-sxiUh hlin^ého A z příkladu 9 b^yla pouužta v tomto příkladu. ,

Vlas tmo o si směsi hydrogeenuiičitgnu sodného s koloidndm oxidem křemičiýfa b^yl^y následnici:

střední velikost částic	70 jum
rozložení velikosti částic	1 ,98
tekutost	75

HgO + COg obsah ( hmoOnoolní ztráta

při 800 °C)	37 56
tepelná kapa^ta na jednotku objemu při minimálnd f^uidaci	1 ,41 MT.m^_3.ír

Telat tost fluidnd směsi b^yla 75 a její tepelná kapa^ta na jednotku objemu při minimální fluida! byl^a 1^,38 MJ.m³.K“¹. '

Skleněná tabule o tloušťce 2,3 mm byla zátáéta na ⁶⁶⁰ °C'a potom ochlazena ve fluidní směsi a střední tahové napětí vyvolané v tabuUi bylo 53,5 MPa. Vhodným výběrem relativních podílů složek směsi mohla . být vyvolána ve skleněné tabuUi vybraná středová tahová napětí v rozmezí 34 MPa až asi 55 MPa·

V mnoha příkladech je údaj napětí vyvolaný ve skle, když se ochladí ve fluidní směsi zrnitých maateiálů^, uve^den jako napětí vyvolan^á v tabuto o tloušlce 2,3 mm ze sodnov^enatokřemičitčo ska zO^to na 660 °C a potom ochlazeni ^ejtyo způsobem, jak:o tyl ^po^psán v příkladech 2, 3 a 4, mohou být různá napětí dosažena změnou teploty, na kterou se sklo zahřeje, a úměrně vyšší napětí jsou vyvolána v tlustším skle.

Všechny příklady znázzoriuUí, jak výběrem poddlů plynotvorného zrnitého maaeeiálu, který je schopen uvolňovat 4 až 47 % hmonnoti plynu ze své vlastní hmoonnott, když se ^zah^řeje. do kwist^tní hmotnost při 8ДО °C ^potom smíchčím tohoto pl^notvornčo materiálu v předem stanovených podílech s jiiými plynotvornými maateiály nebo s inertními ma^eláHy, může být směs přizpůsobena vytvořením požadované te^itoas! v rozmezí 60 až 86 a tepelné kapaa^cty na ječotku o^bjemu při oinioZLní flutoaci v rozmezí I,⁰² až. ^1,75 MT.m“³.^¹, co^žzaaišťuje, že skleněná tabule ochlazená ve směsi se tepelně vytvrdí do požadovaného stupně, vyznačeného v případech středovým tahovým napětím.

Jak je obvyELé v tepelně vytvrzeném skle, je poměr povrchového tlakového napětí ke středovému tahovému napětí řádově 2:1 a povrchové tlakové nappěí, které je vyvoláno, je obvykle asi dvojnásobné než uvedené středové tahové íippsí.

Ρο^ΚΟ způsobu tohoto vynálezu mohou být vytvrzovací podmínky snadno reprodukovány a je možné vyižít velké řady zrnitých maaterálů, jak jsou dostupné a pouHt směsi lacinější a snednně! dostupné zrnité maaeeiZly místo vzZcněěších a dražších jednotlivých komponent s^Ots, takže se s!Ížuuí provozní náklady.

Dále přísuuntyo výběrem zrnitých maaeriZlů a poddlů, ve kterých jsou smíchány, je možné vytvooit ve skle vybraná vyšší vytvrzovací napětí než nappěí, která se mohou dosáhnout kee'iouko0i ze složek sněts, když se pouuije samotná·

Některé ze zrnitých maatrrálů, které byly výše popsány, byly komerčně dostupné s vhodnou střední velikostí čás^c, rozložením velikosti tekutostí a tepelnou klpaaCtou.

Když tyto vlastnost požadovaného mattrrZlu, např. ganaaoxidu hlinitého, nebyly zatištěny v komerčně dostupných maaeriZlrch, pouuilo se prorvání k výrobě zušlrchetiých zrnitých οβ^ζΙΖΙ^ maccích požadované vlastnost pro směěování s tlsikαmi k vytvoření směts, která - když jr fUuíSovZia - vyvolá požadovaná vytvrzovací napětí vr skle.

Fluidní směěi uvedené v příkladech 1 až 4 a 13, jak bylo zjištěno, jsou zvlZšt vhodné pro tepelné vytvrzování skleněných tabu.! pro vrstvení při výrobě automooilových předních ochranných skel. Tekutost těchto směsí jr v rozmezí 71 až 83, obsah plynu v hodnotách ztráty hmSnnott, když se zOhř^ejí na konstantní hmoonost při 800 °C, je v rozmezí 4 % až 37 % a jejich tepelná ka^e^aita na jednotku objemu při oinimíZní fluidaci je v rozmezí 1,09 až 1 ^,38 MJ.m“³.^¹.

Výběrem poddlů složek směti je možné vytvoořt nižší napětí ve skle, než jsou napětí vytvořená samotnou plynotvsiisu složkou, což je znázorněno v příkladu 7.

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Způsob tepelné úpravy skla, při kterém se sklo zahřeje na předem stanovenou teplotu, potom se uvede do styku s plynem fluidovaným zrnitým materiálem, vyznačující se tím, že zrnitý materiál je směs vybraných zrnitých materiálů, z nichž alespoň jeden je zrnitý materiál, který má plynotvorné vlastnosti, schopný uvolnit od 4 % do 37 % hmotnosti plynu ze své vlastní hmotnosti, po zahřátí na konstantní hmotnost při teplotě 800 °C, přičemž podíly jednotlivých zrnitých materiálů směsi se zvolí tak, aby směs zrnitých materiálů měla tepelnou kapacitu na jednotku objemu při minimální fluidaci v rozmezí od 1,02 do 1,73 MJ.nT^.lC¹ a tekutost v rozmezí 60 až 86.
2· Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, Že se smíchají uvedené zrnité materiály v předem stanovených podílech, které udělí směsi tekutost v rozmezí 71 až 83 a tepelnou kapacitu na jednotku objemu při minimální fluidaci v rozmezí 1,09 MJ.nT^.K*¹ až 1,38
3· Způsob podle bodu 1 nebo 2, vyznačující se tím, že plynotvorným zrnitým materiálem je gama-oxid hlinitý.
4. Způsob podle bodu 3, vyznačující se tím, že směs obsahuje gama-oxid hlinitý a alfa-oxid hlinitý.
5. Způsob podle bodu 3, vyznačující se tím, že směs obsahuje od 7 do 86 % hmotnosti gama-oxidu hlinitého a od 14 do 93 % hmotnosti alfa-oxidu hlinitého.
6. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že směs obsahuje plynotvorný zrnitý materiál a alespoň jeden zrnitý oxid kovu, jehož tepelná kapacita na jednotku objemu při minimální fluidaci je v rozmezí od 1,76 MJ.nT^.K¹ do 2,01 MJ.nf*³.K~¹, směs má tepelnou kapacitu na jednotku objemu při minimální fluidaci v rozmezí od 1,27 MJ.nT^.K“¹ do* 1,76 MJ.m“\ a tekutost v rozmezí od 71 do 82.
7. Způsob podle bodu 6, vyznačující se tím, že zrnitým oxidem kovu je sferoidní oxid železí tý -FegOy
8. Způsob podle bodu 7, vyznačující se tím, že směs obsahuje 30 až 70 % hmotnosti sferoidního oxidu železítého.
9· Způsob podle bodu 8, vyznačující se tím, že směs obsahuje 70 až 30 % hmotnosti gama-oxidu hlinitého jako plynotvorný materiál.
10. Způsob podle bodu 8, vyznačující se tím, Že směs obsahuje 28 až 35 % hmotnosti sferoidního oxidu železítého a 45 až 56 % hmotnosti alfa-oxidu hlinitého, přičemž zbytek je gama-oxid hlinitý jako plynotvorný materiál.
11. Způsob podle bodu 6, vyznačující se tím, že zrnitým oxidem kovu je zirkon ZrO₂· .sío₂.
12. Způsob podle bodu 11, vyznačující se tím, že směs obsahuje od 10 do 70 % hmotnosti monohydrátu oxidu hlinitého AýO^.I^O jako plynotvorný materiál a od 30 do 90 % hmotnosti zirkonu.
13. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že plynotvorným zrnitým materiálem je hlinitokřemičitan.
14. Způsob podle bodu 13, vyznačující se tím, že hlinitokřemičitanem je zeolit a směs obsahuje od 8 do 10 % hmotnosti zeolitu a 90 až 92 % hmotnosti alfa-oxidu hlinitého.
15. Způsob podle bodu 1, vyznaauuící se tm, že plynotvoriým zrniýým mmaeriálm je mooooyyrát oxidu hLinitého AlgO^.HgO.
16. Způsob podle bodu 1, vyzna^u^í se tím, že smls obsahuje karbid křemíku SiC a ply-notv-orný materiál.
17. Způsob podle bodu 16, vyzna^u^í se tm, že směs obsahuje 17 % hmotnou mono- hydrátu oxidu a 83 % Ηοο^ο^Ι karbidu křemíku.
18. Způsob podle bodu 1, vyznaačuící se tm, že pljnotvoným zrniý;m maaeriálem je trily-drát oxidu Α1₂Οβ.3Η₂Ο .
19. Způsob podle bodu 1, vyzm^uící se tím, že smls obsahuje dva plynotvorné zrnité mateeiály, trHydrát oxidu hlinKého Al₂Oy3HgO a ga^e^a(^3^1.d hlinitý vé stejných podílech.
20. Způsob podle bodu 1 , vyzna^u^cí se tm, že plyoLotvoným zrniým maaeriálem je hydrogeenuiičitan sodný NaHCC^·
21. Způsob podle bodu 20, vyz^a^ící se - tm, že smés obsahuje 10 % hmotnotSi hydro- eemuhičitanu sodného a 90 % alfa-oxidu hliniéého.